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练字贴:抛砖引玉——玩房间(顺便介绍石井申一郎的空间术) [复制链接]

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十分懊丧
石井先生的文章里提到:当天花板的高度是长度的0.7倍时,如果是普通的立体声重播配置方式的话,在最低模式的频率之上侧,会出现大约为一个倍频程幅度的巨大山谷。
小弟的书房高度是2.8,长度是4,比率刚好是0.7....痛苦ing。神啊,救救我吧...一把年纪了.... 呵呵呵.....
但是,往下再看,好似又不痛苦了。似乎这个0.7正是要追求的目标?.....开始有点糊涂了.....
但有一些不明白之处:“最低模式的频率之上侧”、“一个倍频程幅度” 这两个地方如何理解?
最后编辑romarrio 最后编辑于 2008-02-16 12:07:43
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楼主辛苦了!太谢谢你了。

期待有人将全系列文章及插图做成word文档形式。现在这个图片字有点小,放大了就不清楚,尤其是插图的说明字体,太模糊了。

不过也是要十分感谢楼主的。
有个这个打算:我将第一部分做成文本文档,其余的大家分工合作,陆续打出来,如何?
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费了半天劲,打出第一部分、第一页的几段文字。感觉就是一个字:累。
现贴出来,将来希望有人全部打出来之后整理好。

[页数:Stereo Sound 154]
未能完全发挥出扬声器功能的例子比比皆是
    竭尽自己所能,逐件将自己辛辛苦苦的买回来的器材配套,然后努力地、一步步地去接近心目中的声音,从中获得一份喜悦、一份享受、一份满足。这一点就是音响乐趣之所在。每一人心目中声音都不相同,方法可以说也是八仙过海各显神通。有的想重现在某个演奏会所听到的某音乐家的演奏,有的人在朋友家中听到而激动无比的音乐,因此也想重现出更为优美的声音,而另外又有的人无法忘怀过去听过的美国西部音乐而想加已重现,又另外有的人想用自己制作的放大器或扬声器,重播出以前未曾有过的声音。总之每个人都有自己的目标,都在向着这个目标努力。
    就是这样,各人都有自己的机缘而走上这条道路,而且每个人的心念(注:不是“信念”,原书就是心念,不知是否笔误)都非常强,对音响都表现得非常热心。我每次看了“唱片演奏家专访”(注:唱片演奏家,可理解为播放CD来听的人,而不是乐器演奏家)之后,都有深刻的感受,感受到他们确实是比常人更热爱音响,而且也付出更多的努力。
    我觉得有机会在该栏目出现的人非常幸福,而且也非常了不起,因为他们能够创造出令菅野先生佩服的声音。和以往相比,现在的器材在功能上都要好得多,可是实际上重播出来的声音,还未真正反映出器材功能的例子非常多。依我看来,其原因几乎全都是因为重播音乐的房间所造成,大多数的扬声器都不能和房间良好地相互协调。音响这玩艺接触得越多就越觉得其深奥,越觉得其趣味无穷,可是有很多人在入门阶段就跌倒了,而由跌倒的地方再站起来,往往要花上几十年的时间,而更多的却是陷入了进退两难的局面。
    即使如此,有很多很多的音响爱好者在遇到了这么个情况时,换扬声器、换放大器、换CD机,出尽法宝都不行,请一些经验丰富的人来帮忙也无济于事,但是他们仍然半点也不灰心,为了能用自己心目中的声音欣赏音乐,一直都在努力不懈的奋战。
以往的调整方法是对症疗法。现在需要的是以电脑分析而得出来的新式调整“技术”。
    我曾经在电器厂商从事过十年扬声器单元的开发、十年放大器的开发和五年扬声器系统的开发,因而有机会在这漫长的过程中,在各种不同的房间试听过开发出来的试制品和正式产品。对年以来笔者从中取得了一个宝贵的经验,那就是本来声音很好的扬声器,带到一个不同的地方去听时,声音往往会差到令人以为扬声器坏了呢,可是在将这扬声器带到另外一个房间时,声音又复变回原来的状态,什么事也没有。所以,我很早之前就已发现了房间的重要性,并且经常思考应该如何才能建造出声音优良的房间。此外,凭着这些经验还成功地开发出了后述的、声音优美的新式房间,同时再以此房间为基础,一直坚持不断地至今仍在进行着有关音质优良的音响室的研究。现在的电脑,在性能上比我未退休时在公司所用的大型电脑还要好得多,而且还有许多用来计算传送特性的优质软件,所以现在个人也可以研究过去在学校或公司内碍于条件所不能进行研究的事情。再加上又可以将采用缩小比例为10:1的音响室模型,所测定出来的传送特性以及音压分布的数据,和用电脑进行模拟运算所得出来的数据进行比较研究,对于分析音响室的低频特性起到了很好的帮助作用。
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    在建筑学内也有一套处理室内音响理论,可是就我所知,目前建筑师掌握了这个理论,他们大多数都只是用于大型的厅堂,而不会用于属于个人的音响室的研究。我就是在这种情况下,去追求能够完全发挥音响器材功能之房间的。扬声器设计师最关心的是如何才能够把令人讨厌的、由扬声器后面出来的声音困起来,而对于包围着声音的房间却表现得漠不关心,对于这一点我从以前就已感到非常不满。而且每当谈到房间的问题时,几乎人人都认为 [页数:Stereo Sound 155] 只要是真正优良的扬声器,其时使用再不好的房间,也可以发出美妙的声音,所以以往我在公司里面很多时都是采取保持沉默的态度。根据笔者的经验,实际上印制优良的扬声器用在恶劣的环境下时,声音都会变得非常难听。

