The listening room: "Golden Ratio"


一 間房的高、闊、長的比例是十分重要的。大套組合在一間理想的房子裡,重播時便有最佳的頻率響應範圍(Frequency Response Range)。換句話說,組合所能播放的最高至最低頻率也可以盡情發揮,平衡度亦高,駐波情況極微。第一反射音波(Primary Reflection)和多次反射音波(Secondary Reflection)的互相干擾程度不至造成混亂。基音(Fundamental)和諧波(Harmonics)的結合又能盡善盡美。
聲學是一門幾乎是難以捉摸,高深莫測的學問。多年來,聲學專家都費盡心思找尋最理想的比例,也就是發燒友口中的“黃金比例”了。 關於“黃金比例”各專家都有不同的說法,其中有一個比較傾向的那就是0.618:1:1:10618, 也就是高8尺,寬13尺,長21尺,空間體積2,184平方尺。 
0.618:1:1.618 這一比例是最古老的一個傳說,源自Leonardo Fibonacci。他在十二世紀時到埃及採取金字塔建築的秘密。他得到了1:0.618的數位比例。三百年後,數學家LUCAS PACIOL 深入研究。最後成為聲學多個學說中的一個,即0.618:1:1.618。 
曾經有人用這比例以粗鐵線製成金字塔形狀的物體,據說用來藏放容易變壞的東西有更持久的作用,例如食物、刀片等等。有人做過這樣的試驗,把兩張濕了水的刀片分別放在塔內和塔外。外邊的一張在五天后開始生銹。塔內的一張竟然鋒利如昔, 直至個多月後才見鏽跡! 
在同一房高的比例中,空間越大,重播的空間感也越大, 低頻的重播也越理想,低頻週數也比在較小空間來得低。高頻的週波很短,所以一般大小的房間對高頻重播沒有影響。但低頻卻是另一回事,20HZ(週)的正負波長一共達到56尺之巨!當然長度足夠單一個正波也可以收到20週。這也需要28尺的長度。但這個長度並不是直線量度的,音波並不是我們可以從測量器顯示屏的一種平面波形。而且從聲源物體(單元)以最大角度向四面八方作約半球形擴散。以書本理論而言,一個10尺高、16尺闊、26尺長的房間就可以有27.7尺的對角長度,也可以聽到21至22週的超低頻了。 
由此看來,房間對聲音十分重要。組合可否作全面性發揮主要是“房”。房間雖然越大越好,不過,以市面買得到的後級輸出功率為準。“空間體積”應該不能超過兩萬立方尺。而這類體積的高、深、闊也足以用器材重播幾可亂真的現場感,無論音場深闊度和空間感都有幻真的感覺。房間越靜,後級的輸出功率的應對效能越輕鬆。所以,隔音設計得越好越有利。聲學可以進一步把“房”的效應提高,不但改善駐波、音波互擾等一切的常見問題,更可以製造比實際體積更大的幻覺空間,從而得到更超卓的現場感受

聽音房間的聲學處理
用於欣賞重放音樂的房間,它的聽音環境在很大程度上決定了播放聲音的音質,音響設備最好,環境不良,也難有好的效果,但這一點常被忽略。房間的聲學特性,在很大程 度上與室內裝潢及房間佈置有關。理想的聽音房間的形狀尺寸,應按黃金分割比例,三個尺寸(長、寬、高)不成整數倍的關係,以使房間內的駐波影響降低,提高聽感。其次要隔聲,使房間內外不致干擾,並使聲音擴散,還要有適當的吸聲,以免聲波往複反射激發出某些固有頻率(諧振頻率) 對聲音干擾,造成音染。但在現實生活中,用作聽音房間的聲學特性一般都不理想,所以若對聲音的品質要求很高時,除訊號源和器材外,還要對房間採取一些聲學處理。
房間裡聲源發出的聲音通過六個途徑傳到聆聽者的耳朵
 
1.音箱發出的直達聲(direct sound)
2.地板的反射聲
3.天花板的反射聲
4.音箱後牆的反射聲
5.兩側牆的反射聲
6.聆聽者背後牆壁的反射聲。只要改變聲波的任一反射條件,就會使聲音發生變化。對於反射聲的強度必須適當。

