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室内声学设计--五种可变混响技术声学参量的变化规律

声学知识

ACOUSTIC KNOWLEDGE

 

室内声学设计--五种可变混响技术声学参量的变化规律

分类:
声学知识
作者:
思成舞台设计
来源:
2021/10/25
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根据音质参量的调节不同,我们把可变混响技术的实现方法分为五类,分别为改变吸声量、改变体积、增设耦合空间、增设音乐反声罩和电声可变混响技术等。当然也可以两种或两种以上方法一同使用,如改变体积的同时也可以改变吸声量,增设耦合空间的同时也改变吸声量等。

1、改变吸声量

根据赛宾的混响时间公式,可知混响时间跟吸声量成反比,增加吸声量可以降低混响时间。改变吸声量的措施主要有可调吸声帘幕和其它可调吸声构造(如翻板式、圆旋转式、升降式等),其中可调吸声帘幕因结构简单、占用空间较少、造价比较低等因素,应用最广泛。

增加吸声量(布置在后墙),丰满度变小、清晰度增大、响度变小、空间感中的视在声源宽度基本不变而环绕感降低。

2、改变体积

根据赛宾的混响时间公式,可知混响时间跟体积成正比,增加体积可以提高混响时间。由于改变体积多数采用机械升降的方式,造价比较高,需要舞台机械和建筑、结构紧密配合,因此在国内应用的比较少。

增加体积(顶部提升),丰满度增大、清晰度减小、响度变小、空间感中的视在声源宽度基本不变而环绕感略有降低。

3、增设耦合空间

耦合空间是指厅堂中存在的一些附属空间(又称混响室),这些空间使主厅内衰变过程呈现非线性衰变(双折线或多折线)等声学特性的改变。耦合空间声场的这种特性使长混响和高清晰度这两个一直被认为相互对立的音质参量得到较好兼容。计算机模型增加的耦合空间设置在舞台的四周和观众厅的侧部,耦合开口均开在侧面的上部(尽量减少对早期侧向反射声能的影响)。

增加耦合空间(布置在舞台周边和观众厅侧部,耦合开口位于舞台和观众厅的上部),混响时间延长比较多而早期衰变时间变化比较小、清晰度增大、响度变小、空间感中的视在声源宽度基本不变而环绕感降低。

4、增设音乐反射罩

剧院为了演奏交响乐,一般都会在舞台上增设音乐反声罩以改善音质效果。

增设音乐反声罩,丰满度增大、清晰度减小、响度变大、空间感中的视在声源宽度基本不变而环绕感增强。

音乐反声罩就像一个扩容的放大器。增加观众厅的响度。延长了混响时间,提高了音乐丰满度,提高了舞台支持度,便于乐队之间的相互听闻。

5、电声可变混响技术

电声可变混响技术是通过合理布置包含特定算法的电声系统,包括拾音的麦克风阵列、数字信号处理单元和扬声器阵列等,利用数字信号处理技术实现改变音质的效果。经麦克风阵列拾取的自然声信号通过信号处理单元的运算处理后,再通过扬声器阵列进行适当的复现。扬声器阵列的设计准则的是建立“虚拟”的墙体和吊顶,并利用数字信号处理的方式调节扬声器阵列的大小和延时,以取得和真实物理边界相一致的反射声序列,从而实现真实物理边界一样的音质效果。与扩声系统中的电子混响效果器相比,电声可变混响技术建立的声场具有完全真实物理边界的时间特性与空间特性。

电声可变混响技术还可以模拟世界著名厅堂(如维也纳金色大厅)的音质效果。事先采集世界著名厅堂主要测点的脉冲信号,然后通过信号处理单元的运算处理使现有厅堂的主要测点完全符合世界著名厅堂的脉冲信号,从而具备某著名厅堂的良好音质效果。

与建声可变混响技术相比,电声可变混响技术的应用场合与应用范围更广,音质的可变性更强,且无需大兴土木,方便灵活。缺点是无法用来降低厅堂原本的混响时间,且可能由于系统稳定性问题而引起声染色。

每种可变混响技术都有它调节的目的,如增加吸声量就是为了降低混响时间、提高清晰度;增加体积是为了延长混响时间、提高丰满度;而增加耦合空间的目的是延长混响时间的同时也提高清晰度。但也都不可避免地带来副作用,响度和环绕感降低。

增设乐罩与增加体积相比,不仅能起到延长混响时间、提高丰满度的目的,同时还能提高响度、环绕感和舞台支持度。

电声可变混响可以按需调整反射声序列(只可延长不能缩短混响时间),它可以模拟:减少吸声量+其它三种建声可调混响状态。因此应用场合和范围更广,方便灵活。

由于大家都认识到早期侧向反射声能的重要性,一般不会改变池座侧墙的特性,因此各种可变混响技术并不会改变视在声源宽度ASW和亲切感ITDG。

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