声学模拟的由来

Alesis · 发表于 2006-6-25 01:39:00

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采用金典的缩小比例模型试验测量技术可以预知和预听厅堂的声学特性，长期一来厅堂音质设计常常采用缩尺模型就是按厅堂建筑的实际比例尺寸的1:10或1:20制作一个模型，在该模型内研究声波的传播及声学特性，并按一定的比例关系折算到实际厅堂中，从而了解其声学特性情款况。
可以看出满足缩尺模型实验的各种条件要求也很高，在一个模型中完成所有实验是很困难的，通常为了一个实验目的而制作模型就能简化这些条件。例如，只是了解近次返射声的路径、反射点位置等声线的几何特性，而不涉及声能分布，则只要模型的几何相似，采用光波射束代替声源时，内表面采用镜面，在模型中充满烟雾，可以直观地看到几次反射线的路径图形。
近年来随着高频声学仪器和测量技术的发展，高质量的高频扬声器和传声器、专业的高频多束录音机、实时分析仪和数据处理设备相继问世，为缩尺模型实验在高频声进行各种声学测量提供了技术手段，例如在衰减过程、混响过程、脉冲响应等测量中，可在模型中对传声器输出信号进行高速录音，然后以1：n低速重放，即可得到实物厅堂中的结果。然而由于制作成本较高，需要填充干燥空气的方法降低高频空气吸收，以及模拟材料吸声特性难于控制的因素，这种方法存在很大的局限性。
随着计算机技术的发展，计算机数学模型开始代替缩尺模型。原来根据经典公式对厅堂建筑声学混响时间、语言清晰度等参数用人工进行复杂的计算工作，逐渐为计算机辅助设计所代替。原来根据几何声线作图法进行估算，也被以几何声学为基础的声线跟踪法和虚声源法的计算机声场模拟所代替。
所谓“声线跟踪法”是从声源向发射的声粒子，遇到反射面按照反射角等于入射角的法册确定新的传播方向，跟踪它们的传播路径。声粒子因反射面对声音的吸收，能量在逐渐衰减。
为了计算听声点的声场，需要定义一个听声点周围的立体区域来捕获经过的粒子，为了保证精度，必须有足够密的声线，和足够小的听声点球形区域。
声线跟踪法的主要优点是算法简单，容易在计算机中进行运算，其缺点就是工作量大，自20世纪80年代以来国际上一些著名的公司相继开发声学模拟计算机辅助设计软件，目前国际上广泛采用的是德国Ahnert声学设计公司开发的EASE设计软件。
现在德国ADA公司的EASE声学模拟设计软件已为世界上40多个国家所广泛采用，它的扬声器数据库包含世界70多家著名的扬声器场商提供的扬声器数据。因此，EASE声学模拟设计软件也就成了一个统一的声学模拟平台。于是各个厂家的扬声器计算结果将具有相对的可比性。
优秀的商品化建声电声设计软件，EASE使声学顾问、建筑设计师、音响工程师和装修设计师可以预算建筑的声学特性和扩声系统特性，可以直观地看到准备设计的厅堂扩声系统预期的声学特性效果图，了解厅堂建筑内表面所采用的吸声材料以及采用的扬声器型号、摆放位置、方位角。对实际建筑装修工程和厅堂扩声系统工程都具有良好的实际指导作用。

focusrite · 发表于 2006-6-26 01:21:00

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