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如何处理室内建筑声学- n H. t8 B t% W' C- q4 w
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几种视听系统要分清( e) r; B: ]) [. X
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在谈建筑声学之前，我们得分清楚四种基本的视听系统，好确定适合自己空间的是什么系统。家用空间依据房型可分为公寓、loft、联排别墅、独栋别墅。其空间的多样性也随之递增，功能最多的是独栋别墅，我们就以它来进行说明。
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9 \# E) P* {7 k& v 首先是多空间音乐系统，它包括室内音乐系统和室外音乐系统，多空间音乐系统不同于传统上的扩声系统，它可以让业主在各个房间以及室外感受到相互独立的音乐及图像的再现，并可通过墙面板或中控系统进行选曲，选频道，控制音量，开关等各类操作，让业主可随时随地的看到和听到想要的音视频资讯，这种系统对建筑声学环境要求很低。* A3 |' n+ Q- i
# o) B) b& ^: i) b) Z 第二，立体音乐系统，可布置在大厅、书房或专用HiFi室，此类系统，如果业主对音质有很高的要求，最好选择一个独立房间来做，对这个房间的空间比例，内部结构设计有极高的要求，在今后的文章中我会专门阐述如何打造Hi-Fi室。
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第三，多声道再现系统，又可再分为在客厅、书房、卧室、泳池等的特殊环境内的应用和在专用房间内的应用。8 n/ @" E1 w" k6 ^- c3 W; O
' E5 [8 `! E0 R& |/ Z+ k 第四，演艺系统或叫卡拉OK系统，可分为共用空间的应用，如在Hi-Fi室或影院室或大厅等空间和专用空间中的应用。
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* y2 J1 [) D' O5 a 以上四种音视听系统，基本上概括了我们在家庭环境中所有的音视听系统的应用方式，每一种应用方式都有其应用特性，不同构造的优缺点、前期设计注意事项、产品的选择都有讲究。总体上说对于Hi-Fi系统（即高保真音乐再现系统）、影院系统和卡拉OK系统，如果条件允许的话最好有各自独立的空间。从专业建声的角度考虑，这三种系统所需建声环境存在要求上的矛盾，满足一类系统的同时，就会损及另一种系统的要求，所以实际设计中，3种系统处同于一空间内而做到完美，我个人认为是不可能的，至于其中2种应用在同一空间中，就需要建声设计师有极丰富的实践经验及深厚的理论基础了。在以后的文章中只能和大家谈一些注意事项了。
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家庭影院# ^4 |; x, U5 U5 t/ u0 n) z! ~
2 d; {& @9 K- e3 V 本期我们主要来说说目前应用较广的家庭影院系统，即多声道再现系统。+ d; X- R* |, D5 \8 z. @
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电子扩声设备的诞生到今天已有一百多年了，一直沿用至今的是基于两耳理论的立体声，也就是2声道扩声系统。所谓两耳理论，指的是人耳分布在头部两侧，由于声源发出的声波到达双耳有一定的时间差，强度差和相位差，人脑据此即可计算出声源的方向和远近，进行声像的定位。这种由双耳听闻而获得的声像定位能力，在频率高于1400Hz时，主要取决于双耳声音的强度差，低于1400Hz时，则主要取决于声音到达的时间差，通常人耳分辨水平方向声源位置的能力为1°～3°的方位变化。5 u8 i+ B; n% c/ a; V' [& v4 f
: E3 n8 R2 j P% G9 | O 基于此理论而发展来的立体录音法和立体声播放设备，就是我们通常用到的Hi-Fi音响系统，现在的保真音响系统大多仍沿用此类系统。另一种即多声道扩声系统，最早的多声道系统1950年出现在美国的商用影院，为4声道系统。4.1声道商用影院系统在1975年由Dolby公司首先发明，1995年5.1多声道系统才和DVD一起进入家庭，所以今天的家庭影院系统是在这15年间发展而来的。: d+ B% Y1 k' [0 h# c" s& ]( h0 q- s; V
