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老蜗牛带你玩家庭影院

如何才能让家庭影院出好声音?

  想要获得家庭影院的好声音,一个良好的声学环境是重中之重。先来和大家分享一下个人关于声学环境的一些心得和体会。当然,以下论述仅代表个人观点,不一定正确。

  家庭影院是用一套影音器材一起协同工作的,并且是在特定的一个有限空间内。现在的家庭影院要么是在客厅,要么就是在独立的影音室内打造的。之所以叫家庭影院或者私人影院,主要的一个因素就是因为这套影音系统是属于自己的,大部分都在自己的家里,所以突出家庭二字。我一直认为,家庭影院是一个家庭的科技娱乐中心,可以是一个家庭成员之间情感联系的纽带。随着现在科技的进步和发展,家庭影院不仅仅只是用来看电影、看电视、看演唱会或者听一些音乐了,她还可以用来游戏、锻炼、健身,只是接入一台体感游戏机就可以获得完全不同的游戏和健身体验。现在的功放很多都有分区域控制,可以让您的爱家随时音乐缭绕,打造一个幸福的、有品位的、更多欢乐的家。

  不管我们用什么设备,终归都是依靠扬声器来发出声音。而我们人类玩扬声器的历史其实不长,也就一百多年的历史而已,并且,在这一百多年的岁月里,关于扬声器其实一直没有什么质的科技飞跃。把几只扬声器摆放在一个有限的空间内,让他们能发出正确好听的声音,除去设备影响之外,声学环境是一个非常重要的制约因素。

  声学,到底是玄学还是科学?有人说是玄学,有的人说是科学。而我们家庭影院的玩家不管到底是科学还是玄学,我们只想获得更好的声音。那么,打造一个良好的家庭影院的声学环境到底应该是什么样子的呢?

  前面说了,家庭影院包含的一个重要属性就是家庭,那么外观当然是一个比较重要的因素了。既要像一个影院的样子,又要符合自己的审美需求,既然是声学环境,环境当然是一个重要的因素,这一点呢就因人而异。你喜欢什么样的外观,是否和家里的装修风格一致,特别是客厅的环境要求就更加难以取舍了。要在装修风格和声学处理上达成一定的妥协和平衡,这的确是一件比较有挑战的事情。还好的是,现在的这个问题也有了一些解决方案。

  外观的问题就不想去多说了,因为要求太多,根本说不清,不过如果是独立的影音室,外观的色调,还是要选择深色调。全黑的色调对投影画面的表现力是绝对有帮助的,并且是有明显的帮助。不过,并不是所有人都喜欢待在一个全黑的屋子里。

  除去外观,我们还要考虑“里子”。要好看,更要健康。如果是地下室,新风系统是需要考虑一个重要环节。特别是像我这样的烟民,更要考虑通风系统。这里也就滋生出另外一个问题,到底需不需要封闭窗户?有人说,要在密闭的一个空间内,这样更利于建造一个优良的声学环境,好像是那么回事儿。但是,我个人更倾向保留合适的窗户。

  声学环境良好的家庭影院,需要有足够的声音响度,通俗来讲,“响度”其实就是音量。

  影响声音响度的因素比较多,不过粗略来讲,有两个大的因素起决定性作用。一是房间的大小,二就是扬声器(喇叭)的大小。

  房间的大小并不单纯指面积,而是体积。房间大了,人的耳朵和喇叭的距离就会比较远,因此,声音的响度就会降低。

  此外,响度和扬声器的大小的关系也是非常直接的。扬声器的大小并不是指体型和个头大小,而是指喇叭能提供的功率的大小。喇叭的功率越大,那么在同样的房间里响度就会越大。

  为什么家庭影院要有足够的响度?

