影音空間產(chǎn)生的駐波原理

影音空間產(chǎn)生的駐波原理,是由墻壁的反射引起的,當(dāng)聲音通過空氣傳遞到墻壁時,會反射回來。某些頻率的聲音的反射聲的聲波正好與源聲音是相同的振動方向,那么這個頻率的聲音就會被加強(qiáng),于是這個頻率的聲音就變大了,也有些頻率的反射聲正好與源聲音是相反的振動方向,于是這個頻率的聲音就減弱了。

影音空間產(chǎn)生的駐波原理

駐波原理駐波原理


幾乎任何房間都有駐波問題,但程度有輕有重。墻壁相互平行、天花板和地板相互平行、  室內(nèi)沒有大型障礙物房間,通常都有嚴(yán)重的駐波。而室內(nèi)不同的位置,又有不同的駐波,下面來看一張實(shí)測圖片,在一間很小的空的長主形的房間內(nèi),用音箱播放一段掃頻信號,分別在錄音師位置和室內(nèi)后部角落里用測量話筒錄音,測出游同的駐波情況。

駐波原理

房屋大小不同,駐波的情況也不同。理論上,大房間的駐波現(xiàn)象要比小房間平緩,實(shí)際中也是如此。下圖給出的是兩個不同大小的房間的聲音反射造成的駐波情況(大致示意圖)。上面是大房間所引起的聲波干涉,下面是小房間引起的。相對而言大房間的聲音干涉要平緩得多。這就是為什么大錄音棚的聲學(xué)狀況要比小錄音棚好的原因之一。

駐波原理

國外聲學(xué)專家建議每一個房間至少要有70立方米才能保證高質(zhì)量的聲音再現(xiàn),這樣的房間的長寬高差不多是4*5.5*3米的樣子。

直角型房屋的長寬高的比例,也會帶來不同的駐波情況。最糟糕的是長寬高都一樣或者成整數(shù)倍,這樣聲音在三個方向上的干涉都一樣,會引發(fā)更劇烈的駐波。最好的情況是長寬高都不一樣,讓聲音在三個方向上的駐波互相抵消。下圖中就給出了在兩個不同空間里的共鳴曲線,兩個空間的容積都一樣大,但上面的是在長寬高的比例比較理想情況正氣,下面是在比例不理想的情況下的。

感謝聲學(xué)專家,他們已經(jīng)替我們計算好了直角型房屋的最佳的長寬高的比例。如下:

低頻的波長很長,而高頻的波長短,根據(jù)物理知識可以測算出,駐波問題主要發(fā)生在頻區(qū)。越往高頻,駐波越來越輕。(這與前面所說的大房間的駐波比小房間的駐波要輕,是一個道理)。從這張圖可以看得一清二楚。

通常,我們的工作室的低頻區(qū)的駐波是非常嚴(yán)重的,嚴(yán)重到完全影響我們對音樂的判斷,你覺得某個貝司音太重了,面實(shí)際上它并不重,是駐波使你誤以為這個音很重,你又覺得某個音太輕了,而實(shí)際上它并不輕,是因為反射聲與直達(dá)聲相互抵消了,使你誤以為它很輕。

對于我們多數(shù)人來說,從根本上解決駐波的方法有兩個:

1、改變聲音反射的方向,可以通過改變房屋室內(nèi)墻體形狀,或增加反射板來實(shí)現(xiàn)。

2、消除反射聲。前面我已經(jīng)說過,駐波問題主要發(fā)生在低頻區(qū),只要解決了低頻駐波,整個問題基本上就解決了。因此解決駐波的方法實(shí)際就變成了:

改變低頻聲音反射的方向

解決方法(一):改變低頻聲音反射的方向

有人說了,我拿一個吃飯用的盤子斜著裝在墻上,不就能改變聲音的方向了嗎?錯!這只能改變高頻聲音的反射,而改變不了低頻聲音的反射。低頻的波長很長,從一兩米到幾米,甚至十幾米,低頻聲音會輕易地繞過這個盤子。根據(jù)前人的物理研究成果我們得知,只有大型的障礙物才能影響低頻的方向,因此我們就不能拿小東西來試圖影響低頻的傳播路線,而必須用大的東西。什么樣的東西才是“大”的東西呢?

1、大塊的墻壁、天花板;

2、大型的反射板。

直接把墻壁和天花板做成特殊的形狀,是專業(yè)錄音棚一致的做法,我們來對比一下專業(yè)錄音棚和普通房間,就會明白了。下面是兩個不同房間的俯視圖,左圖是專業(yè)錄音棚控制室里的聲音反射情況,無論怎樣反射,都不會有一次反射(主反射0聲能到達(dá)錄音師的位置;右圖是普通房間的情況,聲音可以通過許多種方法直接反射到錄音師的位置。

因此,在專業(yè)錄音棚里,一次反射(主反射)聲根本不會達(dá)到錄音師的位置,從而極大地避免了駐波現(xiàn)象。而在普通房間里,會有各個角度的許多一次反射(主反射)聲能達(dá)到錄音師的位置,有嚴(yán)重的駐波現(xiàn)象。

下面是一張典型的大型錄音棚的規(guī)劃圖,可以看到,所在控制室和錄音室全都是不規(guī)則形狀的。

天花板也是不規(guī)則的,通?刂剖业那岸藭O(shè)計成這樣,避免聲音在天地之間形成駐波。

再來一張?zhí)旎ò宓奶貙?/p>

也可以利用巨型的擋板,這個錄音室里的所有墻壁全是歪斜的,天花板也是斜的

錄音室里的所有墻壁都是不平行的,一個Mastering工作室的圓弧形的墻壁,防止駐波。采用不規(guī)則角度和形狀,避免駐波。

下面這幾個錄音室,天花板的巨大的擋板,可以有效地消除駐波。

消除低頻放射聲

消除低頻放射聲

解決方法(二):消除低頻反射聲

低頻反僅僅會帶來駐波問題,還會事來難以根除的低頻混響。很多朋友可能會發(fā)現(xiàn),你房間的低頻是那樣的混濁和沉重,這就是低頻混響。低頻混響在空曠的小房間里尤其嚴(yán)重。

