聆听空间处理的利器——神奇的RPG Skyline二维扩散板【转帖】

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聆听空间处理的利器——神奇的RPG Skyline二维扩散板【转帖】

摘自：www.diyzone.net  作者：廖斐森
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图说：我们在空间里所听到的声音，除了发声点直接传送到我们耳朵的「直接音」之外，还有来自天花板、地板与四周墙壁的反射音。上方两张图，只有从「发声点」直接传到耳朵的路径是「直接音」，其它所有的路径都是「反射音」，时间会较慢、量感也会减弱。

各位或许有这样的经验：在音响店或朋友家里听到一套音响觉得声音很不错，但是同样的一套音响放到自己家里声音却变了调；或者自己的一套音响在家里换到不同的空间摆放，声音也变得很不一样。真是奇怪，明明就是同一套音响啊，为什么会有这样的变化？其实，除非是像录音室那样天花板、地板与壁面都做了吸音处理，否则，我们所听到音响系统的声音，都不会只是单纯来自喇叭所发出的声音（直接音）而已，而是还要加上来自天花板、地板与墙壁的反射音（以及反射多次以后的「残响」）。



图说：为了制作精美的扩散板，得先完成复杂的模具作业，前后修模无数次，成本极为高昂！

换句话说，「空间」是影响整套音响系统声音表现非常重要的因素，再好的音响如果没有一个良好匹配的空间，那么所得到的音响效果绝对会大打折扣。那么，怎样的空间条件对音响效果是比较好的呢？基本上空间不能对喇叭所发出的声音有明显的扭曲，对于某些频段的过度增强或衰减，都会造成整个听感上的不均衡。影响最大的几个要点，首先是空间的长宽高比例，再来是天花板、地板与壁面的吸音及反射状况。



为什么空间长宽高的比例会对听感有重大的影响呢？其实主要是在于依空间长宽高尺寸会有不同的驻波频率，当空间长宽高的比例正好是整数倍（或有整数的公倍数）时，某个特定频率的驻波就会特别加强，对于声音整体的均衡度就会有很大的影响。

音速在常温常压（摄氏25度，1大气压）下在空气中的传播速率约为340m/sec，以此为准1kHz的波长是0.34m、100Hz为3.4m、20Hz为17m，半波长的话则分别是1kHz为0.17m、100Hz为1.7m、20Hz为8.5m。以一般公寓大楼房间宽度约3.4m为例，刚好就约等于100Hz的波长，因此房间宽度这一部份会在100Hz、50Hz与200Hz等三个频率有较强的共振，此时如果房间的长度刚好是3.4m两倍的6.8m，那么就会在200Hz、100Hz与400Hz有较强的共振，跟宽度部分加总作用的结果，在100Hz与200Hz两个频率的共振强度就会非常惊人了，这样当然很不妥当。





图说：扩散板的尺寸庞大，自然得用上重量级的加工机具，支撑体积庞大、重量可观的钢模。

另外举一个例子，假设有一个空间宽度和高度都是2.8m、长度是4.2m，那会遇到什么问题呢？2.8m对应的波长大约是120Hz，4.2m对应的则是约80Hz的波长，由于宽度和高度部分的驻波频率都是120Hz，肯定在这个房间内120Hz会有很大的突起，而120Hz和80Hz刚好都是40Hz的整数倍，所以这个房间在40Hz、80Hz、120Hz、160Hz、200Hz……都会有特别强的共振。这就是上面我提到，空间长宽高的比例要避免正好是整数倍或有整数的公倍数之原因。

不过，究竟怎样的数值是最好的、没有整数倍状况的空间尺寸比例呢？虽然这样的数字比例有无限多种组合，但考虑到高宽长的比例不应该差太远，最适合拿来给聆听室使用的是1.00：1.28：1.54与1.00：1.6：2.33（高度：宽度：长度）。我们在规划聆听室的时候，可以尽量取上述的两种比例之一，就可以有效地避免某些频段特别突出的问题。



图说：上图是我们在聆听室里聆听音响的俯视示意图，圆圈是聆听者，两个方块是左右声道喇叭。红线是喇叭发声直接传到耳朵最短路径的直接音，蓝色是经由侧墙反射到耳朵的第一次反射音（大多数环境下，侧墙的第一次反射会比天花板或地板路径来得短），绿色部分则是在墙面、地板、天花板多次反射后到达耳朵的较晚的反射音（理论上有无限多）。

那么，是否只要掌握聆听室高宽长尺寸的良好比例，就能得到良好的音响效果了呢？并不是如此！因为，这样的作法只是让聆听室在中低频特定频率的驻波大幅减少而已，只可以免去音乐回放受到房间中低频驻波的污染影响，如果要进一步让声音更清晰、定位更清楚、音像更凝聚、音场更具体，我们还必须对空间壁面吸音反射的状况加以控制处理。



