“混响”到底“混”在哪？

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“混响”到底“混”在哪？

我们在外面做活动的时候经常能听到这样话：
“音响老师，麻烦您给大点儿混响，谢谢！”-这是礼貌的说法。


“老师，混响多来点儿！”-这是“简洁”的说法。


“欸，音响的，给我这大点儿混响”-这是没事找事的说法。



但是不管怎么说，“混响”在是我们绕不开的话题。今天就简单地来聊聊，这“混响”到底“混”在哪。

说起来，混响实际上在我们生活工作当中，是一种很常见的现象，但是跟前面说的“混响”其实真的不是一个事情。因为在任何空间中，“混响”这个东西，都是一个定值，在不改变建筑结构，建筑材料等其它对空间、吸声系数的情况下，一般来说“混响”是不会改变的。

为了衡量“混响”这一描述空间中声能量驻留情况的现象，有一个非常著名的赛宾公式：


这是由美国声学家赛宾最早发现的

在这个公式中，T60表示在某一信号源在空间中停止发声时所测得的声压到空间当中声能量驻留衰减60dB所需要的时间。以一个最简单的6面体封闭房间为例，（请查看公式注释）



曾经有人对世界公认的好的音乐厅堂进行了混响时间的测试，从中发现了一定的规律。这样的规律对于我们现代厅堂的建造，给予了一个非常重要的参考。当混响时间确定，吸声系数确定时，我们可以根据公式调整房间的体积或形状。而有时候我们也会将赛宾公式进行变形即：



变形之后的赛宾公式，可以让我们根据要建造的房间的体积以及所想要达到混响时间，倒推出所需要达到的吸声系数，从而选择相应的材料。

所以我们可以看出来，不管是礼貌与否，现场的音响师都不可以对混响进行实时的调整，那么歌手或乐手口中的“混响”又是什么呢？

这里面我们要回顾一下音乐的发展历史。这其中又以西方音乐的发展为主。西方音乐的发展源头源于宗教音乐，而宗教音乐主要的表演场所是教堂。众所周知，教堂这类场所的混响时间非常的长，会更容易让人产生“包围”感，感知“上帝”的存在，即突出了宗教神性一面。从心理声学的角度来说，这样的“包围”感，会让人感到更安全，更加的舒适。



Martini Church采用Syva

随着音乐的发展，观众数量的提升，场地面积的增大，人们发现，在空旷场地，不借助任何手段，已经不能够满足观众的听感需求。电子扩声手段的出现，可以让更多观众“听清”内容，但这个时候，也出现了一个问题，电子扩声出来的声音非常的“不真实”。这是由于电子扩声手段，实际上打破了常规，在自然界当中“创造”了一种本不存在的声源。在这个被创造出来的声源中，拾取到的声源并不是自然扩散而来，通常是在举例声源非常近的距离所拾取的。



Sennheiser D6000系列话筒

这样得到的声音，相比于不借助扩声手段，人耳所接受到的信息，缺少了非常重要的一部分，即空间感。所拾取的声源以及回放的声源，全部为直达声，没有空间信息，这样导致观众非常的不适应。为了解决这个问题，电子混响就被发明了出来。

第一台应用级别的电子混响是1978年由戴维·格雷欣格博士发明的Lexicon224。



Lexicon224

电子混响的出现让人们可以将拾取到的声音进行处理，这样一来，从音箱当中发出的声音，人为的加上了空间感，补齐了人耳所习惯的信息。尤其是在返听当中的应用，由于返听系统中，不管是使用监听音箱，还是入耳式监听。歌手或乐手所听到的声音基本上完全是直达声，没有任何的空间信息，这完全违背了自然界真实的声传播特性，乐手和歌手听到这样的声音是完全不习惯的，这就需要电子混响来帮助他们达到舒适的听感。

我们来看一下在经常在各大演出中做为主扩和监听调音台出现的SD7Q当中，插入效果轨路径如下：


常用效果及参数如下：




delay：延时时间，可以通过敲打下方tempo键捕捉
feedback：反馈量，影响处理信号的再次反馈的
hi/lo pass：反馈信号的高低通滤波器
rate/depth：调制深度和调制比率
dry wet：输出信号的干湿度比调节
pre-delay：预延时
hi/lo filter：反馈信号的高低通滤波器
Size：对信号线条的粗细调节
early reflection：早期反射声的大小调节
pre-delay：直达声与第一个反射声之间的时间间隔
hi damping：高频段衰减频率的频点调节
decay：反射声的持续时间调节

作为现代数字调音台来说，对于效果轨的输入及调整非常的方便，DiGiCo SD7Q具有48个效果通道可以使用，内置了多种效果器。



也可以通过Waves插件外挂效果器，满足歌手乐手的需求。

除了最常见的为音频信号添加空间感的作用外，在现如今的音乐形式及声音创作当中，“混响“本身也常做为一种艺术创作的手段应用在作品当中。

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上一期我们聊了一下混响的基本理论以及应用，这一期我们来讲讲“混响”与它同父异母兄弟的故事。

在日常的工作当中，我们经常能听到这样一个说法：这地方混响太大，一定听不清。久而久之就有可能给人一个错误的概念：混响大=听不清=语音清晰度差。就好像混响和语音清晰度是连体婴儿，一个参数改变必定会影响另外一个。



