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百谈不厌的空间处理 [复制链接]

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百谈不厌的空间处理
覃章行


「音响论坛」已经走过了146期,在这将近150期的文章中,有没有什么内容是本刊一直强调的呢?也许这么说比较清楚,那二项要件是让所有音响迷都有着一致的共识?答案是电源与空间的处理。这二件看似简单的工作,若要切实的施行起来,除了施工期间对于家人生活上的影响外,完工后的的美观与否,也常常引发争议。在电源的处理上如此,空间的处理更是如此,而且往往空间的处理会引发更多的争论。<图片>

常常彼此交流的读者们应该都会有这样的经验,在不同的空间中,以相同搭配的器材唱歌,所发出的声音往往会有差距,甚至会出现总价超过百万的系统,声音不如总价十几万的系统,或许有时是搭配上出现问题,但探究其原因,通常是出在空间的问题上。空间上的问题,一是聆听室的长宽高比例,另一个就是空间的吸收与扩散处理。对大多数的音响迷言,能得到一个「地方」聆听音乐,而不会与家人冲突,便有足够的理由可以「痛哭流涕」了,又怎敢要求空间的比例要完美,所以相形之下,空间处理的重要性便显露无疑,也就更值得音响迷花费时间加以了解。

经过前几期推出电源方面的企划后,这次换作以「空间处理」为主题登场亮相。这个主题就如同之前所说的,「音响论坛」已多次与读者强调过它的重要性。这次「特别企划」的内容,除了常见到有关空间处理的理论,作简单扼要的叙述之外,对市面上可购买到的相关产品,也会一并作介绍。本来这次笔者要商请好友提供未经过处理聆听室,再以低预算为原则,作基本的、简易的与可DIY的空间处理,但因二人时间上无法配合而作罢。不过,最近去拜访了M&K总代理凯锐公司的聆听室,里面所做的空间处理颇值得做为参考,看过他们的方式后,应该对最近想动手做空间处理的音响迷们有些帮助。■


小气音响迷的音响室  转自音响论坛杂志 147

<图1>放大),凯锐音响的试听室,墙面浅色的油漆干净大方,并没有所谓的扩散装置,但墙里面有许多学问。

为了制作这个空间的专题,我们原本计画安排四位DIY的音响迷,让大家了解一下如何用最精简的费用,自己营造出好的聆听空间。不过这四位DIY音响迷到后来全部没采访到,唉,国内的政经情势实在太差了,越来越多人需要为五斗米而折腰,拼命的工作讨生活,这个计画只得作罢。可是谈音响空间,又不能没有实例示范。过去我们所采访过的音响店或音响迷,有不少空间处理成功的例子,但那都得花不少银子,现阶段要掏钱买器材都越来越谨慎,对这种额外支出能省则省。因此,我们想到了一位在业者颇有名气,自己不但卖音响,也研究音响,最后还能四处帮人调音响的奇人:朱守为先生。

跟朱先生认识稍久的人都知道,他的硬脾气催促他要尽可能的做好每一件事。学钓鱼时,他废寝忘食的四处求教,到后来很多钓鱼池一看到他就会害怕(当然也有钓鱼池以他为号召)。经营撞球场时,他亲自下海练技术,到后来连国手都觉得与他赛一场是很过瘾的事。从事音响生意廿多年,从最初的推销器材,到后来以玩器材为乐,国内的代理商像他这么认真的还真的屈指可数。

像垃圾堆一样的音响室

不但玩音响,朱守为也玩空间,只是他非常的节省,节省到有点小气。凯锐音响的试听空间相当大,包括Wilson Audio、Genesis这些大喇叭进来都毫无问题,偏偏朱先生一直都在玩小喇叭(这与他代理的器材有关)。由于全省四处跑,接触了很多的经销商,朱先生深知经销商试听环境的问题,他也体会到聆听空间的重要性不下于器材本身。只要空间处理得好,小型喇叭也能在大空间发出不错的声音,于是他开始了一连串的实验。

