2.未受调控的地板与边墙反射
喇叭被摆在邻近边墙丶接近地板,是无可避免的。声音从喇叭直接到达听者,另外还有边墙丶地板丶天花板的反射。边墙的反射,是时间延迟的音乐信号;音色遭到渲染,是由於直接声音夹杂不同地点的声波。所有这些因素,都会降低声音品质。还有,地板与边墙的反射,会和直接声音相互作用,进一步渲染丶音乐高中低音的平衡性。图11表示聆听位置的声音,是直接与反射声音的组合。
边墙反射在三方面,渲染音乐声音的平衡性。首先,所有喇叭的偏轴心响应(在喇叭旁量到的频率响应),比起轴心响应来说,可谓非常地不平坦。从喇叭旁发出来的声音(从边墙折射的讯号),频响可能会有大的峰值或凹陷。当此受渲染的讯号,从边墙反射到听者时,我们听到渲染的声音,会强加在音乐上。
接着,边墙的音响特性,会再次渲染反射音,如果墙壁只吸高音频率丶而没吸中音能量,反射音会较缺高音。
最後,当直接与反射音混在一起,聆听者听到从喇叭来,直接及稍微延迟丶由边墙反射来的综合声音。延迟是因为声源(喇叭)与听者间,额外路径长度的差别。因为声音每秒行进速度为1130呎,我们很容易计算延迟的时间。如图11路径长度差异是4呎,与直接音比,边墙反射会延迟35毫秒(千分之35秒)。
这种结果叫做,梳状滤器现象(看图12),频响尖峰与V形缺口的结果(像一把梳子),乃由直接与反射间丶建设性与有害性彼此干扰所形成。两种讯息间相位的差异,造成某个频率的相互抵消与增强,其状况由路径长度决定,一切加总,成为聆听位置的声音渲染。
此结构的结果是,声音带着很不同的高丶中丶低声音协调性,跟喇叭的直接信息不同。边墙的反射,是同一喇叭在不同房间丶声音不同的一个原因。
边墙反射,不只影响看得见的频谱平衡性,也会破坏声音舞台里,精确音像的定位。反射表达喇叭在边墙讯号的虚像,虽然某种程度的边墙反射,增加空间和大小,强烈的反射,加大喇叭间的明显距离。这个会伤害个别音像间的空间差异,使声音舞台不精确丶凝聚降低。当我们听到位在中央的音像,好如从左右喇叭边界外发声,我们所追求的紧密音像聚焦,於此被破坏了。
声音也会从地板和天花板反射,地板反射,倾向於造成中低音能量的减少,使表现稍微偏瘦。天花板反射,对声音的影响,由於较大的路径长度差距,没边墙那麽厉害。记得,双相喇叭的声音,导向天花板的能量很少,所以受天花板影响的程度,也不像传统喇叭那麽大。最後,带坡度的天花板,对传统喇叭摆在房间短边,是有益的。天花板坡度,会把天花板反射,导离聆听位置。
幸运地,处理边墙反射倒是非常简单:只要把吸音或扩散材料,放在喇叭与聆听位置之间即可。地板反射甚至更容易处置:地毯或厚的装饰毯摆在地板上,可以吸掉大部份的反射,减低其有害的影响。然而,低频不会被地毯或饰毯所吸,由於直接与反射音间的干扰,导致中阶低音的抵消。这就是所谓叶立逊(Allison)效应,因喇叭设计师Roy Allison而得名,他首次公开发表此一现象。
有趣的是,你跟喇叭之间,地毯的型别,会影响声音的性质。特别是,羊毛地毯比人造纤维地毯,产生更自然的声音平衡性。那是因为羊毛地毯里,所有纤维的长度丶粗细稍有不同,使其能吸收不同频率。相反地,人造纤维地毯,则由相同大小丶形状的纤维组成,只吸收很窄波段的频率。你可以在地毯店,实验演示该现象。对着羊毛与人造纤维样品说话,听听你自己的声音,羊毛地毯会产生更自然的音色。
边墙的声音应该被扩散或吸收,扩散会把单一不连贯的反射,化成许多较小幅度的反射,传向不同的方向(看图13)。
扩散可用如RPG音响扩散器(图14a及本章稍後叙述),或不规则的表面来达成。後面放满书的书箧,扩散性非常好,特别是大小不同,或以书脊突出不同距离。图14b表示RPG扩散器,装置在喇叭之後。留意,地板上的装饰地毯,位於喇叭与聆听位置之间。
第二个选择,是以音响吸音材料,来吸取边墙反射。本章稍後叙述的音响泡绵会有效,但是以活性泡绵,吸掉所有边墙反射,会让房间变得无生气,限制表现的规模与空间。
在Hi-End社团间,关於边墙反射该吸音或扩散有些争论。扩散的支持者主张,如果转换成许多较小量的反射,超越时间与空间,反射的能量是有益的。
扩散的反射,增进了音乐的空间与空气感。吸音的支持者建议,任何直接声音的首20微秒内的反射,会降低从喇叭来的声音。大部份录音室的控制间,都叫人设计提供「无反射区」,工程师坐在那里,只听到从录音室监听喇叭出来的直接声音。我的经验建议,吸收边墙的反射丶比扩散好。然而座位後面的扩散材料,比吸音材料好。无论如何,未受调控的边墙反射,会还是不会劣化房间的声音表现,没有争论,答案是会的。