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要建立一个家庭私人影院，两方面的技术必须具备——视频投影技术的发展和音频多声道技术的发展。今天我们来说说音频方面。要做好家庭影院的音频，又必须从两方面着手：一是电子音响设备，包括：功放、解码器、音频处理器、信号源、音箱等。二是室内建筑声学环境的打造。* {5 f$ D' ^6 r1 F
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电子音响设备要选好1 j4 W7 f. N8 t8 q
1 ?0 M8 U- |& ^ 播放设备( C( u7 U. s$ y9 `; t5 N, |
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十多年来，家庭影院发展非常迅猛，影片载体由DVD到BD，由5.1到6.1再到7.1声道。由MPEG1到MPEG2编码，数据流量由Dolby Digtal的640kbps，DTS的1.5mbps左右到目前BD所采用LPCM 6mbps，DTS-HD master 3mbps，Dolby trueHD3mbps左右，光是音频的数据流量就增大近十倍。一部影片的总数据量由4-6G到BD的50G，原始讯号源的飞速发展为家庭影院提供了非常高素质的节目源。6 Y& x a! V: f2 l* D+ K+ r1 C- n/ c
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如此优秀的讯号来源为我们构建一个完美的家庭视听系统提供了基本的基础。这些软件的播放我们通常用BD光盘播放机、高清硬盘播放器和PS3游戏机来实现。其中蓝光机有分区，全世界分为A/B/C三个区，中国是C区，由A区向下兼容，大家在选购时要特别注意。而高清节目硬盘播放器存在版权问题，各品牌产品良莠不齐，部分产品的稳定性很差，从节目源上来说也存在很多达不到高清清晰度的片源。PS3游戏机读盘速度快，可调区，音视频效果较为理想，在整体系统造价30万以内影院系统的可视为最佳选择。
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解码器及功放
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了解完讯号源，咱们来谈一下解码器、音频处理器、功放器。在四十万以下的系统中，这些设备可能整合在一或两台设备内，比如功放机本身整合了解码器和音频处理器。低音功放需要有分频点调整、Q值调整、相位调整、延时调整等功能。好的低音，都是独立的功放，并且在功放上有非常精细的各类参数调整，以适应多只低音在不同位置的排列组合要求。多功能集为一体的主功放，应尽量具备以下条件：多于2组的HDMI输入，全面支持1080P16：9D 视频及全面支持LPCM DTS-HD Dolby trueHD编码。后级功放不少于7通道，功放自身具有音箱阻抗距离，分频的调整功能，并具有7通道的独立的简单均衡器，以便于对音箱进行初步的调整。4 u; \* n: I3 Z; Q
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音箱
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下面谈一下在家庭影院中应用的音箱，从类型上看分为4大类：传统音箱（in room）、入墙式音箱（in wall）、挂墙式音箱（on wall）、入天花式音箱（in celling）。4种音箱根据不同的应用方法和应用环境不同而对其音频特性参数有不同的设定，所以在使用中必须尊重其原产品设计意图，绝不能乱用。我们尤其要注意传统式音箱，因为其可在房间内自由移动，常常被错误的放到墙角里，或靠墙摆放，这是万万不可的，当此类音箱靠近边角时，其频谱响应曲线将发生极大的变化，会严重偏离原设计曲线，使我们听到严重失真的声音。; ?0 X' w8 O' ]) [
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室内建筑声学环境打造很重要
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摆位