[插图。 插图说明:本连载的目的是帮助读者,能够科学地在自身居住空间内找出一种最佳的器材配置方式。]

    用作音响室的房间,差不多全都是在建造时,没有考虑什么音响特性外的普通房间,所以有很多人主张也应该研究在普通房间取得优质声音的方法,但是我个人认为老是对声音不好的房间进行研究,并不能找出一套可以有效将声音变好的方法。所以一直以来,我都仅仅是针对声音好的房间进行研究而已。直到最近,终于找出了一套音质优良的房间的设计方法。音质好的和普通的房间相比,普通房间的音响结构非常复杂,难以用从理论去进行改变。音响结构越简单就越好。如果以这个音质好的房间为标准去观察普通房间的话,可以很清楚地理解该房间的音响特性。
    每一种音响器材,以我过去长期的经验来说,任何制品肯定都会有其本身独有的特点。可是很多时音质非常好的器材,往往在还没有充分发挥出其性能时就被冷藏了,以唱片演奏家专访的语言来说,就是演奏技术不够高明,以至于暴殄了天物。

[插图。 插图说明:普通的日本式房间也可以充分享受到没有的音响。这是三浦孝仁先生的聆听室(2002年) ]
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我是一个大学计算机教师,可以找学生帮手打出来,嘻嘻,不客气,首先还是要必需感谢楼主的共享精神。请大家耐心一点等待了,相信一定可以弄成word文档。这么好的文章,对于改善音质很有帮助的,一定要大家分享。
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如果你发光盘给我的话,最好是原始的扫描大图,便于校对。那些图片也可以尽量做成矢量图片,就算不行,也可以尽量锐化清晰化。谢谢啦。可以看到,放大后,连那些配图文字都看得清楚了。
最后编辑romarrio 最后编辑于 2008-02-18 11:58:05
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我的书房很小,长4m x 宽2.8m x 高2.8m,近来看到一个本地的音响卖家将铺头装修一新,在房间长边装上吸音板,铺上地毡,效果不错,所以自己很想搞搞房间。近来不断看这方面的文章,现在看到楼主共享的石井先生的好文,真是欢喜非常。所以也应该不遗余力发扬网络共享精神服务广大网友。
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共有 Stndwave2 Ver.0.9 ダウンロード StndWave2Ver09.zip (484kByte)
和   Stndscan Ver.0.71 ダウンロード scan071b..exe (303kByte)   两个文件

强烈呼吁高手将它们汉化。最好将说明书也汉化,呵呵
最后编辑romarrio 最后编辑于 2008-02-20 22:06:06
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这几天发动几个学生终于将第一期的内容打出来了,有个别字看不清楚,部分图片太小,不够清晰,迟点再搞。等最后有了清晰的图片,就加进来,最终做成一个word文档,给网友、发烧友共享。。。。再续前文

[页数:Stereo Sound 156]
    唱片演奏技术有多个方面,笔者最感兴趣的是其中最重要的一个方面,即有关扬声器和音响室之间关系的部分。一直以来我所依靠的都是使用技巧和摆设方法等,也即是对症治疗的方法。但是至今仍然未能找到一套行之有效的方法。在进行立体声时,有关房间方面必须要考虑的问题,主要是扬声器的位置和聆听者的位置两个方面,而在考虑这个问题时,最关键的是要掌握扬声器各个不同位置,以及聆听者所在的各种不同位置的传送特性。我就是针对这一点进行了研究而取得了一些成果,这一成果我认为也可以称之为调整扬声器位置的基础技术。利用这个结果去进行观察,掌握摆放位置的问题所在相信绝对不是一件难事。


    以往每当我谈到房间的问题时,只有正在准备建造一件音响室的人会比较关心,但是房间的问题是和每一个音响爱好者息息相关的问题,在此我希望各位今后应该加以重视才对。

    以下,我想列举几个普通房间的扬声器位置调整方法,谈一谈我个人的一些心得和体会。不过,为了让大家能跟好的理解以后的内容并将之付诸实践,想先谈一谈如何才可称之为音质优良的房间。

