個人音響室

打造個人音響室你必須知道的5件事!

好聲依賴於建聲,而建聲為了好聲

本篇文章主要以室內聲學的角度來切入,一個好的個人音響室如何打造、需要滿足什麼樣的條件?所以本篇不會提到太多關於音響系統的信息,主要以討論空間為主。

個人音響室

那麼,什麼是室內聲學呢?

每個場地都有自己獨特的聲音特徵,我們稱之為「聲學特徵」,有些空間如:音樂廳、音響室、會議廳等等,這些空間都有專屬的 「聲學特徵」 ,室內聲學是專門為提升空間的聲學質量而設計的。

但絕大多數的空間設計向來只考慮美學和功能,而不是聲學。以音樂廳建置來說,如果能在主體結構設計時,就把室內聲學的設計考量進去,後續就可以省掉不少室內聲學材料的花費。

我想大多數的音響玩家都了解音響的質量和數量,可以帶來聆聽感受上極大的差異。例如,在電影院裡看電影,跟在筆電上看電影,兩者感受起來如何?

然而,室內聲學是關於物理空間與聲音相互作用的方式,電影在電影院裡看、聽起來更好,而鋼琴演奏在音樂廳裡聽起來感受度更好,其中的原因與室內聲學有非常大的關係。

那在音響室的聲學條件裡,房間的形狀、吸音和反射板的使用、家具的選擇和配置、天花板高度和建築材料,其實都在塑造音響室的聲學輪廓,讓音響能在空間內發揮它最大的作用。

雖然揚聲器和音響系統的質量,可以在感知聲音方面發揮重要作用,但房間的聲學條件可以決定室內音場體驗的成敗。

比起在體育館內聽交響樂,我想人們應該更喜歡在音樂廳裡聽交響樂吧。

簡單的討論完什麼是室內聲學了,那我們就接下來看打造個人音響室所需要知道的5件事是哪5件!

一.合適的空間

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1.容積

音響室的容積不像會議廳、音樂廳有標準的容積率可參考,而音響室的容積主要會跟音響的等級有相關聯,音響的聲壓、聲強、聲功率越強當然就不可能放在小容積的空間內,那等於是請了尊大佛放在小廟內。

就好像你擁有一台法拉利,但你把它放在籃球場裡跑,根本無法發揮它的實力。如果你的音響是台法拉利等級的音響,請給它足夠的空間去發揮,讓好的音響能透過好的音場來發揮1+1大於2的價值。

2.殘響時間

首先要看使用的喇叭是雙聲道喇叭還是杜比環繞?是要聽什麼類型的音樂?

如果是聽古典樂雙聲道喇叭,殘響時間要長一些,建議0.5秒-0.7秒之間,比較能體現聲音的餘韻。

如果是杜比環繞式的音響,殘響時間要短一些,建議0.3秒-0.35秒左右,因為聲音的環繞表現已經在音響的延遲設定上完成了,如果再把音響的環繞放在殘響較長的空間裡,聲音會整個糊掉聽不清楚。

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那如果是上述兩種都有,殘響時間就只能抓中間值了。

二.空間隔音性能

個人音響室的隔音性能是非常非常重要的,除了不要被外面的聲音干擾以外,也不能讓音響的聲音去干擾到別人。

當電影演到正高潮的劇情,突然有救護車經過的聲音肯定很解嗨,或者是當音樂播到非常優美高亢的古典樂,突然間你家門鈴響了,隔壁鄰居來抗議了,上述的這兩個狀況都非常的掃興。

所以為了避免類似這樣解嗨的事件發生,個人音響室的隔音性能一定要做好,那要怎麼把室內的隔音性能做好呢?可參考下面這篇文章。

延伸閱讀:琴房隔音你必須知道的三件事!

空間的隔音量主要取決於「結構」,如果空間的結構夠紮實、夠厚、夠重,那想當然爾隔音量並不會差到哪去。音響好聽就在於聲音頻率上的變化,在空間的隔音中,中高頻怕直接貫穿結構,中低頻怕隨著結構傳導。

將個人音響室的隔音做好除了不要吵到別人,也不要被別人吵到以外,還能讓整個空間的環境噪音降下來,大大的提升空間裡的動態範圍。例如說本來隔音前室內的環境噪音是60dB,做完隔音後室內的環境噪音是50dB,那麼室內就多了10dB的動態範圍。

所以如果真的要有帝王級的享受,完全不怕任何的干擾,就必須將空間做成「浮動式」,也就是人家說的房中房。

個人音響室
個人音響室

除了浮動式的空間,門跟窗都必須換成隔音門窗,這樣子做可以大大的提升空間的隔音性能,才能夠盡情的把喇叭的性能完全釋放。

想直上帝王級的浮動式隔音空間可與我聯繫,有任何關於個人音響室空間的隔音問題想問,請幫我填寫隔音諮詢表,會有專人盡快與您聯繫。

三.頻率

1.共振頻率-駐波&顫動迴音

駐波

相信所有的音響玩家對於這個詞都不陌生,也知道低頻的波長較長,而且沒有方向性,容易在空間裡產生駐波,那駐波是怎麼形成的呢?

