剧场设计之听觉设计浅析

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1  音质设计的几个问题
1.1 早期反射声
具有相同混响时间的大厅并不一定有相同的音质；另外，在同一大厅内，虽然它们的混响时间一般相差很少，但各处的音质效果是不相同的，如池座前区、挑台较深的楼下区域的音质一般很差，不仅听不好，有的还听不到或听不清。所以混响时间是室内音质的重要标准，但不是唯一的标准。
近30多年来，对于早期反射声（前次反射声）的研究发展很快，并取得了重要成就，发现它对大厅的音质具有重要的作用，甚至有比混响时间更为重要的趋势。它与大厅的响度、语言清晰度、亲切感、明晰度、明亮感有关；它和混响声能之间具有好的平衡，可以影响语言的白然音调和音乐的丰满度等；几乎与大厅中的一切音质标准都有关。
混响过程的初始部分是由连续而来的反射声所构成，这些反射声是从各个方向反射来的，它们直接与室的尺寸、比例、体型与吸声材料的位置以及建筑细部处理有关。
70年代开始，对早期反射声影响到音质的作用进行了大量的研究，一般认为其特性由三部分组成。
(1) 能量——第一次反射声的声能与直达声的声能越接近，则“空间感”越好；这表明要有强的第一次反射声。
(2) 时序——反射声与直达声之间的时间间隔即序列，对于语言和音乐的作用是不同的。音乐要求“空间感”和“透明度”，希望第一个反射声滞后20-30 ms，第二个为35-45 ms，第三个为45-70 ms。语言要求是清晰度，希望第一个反射声滞后10-20 ms，第二个为15-25 ms，第三个为25-45 ms。假如增长第一个反射声与直达声之间的时间间隔，将会增加“空间感”而在某种程度上会减少清晰度。
在50 ms前的各个早期反射声所形成的“丰满”情况下，会感到响度提高，这是由于50 ms前的早期反射声加强了直达声的强度。因此也就改变了声学比，从而改善了“清晰度”或“明晰度”；也可以使听者与声源之间的距离拉近，特别是20-30 ms的反射声，增进了“亲切感”。
50 ms前的反射声会形成声音的“饱满”、“浑厚”和“坚实”；而在80-100 ms的反射声则具有“空旷”、“辽阔”的感觉。这两者的结合才具有“丰满”的感觉。前者加大了直达声的响度，才有“饱满”、“深厚”和“坚实”的感觉，这是形成“丰满”的主要因素；而“空旷”、“辽阔”则是人耳对于前次反射声的距离和空间感受而形成的，它烘托了声音“丰满”的气氛，且有利于“融洽”。
(3) 方向——所有早期反射声与直达声的方向相同，则没有“空间感”，而具有三个不同方向的反射声，即使没有混响过程，也会具有明显的“空间感”效应。
综合上述，构思观众厅的尺寸、体型和吸声处理时，应考虑观众席，特别是池座前区的观众席，应该有早期反射声的数量（能量）、时序和方向的最佳组成；也就是应具有在50 ms内有三个反射声，假如从20 ms左右开始一直到80 ms之内有五个反射声，并且是逐次地到达，它们的强度随时间的衰减是成指数下降的，这些前次反射声的序列图形呈圣诞树式的，这样，这些前次反射声与观众厅固有振动方式融合在一起，组成了“音调”，这种“音调”代表了该观众厅的音质特性。另外，这些反射声应该大多数是从30°~70°方向来的，也就是要求侧向反射为主，这样“空间感”好。
1.2 扩散
扩散是指在室内任意一点，平衡地接收到大量的、所有可能方向的反射声能密度与直达声能密度之比。它对“丰满度”、“活跃度”、“空间感”是有利的，并且能保持丰满和明晰度之间的平衡，语言清晰度和较长混响时间之间的平衡，还可以保持观众厅内音调的自然性。可以使室内声能分布均匀，消除回声等。室内扩散不好，音色往往很粗糙。
不对称、不规则的体型对扩散有利。大厅内有圆柱体、半柱体以及包厢、多层小挑台等，是有利于扩散的。而有规则起伏的扩散体则扩散作用更大。假如室内需要布置大量的吸声材料，如立体声电影院、录音室等，应使强吸声材料与声反射材料交错布置，同样可以达到扩散的作用。

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