自然混响是如何产生的？

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为了正确理解数字混响为何如此工作，我们首先应该阐明自然世界中创建混响的过程。

当声音发生时，它会发出声波，向各个方向向外传播。这些声波穿过太空直到到达表面。当波遇到表面时，一定量的波动能被吸收并在表面以热能的形式消散。

然而，表面不会吸收 100% 的声波能量。剩余的能量从原始声波接触表面的点反射，产生新的反射声波。这些波再次向各个方向传播，直到它们也到达表面。

这个过程一直持续到表面吸收足够的声波能量以防止进一步的可听反射。我们通常认为这个衰减期会持续到混响电平降低 60 dB。因此，混响信号衰减所需的时间（混响衰减时间）称为 RT60（或“混响时间 -60 dB”）。

在声波在整个空间反射的过程中的任何一点，波都可能到达听众并被听众感知。根据声波穿过房间到达听众的旅程，我们将其分为以下三类之一：

直接从声源到达听者的声音（没有经历任何先前的反射）称为直接信号。
在音乐制作环境中，这是没有混响的干信号。想想靠近麦克风录制的声音听起来如何。相当干燥！这是因为录制的信号几乎 100% 都是来自声源（歌手）的直接信号。
有些反射在到达听众之前可能只会从一个表面反射。我们将这些声波称为早期反射。当这些反射到达空间边界并立即传播到听众时，它们对于我们解释房间大小和声源位置至关重要。
最后是后期反射，它在最终到达听众之前从多个表面反射。空间的大小和表面的组成决定了这些反射将持续发展多久。

随着时间的推移，这个过程中损失的能量导致每次反射的幅度低于从表面反射的入射波的幅度。此外，由于较高的频率具有较短的波长，因此当声波到达表面时它们更容易被吸收。因此，每次反射也比反射之前的信号具有更少的高频内容。

鉴于声速很快，所有这些反射都在空间中快速移动，每次反射几乎紧接着前一个反射到达听众。根据哈斯效应，我们不会将每次反射视为单独的事件，而是将一系列反射视为随时间衰减的混响尾部。

数字混响是如何创建的？
数字混响系统旨在通过数学过程复制所有上述事件。值得注意的是，数字混响无法完美地再现物理产生的自然混响效果。在计算中几乎不可能考虑到现实世界中的每一个不一致之处，但数字混响系统的开发人员已经找到了多种方法来提供令人信服的空间体验。

通常有两组数字混响：算法混响和卷积混响。

算法数字混响
您会发现大多数数字混响都是算法性的，与卷积混响相比，它们使用的处理能力更少。商业算法数字混响器的第一个实例是 EMT 1976 年发布的 EMT 250 电子混响器，令人印象深刻的是，它仍然被认为是有史以来声音最好的数字混响器之一。



您遇到的大多数现代混响插件也属于算法类别，很可能包括 DAW 中的任何库存混响。一般来说，可以肯定的是，任何未专门作为“卷积混响”单元销售的混响插件都是算法驱动的。


  仍然完全有能力创造令人惊叹的逼真混响声音。


算法混响的首要任务是产生早期反射的效果。干信号通过几条延迟线，这会产生原始信号的一些快速且紧密间隔的延迟。这是根据与理论房间的大小和形状相关的混响设置来完成的。

这些房间质量将决定如何在物理空间中创建早期反射。数学算法控制和调制延迟的时间、音量和音调，就像真实房间中的表面一样。因此，该算法可以反映早期反射的效果。

接下来，我们必须找到一种方法来生成后期反射。再次考虑一下现实世界中后期反射是如何引入的：它们来自撞击表面的早期反射。

为了实现这种效果，算法数字混响将使用反馈回路再次通过算法馈送生成的早期反射。这会重新触发“空间”的混响品质并将其应用于早期反射，从而导致充当后期反射的额外延迟。同样，该反馈循环中创建的延迟的时间、音量和音调由混响算法控制。

可以调整反射通过反馈环路返回的次数，反馈量有效地确定混响衰减时间。更多的反馈会导致额外的延迟发生，最终会产生更长的混响尾音。利用这些过程并遵循自然世界中混响的物理发展，算法数字混响令人信服地再现了空间感。