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1、厅堂音质相关问题的讨论2W9e*T'h%@ y%{5r p/w混响时间1.1.11L+O&n1K;@(C混响现象)p8N%F-b*L%h混响是室内的声学现象。声音由声源发出后，在空气中传播，传播过程中在房间的界面上产生反射、吸收、扩散、透射、干涉和衍射等波动作用，形成复杂的室内声场，使人产生混响感。声源停止发声后，室内声场会持续一段时间。室内声学设计的关键之一是控制混响。7g#O#P(r;U1.1.2!G+d:u(r0C&E$N4r'w.H声反射.p5Y
2、,s.?)k+k0I5n图1－1$K6(i0X5~0b)Z5T7]'x2?7e;a)m;^;{/^"u"{+
3、
4、6}混响是室内声反射和声扩散共同作用的结果。同样是源于反射，但由于人耳的听闻特性，混响和回声有明显的不同。,n;A2n4t,f1G7e回声(F&i0s.!X$R3C.V声源的直达声和近次反射声相继到达人耳，延迟时间小于30ms时，一般人耳不能区分出来，仅能觉察到音色和响度的变化，人们感觉到混响。但当两个相继到达的声音时差超过50ms时（相当于直达声与反射声之间的声程差大于17m），人耳能分辩出来自不同方向的两个独立的声音，这时有可能出现回声。回声的感觉会妨碍音乐和语言的良好听闻，根据几何声学的理论，将声音抽象为声线，则声线的传播遵守反射定律。如同几何光学中的虚像一样，反射
5、会产生虚声像，实际上每次反射都会产生一个虚声像。如上图1－1所示：当原始声源发散的圆形波阵面到达两墙时，我们在两边都会获得声像。并且有相应的以声像Sa和Sb为圆心的反射波阵面，如图1-1中上图所示。这个过程再重复，将会得到两串无限多的声像，如图1-1中下图所示。可以想象，如果直达声和各个反射声之间的声程超出17m时，就会出现一系列的回声。+p5N!l(K$f*`0t7S:W0x以矩形房间的平面为模型，考察一个脉冲圆形波阵面在这个房间中发生高阶反射时的情4t.G;r,[-d&I图1-27T#
6、-[9x"^1H(H'Q,R#t/p+v.x0f;o2t,[%y(l-y8L"F5@
7、%`!@况。如图1－2，它图解了出现六阶反射以前、等时间间隔的八个瞬间。$v)@4(G u4a"e1T0z.t在开始两幅图中，可以看到直达声的波阵面，在这期间，声强在室内的因扩散逐点变化很大。其次几副图表示从高阶声像和更远距离连续到达的波阵面。当越来越多的高阶波阵面到达时，它们淹没了少数低阶波阵面。因为它们都来自远大于房间尺度，因此有助于增加强度并且均匀地充满房间。我们称这种现象为声能均匀分布。波阵面的曲率半径也随着反射阶次的增高而增大，所以，声波越来越近似于平面波。在这个阶段，原始声源和它的“直达声”对总声能的贡献可以忽略，总声能大部分是许多分离的高阶声像所贡献。其结
8、果是在原始房间内有非常均匀的声能分布。)_$O"],H)Y)h&[&i9Q3k虽然上述的分析是基于较为简单的矩形房间，但是由此，还是可以解释房间内脉冲响应的图像（回声图）。如下图1－3#S6[6Q/t7Z-_-J.r"x3F%v#t:H7P!q3A8n;D-K2u9F3f!U o图中可见，无论在房间的界面上采用何种吸声材料，前期响应的声压级相对变化较突然，而后期的响应声压级相对平稳。9o:m;Q t6n*R1.1.3#E5n)^:B:R!v9l几何声学与波动声学)d#M3a,s8D2J,S8B;d“几何声学”忽略声音的波动属性，仅以几何方法分析声音能量的传播、反射、扩散
9、，几何方法的局限性是研究的波长要远小于房间界面尺寸。与此相对，着眼于声音波动性的分析方法是“波动声学”或“物理声学”。波动声学的数学工具相对较复杂，用于分析复杂的室内形体有很大的困难。*i&w,q5E R2V;R%x;s1.1.4$A2R+W&e(
10、#w"~(u0f2[!@室内声场6[+T.B%V5H%n#x'} }室内声场的显著特点是：0a6a.V i5B1）,l-e9C0
11、7S6y,[;m2u;]距声源有一定距离的接收点上，声能密度比在自由场中要大，不随距离的平方衰减。这是反射声的加强所引起的。6l:k:{;a5s3T2）"G3T6K$r-c8k;^2?3z b
12、声源在停止发声以后，在一定的时间里，声场中还存在着来自各个界面的延迟的反射声，即所谓“混响现象”。!i%P:a,p(c赛宾发现的混响计算公式是基于扩散声场的。所谓扩散，有两层含义：1）声能密度在室内均匀分布，即在室内任一点上，其声能密度都相等。2）在室内任一点上，来自各个方向的声能强度都相同。0W,y"? j$k8~+q9B-W在1.2中，我们通过矩形房间的脉冲的高阶反射波阵面分析了声音自声源发出之后所发生的均匀化的倾向。实际上，在房间声扩散较理想的情况下，声源持续激发，房间内的实际声场在一定程度上接近理想扩散声