轻微的峰值都足以造成扬声器的音质问题,但是在房间内却连续性的存在着高于其多倍的峰值
房间造成的声音变化

墙壁造成的声音反射/墙壁材料的反射特性

    由扬声器释放出来的声音为什么会发生大幅度的变化呢?如图1所示,是因为由扬声器释放出来的声音,有一部分是直接得到达聆听者的耳朵,而有一部分确是经过了地面、天花板和周围的墙壁经反射才到达的。声音碰到了墙壁而产生反射式,如果所有的反射声的强度都一样的话那当然最好,但是事实上却会因为频率的不同而有很大的差异。为什么呢?主要是因为房间内制成各种物品材料,吸音特性都各不相同之故。比如说地毡只吸收数KHz(千赫兹)以上的声音、背面有空间的开孔合成板只吸收中音、薄板墙壁只吸收低音等。这种吸音特性大致上可以分成三个类别,其代表特性如图2所示。另外还有一点必须指出的是,房间所用装修材料的吸音特性,还会受到在其后面的墙壁,以及和这墙壁之间的空间大小之影响,因此吸音材料的特性并不单纯。

    而且到达聆听着耳朵的反射声,不仅有第一次而且还会有第二次、第三次、第四次。这些反射声碰到了房间周围的墙在到达聆听者的耳朵,反射次数少的反射声,其电平最高。反射次数越多的反射声,受到墙的影响也越多,电平就越低。所以第一次反射声音的墙面材料的音响特性最为重要。

残响特性

    如此这般,由扬声器释放出来的声音,需要通过复杂的途径,并且由于各个不同的方向,经过不同长短的时间才会到达聆听者的耳朵。所以要表达房间的音响特征是一件很不容易的事情。这个大厅的回声效果好,那个房间的回音效果太强之类,我们在形容房间的音响特征时常用回声这个词,这其实从技术层面上说,也即是残响特性之意。

    房间内的扬声器突然发出声音并且继续下去时,首先是直接声,紧接着是地板的反射声,墙壁的反射声,一个接一个的到达聆听者的耳朵。而当这声音突然停止时,因为还在由周围墙壁反射过来的声音,所以其衰减是缓慢的。用数值来表现这个衰减的过程时,称之为残响时间,也即是声音衰减到60dB(分贝)时所需要的时间,大型的音乐厅有的会超过了2秒,而音响室则大多数是0.2秒至0.5秒左右。

[图1:声音由扬声器到达聆听者耳朵的路线    此图所显示的是反射声由左侧扬声器到达右侧聆听者耳朵的路线。最粗的直线是由扬声器到达聆听者耳朵的直接声    ,稍幼一些的是由正面、左右和后墙的只反射一次的第一次反射声、最幼的直线则是第二次反射声。这图所显示的是第一、二次的所有反射声,共有10条____。如果加上天花板和地面的反射声那就更加复杂了。]
最后编辑romarrio 最后编辑于 2008-02-20 22:50:43
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回复: 练字贴:抛砖引玉——玩房间(顺便介绍石井申一郎的空间术)

[页数:Stereo Sound 157]

[图2:三种不同类型吸音材料的吸音特性代表图例    吸音材料可以分成低、中、高音用的三种。此图所示的分别是这三种类型的、最有代表性的吸音特性。从图示可以知道,不论是哪一类型,其吸引率都会因频率而改变,而且变化颇大。换句话说碰到这些材料而反射的声音,也都具有与这特性相反的特性。]

[图3:房间内的声音波形    在房间内发出声音时,因为其回声由周围的墙壁相继到达的,所以声音会越来越大,而一旦声音停止时,声音就会越来越小。上图是在我的聆听室内的0.4秒内发出1kHz的声音时形成的声音波形。从此图可以很清楚的知道声音由小变大和由大变小的状况。以下,是将上面的波形化为分贝后的图形,从此图可以看到由衰减的倾斜点开始,残响时间大约是0.23秒。]

[图4:最适当残响时间    对于房间的残响时间有不少人提出过建议数值,在日本最多人应用的是如果所示的,由加铜铁平先生所推荐的数值。鉴赏音乐时用较长的残响时间,而在试听室内试听器材使用较短的残响时间。此外,房间的面积越大,最适当的残响时间也越长。Beranek是美国著名音响学家推荐的数值]


    图3是在我的音响室,扬声器于0.4秒内释放出正弦波时,位于聆听位置上的麦克风所输出的信号波形。从此图可以很清楚的知道声音逐步增强和逐步衰减的状况。图3下是将这波形变换为dB值后的图标,从这数值的倾斜状况,我们可以知道残响时间为0.23秒。

    这个残响时间,其类值因频率而不同,因为房间的吸音能力因频率而有差异之故。吸音材料的吸音率乘以吸音材料的面积,就等于吸音能力。吸音率为100%的材料,如果其面积是5平方尺的话,则吸音能力刚好等于5,但若吸音率是50%的吸音材料,面积为10平方尺时,吸音能力也刚好等于5,所以两种材料的吸音能力是相等的。墙面、天花板、地板所有部分的吸音能力相加起来,也就等于是房间整体的吸音能力,而将这吸音能力除以全部面积的话,就等于平均的吸音率。这在残响设计时是一个非常重要的指标。