  玩家庭影院要达到的一个理想境界就是要身临其境,尽量还原音效制作的效果。我们的现实生活中都有各种不同的声音响度,比如:聊天( 距离1 米) 是40~60dB,客车( 距离10 米) 是60~80dB,繁忙的道路交通(距离10 米)是80~90dB,道路施工用来钻凿地面、哒哒哒叮叮叮巨响的凿岩机(距离1 米)是100dB,飞机引擎(距离100 米)是110~140dB,球迷吹得叭叭响的Vuvuzela号角( 距离1 米)是120dB,只有当声音响度到达或者说接近这个响度的时候,我们才会感觉真实,才会有那种所谓的身临其境的感受。

  当然,因为我们人类的耳朵是有限制的,据说,当声音响度超过了120db的时候,就会损伤听力,如果超过130DB,那么就打开了人类耳朵的痛阀,也就是说,如果你长时间处于那样大的声音响度之下的话,你会耳朵痛,甚至会流血。所以,电影制作的时候,都会对声压有一个限制,不能绝对的搞的跟真的一模一样。比如听说有一种狙击步枪开枪的时候,在一米远的地方声响度为168DB,这已经超过了人的耳朵所接受的响度范围,为了避免大家看个电影都看的七窍流血,所以这里就不能把这样的真声音还原到电影里去,电影的声音响度控制在105DB的这个位置。THX的标准声压值也是这样。只有在这样的声压环境下,我们看电影才能有类似身临其境的体验,也就是说你才会感觉你听到的声音,跟真的一样。这样才能尽量还原音效制作的本意。

  所以,玩家庭影院,必须要有足够的响度。

  OK,那么好的声学环境其中的一个要素就出来了。房间的大小要和音箱匹配。一般的情况下,房间越大,那么对箱子的要求就越高,投入就越大。

  那么什么样的房间才是大房间?什么样的才是小房间?什么样子的房间配什么样的箱子呢?很遗憾,这样的问题过于庞大,本人并不能准确的回答你,只能是根据自己的一些经验来给一些自认为合理的建议。个人认为,作为家庭影院来讲,并不需要太大。25-35平米之间算是大家伙了。25平米-18平米算是比较合适的大小。低于18平米的,应该算是小房间了。

  这只是房间面积的一个大概。而影音室的尺寸并不是由面积作为主导因素的,而是需要在高度、宽度、长度之间有一个合适的比例,这样才利于声音在室内的传播和反射,以达到一个比较好的声音效果。大概的适合做影音室的房间的高度、宽度、和长度的比例,大约应该是( 1)比(1.3到1.8)比(1.7到2.4)这样一个区间范围内。

  因此,在计划打造一家自己的家庭影院的时候,要适当的考虑房间的长宽高的尺寸比例。

  合适的房间尺寸比例,搭配合适的音箱器材,是出好声音的一个基础。这也是一个良好的声学环境的一个基础。

  一个良好的声学环境还应该做到的一点是声能分布要均匀。重点还是以影音室的皇帝位为中心来布置。这也是功放跑EQ的时候为什么第一个点都在皇帝位的原因。当然,这一点也涉及到功放设置、喇叭素质等因素,不过,声学环境也是一个影响点。从功放的设置来讲,在皇帝位测试每个喇叭的声压,让每个喇叭在皇帝位的声压一致算是一个简单的办法。声压只是一个方面,还有各个频率的频响要一致。这就和声学环境有很大的关系了。功放的自动EQ就是通过削减或者增加来调整的,然而,这是通过牺牲换来的一种相对的平衡,从治病的角度来看,属于治标不治本。

  之前,我们提到过,玩家庭影院的终极目的就是要在看电影的时候获得身临其境的体验。要想身临其境,除了声压要到位,我们还需要有一个更为重要的要求,那就是要有声音结像。换一种说法呢,就是要有准确的定位。

