家庭影院组建必修扩散措施与材料分析

4663553 · 发表于 2009-12-18 11:58:07

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家庭影院组建必修扩散措施与材料分析

一、家庭影院需要扩散的理由

在了解声波扩散之前，必须先了解什么是驻波。影音室驻波产生的原因是声音在两面墙（主轴）或者四面（切线）及六面（椭球）墙间来回反射，自己和自己的反射波碰在一起，而产生增强或减弱的效果，最后的波动变成在原地振动，不会移动的波，所以叫做驻波。形成驻波以后有些点会完全没有声音，而有些点（或线，或面）却相反的会变的很大声，没有声音的地方就叫做节点（节线或节面）。如果能让反射波向四面八方扩散，就不会跟自己产生干涉，就算有也会很少，这样声波就可以充满整个房间，而不是只有在几个点特别大声。将声波扩散是最有效的处理驻波方法，这种经过扩散所产生的均匀音场，是所有音响迷梦寐以求的。那什么是声学上的扩散？

学术上扩散音的定义是指在某个区域内，能量密度一样，向各个方向的能量流逝概率相同的声音。通俗的说法是指声音朝着许多方向不规则反射、折射和衍射的现象。我们可以举个扩散的形象比喻：迪斯科舞厅的多棱镜面反射球就是一个光扩散的良好例子，由于敷设在球面上的许多镜片朝各个方向反射光线，而使光斑扩散到四周。同样道理，声音遇到室内的座椅、不平整的墙面装饰、圆柱、挑台立面、栏杆等等物体表面会朝各个方向扩散，这时声音没有了方向，磨去了棱角，音乐的听感变得安稳，松弛。换句话说，扩散就是能将原来起伏跌宕象凹凸不平的岩石那样的声音，平滑成海边沙滩般的感觉。影音室若不是良好的扩散声场，那么室内不同地点或不同频率的声音就会不均匀，有些频率或有些位置的声音特别强，而另一些则很弱，这样就会造成好不容易从音箱中还原出的平坦频响被糟踏了，所以影音室必须布置成具有扩散声场的特点。

二、扩散材料选择

我们知道任何凸面都有扩散声波的能力，包括斜面、曲面以及凸弧面，所以，要做好家庭影院扩散措施之前必须选择好扩散材料，那么声音扩散应该采用什么材料最好呢？选择时应该注意哪些问题。

为使空间获得一定的声音扩散效果，可在影音室的天花、侧墙与后墙的表面设立不同几何形状的声扩散体，如圆柱形、三角形、半球形、多面体、棱锥形等，也可以是极具艺术装饰效果的立体浮雕图案形式。一般来说，由于三角形和半圆柱体构造简单，扩散效果良好而被广泛地应用在声学工程实践中。而从声音扩散效果来看，圆柱体略优于三角形体。当然，两种扩散体的扩散效果与它的尺寸和配置有关。因此，影音室设计与配置声扩散体时，应注意的是以下几点：

① 扩散体的材质应尽量采用比重大而具有一定刚度的材料，如混凝土、抹灰砖石体、大理石、花岗石；
② 如用木材则宜采用实心硬木。如柚木、橡木、花梨木或硬木表面加贴多层组合板，切忌用三合板、五合板等薄板制成空心体，这样会形成对低频的强吸收。
③ 尽可能避免用石膏浇铸扩散体，虽然制作成本很低，但它会产生金属声染色，对音色不利。
④ 扩散体各个扩散面的几何尺寸必须足以与声波波长相比，才有良好的扩散效果。根据反射原理，一旦扩散体尺寸一定，室内声波的扩散程度随频率上升而递增。因此，在进行声扩散设计时，应注意采用大尺寸的扩散体，以增加对低音的扩散能力。

三、影院扩散处理方式

可以这么说，在影音室的墙面上使用的扩散材料越多，就越能感觉到CD唱片或电影中其录音场所空间感的规模与阔大，延伸自然又松融飘逸的高频表现，音乐中的细节表现也能得以大大增加，平时很难觉查到的一些微弱动态变化现在也仿佛是历历在目一样。因此，在布置时除了可以在天花板使用扩散材料，还可以同时在两侧墙面、音箱后墙面、聆听位置的后墙面上使用，具体的处理方式主要分为以下几种：