    普通的房间在建造时并没有进行音响设计,所以吸音能力会因频率而产生很大变化,而且整体的吸音能力也往往会过高或过低。进行房间的音响设计时,最为重要的就是令到吸音能力不受频率的影响,而保持一定的、适当的数值,而要达到这个目的,残响时间是一个很有用的参考数值。最佳的残响时间可以分成多种,图4是加铜铁平先生的推荐值,人们常用来进行音响室的设计。

传送特性

    这种墙壁的反射,不仅会对残响,同时也会对传送特性产生巨大的影响。在房间的某一点上放置扬声照(器?)作为音源,在离此不远处放置麦克风就可以测定出房间的声音传送特性了。以往人们所说的房间指的是残响特性,在狭小的房间内重播音乐时,要知道房间对声音有多大影响,这传送特性可以作为参考,最近这特性越来越受人重视就是这么个原因。

    为了能够完全消除房间的影响,测定扬声器的频率特性是很有必要的,方法是将扬声器放在四周的墙壁都装有以吸音特性优良的玻璃纤维做成的楔形吸音体的无残响室内,然后向扬声器附加1瓦特令到频率由20Hz到20kHz连续性变化的电力,看看放在扬声器的轴心上侧1m部位的标准麦克风的输出音压有多大,就可以掌握到频率的性如何了。
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[页数:Stereo Sound 158]
    图5A所示是在无残响室内所测定到的20cm 二路扬声器的频率特性,其曲线有些起伏,但是整体来说基本上是平坦的。可是再将这扬声器放在实际的音响室内进行测定时,传送特性却如图5B所示,山谷一个连接一个,起伏非常激烈。后来又将这扬声器放在另外一个音响室内进行测定,结果如同图5C所示,又是另外一种完全不同的特性。图5B显示出50Hz附近出现了山谷,但是图5C则未有出现山谷。

[图5A  在无残响室内所测定到的20cm二路扬声器特性 。。。。。。。。。。。。。]

[图5B  在某音响室内所测定到的图5A的扬声器特性 。。。。。。。。。。。。。]

[图5C  再在另外的音响室所测定到的特性 。。。。。。。。。。。。。]

    扬声器的特性,虽然是只出现了数分贝的峰值也会造成音质上的问题,可是房间的特性,却是连续性的出现了还要大数倍的峰值。尤其是低音因为其驻波的密度较低,所以传送特性的山谷往往会较大,从而严重地影响到听感特性。

    对于低频的传送特性以往很难掌握,但是现在根据我的研究结果,基本上已可以事先预测到新造的音响室的低频特性了。

隔音特性

    隔音特性虽然和房间内的声音没有直接的关系,但是作为音响室却是一项非常重要的特性。如果想要随时都可以用大音量去欣赏自己喜爱的音乐,这隔音特性是绝对不可以忽视的一个重要因素。要取得良好的隔音效果,在建造音响室时,像水泥这一类重量大的材料要尽量厚一些,同时还要密封门窗的所有隙缝。大厦式的集体住宅,就是因为墙壁、地板的厚度不够大,所以当重播低音强劲的音乐时,水泥墙和地板由于会因低音而产生激烈震动,从而令到低音消失于无形。遇到这种情况,可以考虑在房间内建多一间房间,可是这样做往往又会产生天花板太低的问题。

为什么天花板高一些,声音会比较好听

什么是决定房间特性的最大因素
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[页数:Stereo Sound 159]
    如上所述,房间的特性会受到墙壁的多重影响,其实除了墙壁之外,还有许多其他很多重要因素,以下就是其中的几项。

房间的面积

    房间的面积是一个很重要的因素,但却往往为人所忽视,房间的最大尺寸,也奶子是长度决定了该房间驻波的最低频率,也决定了
该房间的低音量重播极限。比如说一个长边长度是3.6M的6张榻榻米房间,其驻波的最低频率约为47HZ,可是长度为4.5M的10张榻榻米房间为40HZ,5.4M的12张榻榻米房间和15张榻榻米房间分别为33HZ、7.2M的24张榻榻米房间则为23.5HZ。想要重播比这些更低频率的声音就非要用特别手段不可了。买回来的扬声器,不做任何措施那是不可能的。

    因为几乎所有音响店内的试听室面积都很大,所以有很多人在试听了之后对声音感到非常满意,于是就将该对扬声器买回家,但是却发觉因为家里的音响室面积小,无法重播出同等的低音而感到失望。

    此外,在进行立体声重播时,在左右扬声器之间会产生音像,也即是音场。面积大的房间一般音场都较大,以家庭内的音响室来说面积都较小,所以音像都难以和音响店的试听室相比。

    由此可见,房间的面积是音响室一个非常重要的条件。

房间的形状
      
    专门作为音响室而设计的房间,其形状大都是呈长方体,墙壁和天花板则稍徽呈倾斜状。而以现有房间制成的音响室,除了长方体
之外,还有呈L字形或T字形等形状。

    长方体的房间,要取得良好传送特性还需要有多个方面的条件,其中一个最重要的是横直高度的比率,曾经有不少人都研究过这横直比率和振动模式分布之间的关系,并且提出了不少有益的建议。可是此比率和聆听点之间的关系,却只有我一个人进行研究,而且也怪得了一些重要的成果。

