建造家庭影院視聽室的幾個(gè)重要基本要素

人氣：2614    發(fā)表時(shí)間：2016-06-04 09:44:11

一個(gè)完整的家庭影院是由視聽器材和視聽室組成的，房間的音頻響應(yīng)特性與器材的頻響指標(biāo)同等重要。美國Audio雜志上曾經(jīng)說過，組建一套高品質(zhì)的家庭影院絕不是把諸如經(jīng)DOLBY、THX注冊的視聽器材買來連上即可獲得的。在介紹THX家庭影院時(shí)，它經(jīng)常利用大量篇幅描述在營建家庭影院時(shí)該如何改造房間三維尺寸和處理視聽室的墻壁、地板、天花板、門窗等以及如何正確放置音箱、屏幕等，而視聽器材的清單、指標(biāo)等只是廖廖幾筆帶過。實(shí)際上，許多朋友也是花了大量的人力、物力、財(cái)力在視聽器材的頻響、失真度等指標(biāo)上下功夫，卻忽略了房間的三維尺寸、內(nèi)部裝修形式及材料、家居擺設(shè)等對聽音效果產(chǎn)生的很大影響，令花費(fèi)巨資營建的家庭影院效果不如人意。Hi-Fi發(fā)燒友通常講的"高手玩房間，低手玩器材"說的就是這個(gè)道理。
作為視聽室，必須要有一個(gè)良好的聲學(xué)特性，如混響時(shí)間、諧振模態(tài)、聲染狀態(tài)、聲場均勻度等。這些指標(biāo)與房間的三維尺寸和墻壁、地板、天花板等界面的材料質(zhì)地以及音箱的擺位都是緊密相關(guān)的。

一、視聽室的聲學(xué)要求
這也可稱為硬件要求。一個(gè)房間有長、寬、高3個(gè)尺寸，在每個(gè)方向都有一個(gè)最低諧振頻率。房間內(nèi)實(shí)際的最低諧振頻率是由房間的長度決定的，其波長等于房間長度的兩倍。如一間長為6m的房間，當(dāng)聲速為344m／s時(shí)(室溫20℃)，房間內(nèi)最低諧振頻率約為29Hz，這也是能在該房間內(nèi)產(chǎn)生有效聲響的最低頻率。即便音響器材能發(fā)出低于最低諧振頻率的聲音，但由于在房間內(nèi)不能形成半個(gè)波長，不滿足共振的條件，因此不能產(chǎn)生諧振，也沒有足夠有效的聲壓，所以也得不到最佳效果。
房間的三維尺寸決定有3個(gè)基本的固有諧振頻率和與3個(gè)基本固有諧振頻率成整數(shù)倍頻率的諧波存在，這些聲波在房間內(nèi)傳播時(shí)互相干涉，產(chǎn)生繁雜的組合諧振頻率。從聲學(xué)上講，房間可視為一個(gè)共鳴器，當(dāng)聲源頻率與由房間三維尺寸決定的固有諧振頻率(簡正頻率)一致時(shí)將會形成駐波，產(chǎn)生共振，這就是聲共振現(xiàn)象。視聽室內(nèi)的聲場均勻度、聲染色和頻率不規(guī)則性都與聲共振有關(guān)。這種共振將給原始信號加上房間聲共振的色彩，造成聲染。一般表現(xiàn)為在中低頻某段或某幾段頻率響度過度加強(qiáng)，"嗡嗡作響"，造成該頻段信號重放響度失衡，嚴(yán)重時(shí)將大大影響聽音效果。至于高頻段的諧振分布則較均勻，聲染較小，不足以影響整體聽音效果，因此重點(diǎn)應(yīng)考慮中低頻段諧振的影響。
為了避免或減弱這種有害的聲染色，使共振頻率均勻分布，避免出現(xiàn)突出的孤立的某段或某幾段頻率諧振模態(tài)，一種方法是合理改變房間的三維尺寸。可以考慮通過適當(dāng)?shù)膬?nèi)部裝修、制作隔斷墻以及吊頂甚至拆除某部分非承重墻等方法來改變?nèi)S尺寸(這種合理改造也要同時(shí)考慮建筑物的結(jié)構(gòu)安全因素，如打算拆除某段墻體，最好征求一下建筑專業(yè)人士的意見)。簡單地講，這跟設(shè)計(jì)音箱時(shí)選擇內(nèi)部三維尺寸的原則是一致的，即長、寬、高不能成整數(shù)倍或太接近。具體的聲場諧振模態(tài)、計(jì)算公式及有關(guān)數(shù)據(jù)不再一一列舉，必要時(shí)請參閱有關(guān)聲學(xué)書籍。在此提供一個(gè)由國際電工委員會(IEC)參照歐洲的家庭聽音室提出的IEC29-B家庭聽音室標(biāo)準(zhǔn)供參考。
另外一種方法則較勉強(qiáng)，即可以在保持房間原有三維尺寸不變的情況下合理地布置，使用適當(dāng)?shù)奈暡牧希栽黾訅γ妗⒌匕宓鹊慕缑孀枘幔雇怀龅哪愁l段共振的強(qiáng)度降低，將共振波峰拉平、拉寬，從而降低有害共振對整體音效的影響。但此方法效力有限，只適用于有害共振強(qiáng)度不大的情況。因?yàn)槿缫獮榻档洼^強(qiáng)的有害共振而一味加強(qiáng)吸聲材料的話，同時(shí)也會使混響時(shí)間大大縮短，同樣會令聽感惡化，使重放音效變得死氣沉沉，缺乏色彩和生氣。

