新音響空間的十五守則-中
2012.02.17

六、硬調變軟調之後,空間的表面要如何處理
音響 空間由硬調轉為軟調之後,接著可以按照「劉氏好聲歌」的原則,以「前硬中吸後擴散」的方法來做表面處理。
喇叭後牆要硬
所謂「前硬」指的是房間的前段(也就是喇叭後牆與喇叭之間那段)最好儘量不要做太多吸收的裝置,因為這樣的作法會吸收喇叭所發出的聲能,使得擴大機必須有 更大的輸出功率我們才會覺得聲音夠結實。如果這段牆面是硬的,我們只需要較小的擴大機,再藉由後牆的反射,結合成足夠結實的聲音。
在此會有一個疑問?前面不是說四壁要釘石膏板變成軟調空間嗎?這樣豈不是與現在所要求的「前硬」相互矛盾?是否矛盾要依實際情況來判斷,假若喇叭後牆剛好 是落地窗,當然不能釘石膏板。假若喇叭後牆是半窗,石膏板可以不釘,也可以釘(避開窗戶來釘,千萬不要將窗戶封死,這樣有礙光線與空氣。)以上二種情形都 還能令後牆保持在硬調的狀態。
比較需要考慮的是喇叭後牆本來就是一面牆時,到底要不要釘石膏板?如果您的擴大機功率不算大,喇叭也不算大,我建議這面牆不要釘石膏板。反之,就可以一併 釘起來。話說回頭。如果您在聽音樂時,已經在二側牆做吸音處理之後,還是覺得聲音太尖銳太前衝,此時就必須在喇叭後牆掛一塊比較厚、具有吸收高頻特性的材 料。這樣的作法只會吸收中高頻段以上的頻率,對於中頻段以下不會有負面影響。因此它並不違背「前硬」的原則。
二側牆要吸收
所謂「中吸」,就是在喇叭與聆聽位置之間的二側牆做吸音表面處理。為什麼這一段二側壁要吸音呢?因為這個區域是喇叭發出聲音後,第一次反射音的來源。而第 一次反射音如果過強過多,會對直接音造成干擾,影響定位感的清晰。此外,因為第一次反射音過多,也會造成中高頻以上對人耳的壓力,最直接的感受就是聲音太 亮太刺耳。
常見許多音響迷在這一段二側牆擺了木質或保利龍的二次餘數擴散板,這是錯誤的作法。因為木質或保力龍的擴散板無助於第一次反射音的吸收,它們只有擴散的作用。如果要用二次餘數擴散板,則應該使用表面厚布包起來的軟質擴散板,它除了擴散作用之外,還對中高頻段具有吸收作用。
有關「中吸」的作法很多,個人巧妙不同。高明者可以結合室內裝潢,產生令一種美感。一般人如果想要簡單行事,也可以吊掛一些軟質材料,同樣可以達到「中 吸」的要求。在此要提醒讀者們,一般的窗簾布對吸收起不了什麼大作用,因為它們太薄了,而且多數並非高纖軟質材料,您只是白花錢而已。如果您想在二側壁掛 吸音材料,至少都要像厚絨布那樣的材料才有效。
就我所知,最便宜而有效的材料就是玻璃纖維棉。以厚度為5cm,每立方公尺重量為20公斤的玻璃纖維棉為例,它在500Hz以上的頻率都有高達 0.85的吸音率。您可以將玻璃纖維棉框起來,包起來(千萬不要裸露),作成像畫框一般。這就是效果相當好的二側牆第一次反射音吸收體。
聆聽位置後面要擴散
什麼是「後擴散」呢?所謂後擴散就是從聆聽位置開始到後牆的這個區域來做擴散。近年,大家都知道二次餘數擴散板是很好的擴散工具,不過,並不知道使用擴散 板的數量要夠多才會有效。常見的情形是只擺了一個擴散板在那裡,這種作法只會產生心理的自我安慰效果,並無法做到足夠的擴散效果。比較正確的作法應該是後 牆的二個牆角各擺二個擴散板,後牆的中央再擺一個擴散板,這樣加起來總共五個才能發揮真正的擴散功效。
或許您會問,到底擴散的好處在那裡呢?如果聲波能夠得到均勻的擴散,理論上您在聆聽區域各處所聽到的聲波反射都很平均,您的聆聽位置就不會只侷限於一個 「皇帝位」。再者,聲波在音響空間內得到均勻擴散之後,明顯的會提昇音質、音色以及層次感、深度感等「音響二十要」的表現。
在此要提醒讀者二件事:第一、並不是只有二次餘數擴散器材有擴散聲波的效果,任何的斜面、凸面或圓弧都會有擴散聲波的效果。只不過二次餘數所擴散的頻率範 圍比較寬而已。所以,在您的音響空間中,您大可搭配各種的造型以達到擴散聲波的要求。第二、如果您做了各種處理,仍然覺得聲音太尖銳,此時,聆聽位置後面 這個區域恐怕就要做吸音處理了。此時,您的音響空間就會形成「前端活、後端死」的情況,這樣聽起來聲音會結實有力而不吵雜。

七、反射、吸收與擴散三者必須巧妙運用
以上所談的「前硬中吸後擴散」原則,事實上就是音響空間中「反射」、「吸收」與「擴散」三種表面處理大原則。這三種手段必須靈活運用,並儘量在大原則的範 圍之下發揮您的想像力。在此我要提醒您,當您想模仿別人的處理方式時,一定要先仔細評估,自己音響空間的聲音特性、各項條件以及本身好惡是否與別人相同。 否則,胡亂模仿的結果通常會以失敗收場。例如,如果您已經按照以上原則去處理之後,還是覺得高頻段太亮太刺耳,此時可以學本刊顧問劉仁陽,在房間內施蓋大 量綠布,以吸收高頻段。反之,假若您已經覺得聲音有點悶,不夠亮麗,此時如果再大量蓋布一定會適得其反。
請記住,我們精心的調配反射、吸收與擴散聲波,為的就是要得到「溫暖」、「飽滿」、「柔和」、「豐潤」、「清澄」、「透明」的聲音。如果您聽到的是尖銳、刺耳、單薄、白熱的聲音,那麼聽音樂將成為痛苦的試煉,而非輕鬆愉快的享受。