    根据我的研究所得,这比率当中的天花板高度至为重要,天花板的高度会对低频特性造成巨大的影响。一般来说,房间比充的表示方式都是以最短尺寸作为一,其他尺寸则以此作为基准加以表示,可是我认为应该以最大尺寸作为基准来表示才对。另外我还发现,当天花板的高度是长度的0.7倍时,如果是普通的立体声重播配置方式的话,在最低模式的频率之上侧,会出现大约为一个倍频幅度的巨大山谷。

    普通的建筑物由于隔音功能较低,低音容易外泄,所幸的是山谷较浅,可是要做到完全隔音,四周连起了坚固隔音结构的音响室的话,这个山谷却会变深。要避免这个问题,可以考虑将天花板的高度,改为相等于长度的0.7倍到0.75倍,不过房间的面积越大要做到这种比率的难度也越高。幸亏只要有6张榻榻米左右就可以满足这个条件了。10张榻榻米的房间,其天花板高度必须要有28M,12张榻榻米到15张榻榻米左右的房间则必须要有3.78M,而24张榻榻米的房间就必须要有4.9M才足够,那就实在是太高了。不过若是长度超过了32尺的大房间,山谷两肩的频率会低到40HZ以下,在这种情况下天花板的高度在低频特性方面反而不成为问题。新产品的发布会通常都会选择在长度超过10M的房间内举行,而音响店如果是在宽广,开放的楼层进行重播,也不会在存在低频的问题。讽刺的是日本占数最多的10张榻榻米到20张榻榻米左右的房间,天花板的高度都低得可怜。

    很早之前就有人指出天花板高度越大的房间,声音就越好,这一点也可以作为一个有力的根据,这个现象是以电脑分析之后被发现的,但初时我只能用十分之一的模型来验,最近终于可以用实际的房间来进行验证了。
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[页数:Stereo Sound 160]
    那么简单的问题以往又为什么无法解答呢?主要是因为传送特性的连续性巨大山谷太多,一直无法进行有系统的研究之故。

房间的结构

    如上所述,房间内的声音不仅会受到内部装修材料,而且还会受到基本结构的影响。基本结构是日本式、欧美式、又或者是大厦的水泥式结构,其低音特性都不相同。低音令到墙壁振动的力量非常大,能够轻易地令到一般的合成板或者是压缩纤维板发生振动并且往外泄露。相对地水泥砖墙比较不容易振动,可以把低音困在房内。所以难以振动的水泥砖墙的房间,低频传送特性的曲线大都会产生很高的峰值,而容易振动的木板墙房间,传送特性曲线的峰值不高,多呈平直状态。但是哪一种房间好很难一概而论,因为还要取决于房间和扬声器低频特性之间的匹配性是否良好,以及所喜欢听的音乐内容。

    以前从未曾有人能够从20Hz开始准确地测定出房间的传送特性,所以我也想趁这一次连战的机会进行一次准确的测定,彻底地掌握
低频传送特性方面的问题。

[页数:Stereo Sound 161]

(4个图、5段文字。。。。。。。。。。。。。。。。)

[页数:Stereo Sound 162]

利用镜子可以全面地理解声音的形态

镜像法
  
  不过,总的来说,内部装修材料对重播音质的影响最大,即使是同样的材料,用于不同的地方也会有不同的效果。就以布廉来说,
位于扬声器和聆听者中间两侧,和位于聆听者的正面或后面,声音都会有很大的差异。

  要知道其原因,可以调查由扬声器出来的声音是由哪一幅墙反射就可以得到答案,调查方法最为而而有效的是镜像法。

  声音碰到了墙壁才会产生反射,其反射的特点就和光线碰到镜子的情况一样,入射角和反射角是完全相等的。比如说如图6A所示,假如扬声器的旁边有墙壁,而聆听者所听到的就如图6B所示,实际上等于是在镜像的位置上也有另一个扬声器,他所听到的就如同由两个扬声器出来的声音一般无异。即是说把墙壁拆掉,在镜像的位置放上一个扬声器作为镜像扬声器,然后对原有的扬声器和镜像扬声器同时附加相同的电力而令其发声,与这情况是完全一样的。只不过是镜像扬声器,必须要通过和墙壁反射相同特性的均衡去附加电力而已。
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[页数:Stereo Sound 163]
  如果是扬声器左右都有墙壁的话,那么就有会如图7所示,左边墙壁的镜像会因右边墙壁而产生另一个镜像,而这镜像又会因左边的墙壁而产生镜像……,如此这般地就会产生无数个的镜像出来。对于这一点,如果能在将三面镜子中的左右镜子完全平行地摆放。并在其中间放一个火柴盒就会容易理解。所以从此图可以预料得到,如果在左右墙上贴上吸音材料的话,完全可以有效地吸收反射波。

