室内声学之反射的“呼”与“吸”

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在了解如何控制室内反射声的方法之前，我们首先要明确处理的对象。并不是所有频率的“反射声”都需要进行控制和处理。声学概念，即声音的频率（sound frequency）。人耳能够感知到的声音频率范围为20Hz—20kHz，我们通常又可将这个声音的频率范围分为低频、中频和高频三个频段。从物理学上来看，低频的波长相较于中、高频的波长要长得多。20kHz的超低频波长可达约17m。
9 |$ A/ {0 {% p1 |8 W: V人耳可感知的一些主要乐器与音效的发声频率范围
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/ _" u) v' _* W那么，对于中小型的室内“听音室”而言，一个低频的声波还未完成一个周期的振动就会被障碍物所阻碍，在进行反射前低频的声波就已经受到了干扰。这种情况下，声音会发生“衍射”（diffraction），也就是通常所说的“绕射”，即低频声会绕过障碍物传播而不遵循传统几何声学的反射原理。所以，低频需要更特殊的室内声学处理。因此，我们所分析的室内反射声的处理主要针对声音的中、高频。声音的中频若要细分，还可以分为中低频、中频和中高频。中低频是一种气势感受，所对应的乐器主要是鼓，如低音鼓、定音鼓等。
此外，钢琴和低音提琴的部分音域也能较好地呈现声音的中低频；中频的声音音质较浑厚，乐器则多对应于竖琴、中提琴、各种调性的长号等；中高频是人耳能感受细节最多的一个频段，声音音质较嘹亮，对应乐器有小号、小提琴、爵士号等。此外，人类语言的齿音，气流音大部分也在中高频。高频的声音音质较清晰，多表现为乐器出现的杂音，如弦乐乐器从一根弦到另一根的转换杂音，以及打击乐乐器等。一些打击乐乐器的金属感就是超高频音质的体现。
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可见，了解声音中、高频的不同特点和需求，在控制和处理室内反射声时才能有依可循。通过对于中、高频声音音质的主观感受，更有助于室内声场的整体打造。如果要从声波的特性、作用和人的主观感受上来分析，20Hz和20kHz并不是明确的分界线。如超低频（低于20Hz）就已经只是人体生理感知的频率了，“神舟七号”宇宙飞船上天的时候会令人有恶心、想呕吐的感觉，这就是超低频在8Hz左右时对身体所造成的影响；又比如“听音室”里的照明灯具，如日光灯管的镇流器在工作时产生的超高频（20MHz以上）噪声有时候能被耳朵感知，也会让人产生不舒服的感觉。长时间、纯粹的超低频或超高频的确会使人感到不适。但假使它们与声音的低、中、高频同时存在的话，又能够起到使声音音质更真实、丰满的作用。
3 |7 m, O5 Q7 _! v( J5 J举例来说，我们在音乐厅里欣赏钢琴独奏时，钢琴高音区部分所呈现的透亮、空灵感总能带给我们愉悦的感受，这就是钢琴的一些超高频泛音在空气中进行补充的关系；又或者，在家庭影院欣赏战争类题材的电影时，作战时的激烈场面时常会让我们坐著的沙发也一起振动，这种振动感就是声音的超低频所造成的。伴随著超低频的振动，我们往往会被电影场面所震撼且更容易理解影片的内涵。
( h5 y8 x% e# g2 e: G可见，声音的超低频和超高频使我们欣赏的音乐或电影增色不少。然而，我们在此讨论的声音频率范围是基于一般情况下“人耳”能够分辨的范围和其相应的感受，这也是我们在打造室内“听音室”声学环境最有效、最重要的声音频率范围。
8 T$ w1 }0 ?- [: ]1 P3 n0 Q早期反射声带来的听音麻烦
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( ]% D4 d( I* ]8 x" W& V( C8 G" @$ F在明确了室内反射声的处理对象是声音的中、高频之后，让我们回到反射声问题的控制和处理的对策上来。假设我们现在面对著一间顶墙、侧墙和地板完全没有经过处理的空房间，我们怎样来控制反射声和混响呢？解决问题的方法主要有两种。它们对于解决特定的反射问题都很有效，且对于相同面积的室内空间而言，它们所得到的结果也是一致的。这两种方法就是“吸声”和“扩散”。
7 d' I3 o2 f  @! I4 e/ [& U让我们先来看看处理室内反射声方法之一的“吸声”。对于小型室内空间，如录音棚、“听音室”的控制室等而言，“吸声”处理似乎已经成为控制声音中、高频的第一次反射声、颤动回声、混响等现象最重要的方法，对于室内反射声能否被有效控制极其重要的第一次反射声的处理。在用“吸声”处理第一次反射声时，我们会在主要的反射点使用“软质材料”来减少或吸收声波的能量，就能明显地感觉到经第一次反射后的声音比直达声轻了许多。
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从物理学上来理解的话，实际上就是声波在经过了软质吸声材料的反射后，部分的声能转化成了热能。因此，第一次反射声经过了部分吸声处理后，不仅在听感上改善了许多，不会有模糊感，同时影响了接下去的前几次能够被人耳所感知的反射声，即早期反射声（Early Reflections）。不过，从另一方面来看，由于“吸声”处理吸收了第一次反射声的部分声能，所以，会使室内声学环境的声音音质略微偏“干”。
$ R1 N& q% L3 P. d$ c( w+ G那么，如果要打造一个声场较活跃的室内空间的话，有没有别的方法来控制第一次反射声呢？大家不必担心，也有解决方法。有时候，我们在一些主要的反射点适当地使用一些表面有倾斜角度的“扩散”材料来与吸声的“软质材料”相配合。目的是通过表面有倾斜角度的扩散体来改变第一次反射声的反射路径，将第一次反射声反射到室内空间的后墙部分，而不直接作用于人耳所在的听音区域。这样处理的话，既不会损失过多的反射声声能，又不会直接影响到听感，因此，能够达到活跃室内声场的效果。大多数的立体声“听音室”会采用这样的第一次反射声处理方法。

6 O' B% D2 p9 Q6 Q* a此外，颤动回声和混响的控制也主要采用“吸声”方法。要避免室内空间里出现“颤动回声”现象，最简单的方法就是在靠近音箱位置的侧墙使用一些吸声材料来吸收一部分的声能，以控制声波在平行的墙体之间发生来回振动的可能性。混响声，即后期反射声（Later Reflections）的处理方法并没有一个统一的标准，而是要依据早期反射声处理完之后的室内声学环境以及室内空间的用途等不同要求来进行相应的设计和打造。

qingyin

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