[基础资料] 影院超低频声学处理与EQ的互补 《影音极品》专栏声学阵地 18年8月刊

成都小春

文章内容皆来于辛苦实作，水平有限，欢迎讨论指教，谢绝找茬；

在文章开始之前，我们先作一些关于声学和EQ最基本的概念科普，分析各自的物理和科学原理；

先说一下什么是直达声、早期反射声、反射声和回声：

听众在房间中听到的声音有来自声源的直达声、经房间周围界面多次反射的早期反射声、比直达声晚到 50ms以上的密集的多次反射声（混响声）和比直达声晚到 100ms以上的后期反射声形成的回声。

直达声是声源直接传播到听众的声音，也是听众最先听到的声音。它的贡献是传递声音的信息、提高声音的清晰度、提供声源的方向和声压级的主要来源。直达声声压级的传播衰减与距离的平方成反比，即距离增加一倍，声压级减小 6dΒ，与房间吸声特性无关。

早期反射声又称近次反射声，是声源发出的声音经周围界面（墙壁及天花板、地面）反射 1~2次后、比直达声晚到 50ms以内的全部反射声都属于早期反射声。它的贡献是提高声压级、提高声音清晰度。确定厅堂的封闭特性。它的传播衰减与反射界面的吸声特性有关。耳朵无法把它与直达声区分。

比直达声晚到 50ms以上的密集的多次反射声都称为混响声。它的贡献是使声场变得均匀、音质丰满，可以帮助人们辨别房间的封闭空间特性（房间容积和空间高度）。但它不包含信息量，对直达声会产生掩蔽效应，降低声音的清晰度。超过 100ms的混响声变成回声。 超过 100ms延时的混响声开始具有回声感觉了。回声可引起巨大的空间感，但同时也严重的影响系统的声音清晰度， 是室内混响的构成；

接下来说一些EQ的基本概念：EQ是均衡器（Equalizer）的缩写。其中paragraphiceq是参数图形均衡器(PEQ)，graphiceq是图示均衡器(GEQ)。它的基本作用是通过对声音某一个或多个频段进行增益或衰减，达到调整听音位直达声频响的目的。EQ通常包括如下参数：F(requency)，频率――这是用于设定你要进行调整的频率点用的参数；G(ain)，增益――用于调整在你设定好的F值上进行增益或衰减的参数；Q(uantize)――用于设定你要进行增益或衰减的频段“宽度”。要注意的一点是：当你设定的Q值越小的时候，你所处理的频段就越宽，而当你设定的Q值越大的时候，你所处理的频段就越窄。

特别提示：包括并不限于EQ功能的数字效果器就是通过改变直达声、早期反射声、混响声、混响时间以及它们之间的相对延时等声场结构参数可在任何场所（包括没有混响声场的室外场所）模拟出你所需要的任何声场效果。请注意，数字混响效果器只能增加原房间的混响时间、混响电平和它们之间的相对延时量，而不能减小原房间中的这些声场参数，数据实测分析见下图；

相对于上图，下图同样是有EQ处理保障听音位直达声平直，因为有深度声学处理，100毫秒后的回声几乎完全消散到空间本底噪音水平，空间尺寸只有8平方；

上面讲了直达声、反射声和EQ的具体定义后，接下来我们以影院效果影响最为关键的超低频来作深度剖析；声波在空间里传播有三种研究方法，科普中一般常见的只前两种：几何声学法、统计声学法，而这两种方法，都是以忽略声波波动性的。而第三种方法：波动声学法一直在被忽略，然后低频主要研究方法就是波动声学法。小空间里在两个平行面之间，驻波是这样形成的。当某个频率的声音波长的一半恰好等于两平面之间距离的整数倍时， 就会产生共振和驻波现象。这被称为轴向模式， 因为它们都是沿矩形房间内的主要轴向方向长、宽、高而存在。

而房间典型的房间模式除了上面图上算的轴向之外：还有斜向和切向共3种。

房间的尺寸决定了共振频率本身，而决定共振频率分布情况的， 却是房间的长宽高之间的比例。避免使用简单正方形或是长宽高之间呈简单整数倍关系的房间已经成为惯例，因为这样会使共振峰的频率比较接近，能量消散慢的频段叠加堆积在一起。即便是如此，同样超低频在空间里不同位置也会起伏差异巨大。

接下来我们用一个比较极端的正方形空间的毛坯与声学处理的对比数据来作一个分析：

5.1*5.3*3.3正方形破车库视听室，MIC放置同一个听音位，低音炮也放同一个位置；

毛坯时的频响16HZ-100HZ最高98DB，最低76DB，起伏为22DB；声学处理后，16HZ-100HZ最高74DB，最低66DB，起伏为8DB；

同时也可以对经看出，处理前后的频响，在非驻波结点位置的曲线有出平行走势，同时峰谷的频率也几乎在同样的频率，只是起伏大幅度变小，峰变低，谷变浅；对驻波有比较大的抑制和优化作用；

接下来看一下毛坯状态时的瀑布图，直达声在32HZ约98DB，经过250毫秒后，回声电平约94DB，经过250毫秒衰减约5DB；

5.1*5.3*3.3正方形声学处理后，听音位直达声32HZ最高约73DB，经过250毫秒后回声电平约46DB，衰减量约27DB；

同时从处理后的频响数据来说，软件提示无驻波，100HZ以下达到正负4DB；因为低音炮原生频响为正负3DB内，所以要单炮出现频响正负1DB的可能性不大；此时，如果要追求频响数据平直，唯有EQ可以做到，而是否需要EQ，及EQ干预的程度，个人认为，需要超长时间的在EQ干预和主观听感反复对比中寻求折中；毕竟现在的EQ处理器，不管是在失真和精度上都比较好，可以比较容易的拉动直达声频响曲线；而听感上定夺依然是最难的；

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