  什么是结像?在我看来,就是在你看电影的时候,即使是把双眼闭上只是用耳朵听,你也能感受到面前是一幅立体的画面。一套好的家庭影院的素质越高,结像感就会越强。比如:电影里有一只苍蝇从电影人物的眼前飞过,而坐在屏幕前的观众会不由自主的伸手打苍蝇。这个时候,苍蝇不是真实存在的,而是由几只音箱共同协作把声音凝聚成了一个虚拟的实体,让这只从眼前飞过的苍蝇活灵活现的呈现在观众的感知系统中。这就是声音结像。还有子弹飞行的弹道轨迹,这也是结像。赛车轰鸣从左到右呼啸而过,这也是结像。飞鸟在屋顶盘旋,这也是声音结像。玩HIFI的人,听歌的时候,虽然没有画面却能清晰的感觉到歌手站在什么位置,甚至高端的系统据说还能感受到歌手嘴型的大小,这也是声音结像。听交响曲的时候,前方每一件乐器的位置清楚明白,你闭上眼睛,面前就是一只清楚的交响乐乐队,这也是声音结像。

  声音结像,是玩音响的一个重要环节,也可以说是一个最基本的要求。简单来说,声音的结像首先需要人的耳朵收集到足够的声音信息,然后传递给大脑,大脑对这些信息进行瞬间解码,然后输出形成一个声音结像传递给人的感知系统,人才会感知到一个声音结像。

  那么如何提供给人的耳朵足够的声音信息?

  这里有一个非常普通但是非比寻常的一个问题。我相信很多人从来没有去想过为什么人的耳朵要长在脑袋的左右两边?为什么不长在额头上,后脑勺上?……为什么是两只耳朵?为什么不能是一只耳朵?

  这个问题我不能回答,我只知道,人的双耳长在脑袋的一左一右那不是乱长的,不是随随便便的安排在那里的。人为什么需要两只耳朵而不是一只耳朵?那也是有原因的。就好像人需要有两只眼睛一样,为什么不是一只眼睛有着异曲同工之妙。

  查了很多资料,我知道了一个结论,那就是两只耳朵和两只眼睛都有一个共同的重要作用,那就是方便定位!眼睛是视觉定位,耳朵是声音定位。

  我们在观赏3D电影的时候,事实上, 3D电影和现实中的3D那是不一样的。3D电影实际也只是一个平面,跟现实中的3D有着本质的区别,而我们带上3D眼镜看所看到的3D电影的3D效果其实都只是一个假象。这也是一个结像,而这个结像是由左眼和右眼两只眼睛的视觉差所产生的。也就是说,你戴上了3D眼镜后,左眼和右眼所看到的画面是不一样的,两只眼睛所捕捉到的视觉信息是不一样的,这两种不同的视觉信息传递给大脑后,大脑瞬间解码出来,得到一个错误的3d感知再输出传递给了人的感知系统,所以我们感觉到我们看到了一副三维的立体画面的错误信息。

  眼睛是依靠双眼的视觉差感知到了3d效果,耳朵就是靠的听觉差来定位的。这个听觉差主要有两个差:一是声音的时间差。二是声音的强度差。

  人的耳朵之所以要在脑袋的一左一右,就了为了要获得这个时间差。因为左耳和右耳之间是有一段距离的。脑袋大的,这个距离就大,脑袋小的这个距离就小一点。千万不要小看了这十几厘米或者几十厘米的距离,在声音的传输速度上来说,这点点距离耗费的时间可以是微乎其微,但是,我们人类强大的大脑却可以自动区分这个细微的差距,判断出这个时间差,然后根据这个细微的时间差的信息来对声源进行定位!

  比如,人的左边有一只音箱在发出声音,那么声音就是先到达的左耳,后到达的右耳。这个先后的信息让大脑判断出:哦,在左边发声音。如果生源在中间,两只耳朵同时收到声音信号,大脑就会判断出,声源在中间。人耳朵用这种办法来确定声音的定位是一个办法,但是还是不够完善,并且有一个比较严重的BUG,那就是当声音的波长小于头部尺寸的一半的时候,这个时候人的左右耳朵就会出现BUG,会分不清楚到底是哪只耳朵先收到信号,就无法准确的定位了。也就是超过1500HZ的声音的时候,这样的声音的波长就处于人耳无法判断的范围内。此外,耳朵有一种办法来判断声音的定位,那就是响度。