但实际上，正如之前所说，“混响”和“清晰度”有点像是同父异母的兄弟。两者有关联，但绝对不是你好我就好，你不好我也不好的关系。

在说它们俩的关系之前，我们不妨来看看在一个空间内某一测量点的声音衰减图表。在图表当中，我们可以看到在一个空间里，我们听到的声音由几部分组成。



直达声：声源到听音位最短距离；
初始时间间隙：直达声与第一明显反射声的时间差；
早期反射声：一般认为，在直达声到50ms内的反射声的集合为早期反射声；
晚期反射声（混响）：一般是指超出50ms之后到声音消逝到本底噪声水平或T60水平时的集合。

知道这三个非常重要的概念之后，我们要了解什么是哈斯效应。



· 哈斯效应图

哈斯效应是1951年由Helmt Hass所提出的，是研究双耳听觉效应的一个实验，在实验中哈斯发现了人耳定位的效果与时间的关系。哈斯效应描述了，如果同一个信号从两个位置的声源发出，在5-30ms内，人耳会以先到达的声源作为基准来进行定位，第二到达的声源在这一段时间当中即使比第一声源大，在不超过10dB的情况下，人耳是不会判定为两个声源或另行定位。

下面的音频当中，我们导入了一个重复的脉冲信号到两个音轨当中，并进行一定的调整。调整的范围：两轨时间差不超过50ms，能量差不超过10dB。大家每听完一个音频可以自己进行一下判断一下音源的定位，以及左右声道音源的大小关系。（请佩戴耳机）

A.wav

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2020-4-21 14:33 上传

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2020-4-21 14:33 上传

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不知道大家是否都猜对了。这样的实验也可以非常轻易地在S系列调音台实现，大家可以连接一个话筒，将输入信号重复路由到两条独立的通道，并发送到同一条立体声母线。



然后将输入通道分别打到极左极右。



然后分别对两条输入通道进行延时在30ms，音量在10dB插值以内的调整。



使用耳机监听效果更佳。



为什么会把哈斯效应搬出来讲这么久呢？为的是引出“早期反射声对于语言清晰度的影响”这个话题。在哈斯效应中，我们看到了到达时间在某种程度上比能量对声音的定位影响更大。所以在我们的声音衰减图表当中，除了直达声可以传递有用信息之外，早期反射声也可以帮助信息的传达，甚至其中一部分早期反射声对于人耳来说，会将它与直达声一并处理，从而加强“清晰度”。

还有一种情况，在这里向大家说明并进行一定的探讨，就是针对语音清晰度这个定义。
我们经常会遇到一些情况，有些人看到纸面上的语音清晰度之后，比如某个体育场馆的测量结果。就会说：“这个地方语音清晰度太差了，没办法使用”。这个时候我们要注意到一件事情，就是纸面上的语音清晰度反映的是一个什么情况。

通常来说，在某个空间所得出的语音清晰度值实际上是由多个测量点平均而来的，并不代表在同一个空间中所有位置的语音清晰度都一样。这是其一。



其二，空间内由于建筑声学，材料声学所决定的语音清晰度是不可改变的，但某一点或某一区域的“语音清晰度”是可以通过技术手段去改变。



· 宁波奥体（双鹿电池周年庆）

其三，语音清晰度的概念的引入，本质上描述某一空间内对于声能量的反应，含有“有效信息”的能量，以及不含“有效信息”的能量之间的关系。这里就引出了一个概念：直混比（如下图）。





综上所述，从某个角度上来说，语音清晰度实际上是一个伪命题，极端情况下在语音清晰度极差的地方，我们也可以获得极高的“语音清晰度”，而这在现实世界当中，已经不是什么新鲜的事情了。请看下图：



· 静音夜店（图源网络）



· 静音广场舞（图源网络）

在国外，非常流行地下夜店或类似的聚集活动场所，场地通常是偏远地区的废弃建筑或者类似于防空洞的空间。



· 某防空洞酒吧（图源网络）

一般来说，这样的空间并不是非常理想的声音传播场所，其特性是容易形成驻波，混响时间长，低频能量驻留时间长。但在图中，我们可以看出来，每个人都非常的享受，而且你也不会觉得他们听不清，原因就在于两点：
本身这种类型的活动，低频能量的需求远大于中高频能量，且低频能量往往是由身体可以感受，而非听觉。

戴上耳机后，除了对周围环境降低了噪音污染外，还隔绝了相对较差的混响环境，送入听觉系统的基本上都是直达声，极大地提高了直混比（几乎没有自然混响），让所有信息都以最短距离直达听觉系统。

所以总结起来，任何不以实际听觉为基准的测量和解释都是耍流氓。

再来回顾以下本期当中的几个要点。

1.听觉是可以被欺骗的，听感和视觉是可以不同步的。

2. 当建筑声学和材料已经固定，不做任何改变的前提下，任何系统都不能改变空间本身的混响时间和测量所得的语音清晰度。

3.语音清晰度是一个测量值，而非实际听音感受，不能仅用语音清晰度来评判一个空间或一个扩声系统的好坏。

4. 改变语音清晰度的最佳的办法就是改变直混比。

关于混响的内容，我们暂且告一段论，欢迎大家在后台留言，指出问题进行讨论。下一期当中，我们会来讨论一下，如何读懂音箱参数表上的数字。