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影響家庭影院視聽效果的重要因素全解

家庭影院在小房間的幾何結構和建聲處理,為聲源提供自然的聲音增強。但即便利用了這些手段,還是未能真正有效地解決面對大量人群講話的問題——直到人們發明了擴聲系統。

家庭影院設計
 
影響家庭影院的原因至少有四個:
 
1.房間尺寸——影音室太大,較遠座位的聽眾很難聽到音源的自然聲。
 
2. 房間幾何結構——現代禮堂的幾何結構已經無法勝任自然擴聲的重任了。流行的180度扇形房間,比未經處理的人聲的覆蓋范圍,至少寬了60度。只要講者轉一下頭,有些觀眾就無法聽清講話的內容。
 
3.環境噪聲——人、交通、暖氣和空調系統所產生的背景噪聲遮掩了聲源,讓部分或所有聽眾無法清晰聆聽。
 
4.建聲處理——自然擴聲所需的建聲處理可能非常昂貴,而且并不適用于所有音樂風格。
 
在用燈光照亮一個房間時,人們會采用合適的燈具來將燈光照射到需要的地方。這每個人都能理解。而音響系統設計師在選擇和放置揚聲器時也是如此。
 
如果有著不錯的房間聲學條件,一些主要的聲音問題,如糟糕的有效增益以及糟糕的語音清晰度,都可以直接歸咎于不恰當的揚聲器選擇和位置擺放。最常見的原因是音響設計師出于美觀上的考慮,不得不放棄首選的音響類型和擺放位置。
 
建筑與擴聲
 
建筑師常常將揚聲器視為建筑以外的物體,是并不真正屬于整體的“附屬物”。建筑學院不教授音響系統設計,本身也沒必要教授。他們強調的是場地的視覺效果,將大量注意力放在空間的幾何結構和視覺流上面。
 
這是他們的思維模式,也是他們工作的職責所在。體積大又顯眼的揚聲器,擾亂了他們對空間的整體概念。
 
設計影音室的時候,建筑師并不知道所需音響的種類和數量,因此不可能把音響整合到設計之中。即便他們可以做到,我們接下來就會看到,他們為偽裝和隱藏音響所做的努力,很可能會損害音響的性能表現。
 
對于音響來說,要完成使命,必須得占據房間中視覺上最為重要的一些地方。這也難怪建筑師和音響系統設計師常會發生沖突。
 
三大變量
 
音響系統設計師的工作是確保每個人都能聽見經過擴聲的聲音。要在觀眾區實現均勻覆蓋,他們要處理三大變量。包括:——揚聲器類型——揚聲器位置——揚聲器數量。
 
如果系統設計師獲得控制這三大變量的權力,出來的工作效果將是最好的。如果客戶或建筑師定下了其中的一個或幾個,系統設計師的工作量減少了,但是聲音重現效果將會大打折扣。
 
揚聲器位置
 
揚聲器的理想位置是無法實現的。理想位置就是需要擴聲的音源所在的地方。想象一個小型劇團或古典樂團在一個小型場地表演。無需任何擴聲,來自每個源的聲音都能聽見,與其他源的空間位置關系準確無誤。
 
聲源所在地是聲音發出的自然位置。這種方式在許多應用中都是不現實的,而且并不靈活,因此我們需要一個折衷的辦法。首選是將揚聲器直接放在需擴聲的聲源上方,這利用了人類聽覺無法很好地在垂直平面上定位聲音的特點。
 
如果揚聲器放在說話者的左側或右側,聽者將顯然感覺聲音并不是從說話者而來的。如果揚聲器被放在說話者上方,聽者的聽覺系統受到蒙蔽,將認為聲音是從說話者發出的。眼睛有效地將聲像拉低從而與視覺對應。揚聲器放在上方還可以讓聲音投射到房間后部,同時又不會讓前排觀眾聽到過大的聲音。
 
考慮到這幾個方面,將揚聲器直接放在舞臺上方是非常合理的。
 
尺寸 vs 效率
 
揚聲器必須足夠大,以控制聲音的去向。小型揚聲器向所有方向輻射聲音。隨著揚聲器的尺寸增加,其指向性也隨之提高。指向性控制在所有的音頻系統中都是絕對必要的,而且需要的控制越多,揚聲器也應當更大。這就是其原理。
 