我們一般房間的牆面都是相互平行的剛性牆,高度都在3米以下,對16平方米左右的房間而言,在低頻段容易產生共振,使某頻率聲音得到異常加強,造成低音轟鳴聲,嚴重影響重放聲的品質,這種音染是家庭聽音室最常見的問題。這種房間共振還會使某些頻率(主要是低頻)的聲音在空間分佈上很不均勻。產生音染可能性最大的頻率為100~175Hz,以及250Hz附近。
對房間的聲學處理,重點在側牆和天花板。原則上室內聲波的處理擴散應多於吸收,目的是使共振強度降低,要防止過度使用吸音材料,以免房間的混響時間太短( 0.3秒)而使聲音乾澀不圓潤。對音箱後面的牆壁,最好不要有大片吸聲物質,通常不需作處理,磚牆或水泥牆面會使聲音飽滿,充滿活力。
側牆可均勻適當地設置一些吸聲和擴散物,如厚重的羊毛毯就是極好的全頻吸聲物體,薄的地毯及壁毯只對高頻有吸收作用。木製無門書櫃則是一種很好的聲音擴散物,用來調整低頻有很好效果。此外,桌、椅、床墊、沙發等傢俱都能對聲音的傳播起調整作用,都可用作聲學處理。最理想的聲學處理是在側牆上貼以適當的擴散板,但費用昂貴,又影響美觀,一般家庭很難接受。凸圓弧是很好的聲音擴散兼有吸聲的裝置,可以適當利用。在作吸聲處理時,牆壁的下半部比上半部更重要,可使用穿孔板及薄板等共振吸聲結構處理。
薄的地毯、掛簾、壁毯等主要對高頻有吸收作用,對低頻的吸聲作用很小,太多使用會導致房間裡的中、高頻聲音的混響時間偏短,使得聲音缺乏色彩,不夠明亮。木質牆裙等木板,可有效吸收低頻,但在安裝時要與牆壁間留有適當空隙,必要時在其間還要放置吸聲材料。但切記不能把大量的夾板釘在牆上,也不要大量在房間裡敷貼吸聲毯和帷簾。否則,由於高頻被大量吸收,會造成聲音死板發幹,細節減少,以及音量的減小。
為了使聲音很好擴散,不致來回聚在一起成為有害的駐波,就要改變該頻率聲音的行進路線,需要注意的是那些用以擴散聲音的板或裝置必須有足夠大的尺寸,至少要達到聲音波長的一半,否則不足以達成改變聲波行進之效果,如100Hz的中低頻要求超過3.4m或1.7m ,1000Hz的中頻要求超過34cm或17cm。可見,駐波的有害影響,最實際的方法還是移動音箱或聆聽位置。但格狀結構的書架具有聲波擴散作用,百頁窗也有一定的聲波擴散效果。
架空的木地板對低頻有吸收作用,在房間較小時,就可以防止低頻量感的過度。如果房間裡聲音的低頻發出轟鳴聲,可在地板的近反射聲的反射點附近,鋪設厚重的羊毛地毯。
當聲音刺耳、低頻量感不夠,顯得單薄,而音量開大又吵人時,就應在兩側牆的近反射聲的反射點設置吸聲物覆蓋處理。如果發現聲音太幹,應優先取掉地毯。房間角落放置玻璃纖維作成的吸聲塊或布坐墊,可作混響時間的最後調整。
房間的隔聲一般均不理想,聽音房間的理想隔聲對一般家庭而言是難以辦到的,門、窗、牆、地板和天花板都會將室外的聲音傳進來,並將室內的聲音傳出去,特別是對低頻傳得更遠。門窗是隔聲的薄弱環節,通常能作處理的也只有門和窗兩項,如可將窗作成雙層,即在已有的窗上再加一層,當然這時的窗要有好的密封性,這是花費最少而效果不錯的方法。對於門的隔聲處理,可以採取帶空腔的中空雙層門,面板使用膠合板製作,中間鋪敷吸聲棉。牆的隔聲量與它的厚度及表面處理有關,對已建好的磚牆的兩面均勻地抹上一層水泥,提高它的面密度是最有效而經濟的增大隔聲量的方法。洩漏聲音的縫隙和孔洞對房間的隔聲也有影響,特別對中頻部分的隔聲量影響較大,必須封死。
對於客廳,由於通道的關係而影響室內聲場的平衡,可在不對稱的牆面與角落加上吸聲材料,以盡可能讓兩側的反射聲均衡。
聽音房間對重播聲音品質的影響遠較一般人想像為大,實際上改變聆聽空間的特性,其收效常比更換器材為大。