八、二次餘數擴散器十分好用
在說二次餘數之前,先說擴散。所謂擴散就是喇叭發出的聲波無論從那個方向射入一個反射體,那些聲波都會均勻的向各個方向反射。所以,擴散可以說是無指向 的。而一般的聲波反射呢?通常是定向的。例如利用一個斜面來反射聲波。理論上,只要是一個反射面的長度大於聲波波長,則所有波長比反射面小的頻率都會被反 射到某個方向。
從以上的敘述中,您可以瞭解,在音響迷的音響空間中,我們需要的是擴散,而不是定向的反射。因為擴散會使室內的聲波更均勻,而定向反射只會對某個局部達成影響。
再來,什麼是二次餘數呢?它的英文是Quadratic Residue。這個名稱來自於計算公式hn = (λ0/2N)‧Sn中,Sn就是以n平方除以N的餘數而來。式中λ0是想要擴散的中心頻率波長(例如以1000Hz為中心頻率),N是您決定的擴散器格 子數(也就是踏步)。請注意,踏步的數目必須是質數,例如7,11,13,19,23,29…等等。n則是0,1,2,3,4,5,6,7,…。hn則是 n那個踏步的高度。
好處是擴散範圍很寬
其實,告訴讀者們二次餘數擴散的簡單公式,可能無助於您對於聲波擴散的瞭解,我主要的目的是要讓您瞭解這個名詞的由來。以這種理論為基礎的擴散器種類很 多,其中有專門擴散用的,也有擴散與吸收二者兼用的,更有擴散、吸收與反射三者兼用的。此外,除了供牆壁使用之外,也有供天花板使用的。
為什麼二次餘數擴散器會在近年倍受歡迎呢?因為它有一個擴散特性:如果以中心頻率為準,它擴散範圍的低限可以向下延伸到中心頻率以下約半倍頻(假若中心頻 率為1000Hz,半倍頻就是750Hz),上限則很高,可以達到中心頻率的(N-1)倍。假設中心頻率為 1000Hz,該二次餘數擴散器的踏步為7,則擴散範圍的上限約6000Hz。
看到這裡,我想您已經瞭解,一般外面所見到的二次餘數擴散器幾乎都是針對中頻以上的頻率;而且踏步數越多(這裡指的踏步數是單組的數,而不是二組三組的總和),擴散頻率的上限也就越高。此外,為什麼沒有人會做三個、五個踏步的?因為它擴散的上限比較低。

九、 大空間比小空間好
為什麼大空間會比小空間好?道理很簡單,因為大空間的容積較大,喇叭發出來的聲波受邊界(六面牆)扭曲程度比較小,您所得到的聲音將會比較正確。這也是為 什麼如果我們使用電腦軟體做喇叭測試時,通常都必須要求在越大的空間下測量。因為聲波少了邊界的干擾扭曲,測試結果才會越準確。很多人不知道,其實許多喇 叭電腦測試軟體的有效值只在300Hz以上而已,低於300Hz的頻率因為波長較長,容易受空間內邊界的干擾,以至於造成測試值的不可信。而無響室所要達 到的目標,其實就是在理論上完全消除空間邊界的干擾,使得測試結果準確可信。
在一般人的家中,大空間就是客廳與餐廳共用的開放空間,小空間就是特別設計的音響室或一般房間。在大空間中,我們所需要考慮的是空間的多功能共用、聆樂時 的干擾、以及喇叭的低頻量感是否足夠等問題。如果能夠適當調配,您所得到的聲音通常都會比較輕鬆、均勻與正確,而且低頻向下沈潛的能力會更強。至於駐波, 即使大空間也不可能完全避免,不過危害的程度會相對的降低。
在小空間中,喇叭發出的聲波受邊界扭曲得很嚴重,駐波的危害也遠大於大空間中,低頻段的延伸也永遠受限。不過,小空間由於容積小,可以不必使用大功率擴大機與大型喇叭,空間的佈置也比較省事。

十、 東西多比東西少好
這裡不是指器材越多越好,而是音響空間裡的東西越多越好。不過,東西越多越要整理,不要隨便亂丟,造成滿室髒亂。為什麼音響空間裡的東西越多越好呢?因為 這些東西會對聲波產生自然的吸收與反射作用,達到自然調節室內殘響的作用。請記住,質量越重的東西對於中低頻或低頻越會產生吸收作用,有時候可以解決一些 中低頻駐波的問題。例如櫃子、沙發、書架、CD架等都具有這種功能。而表面多纖維、多孔軟質的東西則對高頻具有吸收作用,例如絨布沙發的表面,地毯厚絨布 等等。
假若音響空間內東西很少,只有一套音響以及幾張CD、一張沙發,這麼陽春的空間很容易產生迴音過長,高頻太亮,聲音虛而不實的缺點。同樣的,如果音響空間裡的各種櫃子都裝上玻璃門,也會產生過多的高頻反射。所以音響空間內的各種櫃子最好都不要有玻璃門。

(摘自: 燈光 音響">燈光音響 交流站)


 


參考文獻:
1蔣國榮 2004 數字音頻測聲學設計
2鄧俊生、張英信譯 2003 數位影音大未來
3聲學基礎


資料來源:這是我的ART-ACOUSTIC部落格
 





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