他曾经在试听室的墙壁上贴吸音材料,黑黑的一大片好不吓人。他曾经在墙壁张挂透明塑料布,皱皱的模样好象警告来宾油漆未干。他也曾经在喇叭后墙放棉被、毛毯、木板、石头,反正你想得到的东西,大概都在这里出现过,最严重的时候,走近这里还以为是废物处理场呢。有一阵子,朱守为怀疑以薄木板钉的天花板在大音压时会强烈共震,吸收了中低频的能量,也使得中低音不够清晰稳定。所以他在天花板到处钻洞(难为了他的伙计们),然后以短木棒将薄木板顶住,增加它们的抗震能力。还有一阵子,他将大空间裁切成一个长方形较小的半开放聆听室,但隔间不使用砖块水泥或石膏板,而是自己钉的木头扩散板。

木头扩散板不稀奇,但不是专业木工就很难自己钉出RPG扩散板那种漂亮的样子。朱守为以「土法炼钢」的方式进行,他买了很多厚夹板,然后锯成一条一条大小不同的尺寸,再把这些木条一根跟的串起来,也成为表面凹凸有致、宽深不一的土炮扩散板,每片重达五、六十公斤(他的伙计真的很辛苦)。将这些扩散板叠放固定起来,就是一面看起壮观的扩散板木墙,据朱守为说,由于重量足够,它们的效果一点不输给砖墙,但却是活动的,随时可以拆卸。

他也希望一劳永逸

并不是朱守为花不起钱,而且这个做生意的场所,如果弄得漂亮一些,客人来了看了也气派一些。但「忍」了这么多年一直没有将试听空间好好整治的原因,一来是朱守为觉得还没有玩够,他不确定哪一种处理方式才是真正符合自己的需求;二来是一旦开始装修,就再也没有回头的机会。其实和每个音响迷一样,有几个人可以每天看着乱七八糟的空间还能安居乐业的?尤其是利用客厅、起居室听音响,第一个反对的就是家里的夫人。她可以睁一只眼闭一只眼让你换喇叭、换扩大机,或者买几条半夜会误以为是蛇的怪线;但恐怕无法接受你在墙上黏块保利龙,在屋顶吊一块毯子的行径,那严重侵犯了她对家庭的控制权。

如果根据正统声学理论装潢试听室,到处是横竖直摆的扩散板,或者是吸音棉、调音柱,老实说都不很美观。如何兼顾家庭生活的实际需求,又能有好的聆听效果,这个要求恐怕比按理论施工还困难得多。最近几个月,听说朱守为终于下定决心要装潢试听室,他掌握了几个让空间变好听的大原则,施工起来不贵,看起来也很正常,完全符合「小气音响迷」的规范。他到底花了多少钱呢?朱守为说,钉墙壁最贵,花了三万多,天花板的木架约六千多元,连油漆费用大概总共五万元就可以打发。五万元可以做一个音响室,你说该不该介绍出来?

从表面看起来,这个试听室并不对称,喇叭背墙是砖墙,右边是砖墙,左边却有一半是大片的厚玻璃,聆听位置后面原来是临街的窗户,现在则用夹板隔起来。并不是每个音响迷都那么幸福,可以有一间四面材质完全相同的聆听空间,在亚洲地区常见的情况,都是某一面墙会是玻璃或是其它材料,凯锐音响正好为这个问题做一个示范。

<图2>朱守为发现的岩棉板,与一般的矿纤板材质不同
<图3>岩棉板也可以加上木框与图画,像装饰品一样摆在屋内。
<图4>地面只有单纯的铺地毯

天花板的处理

由于大楼房间的天花板常会有梁柱或管线通过,一般设计师都会以木板包裹遮掩起来,过去我们建议音响迷最简易的处理方式是搭轻钢架,再放标准60x60公分大小的矿纤板。美国RPG以高密度保利龙所制作的反射板,尺寸也是60x60公分,刚好可以放在轻钢架上。由于矿纤板有一定的吸音功能(不同品牌、材质、厚薄、表面的平滑程度,都会造成不同效果),不论你用哪种矿纤板,都能控制第一次反射音过多的情况。如果要美观一些,Panasonic生产一系列专为声学需要设计的板子,也可以拿来装潢天花板。