  前面已经说了,响度用人话来解释就是音量的大小。举一个浅显易懂的例子来说明这个问题。当我们的正前方有左右两只主箱的时候,如果两只音箱的声音是一样大小的,那么我们的就会把声音定位到两只音箱中间的位置。如果是右边的音箱音量大于左边的音箱的音量,那么定位就会偏右,如果是左边的音箱没有发出声音,那么结果就自然更清晰了。这就是依靠声音的响度差来定位的。不过,这个方法也是同样存在严重BUG的,那就是当声音的波长刚好比您的脑袋大一倍的时候,您的耳朵分辨哪只喇叭的音量更大,他们说这种声音是500-800HZ的声音。那么怎么办呢?用时间差来判断了。所以,两种方法是相辅相成的。

  因此,我们必须重视响度问题。响度越大,那么声音的凝聚力就会越大,那么人的耳朵就更容易捕捉到更准确更多的声音信息,那么大脑解码的活就更好干,就容易解码出更准确的声音结像信息,也就是说,您的家庭影院的声音的定位感会更加强,所以,你非要小小声的看电影,还要怪您的系统声音定位不准,不合您的心意,对不起,不要怪您自己的系统不够强大,请升级您自己的大脑的解码能力,或者提升您的耳朵的听力。

  回家把您的私人影院系统的音量开到足够大吧!也许,您会有惊喜!不过还是那个前提:极限不失真!

  那么还有一种声音的波长是远远大于您的脑袋的,这种声音人的耳朵的定位的两种方法都会失效,就判断不出声音的位置,无法进行定位。这种声音就是低频。在家庭影院里,就是低音炮发出的声音。所以,您现在明白为什么低音炮可以摆在房间的任意位置了吧?那就是因为我们的耳朵和大脑无法解码出低频的定位,这就是我们说的低频没有指向性。也就是说,把低音炮放在房间的那个位置都一样,反正我们也判断不出来。只是不同的位置有低频不同的量感而已。区别不是方向性的。

  我们人类对声音信息的处理除了声音的强度差和声音的时间差还有另外的一些小细节处理。比如,人的耳朵的造型就是一个完美的滤波器,就是一个非常科学的、非常牛逼的声学处理套件。人的头、脖子、肩膀什么的对声音的各种反射,都会提供一些微弱的信息交给大脑去处理,从而形成了我们今天的人对声音信息的处理方式。这是一个复杂的又无比科学的一个过程。

  我们的大脑通过声音的时间差和声音的强度差来形成一个声音结像。于是,有人就利用了这个特点,研究出一套音效定位算法,叫做“头部相关传输函数”,英文缩写叫做HRTF。把单一的声音,通过这样的计算方法,通过不同位置、不同的声音强度来欺骗我们自己的大脑,让我们听到一个三维的声音假象,这就是我们看电影时候感受到的音效了,也是我们所感受到的身临其境了。

  简单来说,我们玩私人影院所听到的声音,就是通过这个传输函数算法计算,依靠我们的主箱、中置、环绕、天空音箱,根据我们的自己的耳朵感受到的时间差和响度差,什么时刻该左主箱发声,什么时候该中置发声,什么时候该右主箱发声,各自发出多大强度的声音,这样就让我们误以为前面有一个声音结像从左到右的奔袭而过了。

  我们坐在影院沙发上,周围好些个音箱环绕着、包围着我们,然而我们所听到的声音并不是全部由音箱发出来的。这个时候,我们的耳朵所听到的声音是由几种声音共同混合组成的,大概可以分为:直达声、反射声和混响声,还有一个声音叫噪声。

  直达声就是音箱直接到耳朵的声音,反射声是音箱发出的声音通过房间内各种物体发射过后形成的声音,有一次反射、二次反射、三次反射……直到声能消耗殆尽。这些N次反射声又共同组成一个声音,就是混响声。

  那么问题就来了,这么多的声音共同组成了我们看电影的时候所听到的声音,也就是说,我们的大脑通过我们的耳朵收集到的声音信息是复杂的、多种多样的,也就打乱了我们的大脑所需要的正确的声音时间差和响度差,错误的信息,就会导致错误的结论。

  这个时候,我们就需要对我们的私人影院的声学环境做一些声学处理,其主要和最终目的就是要为我们的大脑提供正确的声音信息,让我们获得良好的声效,形成清晰的、正确的声音结像。这就是家庭影院声学环境处理的意义之所在!

