家庭影院组建必修扩散措施与材料分析


当你发烧很长的一段时间后,你会发现完美的音质不仅仅来自高价的器材,更加来自你的声学知识和优秀的视听空间。以前笔者为了追求好声而会频繁地更换器材,但渐渐地发觉好声并非只靠器材,而是与聆听环境的建筑声学特性有着非常密切的关系。所以,要使影音系统发挥最高性能,必须对听音房间作一定的声学处理。而扩散处理就是改善听音环境的重要措施,今天我们来探讨一下家庭影院的扩散措施与材料的使用技巧和方法。

扩散效效果实例

一、家庭影院需要扩散的理由

在了解声波扩散之前,必须先了解什么是驻波。影音室驻波产生的原因是声音在两面墙(主轴)或者四面(切线)及六面(椭球)墙间来回反射,自己和自己的反射波碰在一起,而产生增强或减弱的效果,最后的波动变成在原地振动,不会移动的波,所以叫做驻波。形成驻波以后有些点会完全没有声音,而有些点(或线,或面)却相反的会变的很大声,没有声音的地方就叫做节点(节线或节面)。如果能让反射波向四面八方扩散,就不会跟自己产生干涉,就算有也会很少,这样声波就可以充满整个房间,而不是只有在几个点特别大声。将声波扩散是最有效的处理驻波方法,这种经过扩散所产生的均匀音场,是所有音响迷梦寐以求的。那什么是声学上的扩散?

学术上扩散音的定义是指在某个区域内,能量密度一样,向各个方向的能量流逝概率相同的声音。通俗的说法是指声音朝着许多方向不规则反射、折射和衍射的现象。我们可以举个扩散的形象比喻:迪斯科舞厅的多棱镜面反射球就是一个光扩散的良好例子,由于敷设在球面上的许多镜片朝各个方向反射光线,而使光斑扩散到四周。同样道理,声音遇到室内的座椅、不平整的墙面装饰、圆柱、挑台立面、栏杆等等物体表面会朝各个方向扩散,这时声音没有了方向,磨去了棱角,音乐的听感变得安稳,松弛。换句话说,扩散就是能将原来起伏跌宕象凹凸不平的岩石那样的声音,平滑成海边沙滩般的感觉。影音室若不是良好的扩散声场,那么室内不同地点或不同频率的声音就会不均匀,有些频率或有些位置的声音特别强,而另一些则很弱,这样就会造成好不容易从音箱中还原出的平坦频响被糟踏了,所以影音室必须布置成具有扩散声场的特点。

二、扩散材料选择

我们知道任何凸面都有扩散声波的能力,包括斜面、曲面以及凸弧面,所以,要做好家庭影院扩散措施之前必须选择好扩散材料,那么声音扩散应该采用什么材料最好呢?选择时应该注意哪些问题。

为使空间获得一定的声音扩散效果,可在影音室的天花、侧墙与后墙的表面设立不同几何形状的声扩散体,如圆柱形、三角形、半球形、多面体、棱锥形等,也可以是极具艺术装饰效果的立体浮雕图案形式。一般来说,由于三角形和半圆柱体构造简单,扩散效果良好而被广泛地应用在声学工程实践中。而从声音扩散效果来看,圆柱体略优于三角形体。当然,两种扩散体的扩散效果与它的尺寸和配置有关。因此,影音室设计与配置声扩散体时,应注意的是以下几点:

①扩散体的材质应尽量采用比重大而具有一定刚度的材料,如混凝土、抹灰砖石体、大理石、花岗石;
②如用木材则宜采用实心硬木。如柚木、橡木、花梨木或硬木表面加贴多层组合板,切忌用三合板、五合板等薄板制成空心体,这样会形成对低频的强吸收。
③尽可能避免用石膏浇铸扩散体,虽然制作成本很低,但它会产生金属声染色,对音色不利。
④扩散体各个扩散面的几何尺寸必须足以与声波波长相比,才有良好的扩散效果。根据反射原理,一旦扩散体尺寸一定,室内声波的扩散程度随频率上升而递增。因此,在进行声扩散设计时,应注意采用大尺寸的扩散体,以增加对低音的扩散能力。

迷你扩散体

迷你扩散体实例

三、影院扩散处理方式

可以这么说,在影音室的墙面上使用的扩散材料越多,就越能感觉到CD唱片或电影中其录音场所空间感的规模与阔大,延伸自然又松融飘逸的高频表现,音乐中的细节表现也能得以大大增加,平时很难觉查到的一些微弱动态变化现在也仿佛是历历在目一样。因此,在布置时除了可以在天花板使用扩散材料,还可以同时在两侧墙面、音箱后墙面、聆听位置的后墙面上使用,具体的处理方式主要分为以下几种:

1、圆柱型的墙面

圆柱型的墙面就是在墙面上做很多接近半圆的的柱子,当声波碰到这些柱子时,就会向圆柱的垂直方向散开,但它有效的扩散频率范围跟它的半径有关系。因此要扩散低频,需要很大的柱子。如果要在市场上购买这种扩散圆柱建材,需要花上一笔不少的费用。为了节省资金,我们可以自己动手做这种圆柱型墙面,首先是在墙上按照要做的圆柱宽度钉上角木,然后用两分或一分的夹板在角木之间凹成一个圆柱壮的墙面,里面可以塞些玻璃纤维绵,最后可以在外面贴璧布或者漆油漆加以装饰。

2、扩散箱/板

这种扩散箱/板是可移动的,活动性很强,因此很受音响公司的欢迎,如果你有参加过音响展览就一定会都看到这些产品。它们的原理是如果声波反射回来时,波的相位可以是随机的话,整个波的前进方向就会像四面八方扩散。可是如何要让反射波随机呢,这也就是要让每个反射回来的波走不同的路径,如此要分成无线多个路径才能真正产生所谓随机的相位。不过好在数学家发现了用某种方法可以仿真这种随机的路径,就叫做二次余数法。它是用薄板隔成深度不同的格子,当声波碰到格子底端反射回来时,因为每个格子的深度不一样,所以每个反射回来的声波相位也不同,经过用而次余数法算出的深度,可以模拟随机的反射相位。因此反射波就会向各方向扩散,行程驻波的机会就小了。如图中的舒乐得RH1516二度空间扩散板,采用电脑运算,将241跟长短不同的方柱排列在一起,对音响聆听空间所容易产生的残响以及驻波反射音等等问题加以控制,藉着不同的放置地点将两声道的前方半球型音场以及多声道整体空间回响做有效的处理,从而获得比更精准的音场结像定位。

舒乐得RH1516二度空间扩散板


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