朱守为认为轻钢架有一个缺点,全部摆矿纤板时会与地板形成平行面,虽然某些频率可以被吸收,但有时声音会不够灵活。他的方法是不钉轻钢架,而找工人钉了一些交错的木格子,在靠近喇叭背墙的地方,这些架子并向两侧下降,变成一个类似中国式屋檐的小ㄇ字型倾斜。梁柱与管线也被这些木格子盖住,在木格子里面,他摆设尺寸同样为60x60公分的岩棉板,但位置并不规则,有些两块叠在一起,有些就裸露空无一物。黑色的木架、白色的岩棉、黄色的灯光,看起来并不突兀(里面也要涂成黑色),有些人还认为客厅如果这么装潢其实也颇为顺眼。如果已经钉了轻钢架,朱守为也有解决的方法,他建议用计算机的软盘片把矿纤板前缘顶起来(面对喇叭的方向),这样天花板就不会成为一个平面,增加了不同的反射层次,声音会更活泼一些。

凯锐所使用的岩棉,原本是用在电影院、大型会议中心的装潢上,据朱守为说,他就是看到桃园有家大型的购物中心,电影院里使用了几货柜的岩棉板,所以想办法弄来听听看。这些岩棉板依不同的厚度,都有详尽的吸音系数说明,主要集中在低频段,对中高频的影响非常小。这个发现打破过去大家对矿纤板瞎子摸象的疑虑,因为我们根本不知道家里的矿纤板吸收了哪些频率?吸收多少?整个音响系统不好听,说不定还是受空间之害呢!笔者家里的聆听室因为尺寸的关系,低频同样不平顺(敢说十个音响迷里有九个深受低频驻波之害),后来利用这些岩棉摆在轻钢架上,或者放在墙角,立刻让低频干净凝聚许多,最近以频谱仪量测,只要喇叭摆在正确位置,100Hz以下的频率上下起伏都在10dB左右,我已经很满意了。

地板的处理

地板不建议架高,一旦架高以后,共震的的问题很难处理,如果在下面放上很多阻尼物或多一点支撑以强化地板,费用又不便宜(主要是工钱)。除非有隔音的问题,怕吵到下面的好邻居,否则一般地板最好是密实的。朱守为并没有采用昂贵的木头地板,而是铺上普通的地毯,地毯下面也没有任何处理。采用地毯的原因之一是它可以吸收第一次反射音的能量,在多声道系统中,由于中置声道比较靠近地面,反射能量较多,所以他又在中间处放了一块岩棉。第一次反射音如果没有处理好,对于音色、定位、音场都会有影响。

<图5>在喇叭的第一次反射音处,加上布来吸收声音
<图6>天花板以木架摆放岩棉板,注意并不是很整齐的摆放

墙面的处理

这个聆听室的墙面看起来很干净,喷上浅色的漆后看起来清爽大方,没有扩散板的狰狞菱角,也没有大片吸音棉的格格不入,只要再加上几幅赏心悦目的图画,保证太座一定不会反对。但在这个墙面里面有学问。朱守为不是以一整片夹板来钉制,如果是薄的夹板,在声音冲击下以手触摸,就会感到明显的共震,这是中频与低频的罪魁祸首。他以市售的4x8尺六分厚木心板,按黄金比例每块木心板切成三等分,然后再拼合钉在墙上。板子不能完全钉密合,中间大约隔个0.1公分的间隙,这样板子才不会一起共震。板子里面填充普通木头地板下面所用的EVA橡胶,厚度大概6-7mm,这样可确保木板能均匀的吸收与反射声波。如此一方面是减少对某一个频率过多的吸收,一方面也减少共震的机会。

