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麥克風使用時要知道的10個重要聲學知識(一)

2012-06-18

DPA網站上有一篇“10個使用麥克風時要知道的重要聲學知識”,我們將它收集來,希望對各位在使用麥克風時有幫助。
1. 混響
聲音在房間內衰減的方式是影響聲音錄制的重要因素。混響對聲音的作用是兩面的,可以更好也可以更壞,混響時間是其中重要的條件。混響時間指的是從聲 源停止發聲到聲音完全消失所間隔的時間。用更技術性的語言描述就是:聲音衰減60dB所需要的時間。 對語言和人聲的錄音來說,混響時間必須很短(“寂靜”的房間)。控制室的混響時間要相對短一些。而音樂收聲間的混響時間通常要視音樂類型而定。 一個房間的脈沖響應(聲音取自一只爆炸的氣球),可以看到所有的獨立反射。
 

麥克風使用時要知道的10個重要聲學知識(一)   1:  0.2秒,小型控制室
2:  0.5秒,教室
3:  2秒,機械混響室
4:  5秒,教堂
5:  10秒,大型體育場館

對于語言及人聲錄音,混響時間必須短(“干”房間)。在控制室,混響時間必須相對短。而在錄音室就要根據所錄制的音樂類型來確定最佳的混響值。
麥克風使用時要知道的10個重要聲學知識(一)
房間里的脈沖響應(氣球爆炸的聲波形狀),可以看到所有單獨的反射。
麥克風使用時要知道的10個重要聲學知識(一)
將聲音轉換為電平值(這樣可以以dB值讀取)
麥克風使用時要知道的10個重要聲學知識(一)
混響時間的頻率分析。信號已經經過濾波器處理。在這個例子中低頻(63Hz)的混響時間已經超過了限制,這個采樣取自一個用于聲音編輯的小房間。 

通常而言,關鍵的問題在于混響時間隨頻率不同的變化。如果低頻的混響時間超出中頻太多,就會造成很大的困擾。在錄音棚和控制室里,一般低于 125Hz的低頻混響時間達到中頻的1.5倍是可以允許的。不過,在搖滾樂現場則更傾向于低頻的混響時間與中頻相近。 下面是不同應用下一般會采用的混響時間(500Hz下):
 應用場合 混響時間(秒)   說明
人聲房間 0.1 – 0.2 房間不要太小。太小的房間會帶來像盒子似的聲音,并且總會存在低頻的問題(低頻過重)
控制室 0.2 – 0.3 如果你想要在控制室也演奏一些原聲樂器,那么混響時間也可以稍微再高一點
錄音間 0.4 – 0.6  
起居室 0.4 – 0.5 如果你的房間只有五個音箱和一把木椅子,那么混響時間很可能會超過這個數值
報告廳 0.6 – 0.9 既要保證語言的音量,也要保證其可懂度
 影院 0.7 – 1.0 要保證均衡的回放音質
搖滾樂現場(小型) 0.6 - 1.6 要有均衡的頻率響應。房間容積在 1.000 m3至 10.000 m3.
 劇院 1.1 – 1.4  
 歌劇院 大約1.6 混響時間要讓歌唱聲有足夠的延音,但還要保證一定的可懂度
古典音樂大廳  1.8 – 2.2 根據大廳的尺寸和音樂類型可有上下浮動


 混響時間的計算
 T = 0.161 * V / A
 T 表示混響時間,以秒為單位 V 表示房間的容積,以立方米為單位
 A 表示房間總吸聲系數
 總吸聲系數是根據房間內每種材料的吸聲系數乘以該材料的總面積(平方米)得出。該公式適用于任何需要計算的聲音頻率。一般經常采用的計算方式是使用從63到8kHz的八度帶通,或從50Hz到10kHz的  1/3八度帶通。
 