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波長示意圖

以物理公式「聲速 = 頻率 x 波長」,空氣中的聲速 340m/s,頻率為 100Hz,代入公式可得知波長為 340/100 = 3.4 公尺。

以一般樓高兩米半來說,在天花板和地板為半波長(天地視為兩個節點),波長就是 5 公尺了。

再代入物理公式「聲速 = 頻率 x 波長」,兩米半樓高的共振頻率為 340/5 = 68 赫茲,68、136、272……等等兩倍頻、四倍頻在這些頻率的點上,都會有共振過多然後產生駐波的現象。

說了這麼多複雜的公式,簡單的理解就是在空間的平行面上,低頻再空氣中來回的震盪導致頻率的重疊,像是聲音賴在那裏不走,精準地說是賴在空間的三個平行面上。

顫動迴音

顫動迴音發生的現象比較多發生在高頻的頻率,跟駐波一樣屬於嚴重的聲學缺陷。顫動回音包括一連串的快速、連續、可察覺的回音,比較像是聲音裝了彈簧似的。

要解決室內駐波以及顫動迴音的聲學缺陷,要注意相對的反射面不要平行,是避免駐波以及顫動回音的一種方法。

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2.空間黃金比例

剛剛談到空間內的頻率問題,我們現在來談談怎麼選擇或打造一個適合享受的個人音響空間。

首先我們先來看看比例,一般個人音響室空間的黃金比例為1:1.25:1.6或者 1:1.6:2.5又或者是 1:1.25:3.2,之所以有這黃金比例主要是要避免掉駐波的產生,最慘的空間比是 1:1:1 的矩形小空間。

再來討論空間的形狀,剛剛有提到矩形空間的平行面非常容易產生駐波與顫動迴音,但通常一般的室內建築都屬矩形的空間,不太可能有建商會把房型蓋成梯形或是橢圓的空間,所以一般的室內建築比較難去避免平行面的產生。

所以那就沒辦法克服現有的矩形空間了嗎?
其實還是有方法的,這時候就得仰賴室內的材料變化,來克服原本空間的聲學缺陷。

四.室內音質優化

個人音響室的室內音質材料,大概可分為三種,吸音材料與擴散材料還有低頻陷阱bass trap。吸音材料可參考我的這篇文章:隔音棉真的可以隔音嗎?淺談隔音與吸音材料應用

1.吸音材料

隔音吸音
圖片來源:alfaacoustics

吸音材料的作用原理,是將入射至吸音材料中的聲波吸收、振動、摩擦轉化成熱能而分散掉,一部分的聲波會被吸音材料所吸收,一部分的聲波會反射。

被吸音材料吸收掉的聲波,可根據ISO/ASTM兩種標準來進行測量,可得知該材料的吸音係數/降噪係數NRC

大多數的吸音材料為多孔隙物質,稀鬆且通風。除了作為裝飾性材料點綴的吸音材料以外,家中的沙發、窗簾、木頭櫃等等擺設通常也具吸音作用,甚至是人體或是身上穿的衣物也都具吸音作用。

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吸音材料擺放的位置,通常會在音響喇叭的第一反射點來做擺放。

讓喇叭發出來的聲音不會受到來自兩側牆及天花板的反射音干擾,音像定位就會清晰。

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吸音板擺放的高度建議與聆聽位置人耳高度為基準。

2.擴散材料

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通過上圖可看到,擴散材料運作的原理為,當聲波打到不規則的凹凸面上時,使其反射出不同路徑的擴散功能,打散強反射的聲波,讓音域能夠更為寬廣也讓聲音更為飽滿。

擴散材料可消除空間的聲染色、顫動回音、駐波等聲學缺陷,促進聲場的均勻程度。擴散材料的品質,也有極大的差異,以頻率來說的話二次餘數擴散體是經過公式計算,可讓擴散的頻率更廣。

擴散的頻率下限是可以被設計跟規劃的,當你需要擴散到更低的頻率意味著你需要更專業的聲學設計。

通常擴散板安裝運用的位置在於音響的背牆,還有音響對面的牆,音響界的調音15守則中,有談到前硬中吸後擴散的這個空間配置原則,大概如下圖。

擴散板擺放的高度建議與聆聽位置人耳高度為基準。

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3.低頻陷阱

如上圖所見,低頻陷阱的擺放位置通常位於空間的四個角落,空間的角落很容易累積低頻的能量造成駐波與顫動迴音的現象。

解決低頻過多的問題,可為房間提供更平穩的頻率響應,以及更均勻的低頻衰減時間,幫助人耳能更準確地聽到音樂的細節、更平衡的音色,這是使聆聽體驗更具透明度和清晰度的第一步。

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低頻陷阱除了擺放於上圖的8個角落外,如果覺得低頻處理的不夠,也可沿著牆角向上佈滿低音陷阱,如下圖。