如果是水泥墙或砖墙完全不处理呢?音响论坛过去也做过尝试,直接用砖头砌成墙壁,外面不加粉光,只喷上漆使其美观一些,利用砖墙凹凸不平的特色当成另一种扩散板。笔者也看过有人在喇叭背墙以石片装潢,类似页岩的石片本身就不平滑,一片片像屋瓦般黏固在墙上,这就形成天然的反射面,效果还不错。不过这种处理在密闭空间中,往往会有反射情况太强,能量无法消失的问题,大音压下不耐久听。换句话说,不加处理的平滑墙面,容易造成硬调子的特性,对一些音色较明亮的音响器材,也许有火上加油的效果。
另一种便宜的处理方式,就是在墙面加上软性的吸音材料,例如朱守为现在就在第一次反射点的地方加了两块不怎么样的花布料(小气本性不改!),减少大音量时的压迫感。如果把布料换成较厚重且柔软的窗帘布(大饭店所用极其柔软的天鹅绒最理想了),效果会不太一样,但朱守为认为吸音材料太软时,主要会吸收高频而对中频作用小,所以软硬适中比较理想。如果作成窗帘的样式,不但可以遮光,大小与位置也能调整,不致对空间视觉造成破坏。

大片玻璃怎么办?

那么墙面是落地式大玻璃怎么办?把音响放在客厅里的朋友,一定会碰到这个问题。幸运的话,玻璃只有上半截,下半截还是硬墙,这样对低频的影响少一些。不幸运的话,玻璃外面就是阳台,阳台可能还要负责养花晒衣服,所以也不能封死。于是每次喇叭播出管风琴或低音大提琴,要不是如消风泄气,就是听到玻璃嘎嘎作响,楼下的人已经对阵阵极低频举牌抗议,你身在其中却浑然不觉。处理的对策可在玻璃前面摆一些厚重且面积大的东西(如前述朱守为自己制作的木头扩散板),形成「假性墙面」,可以减少一些低频的流失。

<图7>聆听位置最好不要紧靠墙壁
<图8>中置声道前方的地板也摆了一块岩棉来吸音

另外就是更换很厚的玻璃,目前台湾烧制玻璃的炉子所限,大概在1.6公分以上玻璃就必须以两片强化玻璃胶合的方式生产。所谓胶合不是黏在一起,而是中间有个金属框,两片玻璃黏在金属框两侧,中间再抽真空,当然里面的间隙很小,所以可以当成一片的玻璃。这种玻璃几乎打不破,有类似防弹的效果,硬度也不错,如果不要太大面积的话,它的强度与单薄的水泥墙不相上下。用厚玻璃,再隔成一小块一小块的安装,紧密度与强度就很理想了。要是外面为车水马龙的交通干道,除了厚玻璃伺候,最好还是两层的气密门窗,这样就更能确保聆听环境的讯噪比了。

万一是租来的房子,无法随意更动,那又怎么办?想开一点就好了。在朱守为的聆听室,那一大片玻璃是业务需要,却带来不少困扰,大音量时偶而会有不该出现的杂音跑出来。中高音大半都能阻隔在音响室内,不会外泄吵到别人,低频却能冲出重围,隐隐的声浪外面可以感受得到。由于这里摆设了多声道系统,玻璃就在后置环绕声道的地方,有一次美国原厂派人来,告诉朱守为忘了玻璃的存在,就当成半开放式空间好了。对啊,如果真的留不住,为什么要死心眼呢?当成半开放空间,固然低频能量会有一些损失,但也解决了低频峰值的麻烦,一失一得,其实并不吃亏嘛(开玩笑的)!

音场不好怎么办?

朱守为认为音场不好(指深度而言)主要有两个原因,一是低频太多,二是中频干扰太多。中频干扰的情况比较好解决,在第一次反射点的地方加以适当吸收,通常就能有明显效果。低频太多,这就麻烦一些,录音室有所谓的「低频吸收器」,利用一个大空箱装满吸音材料摆在聆听位置后面或墙角处。如果要省钱,找几个漂亮的木箱,内装吸音棉然后摆在墙角,或可解决部份问题。要不然,就利用朱守为发现的岩棉来处理也可以。

高音太多怎么办?