如何得到合適的混響時間
房間內總音量的大小和總的吸聲系數決定了混響時間。(見下文關于吸聲的段落)。應當知道的一點是,穿孔型吸聲材料是非常高效的——但只是在高頻端。這也是為什么需要很多的低頻吸聲來獲得整個頻段的自然混響。 
2. 隔聲
隔聲也就是防止聲音從一個房間傳到另一個房間的方法。基本上要達到隔聲效果的唯一有效方式就是用厚重的墻和地板/天花板把房間密封起來。要想使相鄰 兩個房間的隔聲更為有效,那么兩個房間之間不應該有固定的連接部分。一般來說,這意味著每一個房間都是建立在同一地基上的兩個獨立封閉的盒子。
錄音間內放置隔板、聲屏障等裝置的效果取決于屏障的尺寸。為了避免低頻衍射繞過屏障,屏障必須非常的大。而在實際情況中,還是建立封閉的房間更為容 易。 有時候失敗的隔聲原因來自于地板(或舞臺)。為確保不會拾取到麥克風本身的噪聲,麥克風應該安裝在防震架上以避免產生問題。
麥克風使用時要知道的10個重要聲學知識(一)   這段音頻樣本演示了從一個房間發出的聲音(錄音的第一部分)被鄰近的房間接收到(錄音的第二部分)。請注意第二部分放大了20dB,以便更好地對聲音頻譜進行比較。
如何獲得良好的隔聲
低頻的隔聲唯一的辦法就是將聲源放置在獨立的房間內。如果需要非常大的隔聲量,那么房間應該有獨立的墻壁,每一面墻采用三層石膏板或類似的結構制 作。地板必須采取浮筑(floating)方式。 對于高一些的頻率(例如高于300-400Hz),可以通過聲屏障來獲得一些隔聲量。不過這樣做的效果是很有限的。如果只是在錄音間或舞臺上用于將樂器分 隔開,采用聲屏障的方法可以避免直接聲竄入到相鄰樂器的拾音麥克風中去。
3. 吸聲
我們通過使用吸聲材料的方式來實現對聲學的控制,比如控制混響時間。需要注意的是不同的材料對聲音各個頻段的不同作用效果。從技術上講,我們可以將 吸聲系數界定為從0.00(完全沒有吸收,例如硬質大理石表面,所有聲音都被反射)到1.00(例如敞開的窗,聲音傳出后不會有任何反射)。 通常而言,多孔吸聲體(泡沫,布料,礦棉,玻璃纖維等等)吸收較高的聲音頻率,并且吸聲效果很好,吸聲系數可以超過0.7。但是,如果多多孔吸聲材料安裝 在與硬質表面(墻面或地板)有一定距離(25至30cm)的位置,則吸聲范圍可以向下擴招到100Hz。
麥克風使用時要知道的10個重要聲學知識(一)
多孔吸聲材料的吸聲曲線
共振吸聲材料(穿孔板,帶狹縫的墻壁等)對于中頻部分(200Hz至5kHz)有很好的吸聲效果。
麥克風使用時要知道的10個重要聲學知識(一)
共振吸聲材料的吸聲曲線

共振吸聲材料(穿孔板,帶狹縫的墻壁等)對于中頻部分(200Hz至5kHz)有很好的吸聲效果。
麥克風使用時要知道的10個重要聲學知識(一)
薄膜吸聲體的吸聲系數
 
如何得到正確的吸聲
首先要確定你需要吸收那些頻段的聲音,例如在整個聲頻段中的某一部分混響時間太長,需要吸收一些。然后要選擇合適的吸聲體。記住無論吸聲裝置有多么新潮,我們需要的實際效果,因此在買這類產品的時候一定確保拿到可靠的參數說明。
4. 聲反射
麥克風使用時要知道的10個重要聲學知識(一)
聲反射
 
麥克風使用時要知道的10個重要聲學知識(一)   這段音頻樣本演示了反射表面的影響,其結果是產生梳狀濾波。播放粉噪的音箱放在錄音棚里離玻璃窗1米遠的地方。在音箱和玻璃之間放了一支全指向型話筒,并來回移動拾取不同比例的直達及反射聲。

單次反射是有害的。如果麥克風同時拾取到直達聲音和一個單次反射聲,會造成梳狀濾波,即在整個頻譜范圍內產生間隔的聲音加倍和聲音 抵消。因此,單次反射永遠是應該杜絕的現象。 在控制室內內存在的各類反射(來自桌面和天花板)通常都會造成類似梳狀濾波的聲染色。雖然垂直反射一般很難被聽到,但過強的單次反射還是應該避免的。 在錄音間或音樂廳,多次反射聲是散射聲場的一部分,它左右著聲音的走向,讓所有樂器都能被聽見。混響也可以視為多種反射聲的組合。
如何避免單次反射
過強的單次反射可用下面幾種方法解決: 在反射面采用吸聲材料 在反射點放置散射器 控制反射方向,使其不會進入耳朵或麥克風
在錄音時要適當利用麥克風的指向性原理,將麥克風拾音的盲區指向反射聲來源方向。
 

 
 
 
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