1.4 声学处理及监听布局

1.3节分析了室内环境下容易出现的声学缺陷问题，在本章中我们着力于声学问题的处理和建立有效的监听机制。很明显这是一个密不可分的环节，我们所做的一切都是为了得到更好的输出信号，这是所有问题的最终目标。

1.4.1 声学处理方式

所有关于音乐的声学处理，根据目标、意图和功能可以归结为两类，即控制和隔离。控制指的是以消除声颤动、梳妆滤波、驻波为出发点，进而使室内频响均衡的处理方式；而隔离指的是有效隔绝外部噪音、降低环境噪音、消除由于声波引起的振动传导为目标的处理方式。

1．控制

控制处理大体上可以分为三种方式，即吸音、声扩散、低频陷阱，下面分别进行具体介绍。

（1）吸音：吸音对很多人而言并不陌生，该方式通过使用松软的材料，例如海绵、泡沫、丝织物、棉质或其他专用吸音物质达到消减声波能量的目的。当声波接触到吸音物质时，声能在材料内部被转换成热能，致使声能损失而使声音得到控制。如果声能没有被完全吸收，则会继续穿过吸音材料并维持反射，直至能量全部耗尽，如图1-17所示为常见的吸音材料。

通常，吸音材料对中高频或高频信号的吸收能力较强，但是对于中低频或低频信号的吸收能力却不尽如人意。由于该类声波的能量充足，且波长足够长，声波一般可以穿透吸音材料，而声能并不能被完全吸收。因此，采用吸音和低频陷阱的组合形式才能够有效抑制中低频或低频声波。

（2）低频陷阱：低频陷阱是一种使用吸音材料制作的空腔物体，当声波穿透吸音材料之后即被腔体所捕获，由于声波无法通过吸音层返回，并持续在空腔内反射直至能量耗尽。

低频陷阱之所以能够有效控制声波，是由于空腔的尺寸及间距是根据波长与频率严格换算而确定的，频率波长的分数或倍数尺寸空间都能够有效降低特定的频率能量，如图1-18所示为低频陷阱。

（3）声扩散：首先要明白，声扩散不能减弱或消除声能，使用它的目的是将声能分散或改变方向，使其不能对声学环境造成影响，如图1-19所示为典型的声扩散材料。

声扩散材料经常被用于监听位置上顶面或后墙面，也常被用于录音间传声器拾音位置附近。如图1-20所示为录音间天花板及侧墙面声扩散布局，以及墙角的凸面圆柱体声扩散材料。

声扩散能够极好地解决过度吸音情况，另外，还能在保持室内高频信号的同时解决声颤动问题。

2．隔离

所有的房间或空间都存在一定量的背景噪声和环境声，并且这些声音会持续保持。类似的噪声来源是多样的，室外因素尤其复杂，例如交通噪声或其他建筑物的振动等。隔离的目的之一是为了阻止外界传入不需要的声音，换句话说，就是使工作室环境相对隔绝各种外来影响，如图1-21所示。

室内噪音来源主要以房间串音，空调系统、风扇或是电视音响等产生的噪音振动为主。由于声能会使墙壁产生颤动，和墙壁相连接的地面此时会作为媒介将颤动噪声传送到墙壁的另一端。因此隔离的另一目标就是为了隔振。隔离技术的关键是针对墙壁结构的改变，而不是简单的墙面处理。

（1）墙体空腔：从根本上讲，声能使墙壁产生的颤动可以非常容易地通过墙壁或与其相连接的地板进行传导，并且其传导状态和在空气中一样。如果使用弹性材料在墙壁上构建一个空腔，利用空气捕获声能，加之弹性材料对颤动的缓冲作用，可以在隔离噪声的同时有效降低颤动的传送能力，如图1-22所示。

图1-22是一个典型的空腔结构，是大多数录音室所采用的隔离方案，除了内部填充材料有所变化之外，其整体构造没有多少不同。

（2）房间套嵌隔离：该方式的原理和“墙体空腔”类似，即在工作间外部另行构建一层墙壁、天花板、地板，使工作间和其他房间形成一层隔离空腔，如果在空腔内填充吸音材料可以达到更好的隔离效果。显然，这个方案工程浩大、造价高昂，不是一般工作室能够实施的，然而它却是一种主流隔离方案。