历经多年的经验以后,朱守为认为高音太多的情况不多,主要是中高音不足,造成形体感不够丰腴,相对的好象高音就会凸出来,只要把中音找回来,通常高音就不会很吵。找回中音,最有效的方法是在喇叭后墙墙角处制作声弧扩散器,以木头钉制最佳,木板不能太软,当然也不能太硬。当中频的能量补足了,音域平衡感拉齐,我们头痛的高音也迎刃而解。

空间太小又该如何?

仍然要强烈建议音响迷,不要在小空间使用超过需要的大喇叭,否则首先遇到的问题就是低频浓浊化不开,或是严重的驻波把中频遮掩住,自然音场与细节表现就不好。除了上述处理低音的方式外,朱守为倒提出令人意外的见解,他说把地板架高,通常小空间反而不太有低频过多的问题。难道不会轰轰然的?不会,朱守为说听起来相当不错呢。

综合朱守为的空间心得,我们只强调两个部份,第一是墙面处理需软硬适中,太软或太硬都会有副作用。第二,把吸音材料尽量挪移到天花板中,这样视觉上就不会有太大的压力。把握这两个大原则,其它细部的设计欢迎大家可以提出来讨论,也欢迎有其它的创意可以告诉我们。
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没有啊,以后会有的!!
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好啊,努力啊!
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L版,你有自己的听音室吗?
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大多数朋友都没有专门的听音室啊!555555~~~~~
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我也想知道网上到底有多少人的家是这样装修的。
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家庭听音室的设计实例。

http://www.chinaaudio.net/yypd/fstd/6_1.htm
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■百谈不厌的空间处理
有关空间处理的观念与方式


<图1>聆听室的后墙,若以多片波利扩散板堆栈,将可获得不错的扩散效果。

既然要谈空间处理,对于空间处理的几个概念,便不得不加以了解。当然这其中一定会包含着公式。这些公式对您不一定有用,但若您透彻的了解它后,却肯定会让您更加的受用。

先来了解「二次余数公式」。空间中的处理,不外乎就是声音的扩散与吸收,吸收声音的方式有很多种,扩散声音的方法也很多。不过,提到「扩散」,大多数的音响迷都会到「二次余数公式」,而现在市面上有在贩售的扩散板,也大多是以「二次余数公式」为基础设计出来的。第一个利用「二次余数公式」设计,并将之商品化的扩散板,就是Peter D'Antonio 的RPG。不过,RPG扩散板太过于昂贵,当然也就没有几个人可以负担。到底「二次余数公式」有什么神奇之处呢?它是由一位数学家Richard Schroeder所发明,他发现若是若是扩散器依照这个公式加以排列的话,可以将原先设计的有效扩散范围,向下延伸半个倍频;则向上则可以获得N-1个倍频,这里所谓的「N」,就是扩散板的「踏步」数。来看看「二次余数」的公式吧!它是︰
hn=(λ/2N)Sn

<图2>墙面以CD架作扩散,既实用又美观,还可展现与众不同的气质。
<图3>这是「上亚」音响的聆听室,光看到那堆花梨木扩散板,就知道所费不眦。
<图4>天花板的处理,其实也是空间处理中,非常重要的一环。您所看到的是一种进口建材,声音效果不错,不过大面积使用时,价钱不是一般市井小民所可以负担。

看到这由一堆字母堆砌而成的公式,若是不加以解释,还真是让人无法理解。公式中的h,代表的意思,就是扩散板中,每一格(也就是「踏步」)的深度;小写n是代表第几格踏步。罗马字母λ,则是代表声波的波长,通常我们都是以340公尺/秒(常温摄氏21度,大气压力760㎜/水银柱)计算。N是您设计制作扩散板的踏步数,N并不是固定,一定要多少踏步才会有效果,而是随您设定;只是设计的踏步多,当然在制作的难度上,也会跟着增加。Sn是什么呢?它代表的是n(第几踏步)的平方被N(踏步数)除之后,所剩下来的余数。