選擇大型揚聲器的另一個原因是考慮到低頻效率。在許多宗教場所,人們希望系統能在極低頻產生極高的聲壓級。
 
這意味著必須讓大量空氣運動,這反過來需要較大的活塞表面積。如果沒有大型揚聲器,在大空間中想在低頻獲得高聲壓級是不可能的,人們常常使用多只揚聲器來實現。
 
越低的倍頻程需要越多的輻射表面積。如果你想要重放復活節音樂劇表演時的雷鳴聲,或者電子風琴的低音踏板,最好是準備一個非常強勁的低頻揚聲器系統。這必須是個龐大的系統,而且應當置于房間內。
 
聲音問題
 
音響系統許多典型的毛病,如清晰度低、渾濁不清以及糟糕的聲音定位,都可能要歸咎于反射聲。這類有害反射聲,大部分是因為要隱藏和掩飾揚聲器而造成的。
 
反射聲是客觀存在的。我們期望反射聲,利用反射聲,并且需要反射聲。但并不是所有反射都是有益的。音響設計師努力避免兩種反射,一種是來自離揚聲器很近的物體的反射,另一種是來自離揚聲器很遠的物體的反射。
 
第一種反射造成聲染色,第二種則造成回聲,從而降低音樂和語音的清晰度。嘗試掩飾揚聲器總是會產生早期反射,進而改變揚聲器的頻率響應。這包括網罩、布罩以及孔洞,它們都經過精心設計,以在視覺上顯得更加美觀。簡而言之,讓揚聲器更美觀的措施往往可能讓聲音變得更糟糕。
 
要經過深思熟慮的設計才能讓揚聲器在被掩蓋的同時仍然有著可以接受的表現。與光波不同,如果時間沒有對齊,聲波可能會彼此抵消。但這并不全然是壞事。
 
音響系統設計師利用相長和相消干涉來讓揚聲器陣列實現所需的覆蓋范圍。好的音響設計師能理解干涉的作用,并且知道如何利用其來提升系統的性能。
 
回到位置上來
 
將揚聲器擺在自由空間,旁邊不放置任何物體,可以避免這些聲學陷阱。有一個值得注意的例外是超低頻揚聲器,由于其波長較長,放在房間邊界可以被自然放大。
 
這種擺放方式可以增強超低頻揚聲器的聲音,但若是應用到中高頻揚聲器,會造成非常糟糕的效果,因為中高頻揚聲器波長較短,不能與墻壁、屋頂和其他鄰近表面很好地耦合。一個折衷的方法是讓工程商給揚聲器和安裝硬件涂色,金屬網罩也涂上薄薄的一層。
 
大多數揚聲器制造廠商可以提供其產品的無表層版本。可以在箱體表面上利用貼面板,但請注意隨著時間推移粘合劑會干掉,使得貼面從天花板上掉落,帶來危險。
 
功能齊全的房間里,揚聲器并非唯一的添加裝置。其他還包括吊扇、暖通空調通風口、燈具、結構梁和支撐柱。沒有人對它們的存在有疑問,也沒有人真的在意它們是否可見。
 
我們不會要求建筑師完全隱藏吊扇,或者更甚,要求他們減小吊扇尺寸。對于揚聲器也是同樣的道理。
 
規律
 
初次設計總是視覺上可接受但在聲音上不夠好。隨著時間推移系統進行升級翻新,最終的系統聲音很棒但揚聲器在視覺上比較醒目。
 
在一座禮堂中,對聲音的考慮應該最終凌駕于視覺考慮之上。如同頭戴式話筒由于其聲音優勢而被接受一樣,可見的大型揚聲器也應當如此。
 
擴聲系統的主要組成部分是揚聲器。正如導游為了與一群人溝通會站在平坦開闊的地方一樣,聲音增強系統中的揚聲器如果能夠被看見,則會發揮最佳效果。
 
這個觀點有助于塑造建筑師和終端用戶的審美觀點。“形式服從功能”在這里適用。在一個場地中,決定音響系統的類型和擺放位置時,應該充分考慮聲音再現時的音質。
 
能夠看見我們聽到的聲音是從哪兒發出來,是再自然不過的事。我們之所以有著兩只耳朵就是因為能夠在空間中定位聲音。
 
如果揚聲器的選擇與擺放位置僅憑美學考慮決定,那么要實現最佳音質就幾乎是不可能的。實際上,如果以“用于聆聽之地”這一最主要的功能作為衡量標準,很多房間根本就沒有達標,只能歸為無用之地。

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