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自然混响音乐录音棚声学设计

编辑:三弦声学 发布时间:2018-07-07 09:40

自然混响音乐录音棚声学设计的特点是:棚是乐队的组成部分。棚内的音质在很大程度上决定录音效果。录制的内容主要是传统的交响乐。因此,其规模通常是大、中型的(即70~120名乐师),小型的很少。

自然混响音乐棚的声学设计与音乐厅类同,要考虑体型、混响时间、声扩散、早期反射声和允许噪声标准等方面的问题。

(1)音乐棚的体型

在大、中型自然混响音乐棚内,体型设计要适当考虑棚的长、宽、高比例,以免房间低频共振而引起失真。为了尽可能增加房间的低频共振数目,房间的各向尺寸应当不同,经研究发现:房间的理想比例是2的立方根次幂,即1:1.26:1.59;同样适用的比值还包括这几个值中的一个或几个的整倍数。例如:1:2.52:1.59,1:1.26:3.18或1:2.52:3.18。对于大型音乐棚来说,并不要求非常严格的遵守这些比值,但是整数比(1:1,1:2,1:3)是应当避免的。如果采用不规则体型,对声扩散和防止平行墙面的不利声反射是有利的,但无法计算棚内的简正振动频率,只能通过几何声学作图法和缩尺声学模型实验进行审核。

在大型自然混响音乐录音棚内,为了便于配置乐队的各声部、以及建筑、结构设计简单等原因,通常采用矩形平、剖面的形式。只要注意房间比例和两对平行墙面的声学处理一般不会在体型设计上出现问题。

对中、小型自然混响音乐棚,由于跨度小,现浇屋盖和墙体的难度不大,有可能时,尽可能采用不规则形体,免得在两对平行墙面上设置多种形式的扩散结构,以及减少由此而占用的面积和空间。

(2)混响时间

自然混响音乐录音棚的混响时间,通常要低于同容积音乐厅的混响时间,这是因为接收对象不同,音乐厅是人的双耳听闻,而录音棚是传声器接收(单耳听闻)。混响长了,会严重影响清晰度和各声部的层次。其最佳的经验值可根据棚内的容积在1.2~1.4s(中频500Hz)内选择。

低频混响(125Hz)的提升(相对于中频)也低于音乐厅,因为低频混响长了,会影响乐器的质感和清晰度,通常选用中频混响的1.1~1.2倍。

高频混响时间原则上要求不低于中频,否则会影响高音乐器的亮度。但实际上不易做到,特别在大型音乐棚内,空气对高频的声衰减很大,追加乐师本身对高频的声吸收,影响了高频混响达到理想的要求。因此,在工程实践中,允许高频混响稍低于中频,但差异过大是不允许的。

应该指出,在上述提及的混响时间值,均指空场混响时间,这是录音棚建筑与其他各类会堂的不同之处,其原因在于:

1、影剧场和音乐厅内,大厅的每座容积最大值通常都低于10m³,听众的数量对大厅混响有较大的影响,因此,都按满场确定混响时间指标。而音乐录音棚内,每个乐师通常要占25~40m³,因此,乐师本身的声吸收影响很小;

2、音乐厅和剧场内本底混响较长,听众声吸收的影响较大,而录音棚内本底混响相对地比音乐厅短,因而听众声吸收的影响不大。

由于以上原因,目前对所有录音棚的混响时间,都按空场考虑。

(3)声扩散

在自然混响音乐录音棚内,声扩散是至关重要的,棚内的声扩散不仅可以获得均匀的声场分布,从而使乐队演奏的声音均衡和融洽,同时可减少录音师为选择“最佳”拾音位置所带来的麻烦。

棚内的声扩散程度,目前较为一致的评价值是水平位置的方向性扩散,它定义如下:

d=1-m/m0

式中,m为棚内实测的传声器方向特性,m=△M/M;m0为该传声器在自由声场(消音室内)条件下测得的方向特性。

公式1

式中,公式2为水平方向测得的0°~360°方向特性曲线所围成的面积。由上式可见,扩散值均小于1.0,d值愈大,表示各方向接受到的声压接近相同,扩散愈好。对于录音棚来说应争取接近于1.0的d值。至于获得声扩散的具体措施,通常有下述几种方法:

1、选用有利于声散射的不规则形体;

2、在平、剖面的各界面(地面除外)设置各种不同尺度的扩散结构,其中以球切面为最佳形式,其次是圆柱形,多变状椎体和三角形柱体等;

3、在不规则形体的个别界面配置扩散结构,对获得声扩散更有效。

(4)早期反射声

50ms以内的反射声可以提高到达传声器直达声的强度和亲切感,从而增加录音效果的活跃度。但在大型的自然混响录音棚内,依靠棚的界面使传声器获得早期反射声是很困难的。原因是传声器离棚的界面较远,且传声器位置经常有变化。目前最常用的有效措施是设置活动声屏障,它可以在传声器区域内的顶部悬吊反射板,然后按需要调整其悬吊高度和倾角。

(5)声场的不均匀度

声扩散是同一位置来自不同方向的声压分布状况;而声场不均匀度是指厅内不同位置上接收到的声压级差别。目前都以棚内测得的声压级最大值与最小值之差值来表征,即最大值与最小值之差<±3.0dB为允许值。它与棚的声扩散是属同一问题的两个方面,一般说来声扩散好,声场不均匀度值就小。因此,达到均匀声场的具体措施与声扩散是相同的。

(6)低噪声

由于自然混响音乐棚是采用单点收录的录音方式,传声器离各声部的距离较大,因此,棚内噪声对录音效果有明显的影响。根据经验棚内背景噪声应控制在A声级25dB以下,与此相应的噪声评价曲线为NR-20。为了要控制棚内噪声达到设计要求,必须严格把握围护结构的隔声和空调系统的消音设计。

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