二、視聽室的混響時(shí)間

這是視聽室的另一個(gè)重要參數(shù)。混響是由房間內(nèi)的聲音多重反射特性產(chǎn)生的，它使室內(nèi)的聲壓在聲源停止發(fā)聲后仍繼續(xù)維持一段時(shí)間。混響時(shí)間是指聲源停止發(fā)聲起室內(nèi)聲壓衰減60dB所需的時(shí)間，即降低至原有聲壓穩(wěn)定值的百萬分之一的時(shí)間。視聽室的混響時(shí)間如果過長，聲源前面發(fā)出的聲音還未消失后面的聲音就出現(xiàn)，容易使低音轟鳴，造成語言對白等集中在中高頻段信號的清晰度下降，甚至方位感消失(因?yàn)槁曄蠖ㄎ皇强孔笥抑饕粝涞闹懈哳l直達(dá)聲獲得的，而反射產(chǎn)生的過于滯后的混響聲則來自多個(gè)方位，直接干擾直達(dá)聲，影響聲象的正確定位)。如果混響時(shí)間過短，則會使聲音變得瘦弱、干澀、呆板，缺乏色彩和生氣。只有混響時(shí)間適中，整體音效才會顯得豐滿、生動、富于感染力和表現(xiàn)力。
最佳混響時(shí)間嚴(yán)格說來并非是一個(gè)定值，即使是具體到某個(gè)聽音室也是如此。它是根據(jù)個(gè)人的主觀體驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)得出的，而且欣賞不同的節(jié)目類型所要求的混響時(shí)間也不同。如欣賞影視節(jié)目時(shí)混響時(shí)間要求稍短些，音響效果會比較生動，人物對白清晰，聲象定位也好。而欣賞純音樂節(jié)目則需要稍長一些的混響時(shí)間，這樣聽起來才能感到"較舒服"，其中古典音樂節(jié)目要求的混響時(shí)間要比流行音樂稍長些。這是因?yàn)椴煌愋偷墓?jié)目其后期混音制作各方面的要求各有差異，在重放時(shí)也需要相應(yīng)適中的混響時(shí)間才能使音效最大程度地得到高保真還原。
作為家庭視聽室，一般采取折衷的辦法來處理混響時(shí)間，然后通過拉開或收攏掛在墻壁上的活動幕布或掛毯作部分調(diào)整。大量的實(shí)驗(yàn)和資料表明，通常家庭視聽室的混響時(shí)間一般取在0.4～0.6s左右(500Hz處)較為適宜。混響時(shí)間的計(jì)算通常使用如下公式：t＝0.16V／α，其中t是混響時(shí)間，單位為秒；V是視聽室內(nèi)容積，單位為立方米；α是室內(nèi)總吸聲系數(shù)。表2是常用吸聲材料的吸聲系數(shù)。
例如一個(gè)視聽室長6.2m，寬4.4m，高2.8m。天花板及地面均為平整的抹灰面，地面中間鋪有一塊4m×3m的化纖地毯，兩側(cè)墻上各掛一幅6m×3m的絲絨幕布(離墻1cm)，在屏幕對面墻上貼有4.4m×2.8m的化纖地毯。試估算一下該試聽室的混響時(shí)間(500Hz處)。從表2查知，裸露的墻面、地面的吸聲系數(shù)α1為0.02，帷幕離墻1cm懸掛時(shí)α2為0.44，地毯的吸聲系數(shù)α3為0.28，總的吸聲系數(shù)為：
α總＝1×4.4×2.8×α1＋(2×6.2×4.4－4×3)×α1＋2×6.2×2.8×α2＋4×3
×α3＋4.4×2.8×α3＝23.184
視聽室的凈容積為：V＝6.2×4.4×2.8＝76.384m3則
混響時(shí)間為：t＝0.16V／α總＝0.16×76.384／23.184＝0.53s?
可以講，這個(gè)視聽室的混響時(shí)間比較合適，如再考慮觀眾及家具等的吸聲因素則混響時(shí)間還會略短一些。