  如图8所示,如果聆听者是面对着形成[ ]字形的三幅墙的话,镜像就会如图所示,除了排列在穿过扬声器往左右延伸的直线上之外,还会在位于正面墙壁对面的镜像位置上左右两侧有线上形成镜像群。位于整面墙壁对面的镜像群扬声器,因为背向着聆听者,所以声音大多数都无法传送到聆听者的耳朵。这点相信是比较容易理解,是由于正面墙壁的反射波后面的墙壁所吸收,也即是类似于在俗话所说的LIVE END-DEAD END的情况下产生的一种现象。

  相反地如果三幅墙壁是如图9所示,在聆听者后面呈[ ]字的情况下时,镜像就会除了分布在穿扬声器往左右延伸的直线上之外,还会在位于后墙对面的镜像所在位置的两侧直线上形成镜像群。所以在这种情况下时,聆听者就被夹在排左右两侧的两列镜像群的中间,于是也就会感觉到自己被声音所包围了。

  如果左右的墙壁不是平行的话,扬声器该摆放在哪一个位置,利用镜像法可以很容易理解。图10所示的情况是扬声器一个较为宽广,在这种情况下时因为镜像呈围绕聆听者的状态,所以反射波也会形成包围聆听者的态势。相反地若是扬声器一侧较为狭窄的话,就如图11所示的那样,因为扬声器的镜像远离聆听者,所以只能从前面感受到残响。

  如上所示,镜像法可让我们知道聆听声音的方法,知道声音的反射类型。虽然内容看起来似乎很复杂,但是若能利用小镜子去进行实验的话。其实并不难理解,希望读者能够试一试。

潮川冬树先生喜爱用横向呈长方形房间的理论根据

竖向长方形与横向长方形配置

从上述内容我们知道,扬声器和聆听者的位置不同时,传送特性也会随之而发生变化,所以如何使用房间也是一个非常重要的事项。房间的使用方法大致上如图12所示,可以分成纵向长方形与横向长方形两种,一般人多数都是采用纵向长方形的方式,只有很少的一部分人是用横向长方形的方式而已。其实长方形的房间时,就像前面所述的那样,如果开花板高度太低至不足长度的0.7倍时,低频曲线就会产生巨大的山谷,所以若想避免这个问题我建议采用横向长方形式的配置方式。采用这种配置方法时不仅低频可以获得改善,而且还可以令到音场感变得更为宽阔,令到声音的气势感变得更为强烈,所以有不少人采用了我的建议之后,都感到非常满意。
最后编辑romarrio 最后编辑于 2008-02-20 23:21:30
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[页数:Stereo Sound 164]
    本刊的人气专栏作家、已故的濑川东树先生也是喜欢横向长方形的配置方式,据说在Stereo Sound公司的旧试听室内,只有濑川先生是采用这种横长配置方式去进行试听的。此外,濑川先生自制的聆听室,初时虽然是采用纵长配置方式,但是不久之后就改成了横长
式配置。根据濑川先生所写有关试听室的专题连载(1979年~1980年的第50、51、52、53、54。已绝版)内容,我计算过其传送特性,发现纵长配置时的低频特性曲线也有大的山谷,但是横长配置时却没有山谷,传送特性显然是横长配置较为优良。

关于音响特性的测定方法

    最近经常有人问我,掌握房间或器材的特性能够知道声音的好坏吗?据我所知如果是像放大器之类特性非常良好的器材则很难说,但若是特性曲线凹凸不同如扬声器和房间之类的器材,测定法结果和聆听时的感觉确是非常一致。目前在市面上可以找到各种方便的专用测定器和电脑,要测定房间的音响特性根本已不是什么难事,所以我建议读者不妨自行测定,因为根据其结果往往可以获得数倍于投资额的成果,从而让自己的音响生活变得更为充实。
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[页数:Stereo Sound 165]
    房间的特性中我认为最重要的是传送特性,所以我会很认真地测定房间的残响特性,以防止吸音性过大,或者是反射性过强。

    正弦波是人们常用来评价房间传送特性好坏的测定信号。虽然也有人用测试声来测定传送特性,不过这却是为了消除小山谷,掌握特性整体倾向的一种手法,如果想知道哪一种频率会有怎么的一种山谷,则必须采用正弦波信号测定才行。

关于测定用之扬声器的问题

    进行传送特性的测定时,可以根据目的去决定采用可以其取得正确特性的标准扬声器,或者是采用自己用于重播的扬声器。如果使用标准扬声器的话只能知道房间的传送特性,若是使用自己用于重播的扬声器的话,就只能知道房间和扬声器两方面的混合特性而已。

    标准扬声器最理想的是,20kHz(怀疑是排版错误,应为20Hz)到20kHz的频率曲线较为平坦的类型,但是目前世界上还找不到这种类型的扬声器,所以现实的做法唯有尽量采用具有平坦特性的扬声器,对于低频特性的低落,以后才设法加以补救。扬声器单元最好选用12cm~20cm口径的品种,而音箱则尽量使用小型的制品。我目前正在调查该用哪一种扬声器最为理想,相信本连载结束之前可以完成。以后采用这种标准扬声器就可以正确地测出音响室的特性了。方法是先用对自己所用的扬声器附加正弦波流动信号,测出此信号声到达聆听位置的传送特性,然后再将标准扬声器放到此扬声器的位置上,测出信号声到达聆听位置的传送特性。从这两个特性,就可以知道这房间的特性以及目前自己所用扬声器的特性了。接下来又在测出标准扬声器的多个不同位置和多个不同聆听位置的传送特性,从而找出特性最佳的配置方式。采用这种方法,我相信一定可以找出以往所没有的全新配置方式。