  有人说“大烧烧环境!”,这句话足以体现了声学环境对家庭影院乃至音响系统的重要性。我们要处理声学环境,并不是要消除反射声、混响声,只要一个直达声,因为我们根本无法在一个小房间内完全消除他们,还有就是只有直达声也并不就是好声音。我们要做的,就是要在这几种声音之间找到一个平衡点,让所有的这些声音共同形成的一个混响声音成为一个正确的、我们的大脑可以清晰解码的一个声音。这个声音,就是我们的私人影院的好声音。

  每一种声音,都有它的作用。直达声主要的作用是提供方向感,这个对音箱的摆位和朝向就有很大的关系。如果你不相信音箱的朝向对声音有影响,那么请你把你的音箱都背对着你自己摆位试试?道理就是这样的简单。那么反射声会给我们提供声音的空间感和力度感。混响声会给人一种丰满感和厚重感。比如你去唱K的时候,如果加一点合适的混响是不是比不加混响要好听的多?这个就是混响的作用。

  而我们大部分的房间,如果没有做过声学处理,在一个小空间的范围内,都存在一些对影院生效起致命作用的声学缺陷。例如,混响时间过长。例如,反射过强,导致房间内局部的声音的响度过强,这些都对正确的声音时间差和声音响度差起着决定性的作用。

  混响时间,对任何声音厅堂都是一个非常重要的指标。

  啥叫混响时间?举例来说,你在一群山环绕的地方大声的喊出一个“射”字,那么从你喊出这个“射”字之后,你会听到“射、射、射、射、射、射。。。”的回音。从你喊出这个声音直到这个回音消失的这段时间,这就叫混响时间。同理,在我们的家庭影院里也一样存在这样一个混响时间。

  我们在看电影的时候,特别是大动态的时候,是无数种声音从不同位置的喇叭、不同的时间、不同的响度一起共同发出的,如果您的房间混响时间过长,那么您听到的声音就是无数种不同的声音混合在一起的,揉捏在一起的,这个时候,您听到的就是一团糟,您的大脑根本解码不出到底听到了什么声音,只听到轰隆隆的一片。

  所以,一般的厅堂设计有一个声学指标,叫做语言清晰度,个人认为,在我们的私人影院里一样有这样一个指标,除了中置的语言清晰度,他还包含其他所有的音箱发出来的声音的声音清晰度。而对这个声音清晰度有着重要影响的一个因素那就是您的房间的混响时间过长。

  说到这里,您可以简单的测试一下您的影院房间的混响时间了。很简单,您在房间里拍一下您的双手就可以了。如果您自己都清楚的听到了长时间的混响,那么,您的影音环境的混响时间过长了。

  我们的家庭影院对混响时间的要求一般在0.3秒至0.4秒之间。在这个短时间之内,应该是不能清楚的听到拍手的混响声音的。

  那么为什么还是需要留个0.3秒的混响时间呢?前面已经说过了,如果混响时间过短,那么声音就会显得干涩、没有味道,不够丰满,不够厚重,没有情感。

  如果您想建一件影音室,如果您还提前咨询过一些声学设计公司,那么他们都会经常说到两个主要的概念,那就是“吸音”和“扩散”。

  不管是“吸音”还是“扩散”,归根结底的大方向都是为了让家庭影院房间内的混响时间达到我们需要的标准。再稍微细一点来说,就是控制好房间内的反射声,用来达到提供一个准确的声音时间差、和声音的响度差这样一个目标。