1.4.2 改善声学环境

由于目前的实际情况，许多小型工作室或个人工作室基本上是设立在自家的卧室或客厅里的。当然，在Home Studio（家庭工作室）大行其道的势态下，这样的工作室还会越来越多。然而，这一类工作场合都有一个共同的缺陷：同一个混音，如果换了播放环境，其重放结果完全会变样，严重时甚至与当时在工作室里听到的根本不一样。其实我们也能发现，很多商业混音作品就不存在类似的情况。其主要原因是工作室的声学环境存在缺陷，从而导致监听结果存在了误差所致。

1．理想工作环境应该具备的特征

房间的声学环境会影响到监听质量和录音的准确性。从某种程度而言，你的房间就相当于最大的一件乐器，其良好的性能将为你的工作节省大量的时间，并使你专注于声音本身。那么理想的监听环境应该具备怎样的特征？

（1）没有声颤动及梳妆滤波效应：该类型的声学缺陷究其本质都属于不良反射，是影响监听及录音的不利因素之一。

（2）没有全反射：一般来说，表面光滑的物体是导致全反射的不利因素，例如镜子或其他附带玻璃材质装饰物。非常光滑的墙壁通常也会带来全反射，尤其是正对着监听音箱以及音箱两侧的墙壁。

（3）没有驻波：驻波现象会使声源中某些频率被增强，进而使监听效果出现误差。通常，房间纬度尺寸就是造成驻波缺陷的主要原因。

（4）良好的隔离度：隔离度指的是房间隔绝干扰的程度，房间与外界干扰的隔离以及录音室与控制室之间的隔离都是应该考虑的。

（5）有效控制房间低频：组成房间的各个角落是最容易产生低频染色的不利因素。例如地板与墙面构成的墙底角、墙边脚、天花板与墙面构成的墙顶角等，这类区域会对低频进行“放大”，而且房间里组成“角”的墙面越多，那么对低频的放大能力就会成倍数增加。

（6）拥有合理的监听布局：监听布局问题同样是构成室内声学环境的重要因素，不同的布局能够直接影响到混录环境的声音效果。

从上述6条标准我们可以对影响监听或录音的声学问题有个大致的了解。事实上，大部分工作室都或多或少地存在这样的声学缺陷，这里面不乏号称专业机构的场所。从本质上说，声学处理非常复杂，其专业性也非常强，鉴于各方面条件制约，或许我们不能聘请专业公司为工作室处理声学缺陷，然而自己动手，利用一些常见的材料，也可以使你花费较少的投入取得不错的效果，下面我们就针对上述问题讲解房间声学缺陷的处理办法。

2．房间声学缺陷处理办法

（1）消除声颤动及梳妆滤波效应：这是一类比较容易消除的声学缺陷，可以在墙壁铺设吸音材料达到消除的目的。如果希望加强吸音能力，可以在吸声材料与墙面留出2～3cm的空间，在空间中填充例如海绵、毛毡等辅助材料，进一步加强吸声能力。

（2）消除全反射：监听位置的上顶面或后墙面、录音间传声器附近都是需要消除全反射的区域，使用声扩散的方式可以使声能分散或改变方向从而有效达到消除全反射的目的。如图1-23所示为监听音箱后墙面声扩散示例。

可以在上述区域按照实际测量尺寸铺设声扩散材料，选择一些不规则的泡沫板或其他能够有效漫反射的材料进行施工。要注意，声扩散材料的规格应不小于0.6m×1.2m，如果需要，还可以将规格增加到1.2m×1.2m，请根据实际情况判断使用。如果你觉得上述办法太繁琐，那么也在这些区域固定一些表面不平整、具有一定吸音能力的装饰物替代吸音材料，只要让反射声不直接进入耳朵，而是向其他方向扩散就可以。

