EQ 真的能解決空間聲學(xué)問題嗎？

　　首先，我們先來思考一下：我們面臨的聲學(xué)問題是受限于揚(yáng)聲器系統(tǒng)的性能，還是室內(nèi)建筑聲學(xué)缺陷，亦或者兩者兼而有之?

　　讓我們先來看看典型的大型音樂表演空間的聲場，以及它如何影響大型室內(nèi)空間的調(diào)音。對于沒有接受過建筑聲學(xué)培訓(xùn)，高階的P.A.系統(tǒng)設(shè)計(jì)或沒有物理學(xué)基礎(chǔ)的讀者，我們會(huì)嘗試用淺顯的語言在闡明聲場定義的同時(shí)，講解如何通過為音響系統(tǒng)設(shè)置正確均衡來優(yōu)化演出空間的聲場。

　　01 聲學(xué)/聲場定義

　　毋庸置疑，揚(yáng)聲器設(shè)置均衡是有益的;我們稍后會(huì)討論這個(gè)問題。但首先，我們需要從一個(gè)概念開始，即在一個(gè)大的表演空間內(nèi)有不同的聲學(xué)區(qū)域(或可稱之為場，并且有一些場是重疊的)。幾十年來，我們中的許多人對幾種聲場定義感到有些困惑，其實(shí)某種程度上它們有一部分是同義詞;此外，一些雜志文章和網(wǎng)站混淆或省略了一些不同的聲場。所以，讓我們先確定這些定義。

　　02 近場

　　離聲源最近的聲場/區(qū)域被稱為近場，它是一個(gè)聲壓和聲學(xué)粒子速度不成正比的空間——它比遠(yuǎn)場具有更高的直達(dá)聲級(jí)。音響系統(tǒng)均衡主要是在這個(gè)直達(dá)聲區(qū)域中非常有效。雖然 EQ 在混響時(shí)間 非常短的小空間(例如控制室和家庭影院)中很有效，但揚(yáng)聲器 EQ 在具有顯著混響時(shí)間的大型表演場所中的作用就不一定了。

　　正如聲學(xué)顧問 Neil Thompson Shade 解釋的那樣，“空間中的聲源將有一個(gè)靠近聲源的近場，然后過渡到遠(yuǎn)場。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，從近場到遠(yuǎn)場的過渡距離是最大聲源尺寸的三到五倍。近場非常不穩(wěn)定，聲壓級(jí) 隨相對聲源的位置和角度發(fā)生明顯變化。任何試圖平衡近場的嘗試都是徒勞的，因?yàn)檫@個(gè)聲場不是均勻的，也不能代表觀眾的體驗(yàn)。如果為兩分頻揚(yáng)聲器加上均衡呢?在近場中，響應(yīng)是由高音號(hào)角還是低音號(hào)角主導(dǎo)，具體取決于麥克風(fēng)的接近程度。”

　　03 自由場

　　自由場的官方定義是“聲音不受任何形式的障礙物影響傳播的區(qū)域”。我們經(jīng)常接觸到的說法自由場指的是室外，直接場指的是室內(nèi)(例如消音室)。但其實(shí)術(shù)語“自由場”和“直接場”在某種程度上是同義詞。另一個(gè)類似的術(shù)語是“開放場”，使用頻率較低，但與其他兩個(gè)是同義的。

　　04 臨界距離

　　臨界距離是距聲源(揚(yáng)聲器)的徑向距離，其中直接場和混響場處于同等水平。

　　圖1 以圖形方式顯示了直接場的聲壓級(jí)如何從直接場傳播到混響場而下降。

　　圖2平方反比定律 展示了聲壓與聲源的距離的平方成反比，距聲源的距離每增加一倍，聲壓級(jí)就會(huì)降低 -6 dB。

　　平方反比定律告訴我們，如果沒有回聲或混響，距聲源的距離每增加一倍，聲壓就會(huì)出現(xiàn) 6 dB 的下降。如圖 2 所示，假設(shè)我們在某個(gè)參考距離“d”處測量連續(xù)音頻源的聲壓級(jí)并檢測 SPL 值 p1。現(xiàn)在，如果我們移動(dòng)到兩倍“d”的距離，我們將檢測到一個(gè)新的壓力值 p2，它將是 p1 的二分之一。這個(gè)過程可以無限期地進(jìn)行，距離每增加一倍，聲壓就會(huì)減半。