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% \$ g$ j: F3 C9 ~7 H O8 O5 h 首先我们介绍一下用传统音箱来搭建多声道应遵守的注意事项。传统音箱在原始设计上是以立体声扩声为主要用途设计的，其基本构造也可大至分为以下几类：以箱体结构分，可分为密闭式、前导相式、后导相式、下导相式、半迷宫式、迷宫式；以高音扬声器来分又可分为静电式、绢膜式、铝膜式、号角式、稀有材料镀膜式、同轴式等。每款音箱因其箱体结构以及扬声器单元的搭配与组合方式不同，会造成使用中必须用不同的用法，我们在后续的文章中再逐一详述。) @4 K( t4 O' @2 l5 N$ b
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现在假设我们拥有一间有较理想比例的房间，高：宽：长为1：1.45：2.1；1：1.28：1.54；1：1.25：1.6；这些比例是我们根据波尔特、白瑞奈克、纽曼的研究结果认为可推荐的空间比例，在全部采用了落地式传统音箱来搭建一个家庭影院时，基本上趋于理想的摆位方式如右图。这样一个7.4声道的系统，在声学效果上应该是近于完美的兼容了音乐欣赏与电影，音乐会等用途的要求了，但是它也存在几个特点：1）7只音箱应该是同质，同型的，没有哪一个声道是主声道的概念；2）最佳听音区很小，在图中只能容纳1人；3）屏幕不可能很大，因为前面的音箱占据了太多空间。但如果有读者房间够大，够高，资金充裕的话，这不失为一个完美的选择。（在这里的摆位需要根据实际产品再行定位，此图只供参考，建议系统总造价在100万以上的推荐。）- d6 I6 _+ ~( X1 }
$ v" u0 e3 u; G$ N U% k. @; W 声学要求
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3 T& Q/ |5 Q% G# t9 V; S9 p 做好基础的摆位方式，就该考虑此类系统的建筑声学要求了。一般我们在室内建筑声特性中一个非常重要和常常被提起的房间参量，即这个房间的混响时间是多少，严格讲即RT60的系数是多少。
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( o. D( [! n- Q k. ?" ^ 在上世纪八十年代理论界对单边长度小于15m的小型房间研究取得了长足的进步，明确了一个误区，也就是RT60指数对于小型房间是无法测量的，即无存在的，能准确描述小型房间的房间参量，应为初始延时间隔（ISD），定义为首先到达的直达声与第一次明显的反射声之间的时间间隔。这里所谓“明显的”是指声级接近指数数增长和衰减的混响声场峰值的初次反射声，过多的阐述及定义及测量手段等我这里就不讲了，只希望大家明确一个重要的概念，而不会被网络上社会上满天飞的假内行假专家忽悠了。
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在上文我们给出了理想的空间比例，在这一空间中，我们有了正确的音箱摆位，那么在建声上又要做什么工作呢？最基础的四步是：1、吸收声音；2、隔离声音；3、扩散声音；4、反射声音。如下图所示。
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在不断实际应用中，人们已经有了上百种声学材料结构的应用吸音板、棉，扩撒体等每种材料都有其特有的声学参数（见附表），此表只是四种规格材料的声学参数，仅供说明，其它参数过于庞杂，如读者需要，我可以再行寄送。5 [+ N4 k u! q9 S
/ c1 x4 b) \; V$ e; B( v* r: | [ 我所附的声学处理示意图，仅对此比例用于传统音箱来实现7.4多声道音乐与影院兼容系统的墙面及天花、地板建声功能区的划分，在实践中根据设备、室间环境、家具等因素的影响，会有很多种。实际扩撒体、吸音材料、反射体和吸引体的不同设计应用，我无法讲得再细了。A面为屏幕面，整面墙要做吸音处理，4个墙角要采用共振式吸音体，地面以采用厚质羊毛地毯为最佳，此设计的目的是将此房间的ISD控制在5ms-10ms之间，以较佳的实现音乐的纯美与影院的动态相结合的目的。+ P) G7 x% f3 M5 T9 f% C
) H$ \" T$ c3 b. H* A! x* ] 在视频部分我对于此种类应用，偏向于使用不透声2.35：1框架荧幕，使用此类荧幕可为我们巨大的中置音箱留出摆放的空间，如果再配合有电动滑轨的宽荧屏镜动，在播放16：9讯号源时，可自动移开宽荧屏镜动，就基本上是一个完美的方案了。在今后的文章中，我会专门阐述影院光学问题。 |
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发表于 2006-8-7 15:14:00
