录音室声学：驻波

ardour

录音室声学：驻波
　　“ 在这个系列中，Joe Albano会阐释录音室声学背后的科学知识。在第二部分中，我们将研究低频驻波——它是我们获得平衡混音道路上的阻碍。”

　　


　　在这个系列的一部分中，我概述了许多存在于房间中的声学问题，它们都是完成良好录音和混音道路上的阻碍。在这篇文章中，我会深入细节，从最常见的问题讲起。这个问题就是低频驻波。

　　相互作用

　　密闭空间中的声音会与房间的边界发生相互作用——它们会被墙面反射或吸收，甚至穿透墙面。驻波，也叫房间模式，是一种反射声波的作用。当中频和高频声波在房间里来回弹射时，会带来悦耳的氛围感——现场感——或造成不悦耳人造现象，就像颤动回声。当低频声波在墙面上反射时，它们的表现方式有些不同。

　　


　　图1 典型的录音控制室布局

　　无须理解太多物理知识，所有的音频声波都有特定的频率——制造声音的物体产生的震动频率，由每秒的震动周期(即赫兹Hz)计量。声波的本质是一连串的气压变化(高于常规压力——压缩，低于常规压力——稀释)，由声源发出，传播到房间中。当这些声波中的某一个遇到房间的表面(墙面、地面、屋顶)时，将被反射到房间中，从一个表面弹射到另一个表面。在中频和高频上，影响很轻微，但在低频上的表现就不大一样了，主要是因为它们的波长。

　　波长

　　每个声波都有波长——声波完成一个震动周期，传播的物理距离。因为低频声波的震动比中频或高频更慢，所以它们的波长更长。中频和高频的波长从几英寸到几英尺不等，但低频的波长通常会接近和超过房间的尺寸。当声波在房间里的两块平行表面上反射时，它会以增强和抵消的方式进行叠加，在与波长有关的特定频率上造成干扰。

　　当这些现象在中频和高频上发生时，抵消和增强会散布到整个房间里。然而，对于更长的低频声波，抵消和增强会定位在房间的特定区域里，导致房间的低频响应在某些频率上变得不平滑——在房间的某个位置，某个低频频率会增强，而另一些频率会减弱。

　　


　　图2 在房间的不同位置，驻波会增强和抵消某些特定的频率及它们的泛音。

　　如果工程师/混音师或扬声器在某个位置上，那么在这个房间中听到的声音会反应出虚假的低频部分。这常常会导致我们对房间的低频问题，而不是对录音本身做一些EQ调整。当你在其他房间中去听这个混音时，因为那里没有完全一样的低频问题，所以声音听起来会很糟糕——总的来说，就是低频不平整，要么太薄，要么太厚。

　　定位问题

　　要解决这个问题，一件必须做的事就是判断房间中哪些频率和哪些位置会被影响。幸运地是，对于特定的房间，发生驻波的特定频率和问题区域是可以通过房间大小计算出来的。我不打算讲解这里涉及的物理公式——这里没有具体的房间，你可以在很多录音室声学的图书中找到相关信息——但我会提到一两个可以去做的基本运算。

　　驻波发生在所有平行的房间中——墙面(长宽)和地面以及天花板。共有三种类型——轴线、切线和斜线模式。能够真正进行判别的是轴线模式，通常来讲，它们也是最突出的——问题最严重的——所以我只讲这一点。

　　当特定频率的波长与房间尺寸是倍数关系时，驻波就会发生在那个频率。此外，因为复杂的音乐声波会产生很多泛音——基础频率的倍数——泛音的波长也理应是房间尺寸的倍数，所以也会产生驻波。泛音驻波的增强和抵消会在房间的不同位置发生。

　　不要害怕公式

　　我们可以通过计算来定位——不需要测试仪器或特定的物理知识——只需要运用简单的公式1130÷2L(这里，2L=房间尺寸 x 2，1130是声音的速度)。这能算出房间中驻波产生的频率——驻波也会在这个频率的整数倍上形成(即泛音上)。

　　所有驻波的频率会在墙面上得到增强——这叫做腹点。主要的驻波也会产生抵消——叫做节点——墙面之间的中心位置。下一个泛音的驻波也会产生抵消——节点——在墙面之间四分之一位置，它们之间也会有腹点的存在。第三个泛音会有交替的节点和腹点，存在于墙面外六分之一的位置上。图3展示了前三个驻波对频率平衡的影响。在音频示例1中，你可以听到，从一面墙走到另一面墙时，产生的驻波现象。

　　


　　图3 前三种(轴线)模式的节点和腹点分布。

　　音频示例1：驻波是如何影响声音的：你会听到反复的低频部分，在此期间，听者将从一面墙逐渐走到房间的中心，最后抵达对面的墙;因为节点和腹点，如图2和3所示，音色会发生变化。

　　在较低的频率上的前三个或四个轴线模式，通常是问题最严重的——超过300Hz后，因为节点和波点很接近，所以在较高的频率上，它们的响应变得相对平滑。记住，这些节点和波点会在三组平行墙面之间发生——长度(前后墙)、宽度(侧边墙)和高度(地面和天花板)。

　　那么如何处理或尽可能避免这些影响呢?我们将在下篇告诉大家。