　　在聲學(xué)上降低混響將使臨界距離距聲源更遠(yuǎn)。當(dāng)然，大型線陣列揚(yáng)聲器的目標(biāo)是將臨界距離延伸到更遠(yuǎn)的混響空間——這樣在直接場中就能容納更多的人。

　　05 遠(yuǎn)場

　　遠(yuǎn)場是存在于近場之外一定距離處的聲區(qū)。它包含自由場和混響場，它們被臨界距離分開。在混響場中，盡管存在自由場，但混響主導(dǎo)著觀眾聽到的聲音，自由場的聲壓繼續(xù)降低。混響場中的系統(tǒng)均衡對聽者感知的影響較小(與自由場相比)，這里，隨著與聲源的距離增加，混響聲壓比直達(dá)聲壓更高。

　　06 直接/混響比

　　請注意，雖然在整個(gè)混響場中混響聲壓級(jí)的變化小于 3 dB，但由于平方反比定律，直達(dá)聲繼續(xù)下降。對于語音和快節(jié)奏的音樂，較高的直接/混響比是首選——如在典型的自由場中那樣 (而較低的直接/混響比，其中混響聲比直達(dá)聲更大)。

　　07 揚(yáng)聲器均衡

　　雖然為揚(yáng)聲器添加均衡可獲得更線性/平坦的頻率響應(yīng)，這對大型音樂空間(或會(huì)議廳)中的每個(gè)人都有好處，但如果試圖降低混響場中的室內(nèi)不好的聲音，則會(huì)對自由場環(huán)境中的人們產(chǎn)生不利影響。因?yàn)檫@些自由場聽眾幾乎聽不到場地后方的聲學(xué)異常和混響。因此，嘗試使用系統(tǒng)均衡器來抵消室內(nèi)聲學(xué)的混響聲音會(huì)惡化自由場中的音質(zhì)。當(dāng)然，可以通過使用參數(shù)/陷波均衡器/濾波器來改善反饋前增益。

　　08 均衡/優(yōu)化大空間聲場

　　許多教堂、會(huì)議室和音樂廳的管理人員長期以來一直在他們的空間中添加吸音板，以減少過多的回聲和混響。但是，當(dāng)使用過多的吸聲材料 時(shí)——例如能夠有效吸收高頻聲音的產(chǎn)品(例如泡沫和玻璃纖維，如圖 3 中的黑色虛線所示)，它可能會(huì)導(dǎo)致聲學(xué)上的“死亡”空間，沒有氛圍感。實(shí)際上，可以使用調(diào)諧吸收設(shè)備來調(diào)整大空間的聲學(xué)效果。

　　雖然有一些高 Q(窄帶 )吸收器可用(可以像參數(shù)/陷波均衡器/濾波器一樣)，但事實(shí)上，自 1990 年代以來，當(dāng) RPG 的 BAD(二進(jìn)制幅度擴(kuò)散器)面板等產(chǎn)品出現(xiàn)時(shí)，這種低 Q 聲學(xué)面板(有時(shí)也包含一些擴(kuò)散特性)對于“輕量級(jí)”房間非常有效 —— 意思是用框架構(gòu)件和石膏板建造的房間墻壁(與混凝土或石頭建造的大型大廳相比)。

　　圖3 與 1 英寸玻璃纖維(虛線)相比，RPG 的 BAD(二進(jìn)制幅度擴(kuò)散器)面板在不同頻率下的吸收效率。

　　這種輕質(zhì)房間(帶有石膏板和框架結(jié)構(gòu))會(huì)容納大量低頻，并且通常具有明顯的高頻吸收，從而在中低音區(qū)域留下較長的混響時(shí)間。這種加強(qiáng)的混響導(dǎo)致混響場中聽到的聲音——超出了自由場(或直達(dá)聲)——這對搖滾音樂和演講十分不利。此時(shí)我們可以看到，圖3 中的 2 英寸 BAD A-mount 吸音板主要在中低音區(qū)域 (300-600 Hz) 提供最高吸聲，這正是輕量級(jí)房間進(jìn)行聲學(xué)優(yōu)化所需的!

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