  我们大部分的影音室的房间墙壁都是平整的砖混或者混凝土墙壁,这样的平整的墙壁吸声系数小,它所形成的反射声都会很厉害,也就是说,一个单纯的声音会在几面墙壁之间不停的反射来反射去,会有无数个反射声。其中二次反射声以及三次反射声乃至四五次反射声都会很强,这样就会对原本我们想要的那个声音形成音染,造成巨大的干扰。这就是驻波。这些反射声相互叠加,会出现各种不同的情况,有的时候声音会增大,有的时候相互重叠却反而会让声音减小。经过我们前面的瞎扯过后,我们现在还知道这样的强烈反射声在影响声音清晰度的同时也会严重影响我们所需要的声音结像。

  对待这种声音杀手,我们必须要对抗它。光滑的墙壁不是吸声系数不够么?那么我们对症下药,就增加它的吸声系数,以此来减小反射声的过大的能量,降低对我们所需要的那种的声音的影响。这就是做“吸音处理”的原因。

  我们知道,声音是通过介质传播的。所谓的吸音,其实就是让声音的声能进行转化、衰减的一个过程。当声音的能量足够大的时候,小伤害就是伤害我们的耳朵,影响我们的听力,当达到足够大的话,毁天灭地都不是问题。

  那么接下来我们来说说吸音材料,普通的来讲,就是一些吸音棉、聚酯吸音板、纤维吸音板和一些特制的吸音体。根据不同频率的声音的不同波长,还有低频吸音体、中频吸音体、高频吸音体,和全频吸音体。一般是不同的材质对不同频率的声音起作用,例如吸音棉、聚酯吸音板这些东西主要吸声频段为500HZ以上,以中高频为主。

  以为吸音大法就是对房间的完美的声学处理了么?并不是!吸有好处,他自然也有坏处。如果你的房间吸音做的太多,就叫过吸。这样的话,就会造成反射声不足,就会没有空间感,声音还会显得苍白无力。

  那么在吸的同时,我们还需要对房间进行一些“扩散”处理,改变墙壁的平滑状态,进行凹凸不平的变化,使房间的简正模式均匀分布,从而实现平滑的各频段响应,改善房间内的声学环境。同时也是为了保留合适的反射声,为我们营建一个良好的空间感。

  具体的做法就是在墙壁上安置扩散板。这也是声学套件。同样,根据声音波长的不同,一样有低频扩散、中频扩散、高频扩散,也有全频扩散。那么到底哪儿该吸,哪儿该扩,该吸多少?该扩多少?这些玩意儿该如何布置?我能告诉你的是,这些数据里面,只有一个混响时间可以计算,其他的却只能通过软件进行模拟。所以,如果是一个优秀的声学设计师,必然应该在工程不断的进展的时候,经常都会在现场通过仪器或者说他那一双灵敏的耳朵来做不断的修正。大部分的声学环境处理,所参照的一个指标,都只是室内的混响时间这个标准。而其他的一些东西,的确需要丰富的经验和一双“金耳朵”。

  我相信我们每个人都有一种对真正的好的东西的追求,期盼,这是推动世界车轮不断前进的原动力。同时,我也相信,大家也有鉴别能力的,如果有幸亲耳听到真正的好声音的时候,就算您是木耳朵,那也是一耳朵听出来区别的事情。

  回归到最前文,这次的重要升级,其实也就是在自己的影音室里增加了好几个扩散点。我自己一边跑着声音曲线,一边拿着扩散板在不同的位置,不同的方向进行了实验,的的确确看到了声音曲线起这不同的变化。最后,验证了我自己的一些想法,也验证了有的时候,书本上的东西的确是真的。自己喜欢的东西,就喜欢去研究,去摸索,去验证。这是一件快乐的事情。

  增加了几个小小的扩散点,让我自己的系统上升了一个台阶。设备全部都是便宜货,同样的设备环境下,却获得了不同的升级体验。这真的是一次有意义的升级。

  这次也算是对自己的摸索的一次总结。总结的未免漏洞百出、未免错误,欢迎各位批评指正。转自HD199。

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