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要特別注意的是,如果設置太多的低音陷阱會明顯降低空間的整體活力或氛圍。因為大多數低頻陷阱會吸收很廣的頻率範圍,不僅僅是低頻。

因此我們可以將它理解為寬頻的吸音器,寬頻吸音器會減少頻譜中所有頻率的衰減時間。所以在低頻的處理中,要留意不要把太多的中高頻吸的太乾,才能讓空間保持生動的聽覺體驗。

延伸閱讀:Bass Box低頻吐司盒-低頻陷阱再升級,可組裝、可拆卸、可調式空氣層

五.音響擺放位置

可將空間切成3等份,1/3處擺放喇叭,2/3處放上一張舒服的沙發,讓喇叭與座位區呈現三角狀是個不錯的擺法。這是理想值中的擺法,也是得看整個空間的大小與現況如何,建議別將喇叭貼牆放,會讓整個音場呈現混亂的狀態。

沙發也建議不要貼牆放,沙發後的背牆如有做擴散處理,也需要讓聲波打到擴散體後反彈回來,這樣的反射聲是有經過擴散處理,可加深整個音場的深度,讓聆聽感受提升到感覺空間放大的效果。

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以上談到的重點如果都有處理到,整個空間的音質應該讚到不要不要的,而且整個空間也不會僅限於一個「帝王位」,而是整個空間的音場都非常均勻且音色圓潤、飽滿。

能夠把個人音響室的室內聲學處理好,也就不用受限於原本的空間,導致封印了音響的效能,甚至是可以將音響喇叭原本的功能提升到另外一個高度。

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可視覺化、可聽覺化的技術

上述談到了許多關於打造個人音響室的注意事項與重點,但也僅限於經驗上的分享以及理論上的詮釋,當然在打造個人音響室的路途上,這些經驗與理論是絕對重要的,而且是必要的!

有了這些經驗以及理論的幫助,可讓個人音響室的規劃更為完善。現在重點來了,參考了經驗及理論之後,這樣的規劃與設計通常是理論值,也是目標,但有人能確保這理論值及目標做完後的成果嗎?

隨著建築聲學與室內聲學開始被越發重視,這樣子的技術也慢慢的問世,可透過軟體的模擬和計算,讓你知道在這樣的空間內放入什麼材料、擺放在什麼位置,音場會呈現出什麼樣的效果(視覺化)

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除了能夠視覺化以外,還能夠做到可聽覺化的程度,也就是空間原本沒有經過聲學設計的聲音是這樣,但經過聲學設計後擺放了那些材料可以達到什麼樣的聲音(聽覺化)

那麼你可能會想問,可視覺化、可聽覺化對打造個人音響室有什麼好處?
好處非常的多,我就不一一細講,講一個最重要的重點

確保你要的效果、確保你要的效果、確保你要的效果

為什麼講三次,因為很重要!如果你今天打算造一間最屌炮的個人音響室,那可能不是幾十萬就能做到的事情,動輒破百都是很正常的事,畢竟好的音響破百也都很常見。

假設今天要花個一兩百、兩三百萬來打造頂級的個人音響室或試聽室,這可視覺化或可聽覺化的功能就很重要,畢竟這類型空間的工程不是只是美觀就好,而是有聲學功能性的空間。

像這樣一個有功能性的空間,不是做的美觀漂漂亮亮就好,而是要符合預期中的音場效果,但沒有能夠驗證的標準,做完後誰能知道有沒有用呢?

我想只有最後使用的業主能夠知道到底有沒有符合預期中的效果,就好像拿了一兩百萬賭最後坐在那張皇帝位上能不能聽到想要的音場效果,又或者是,賭音響效能放到最大時,能不被鄰居抗議檢舉?

當然也不是所有的音響發燒友都是豪擲千金在打造個人音響室,也是有一點一滴慢慢打造升級個人音響室的發燒友,這也非常好,會很有成就感。

但如果今天有預算也有想法,想打造一個頂配的個人音響室,建議可以花少少的預算先做模擬計算,來確保做完後的成果會是怎樣,才不會花了大錢卻沒辦法達到理想的音場狀態。

模擬計算可包含下列項目:

依照ISO 3382標準計算殘響時間與其他聲學指標

  • 殘響時間T20、T30: 一般空間的殘響時間測量
  • 早期衰減時間EDT: 音樂表演空間的殘響時間測量
  • 分辨度D50: 直接音與反射音的比例
  • 音樂明晰度C80: 直接音與整體聲音的比例
  • 舞台支持度STearly、STlate: 舞台上表演者的聲場測量
  • 聲強G: 空間產生的自然放大增益量

依照IEC 60268-16標準計算語言清晰度

  • 語言清晰度STI: 分辨演說者話語的容易程度

使用Odeon分析反射路徑

  • 雙耳室內脈衝響應BRIR: 左右耳接收的反射波型圖
  • 反射聲線追蹤: 展示聲線反射過程
  • 試聽Auralisation: 聆聽聲場效果

模擬計算有興趣的發燒友可聯繫我,或填寫諮詢表單

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