http://www.realtraps.com/modecalc.htmModeCalc是用来对方形房间声学特性进行计算的一个软件,房间的尺寸可以以英尺、英寸、米、厘米为单位,计算结果以数据和图形的方式显示,在条状图形模式下可以显示最高到500Hz的频率,并将结果以16条轴来显示不同的共振。这个软件可以帮助你设计一个音响效果很好的房间,或在一个已有的房间了预测低频表现如何。
个教程解释了“房间共振”的基本概念,并告诉你如何使用ModeCalc,解释它的计算结果。请注意ModeCalc并不能告诉你如何对一个现有房间的低频进行处理。无论通过软件预测的结果(或使用检测仪器测试的结果)如何,解决低频问题的方法都一样——无非就是尽可能地增加低频陷阱。无论你现有的房间比例是否良好都没有关系,这个软件只是针对现有房间的声学特性计算结果告诉你,你要改善的话除非把墙拆了重建。
房间共振是在每个封闭空间里都会出现的共振现象,每个共振频率都直接和房间的尺寸有关。例如:一个16英尺长的房间在35Hz的频率会有一个共振,因为相对两面墙的距离为35Hz的频率提供了一个很好的谐振条件。而且在这个房间里,多次共振在35Hz整数倍的频率下也会发生,因为相对两面墙的距离35Hz波的1个周期,70Hz波的2个周期,105Hz波的3个周期,依此类推。
当你在这个房间里播放与房间共振频率相同的音乐时,你会发现音乐听起来较响,而且声音衰减时间较长。产生之一问题的主要原因是由于共振的存在导致了音乐中某个频段被加强了,而造成了整个频段的不均衡,同时声音衰减时间较长削弱了音乐的清晰感。所以,房间共振很重要,因为它直接决定了房间的特性。虽然可以通过增加低频陷阱减少共振,但并不能完全消除。
基于上述的原因,用于录音和专门听音的房间应该被设计成能够在各频段上均衡地分配共振,而不是削弱某一频率上的共振而忽略其他频段的共振。在一个共振分配不好的房间里听音乐,就好像用5段均衡器对音乐进行处理,只单纯的加强1-2各频率的响度,而不管其他频段。在一个共振分配好的房间里听音乐,就好像用31段均衡器处理音乐,各频段都进行很好的均衡。尽管频率响应尚不完美,虽然所有特定频段的都会形成一个小的共振波峰,但总体来看这些波峰在整个频段形成了平缓的频率响应。所以要处理好一个房间的共振,就要使各频段的共振都较为均衡,通过这样来解决某个频段的共振特别严重的问题。
小房间的共振频度之间的间隔比大房间要远,因为在小房间里的第一个共振点产生于较高的频率。例如:当一个房间的长度仅有10英尺,那么对应这个长度的共振点在56.5Hz,所以后续各共振点的距离就是56.5Hz的整数倍。在大房间里第一共振点出现在较低的频率,那么各共振点之间的距离就较小。所以,大房间由于各共振点的距离小,就为房间低频段较好的频率响应创造了条件。
ModeCalc所用到的公式非常简单。对于某一给定的距离,其第一共振点产生的频率为:1130/(距离×2)(距离以英尺为单位,1130为每秒声音传播的距离为1130英尺),其余各次级共振频率为第一频率的整数倍。当使用“米”为单位时,公式就应使用:334/(距离×2)。之所以距离要乘以2的原因是由于,声波从一边发出,通过另一段反射回出发点才算完成了一个周期。所以一个10英尺房间的第一共振点出现在56.5Hz,计算过程如下:
1130 / (10 x 2) = 56.5
The second mode for that dimension is two times 56.5 or 113 Hz, the third is three times 56.5 or 169.5 Hz, and so forth to the tenth mode at 565 Hz.
对于这个房间来说,第二共振点就是56.5Hz的2倍(113Hz),第三共振点是56.5Hz的3倍(169.5Hz),以此类推,直到第十共振点就是565Hz。
对于声学效果来说,最差的房间形状是完美的立方体——举例说就是长宽高都是10英尺,因为长宽高三个方向的距离都相等,所以三个方向上的共振频率都相同。一个10英尺的立方形房间在55Hz附近会产生很强的共振,这个频率是低频的A调,所以当播放有低频A调的音乐时,这个音调比其他频率的音调就要响很多。而且这个房间在此音调上会有更长的衰减时间。所以A调会被维持较长,并与后续的其他低频音调产生冲突。
若一个房间,其长宽高分别为彼此的整数倍——例如:长20英尺,款10英尺,这样的话其声学特性和一个立方体的房间一样糟糕,因为同一频率的声音会被加强。所以,一个声学特性好的房间就要能够使整个低频段的共振能够被均匀的分布。所以在设计房间尺寸时,要尽量使长宽高彼此不成倍数。ModeCalc的作用就在于它能帮你计算出在什么频率会发生共振,各共振频率的分布情况如何。ModeCalc也可以计算出你房间长宽高的比例如何,并和声学工程师推荐的比例进行对比。
使用ModeCalc
程序操作界面下方的文字说明了如何使用这个软件。你只需要简单地输入长、宽、高数据,并点击相关的按钮就可以观察结果。程序会通过图形的方式显示出该房间的16个频段的共振情况,各共振频段的分布如何。每种共振频段都以不同的颜色进行显示,若共振频段彼此很接近的话图形上显示的条状图就较长。注意各频段的共振条状图是以对数形式的间距进行分配的,这也是八度音阶和音乐频率的分配方式。
房间的尺寸可以以公制和英制输出,以公制方式输出时要在数字后面加M(或m)CM(或cm)单位,以英制方式输入也以同样的方式,数值和单位之间可以加空格,如10 m,也可以不加空格,如10m。
看计算结果条状图时要注意以下几点:
1、 若各频段的共振分布均匀的话,这样的房间尺寸就是好的。
2、 若各频段的共振点聚集成区域,这样房间的尺寸就不理想
3、 可以将房间长宽高比例的计算结果和推荐的比例进行对比
4、 可以将计算出的房间容积和推荐的最小容积(2500立方英尺或70立方米)进行对比。
如果你用ModeCalc来演算一个现有房间的共振情况,不要对不好的计算结果失望。所有的房间在实际使用的时候都要放置低音陷阱,不好的共振条件可以通过放置多个低频陷阱来改善。举个例子,你即使按推荐的比例来计算一个房间的共振情况,比如长为23.3英尺,宽为16英尺,高为10英尺,对这个房间的共振频率进行计算后,你同样可以看出共振的现象依然存在,所以除非你要对墙壁进行改造,拆了重建,对于现有房间的条件不需要太苛求,只要安装几个低频陷阱就可以有效改善房间的声学条件了。