二次余数公式所计算出来的数字,是代表扩散板踏步的深度,那宽度要如何得出呢?要计算宽度,就必须先知道扩散板所要针对的扩散频率,要设定为多少。举例来说,现在要制作一个以500Hz为主的扩散板,首先要先知道500Hz频率的波长,通常我们会以半波计算,声波的速度为340公尺/秒,以34000(公分)除以500再除以2,得出34公分,这就是扩散板每一踏步所需的宽度。从上述的解释可以知道,踏步的宽度与频率的高低有关。踏步越宽,可扩散的频率就越低,反之也就越高。

通常,扩散板的制作,比较常见的是以7踏步为设计。若是要自行制作扩散板,保利龙是个不错的选择,因为它的质量轻,容易施工,更重要的一点是,保利龙的取得非常的容易。为什么选择保利龙呢?因为保利龙质轻的缘故,所以若是产生共震时,它不会吸收中、低频。还有一点是因为,Gryphon与波丽扩散板都是以保利龙所制作的,它们的效果很好。当然,DIY扩散板也可以用木板来制作,但是就必须考量到,木板本身吸收频率与共震的问题,要不然就要像「上亚」音响的老陶那般,以厚重的花梨木或红檀木来制作。「音响论坛」二间聆听室的天花板,就是以二分薄板作成扩散板的设计,声音的效果不错,提供给想DIY的音响迷做参考。

<图5>地板也是空间处理的重点之一,如图中以厚羊毛地毯作处理,美观与实用兼顾;但若是家人有呼吸道方面的毛病,还是另求它法比较妥当。
<图6>喇叭的侧后墙角处,作简单的扩散处理。
<图7>空间的处理要做到有效且兼顾美观,才可说是成功。

「驻波」!它算得出来

驻波真的算得出来吗?若是我们能够了解声音的速度、频率、与波长,要计算出空间中的驻波,就不是一见难事。之前已经提过,声音的行进速度为340公尺/秒,假设现在有一个空间,它的长宽高各为5.5公尺、4公尺与2.7公尺,在这样的空间中会出现怎样的驻波呢?若以半波计算,长边会有约31Hz(340m÷5.5m÷2)的驻波;宽边会有42.5Hz(340m÷4m÷2)的驻波;高度在63Hz(340m÷2.7m÷2)处则会有驻波。这只是各边会产生的最低驻波,这些最低驻波的倍数处,也会产生频率较高的驻波,若是三边的倍数驻波,与某一个频率很接近,在那个频率的能量就最大,也就是最需要去「关照」的地方。上述的例子中,长边最低驻波的倍数62Hz与高的最低驻波63Hz,相当的接近,所以这里会有一个低频的峰值,需要注意。宽与高的最低驻波倍数,分别为127.5Hz与126Hz,也相当的接近,所以这里也会有一个峰值产生。依照这样的方法计算后,对聆听空间的缺陷,就能明白的了解,在对空间作处理的过程中,也就不会胡乱的作整治了。

以圆弧作扩散

圆弧对于某一频率以上的声音扩散,相较于「二次余数」扩散板,来得有用得许多。为什么?因为圆弧的反射角度超多,只要入射角不同,则射出去的角度当然就会不同,所以它比「二次余数」扩散板,更能平均的将声音扩散出去。若读者们常去国家音乐厅,便能发现二侧墙,便是以圆弧作为设计。虽然圆弧这么好用,但它仍有一些缺点,让音响迷处理空间时,不会将圆弧考虑在内。因为弧面短的圆弧,所能扩散频率范围并不会太大;若是以较低的频率为设计,以获得较为宽大的扩散频率,那就必须制作弧面较长的声弧,但这样便会厄杀掉不少空间,这对于台湾音响迷来说,实有其困难之处。而且,声弧的美观与否见仁见智,若非专属聆听室,墙边的空间被占用,难保不会引起「家庭革命」,这也是一般音响迷在处理空间时,不会考虑圆弧的因素。
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