图说：上图是直接音（Direct sound）、第一次反射音（First reflection）与残响（Reverb tail）的时间轴与响度的关系，可以看到直接音的强度是最强的，第一次反射音经过一次反射与较长的传输路径，能量已经降低，之后的反射音强度则依次减弱，一直到比直接音弱60dB以上就几乎听不到了，这也是通常残响计算涵盖的范围。

聆听空间的壁面要如何处理呢？如果您到国家音乐厅或世界上其它演奏场所等专业场地，会发现它们普遍会有不平行的墙面、天花板与地板等设计，墙壁、天花板、地板也会有各种吸音反射的处理。就我们一般居家的聆听空间而言，当然没有预算、也没有必要做到那种程度的处理，更不可能将聆听室设计成不平行墙面的空间，最重要的是消弭墙面与天花板因为是「一大片平面」，而产生类似镜子般单向反射的情况。只要能让声波在打到壁面时可以充分地漫射，声波就可以均匀地扩散在聆听室之中，对于小空间而言这样的处理效果尤其明显有效。而在这么多空间处理的产品之中，RPG公司的Skyline二维扩散板是其中最著名且效果最为显著的。





图说：RPG Skyline是边长56.83cm（1’-11 3/8”）的正方形模块，分为13×12的区块（共156根长条），Skyline上面的156根反射柱各自不同的长度与排列是经过精密数学计算的，能够对投射的声波做最有效的扩散，不会对声波的频率响应产生扭曲，同时还具备横向及纵向的双向处理能力（所以才称为二维扩散板Two Dimensional Diffusor）。



RPG Skyline对各个频率的扩散系数如上图所示，可以发现从125Hz到4000Hz的广大频段内，它的扩散系数都相当平均，这表示RPG Skyline在这广大频率范围内对声音都不会有明显的影响，自然也就不会产生扭曲。换句话说，装上RPG Skyline之后，你得到的只有声波在墙面充分反射的优点，而不需要担心对声音有任何劣化或加料。



当然，无可避免的，RPG Skylie本身也会对声波有吸收的作用，从上图可以发现它主要吸收的频率在315Hz与800Hz两处高峰，对其他频率的吸收并不显著。如此的特性其实很容易在器材或线材的搭配上加以补偿，只要稍加注意，并不会对声音有明显的负面影响。





好了，对一般居家聆听室的空间处理而言，如果能注意到高宽长尺寸的比例避免成整数倍，再加上RPG Skyline这样性能优异二维扩散板的处理，就能得到非常优异的音响效果了。就算是聆听室先天的尺寸比例不良，RPG Skyline其实也能发挥非常大的效果。以上图DZ大约12坪的会议室而言，在先天条件上是非常不好的空间，不但尺寸比例大约是1：1：2，两侧墙还全部都是大片玻璃窗，原本没有使用RPG Skyline处理的时候，高频的量感明显过多，声音整体很容易就偏于尖锐，音响的音量也不能开大。

但是将天花板的碳纤板以约20片仿RPG Skyline二维扩散板处理后，整个音响空间特性有了戏剧性的转变，高频的毛噪感明显去除了，中高音的声音密度增加了，甚至连低频原本的驻波也减弱了些。音场的前后层次更为分明，音像的定位与实体感都明确了不少，乐器和人声的质感也都更为写实，也能将音量开大而不刺耳了。如果连这个尺寸比例与先天条件如此恶劣的空间，都能够有如此戏剧化的转变，对一般条件没有这么惨的空间而言，当然能有更明显效果的发挥。



RPG Skyline该如何安装呢？它的尺寸跟轻钢架是完全相同的，可以将碳纤板直接从轻钢架上取下替换即可，至于没有轻钢架或墙壁要怎么处理呢？RPG Skyline扩散板的质量非常轻（约1.8公斤以下），很容易用厚双面胶或强力胶黏贴在天花板或壁面上。

那么该放置在哪些位置呢？RPG Skyline扩散板各频率的扩散系数非常平均，主要吸收频率也只有315Hz与800Hz两处峰值，基本上多贴的好处是多于坏处的，如果条件允许将聆听室除地板以外的天花板与四面墙壁全都贴满是最好的，如果只希望（或只能）重点处理，那么将天花板、喇叭背墙侧墙以及第一次反射区附近尽量贴满，应该是最有效、最经济的作法了。



本文主要图片与参考数据来自原厂网站
更详尽内容请参考RPG Diffusor Systems, Inc.原厂网站（英文资料）http://www.rpginc.com/

沉迷

港台地区也称其为“二次余数扩散器”。

lcj

只可惜不好弄到，价格也太------

volvohagi

北大的音乐厅还没有用这种板子。只是设计上采取了各种角度的墙面和天花板。效果已经很好了。

lh1333333

用过要四十多大元一张

lh1333333

用过要四十多大元一张