（3）消除驻波：驻波是最要，也是最难解决的因素，因为它和房间面积有关。越大的房间，产生驻波的频率越低，影响也越小。因此在动手消除驻波之前，需要知道房间的尺寸将会影响到哪些频率。可以在互联网上下载一个名为“共振频率点模拟”的小工具，输入房间的长宽高尺寸，它会计算出受影响的频率，如图1-24所示为该工具软件的截图。

除此之外我们还应该采用各种方法主动抑制驻波现象，这里提供两种解决方案，通常在大型工作室都是将这两种方案综合实施的，你可以根据自身实际情况选择其中一种或综合运用。

方案一，通常，监听音箱正面的墙体是比较重要的部位。可以去买一些专门用于吸音的材料或者是能产生“漫反射”的装饰物布置在墙面上，如图1-25所示。

如果那个部位是窗户，那么可以采用挂厚重窗帘的办法解决。记住，一定要带褶子窗帘，不要拉平。接下来请关注与音箱呈直角的那一部分墙体，这里通常是产生“第一反射声”的位置，也是需要重点处理的部位，因为从这堵墙反射回来的声波将直接进入工作时的听音区，对于听音的影响最大。解决办法是沿这堵墙放个大一点的书架，里面再放一些书，或者放一些表面反射不是很强的家具，这些物品都有助于吸收或分散驻波，但是这些家具的具体位置需要反复调整。在调整过程中，可以随时检验效果。方法很简单，在房间里拍手，如果出来的声音都是非常短促而清晰的，那么说明调整位置是正确的，驻波已经被有效抑制了；如果可以听见回声或者嗡嗡颤抖的余音，或者声音消失的不均匀，那么证明调整位置无效，还需要继续慢慢调整，直至找出产生驻波的根源位置。一般来说，这类声音都是由于从墙面上反射回来的声音集中交叉在某一区域多次反射造成的，因此解决办法就是找出这一区域。

方案二，图示均衡器通常用于房间频谱缺陷的补偿，因此也被称为“房间补偿器”。它可以弥补由于房间共振特性、吸声材料对声音频率的吸声系数不同以及监听系统频响特性不均匀等原因导致的频率不均衡问题。方案二的实施非常简单，首先使用“共振频率点模拟”工具计算出受影响的频点，然后在均衡器上提升或衰减这些频点就可以了。调整好之后请仔细对比处理结果，并进行适量的微调，使效果达到最佳状态。很多时候，即使对工作环境进行过声学处理，也不能完全保证声学效应的完美，如果再采用均衡器辅助处理，效果会更好。这也是大型工作室采取综合处理的原因。

（4）创建良好的隔离度：外界环境会干扰到正常的录音或监听工作，这是第一个需要采取隔离的方面；在工作室内部，房间与房间之间，例如录音室和控制室之间要避免相互干扰，这是第二个需要采取隔离的方面。而隔音的根本就是吸音，用各种手段有效吸收来自室内和室外的反射声干扰，从而提高声音纯度，1.4.1节所介绍的“墙体空腔”以及“房间套嵌隔离”都是有效的隔离手段。不可否认，这些方案是有效的，但是造价也非常高，不是普通工作室可以负担的，其实我们可以用更为简便的办法实现隔音。使用10cm以上的厚泡沫铺设在墙体，在泡沫上面再覆盖一层厚一些的棉质布料或者棉被。这样就可以构成一个简单的隔音设施。当然，对于面积较大的房间，这样的隔音方案是无效或效率极低的。但是对于小型工作室或个人工作室而言还是可以收到比较满意的效果的。