1、圆柱型的墙面

圆柱型的墙面就是在墙面上做很多接近半圆的的柱子，当声波碰到这些柱子时，就会向圆柱的垂直方向散开，但它有效的扩散频率范围跟它的半径有关系。因此要扩散低频，需要很大的柱子。如果要在市场上购买这种扩散圆柱建材，需要花上一笔不少的费用。为了节省资金，我们可以自己动手做这种圆柱型墙面，首先是在墙上按照要做的圆柱宽度钉上角木，然后用两分或一分的夹板在角木之间凹成一个圆柱壮的墙面，里面可以塞些玻璃纤维绵，最后可以在外面贴璧布或者漆油漆加以装饰。

2、扩散箱/板

这种扩散箱/板是可移动的，活动性很强，因此很受音响公司的欢迎，如果你有参加过音响展览就一定会都看到这些产品。它们的原理是如果声波反射回来时，波的相位可以是随机的话，整个波的前进方向就会像四面八方扩散。可是如何要让反射波随机呢，这也就是要让每个反射回来的波走不同的路径，如此要分成无线多个路径才能真正产生所谓随机的相位。不过好在数学家发现了用某种方法可以仿真这种随机的路径，就叫做二次余数法。它是用薄板隔成深度不同的格子，当声波碰到格子底端反射回来时，因为每个格子的深度不一样，所以每个反射回来的声波相位也不同，经过用而次余数法算出的深度，可以模拟随机的反射相位。因此反射波就会向各方向扩散，行程驻波的机会就小了。如图中的舒乐得RH1516二度空间扩散板，采用电脑运算，将241跟长短不同的方柱排列在一起，对音响聆听空间所容易产生的残响以及驻波反射音等等问题加以控制，藉着不同的放置地点将两声道的前方半球型音场以及多声道整体空间回响做有效的处理，从而获得比更精准的音场结像定位。

舒乐得RH1516二度空间扩散板

3、天花扩散处理

一般来说，天花板最好也是吸音与扩散兼具，这样声音才会最好。如果只有硬调子的扩散，则从天花板来的高频反射音会太强。

①迷你扩散体

迷你扩散体是目前国际上现有扩散体中价格便宜，而且使用灵活方便的一种声学扩散体。迷你扩散体小巧的外形可以适合多种不同的墙面形状。而且，它中空的空腔还可以添入声学海绵或者其他的声学材料，可以达到理我好的声音扩散效果，并减少低频驻波。

②泡沫扩散板

泡沫扩散板是很常见的一种经济实惠的扩散板，尺寸是60×60cm的泡沫扩散板一般加厚型质量好一点是70元/块，普通型是40元/块。而且采用这种扩散板，一般数量不用太多，这除了它不太美观之外，还有就是泡沫扩散板张贴天花板是一件较麻烦的事件，如果不掌握一个较好而且高效的施工方法的话，不但张贴麻烦、不好看，一旦粘贴不牢固反而影响音质。

③ 三角形、小弧片扩散体

三角形、弧形扩散体见得最多是在KTV房，一般它们都布满整个天花，对声音起到很好的扩散作用，不过这种金字塔式的扩散块如果用于家庭影音室容易给人造成压抑感，因此普通人不太喜欢使用。

④ 顶棚花架

这个方法是一位做装修设计的朋友说起的，他说如果房间地面是大理石，而吊顶是石膏板，那么整个房是就是“腔体”结构，不但在播送音响时显得混浊，甚至说话也难以听清楚。遇上这样的房子装修，解决声场不好的方法是在顶棚上吊挂了一个花架子，然后购买了一些假葡萄树或其它攀爬植物，布满了整个花架子，将房间变成了具有绿色植物的花房，声场的改善演唱效果明显的改善了。