测定用扬声器和麦克风的位置

    在测定房间的音响特性时,最重要的是扬声器和麦克风的位置。测定残响时间时,一般都认为最好是将作为音源的扬声器放在房间的一角,将麦克风放在与其相对的另一个角。如果目的时要掌握房间特性的整体特点,这种方法是可行的,但目的若是要掌握重播声会受到残响的影响有多大的话,最好则是从平时重播音乐时的扬声器的位置上发出声音,在聆听位置上放置麦克风。

     测定传送特性时,为了掌握房间传送特性的整体特点,方法也是将扬声器摆放在房间的一角,将麦克风放在其相对的另一角。然后再将标准扬声器放在现在摆放扬声器的位置上,在聆听位置摆放麦克风来进行测定。

    在多数情况下特性曲线都会呈现多个连续性的巨大山谷,对这一点可以不必担心,因为可以针对这种特性来谋求改善的方法。方法的第一步是考虑如何改变整体的配置,比如说如果目前的配置是纵长式而感到声音步理想的话,可以考虑改成横长式配置的方式。如果不想徒劳无功,那么可以在改变配置之前测定一下横长配置的特性,进行比较之后再做决定。

[图13:传统式聆听室反射声特性    ...............]
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[页数:Stereo Sound 166]
    麦克风的位置也不可以固定在一个位置,可以放在聆听位置周围的多个位置上进行测定,避免因为偶然放在一个最差的一个位置上而影响到决定的正确性。总之要获得理想的优良音质,一定要自己动手动脚,不能想当然,也不能尽靠别人。

思考如何才是最佳的聆听室,对于如何在目前的房间获得良好音质大有裨益

新式的音响室

    在研究普通房间的特性时,我认为如果能事先知道如何才是最佳的房间结构和特性会有很大的帮助作用,所以以下再来谈谈有关目前可以取得的、最佳音响室的状况,因为内里隐藏着改善现有音响室的启示,对于希望拥有音响室的读者也会大有裨益。

    前面也曾述及,本刊专栏作家、已故的濑川东树先生,曾经在1979年建造了自己的音响室。这房间为水泥结构,而面积约有17.5张榻榻米。在此之前濑川先生曾经对我说“日本式的房间声音最为优美”,可是他这间音响室的墙壁却是油上了磁漆,完全没有吸引功能的坚硬状态,地面铺上木制地板,而天花板只是铺上了35mm厚杉木板而已,几乎所有的平面都是以没有吸音功能的反射性材料制成,正好和日本式房间完全相反的一种结构。

    对于这种房间的结构,濑川先生一边让我试听一边笑着说“经过了多方面考虑,我觉得墙面柔软会因地因而震动,并受到高频反射波解调的影响而令到声音变得混浊,所以决定采用坚硬墙面,令到声音不会因为反射波而变得混浊”。

    我一听其声音也吃了一惊,因为其回声我现在仍然记得,实在是太美妙了。那么美妙动人的声音,和一般的音响室完全是两个不同层次的声音。濑川先生还自豪地说,尽管残响时间很长,但是器材间的差别我却能分得清清楚楚。后来我还多次到他家去玩,觉得回声太强了些,和普通的房间相差实在是太远了,所以我开始每次听音乐时都会思量,有什么方法做到既可以维持其回声的优美感,又能够稍微减弱一些回声的强度。

    刚好那时候我正打算在家里建一间音响室,我决定按照传统的方法去设计和建造。建成了之后我看了看房间周围的墙壁忽然间想到,“这样的房间,当声音碰到吸收低音的墙面时,反射声就没有了低音,而声音碰到吸收中音的墙面时,反射声就没有了低音,同样的如果碰到的是吸收高音的墙面,那么反射声也就没有了高音,而且在方向和时间上也会各不相同,所以就算聆听者会在脑子里加以合成,效果也不可能完美”。这一点从图13所示可以很容易理解。

    当时我正在开发线性相位扬声器,我发现自己的做法,即为了让低音、中音、高音单元的声音可以没有时间的差异,同时地到达聆听者的耳朵,我逐毫米地移动各单元的位置而设计出来的扬声器,实际上由各墙面不同时间到达聆听者耳朵的反射声绝对不可能良好地被加以合成。

[图14:最初构想的新式聆听室 。。。。。。。。。。。]