（5）控制房间低频：低频控制通常使用低频陷阱的方法解决，制作一个低频陷阱并不复杂，只需使用吸音材料制作成一个空腔即可形成一个低频陷阱。当低频穿透吸音材料时就被空腔捕获，从而达到控制低频的目的。然而遗憾的是，空腔尺寸和吸音填充物的间距非常重要，这个数据是根据波长与频率换算得到的，这个尺寸能够决定低频声能的衰减量，因此，在实际操作中很难进行量的把握。在实际应用中，我们同样可以采取一些简便的设置解决低频控制问题。首先，仔细检查左右监听音箱与墙角的距离是否对称，这一点非常重要。其次，处理房间的所有角落，因为这些地方都是增强低频的部位。解决办法通常是在这些角落安装一些专门吸收低频的板材，尽可能地把墙角掩盖起来。对于地面上的角落，可以尝试一种更简单的办法来处理，例如在两个边墙角处各放一棵大小差不多的绿色植物，这样既能美化工作环境，又能抑制低频。

（6）优化监听布局：现在我们知道室内声学环境是导致音响效果发生变化的主要因素。然而，监听音箱之间的距离以及音箱与墙面距离的相对变化也会产生不同的音响效果。我们知道，音箱之间的距离不是随意设定的。我们常见的方法就是坐在监听音箱前，经过简单地移动音箱位置、测试其音响效果就草草定位的状况。要知道，音箱的最佳间距不是使用简单测试就能定位的。为了便于实践，我们给出一些具体数据，你可以按照这些数据来调整你的音箱位置：

①音箱与左、右墙的距离不小于45～46cm；

②左右音箱间距不小于1.83m；

③监听者与音箱之间水平线的距离不小于1.83m，确保音箱与人耳呈等边三角形分布，这个位置就是监听时的最佳位置。

从以上声学缺陷产生原因和解决方案可以看出，声学环境和处理是个非常复杂的问题。如果将监听系统因素也考虑进去的话，事情会变得更复杂。这里尽可能地给你提供一些参考，希望你能在发现问题时找到一些头绪。遇到这类情况，通过仔细分析、聆听声音变化、比较不同解决方案等方式还是可以得到结果的。事实上很多人还是凭一定经验来完善工作室音响环境的。

1.4.3 合理化的监听布局

监听布局涉及到工作台和监听音箱的摆放位置，正是因为这些容易被忽略的问题从而直接影响到混录环境的声音效果。在音箱摆放上，很多人会做出一个错误的举动，那就是使音箱靠近工作台前面的墙壁，然而这样做却无意中违背了声学原理。在声波传播方式中我们阐述过，声波是向四周辐射的。因此，音箱并非只向前面发出声波，其后部一样有声波辐射。当那些从音箱背部发出的，并被前面墙壁反射回来的声音，与音箱前方发出的声音相互混合后，就会产生梳状滤波效应，其结果将会导致部分频率或相位被抵消，因此声音的清晰度将会受到影响。当音箱位置适当离开墙壁，梳状滤波效应就会减轻或者消失，这是由于反射声具有了一定的延迟时间，就不会再造成梳状滤波效应或相位问题了。如果工作室只是单纯用于录音，工作台的摆放位置并不需要严格遵循上述规则；如果你想要在一个声学平衡的条件下获得准确的听感，那么监听布局的合理性就成为应该注意的问题。以下就这个问题给出几点建议，你可以试着去改善自己的工作环境。

（1）工作台应该设立在房间两面侧墙的中心位置，并且使左右监听音箱与各自对应面墙壁的距离相等，这样有助于获得平衡的立体声效果。反之，如果听音条件下立体声存在偏差，那么势必会造成混音结果的偏差。当你在其他环境下重放混音，其立体声一定是不平衡的。

（2）监听音箱与前面墙壁的距离同样是应该考虑的，因为声波从音箱出来后并非只会向前面发出声音，在其他任何方向都会有声音的存在。如果前面墙壁与音箱距离位置不合理，将会造成声波同时反射，导致房间低频累积。那么解决办法就是确保音箱距离与前面墙壁的距离大于或小于与两侧墙壁的距离。

（3）左右扬声器与听音点共同组成一个夹角为60°的等边三角形，两只扬声器不要平行面朝前方，那样会造成声像定位模糊、声像中心不清晰的现象，正确的放置方法应该使两个扬声器正面处于60°夹角处。

如图1-26就是针对上述三点建议出示的图解，你可以根据图示以及1.4.2节“优化监听布局”中所给出的数值范围合理安排监听布局。