⑤ 藻井加中央区吸音

所谓藻井就是一格格、一层层向上收的天花板，这是一种很美观的装饰，中国旧式建筑的天花板经常可以看到这种处理，藻井扩散的作用在于一层层内缩的阶梯，而它的吸收作用就安置在最中间的那一块。如果是十平方米的影音室，将天花板分成四至五格来做藻井就可以。藻井的缺点就是价格昂贵而且做工麻烦。

⑥ 轻钢架加矿纤板

轻钢架加矿纤板是最简单的天花板处理，也是最省钱的处理，。虽然这种天花板只有吸高频的作用而无任何扩散功能，不过对于抑制过吵的高频以及过长的室内回音都会有效。

4、家具摆放

业内人士流行这样一种说法：室内杂物摆得越多，声音越好听。当你用各种扩散体布置完一个影音室而未放入任何家具时，你还是会感觉到声音的空荡，但一旦你将家具杂物搬入空荡荡的房间之后，空荡荡的现象慢慢减缓，甚至消失，这因为家具起到处理声音扩散的作用。家具与杂物对高、中、低频段的能量起了吸收、扩散、反射作用，它们都是最自然的吸收、扩散体。要想让音响效果更趋近于适合居住与聆听音乐，家具的摆放绝不能缺少，如果你缺了这些家具和杂物的自然吸收扩散，整个房间音响的效果将大打折扣。至于要摆些什么类型的家具，具体上也没有多大的限制，一般来说皮沙发、木桌、木柜、木书架、音响架等家具都可以，前提条件是这些柜架不要有玻璃门，而且最好是实木。当然，家具杂物对声音的吸收、扩散与反射并非刻意控制的，因此往往很难达到最佳效果，需要另外补偿，这就是我们要做其它扩散措施的原因了。

5、装饰品摆设

在影音室里可不能少看了装饰品的作用，因为这些不规则型（相对）避免了相同频率同相位互相抵消的问题，从而可以有效的提高声音的清晰度和响度。在影音室的沙发上摆放毛绒玩具，在墙挂上壁毯装饰物品，又或者在茶几上摆放植物盆栽，这些都是可以改善房间的声场效果。另外，还有装饰灯，除了筒灯和壁灯之外，如果能够选购一盏创意独特的吊灯，不但能起到装饰的作用，而且对声音也能起到一个很好的扩散作用。

四、如何判断扩散是否良好

当所有声音扩散措施工作都做好时，就需要判断扩散状态是否良好，其中判断扩散状态方法主要有两个，第一，判断声音停止以后的衰减过程是否均匀，由于衰减过程时间很短，一般仪器都无法胜任，帮以前测定需要很专业的人士，但现在可由电脑来进行。第二，观察音箱的频率响应，将房间内测到的频响曲线与消音室中测出的频响曲线加以比较，看看那些频率段上凹凸变化明显，从而判断房间对不同频率的扩散状况。如果消音室中的音箱频响曲线无法获得，而你又并不信任厂方给出的曲线，那么还可用音箱正前方特近距离的频率曲线和房间较远距离处某点的频响曲线加以比较。

五、总结

目前家庭影音市场虽有发展，但是境况远远不及前几年的兴盛，想当年的影友发烧友的专注与热情是如今很多人都比不上。可以这样说，许多的声学扩散知识与措施想法都是老一辈影音爱好人士的钻研成果，如今大多数后辈是“前人种树，后人乘凉”，很少有更创新的构想。而且随着住房条件的限制，许多影音人士只能将影音室移向客厅，这样做的结果是扩散措施不可能做到单独影音室的专业，扩散效果也远远未达到，扩散也失去了原来的意义，目前只有很少一部分人拥有扩散措施充备的影音室，因此扩散材料市场逐渐放弃了个人市场，而更多偏向专业的视听室、KTV房、剧场，这就是为什么现在不容易找到扩散材料的原因。不过有一点是值得庆幸的，那就是随着现代人审美眼光越来越好，家居美化要求越来越高的情况下，扩散材料也逐渐抛弃呆板的造型设计以及布局，扩散材料造型变得美观多变。

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