有人說了,這個容易,用吸音海綿或者棉絮唄。好,那我們就通過實(shí)驗來看看這些吸音材料對于低頻的吸收能力到底如何。下圖是不同厚度的巖棉(吸音能力比海綿強(qiáng)N倍)對于不同頻率聲音的吸收情況,我們可以看到,無論這些纖維棉有多么好的中高頻吸收能力,到了低于150Hz的低頻時,幾乎沒有任何吸音能力。

這還是吸音能力最好的巖棉。而海綿、雞蛋盒等物品會怎樣呢?它們對于低于150Hz的低頻的吸收能力幾乎是零。

低頻的波長很長,在前面我已經(jīng)強(qiáng)調(diào)過,設(shè)想一下:兩三米、六七米長的聲波在你房子里“飛來飛去”,無人能擋。因此能吸收低頻的東西,也必須是“大”的東西,需要占用大量的空間。

板的大小決定了它能吸收多少頻率的聲音,越大,所能吸收的頻率越低。通常,1800*500mm大小的板能夠 吸收較低的低頻,1200*300mm大小的板能吸收較高頻率的低頻。

在有的錄音棚,會有這種做法:

這些隱藏著的低頻吸音裝置,能夠非常有效地吸收低頻。

二是布置這種特制的低頻吸音板裝置,最外層是復(fù)合要板,然后是纖維棉和空氣層,最后用要板把周圍密封,整個裝置做成了一個密閉的空腔,空氣層的厚度和板材的密度決定了能吸收多少頻率的聲音,越厚就越能吸收更低的頻率。

這個工作室布置了各種不同規(guī)格的寬屏吸音體。你可以發(fā)現(xiàn),這些吸音體非常巨大,與那些只能吸收中高頻的吸間體截然不同。

經(jīng)過低頻吸音后,波現(xiàn)象得到明顯改善。紅線是沒有吸低頻前的駐波,藍(lán)線是吸了低頻后的情況。

這是一種小型的吸音板,它本來不是用來吸低頻的,但如果把它斜在墻角放置,或者離開墻壁一點(diǎn)距離,那么它對低頻的吸收就猛然增強(qiáng)。

請看不同放置方式的不同吸音效果,紅色為在墻角斜著放置吸音板。藍(lán)色為直接貼在墻上。

安裝同樣簡易,可以直接掛在釘子上或者掛在它附帶的安裝附件上。相比常規(guī)的產(chǎn)品,它可以節(jié)省大量的施工費(fèi)用。只要你有一般的工具,你完全可以自己完成安裝。不用專業(yè)的施工隊伍,不用雜亂塵土飛揚(yáng)的施工現(xiàn)場,不用擔(dān)心鄰居投訴施工噪音。你將靜悄悄的完成你的偉大改造。

這樣的一些巨大的寬屏吸音體,可以有效地吸收低頻。注意并非是它的表面在吸收低頻,而是整個裝置作為一個整體在吸收低頻。

大的空腔可以吸收低頻。上面已經(jīng)看到了,所謂的低頻吸音板里面都有空氣層,也就是說它是一種小型的空腔。那么大型空腔就更強(qiáng)了,對低頻的吸音更好。你可以會注意到,專業(yè)錄音棚里好象看不到有特別的低音吸收裝置,但卻沒有低頻反射問題。這正是因為專業(yè)錄音棚的墻體里面有巨大的空腔。

下面是一個典型的中型錄音棚的控制室規(guī)劃圖,可以看出里面有許多巨大的空腔。這些空腔的作用之一就是吸收低頻。

所以專業(yè)錄音棚并不需要特別準(zhǔn)務(wù)低頻吸音裝置,就能解決低音問題。

這是同樣是靜美康聲學(xué)科技有限公司設(shè)計的一種獨(dú)立的角落安裝低音陷阱,三種不同的規(guī)格決定它超乎尋常的吸收低頻能力,吸收下限至40HZ甚至更低。

 

當(dāng)聲波進(jìn)入一個封閉空間時,有兩種截然不同的力量在工作。拿一個聽音室來說,中頻和高頻,它們的波長遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于房間尺寸,不會引起ROOM MODES。這些中高頻聲波像射線光束一樣照亮房間,或者就像一個臺球在臺面上回彈。在聽音室中擊掌將激發(fā)中高頻,表現(xiàn)為一種可聽見的響亮的伴隨著擊掌聲的拍手聲。而低頻的波長遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于房間的尺寸,所以它非常不同。疊加和抵消聲壓引起駐波。這些頻率峰值表現(xiàn)為很高的聲壓聚集在一個相同的頻率,引起一種可聽見的異常的頻率響應(yīng)。過長的低頻延遲掩蓋了瞬時聲壓,更重要的是掩蓋了低頻的細(xì)節(jié)。

沒有房間可以擺脫Room Mode,但是使用低頻陷阱可以改善低頻響應(yīng),消除瞬時的爆發(fā)和延遲。雖然每個房間的Room Mode都有一個獨(dú)特的壓力區(qū)域,但是所有的Room Mode都會出現(xiàn)在墻角。低頻音井以其卓越的性能來升級高品質(zhì)的聲音系統(tǒng)。

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