影音空間產生的駐波原理

影音空間產生的駐波原理,是由墻壁的反射引起的,當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,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、  室內沒有大型障礙物房間,通常都有嚴重的駐波。而室內不同的位置,又有不同的駐波,下面來看一張實測圖片,在一間很小的空的長主形的房間內,用音箱播放一段掃頻信號,分別在錄音師位置和室內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,大房間的駐波現象要比小房間平緩,實際中也是如此。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狀況要比小錄音棚好的原因之一。

駐波原理

國外聲學專家建議每一個房間至少要有70立方米才能保證高質量的聲音再現,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倍,這樣聲音在三個方向上的干涉都一樣,會引發更劇烈的駐波。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。

感謝聲學專家,他們已經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,根據物理知識可以測算出,駐波問題主要發生在頻區。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的駐波是非常嚴重的,嚴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,而實際上它并不輕,是因為反射聲與直達聲相互抵消了,使你誤以為它很輕。

對于我們多數人來說,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墻體形狀,或增加反射板來實現。

2、消除反射聲。前面我已經說過,駐波問題主要發生在低頻區,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,是專業錄音棚一致的做法,我們來對比一下專業錄音棚和普通房間,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,在專業錄音棚里,一次反射(主反射)聲根本不會達到錄音師的位置,從而極大地避免了駐波現象。而在普通房間里,會有各個角度的許多一次反射(主反射)聲能達到錄音師的位置,有嚴重的駐波現象。

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

天花板也是不規則的,通常控制室的前端會設計成這樣,避免聲音在天地之間形成駐波。

再來一張天花板的特寫

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。很多朋友可能會發現,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,在前面我已經強調過,設想一下: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格的寬屏吸音體。你可以發現,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。

經過低頻吸音后,波現象得到明顯改善。紅線是沒有吸低頻前的駐波,藍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,或者離開墻壁一點距離,那么它對低頻的吸收就猛然增強。

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。相比常規的產品,它可以節省大量的施工費用。只要你有一般的工具,你完全可以自己完成安裝。不用專業的施工隊伍,不用雜亂塵土飛揚的施工現場,不用擔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了,對低頻的吸音更好。你可以會注意到,專業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。

所以專業錄音棚并不需要特別準務低頻吸音裝置,就能解決低音問題。

這是同樣是靜美康聲學科技有限公司設計的一種獨立的角落安裝低音陷阱,三種不同的規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。

 

當聲波進入一個封閉空間時,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,它們的波長遠遠小于房間尺寸,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中高頻,表現為一種可聽見的響亮的伴隨著擊掌聲的拍手聲。而低頻的波長遠遠大于房間的尺寸,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。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節。

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,消除瞬時的爆發和延遲。雖然每個房間的Room Mode都有一個獨特的壓力區域,但是所有的Room Mode都會出現在墻角。低頻音井以其卓越的性能來升級高品質的聲音系統。

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