    于是经过了苦思之后,我忽然想到了一个方法。如果能够在所有的墙面都装上,对所有音频都具有20%吸音功能的材料不就可以了吗,可遗憾的是在这世界上却找不到那么一种材料。既然如此,又可不可以让反射部分反射所有频率的声音,让吸音部分吸收所有频率的声音呢?如果反射部分是坚硬的墙壁,那么低中高音频都会被墙面所反射,而吸收低中高音则必须采用厚实的玻璃纤维。我初时以为必须要用图14所示的厚1m以上的吸音层,但是后来又想如果像图15所示,将玻璃纤维吸音层放在反射墙的后面的话,那么房间的空间特性不是可以获得改善了吗。从图15所示不难理解,采用这种吸音方式时的放射声,其特性全都非常平坦。
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    刚好那时公司又要建造一间试听室,所以我决定实际采这么一种新式结构去进行建造。建成了之后我试听了多种不同类型的扬声器,发现回声都非常优美,大型扬声器有大型扬声器的美感,小型扬声器也有小型扬声器的美感。后来我又让多位朋友和同事试听,结果也异口同声受到他们的赞赏。更想不到的是,如果以这房间的声音为基准去听其他房间的声音时,即时就可以知道其他房间的癖性。用传统类型的试听室很难掌握到扬声器的原有特性,可是用这房间却易如反掌,在这房间试听过的扬声器拿到其他房间去听时,即时就可以知道该房间癖性的好坏了。

    于是我在日本的音响学界(1980年)和美国的AES协会(1982年)的学术交流会上,就这种房间作了专题演讲,结果在日本没有人赞赏的这种吸音技巧,可是在美国和德国都受到了高度的肯定,并且有两本建筑音响手册还作了详细介绍。更令我感到意外的是,以“星球大战”而名闻遐迩的佐治鲁卡斯电影公司,在本身的“SKYWALKER LUNCH”录音室内也采用了这个理论,并且还作为参考文献刊登在电影院用THX系统的音响器材手册上。由日本传出的信息,却是在欧美才能获得高度的肯定,可说是遭遇了和获得诺贝尔奖的田中耕一先生同样的命运。

    之后,我对这种设计方式充满了信心,并且积极在业界进行推荐。不过当时对室内驻波的认识还很肤浅,而且对低频特性所知也不多,所以自八年前退休之后就一直就这些课题进行研究至今。根据我这几年来的研究所得,我已经掌握了一套可以准确预测低频频率特性的方法。

新式的残响设计

    那么,采用这种新式残响设计时的吸音部分,其面积又应该如何计算呢?这个重要的问题其计算方式非常简单,不是根据房间的大小,而是根据房间的总平面面积和音乐的类型去计算。方法时先计算出房间地面、天花板和各墙面的面积,然后将其结果相加得出房间的总平面面积。如果是喜爱听古典音乐,吸音部分的面积必须等于其15%~20%,喜爱听爵士乐必须等于其25%~30%左右。而且还必须像图15所示将这吸音部分加以分散配置。比如说如果是12张榻榻米的房间,地面面积约是总平面面积的24%左右,最大的墙面约是16%左右,所以如果喜爱听的是古典音乐,那么吸音部分的面积比大墙面的面积略小,喜爱听爵士乐则比地面面积略大一些,平均地加以分配就可以了。只要记住了这些数据,那么看一看某房间的状况就大致上可以掌握到该房间的音响特性了。这么一种新式的残响设计,只需要计算一下房间总平面面积和吸音部分的面积就可以了,非常简单。

吸音材料的配置

    吸音部分最好是能够平均地分散配置,而且按照前述的镜像原理就能发挥出这样做的功效了。比如说消除前方墙壁造成的镜像,营造出后方将墙壁对面的镜像阵势,令到聆听者产生如同被声音包围的感觉,控制音场可以说是轻而易举。如果能够自行采用镜子,制造房间的模式,掌握镜像的分布状况相信定会得益不浅。在吸音部分贴上厚纸皮,一眼就可以看出那种镜像最为有效非常有趣,读者不妨一试。此外,如果能在吸音部分的的前方放置移动式的反射板,那么就可以将房间变成一间可以轻易地改变残响的音响室了。

[图15:新式聆听室的反射声特性。。。。。。。。]
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[页数:Stereo Sound 168]

结构

    新式的房间因为只是由反射和吸音两种类型的材料所构成,非常简单,所以反射部分做得比较坚固,而吸音部分只是单纯吸音而已
。下一次,我准备介绍一款墙面结构,其特点是普通的木工也能做得很好。

    如上所述,新式的音响室结构简单,原理也很容易理解,设计又非常简单,原理上很容易理解,设计又非常简单,可是在这种房间
听过音乐之后,再和普通房间的声音进行比较,很容易就可以知道要改善音乐应该从哪一个方面着手了。

    这一次我所写的,只是为了能更好地理解今后连载的内容,而必须事先知道的最低限度的知识。既然是最低限度,当然所述及的只是很表面的东西而已,至各项目更深入的内容则实容后再述。在叙述各项内容时我会尽力做到深入浅出,但是也难免会有些难以理解的地方,所以如果读者有何感想或疑问可以写信到编辑部来。

    此外,今后我还打算尽量抽时间去拜访音乐爱好者,看看他们的音响室,帮助他们找出一套音质最美的配置方式。
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