自然混響音樂錄音棚聲學設計

自然混響音樂錄音棚聲學設計的特點是：棚是樂隊的組成部分。棚內的音質在很大程度上決定錄音效果。錄制的內容主要是傳統的交響樂。因此，其規模通常是大、中型的（即70~120名樂師），小型的很少。

自然混響音樂棚的聲學設計與音樂廳類同，要考慮體型、混響時間、聲擴散、早期反射聲和允許噪聲標準等方面的問題。

（1）音樂棚的體型

在大、中型自然混響音樂棚內，體型設計要適當考慮棚的長、寬、高比例，以免房間低頻共振而引起失真。為了盡可能增加房間的低頻共振數目，房間的各向尺寸應當不同，經研究發現：房間的理想比例是2的立方根次冪，即1:1.26:1.59；同樣適用的比值還包括這幾個值中的一個或幾個的整倍數。例如：1:2.52:1.59，1:1.26:3.18或1:2.52:3.18。對于大型音樂棚來說，并不要求非常嚴格的遵守這些比值，但是整數比（1:1，1:2，1:3）是應當避免的。如果采用不規則體型，對聲擴散和防止平行墻面的不利聲反射是有利的，但無法計算棚內的簡正振動頻率，只能通過幾何聲學作圖法和縮尺聲學模型實驗進行審核。

在大型自然混響音樂錄音棚內，為了便于配置樂隊的各聲部、以及建筑、結構設計簡單等原因，通常采用矩形平、剖面的形式。只要注意房間比例和兩對平行墻面的聲學處理一般不會在體型設計上出現問題。

對中、小型自然混響音樂棚，由于跨度小，現澆屋蓋和墻體的難度不大，有可能時，盡可能采用不規則形體，免得在兩對平行墻面上設置多種形式的擴散結構，以及減少由此而占用的面積和空間。

（2）混響時間

自然混響音樂錄音棚的混響時間，通常要低于同容積音樂廳的混響時間，這是因為接收對象不同，音樂廳是人的雙耳聽聞，而錄音棚是傳聲器接收（單耳聽聞）。混響長了，會嚴重影響清晰度和各聲部的層次。其最佳的經驗值可根據棚內的容積在1.2~1.4s（中頻500Hz）內選擇。

低頻混響（125Hz）的提升（相對于中頻）也低于音樂廳，因為低頻混響長了，會影響樂器的質感和清晰度，通常選用中頻混響的1.1~1.2倍。

高頻混響時間原則上要求不低于中頻，否則會影響高音樂器的亮度。但實際上不易做到，特別在大型音樂棚內，空氣對高頻的聲衰減很大，追加樂師本身對高頻的聲吸收，影響了高頻混響達到理想的要求。因此，在工程實踐中，允許高頻混響稍低于中頻，但差異過大是不允許的。

應該指出，在上述提及的混響時間值，均指空場混響時間，這是錄音棚建筑與其他各類會堂的不同之處，其原因在于：

1、影劇場和音樂廳內，大廳的每座容積最大值通常都低于10m3，聽眾的數量對大廳混響有較大的影響，因此，都按滿場確定混響時間指標。而音樂錄音棚內，每個樂師通常要占25~40m3，因此，樂師本身的聲吸收影響很小；

2、音樂廳和劇場內本底混響較長，聽眾聲吸收的影響較大，而錄音棚內本底混響相對地比音樂廳短，因而聽眾聲吸收的影響不大。

由于以上原因，目前對所有錄音棚的混響時間，都按空場考慮。

（3）聲擴散

在自然混響音樂錄音棚內，聲擴散是至關重要的，棚內的聲擴散不僅可以獲得均勻的聲場分布，從而使樂隊演奏的聲音均衡和融洽，同時可減少錄音師為選擇“最佳”拾音位置所帶來的麻煩。

棚內的聲擴散程度，目前較為一致的評價值是水平位置的方向性擴散，它定義:   d=1-m/m0

式中，m為棚內實測的傳聲器方向特性，m=△M/M；m0為該傳聲器在自由聲場（消音室內）條件下測得的方向特性。

式中，為水平方向測得的0°~360°方向特性曲線所圍成的面積。由上式可見，擴散值均小于1.0，d值愈大，表示各方向接受到的聲壓接近相同，擴散愈好。對于錄音棚來說應爭取接近于1.0的d值。至于獲得聲擴散的具體措施，通常有下述幾種方法：

1、選用有利于聲散射的不規則形體；

2、在平、剖面的各界面（地面除外）設置各種不同尺度的擴散結構，其中以球切面為最佳形式，其次是圓柱形，多變狀椎體和三角形柱體等；

3、在不規則形體的個別界面配置擴散結構，對獲得聲擴散更有效。

（4）早期反射聲

50ms以內的反射聲可以提高到達傳聲器直達聲的強度和親切感，從而增加錄音效果的活躍度。但在大型的自然混響錄音棚內，依靠棚的界面使傳聲器獲得早期反射聲是很困難的。原因是傳聲器離棚的界面較遠，且傳聲器位置經常有變化。目前最常用的有效措施是設置活動聲屏障，它可以在傳聲器區域內的頂部懸吊反射板，然后按需要調整其懸吊高度和傾角。

（5）聲場的不均勻度

聲擴散是同一位置來自不同方向的聲壓分布狀況；而聲場不均勻度是指廳內不同位置上接收到的聲壓級差別。目前都以棚內測得的聲壓級最大值與最小值之差值來表征，即最大值與最小值之差<±3.0dB為允許值。它與棚的聲擴散是屬同一問題的兩個方面，一般說來聲擴散好，聲場不均勻度值就小。因此，達到均勻聲場的具體措施與聲擴散是相同的。

（6）低噪聲

由于自然混響音樂棚是采用單點收錄的錄音方式，傳聲器離各聲部的距離較大，因此，棚內噪聲對錄音效果有明顯的影響。根據經驗棚內背景噪聲應控制在A聲級25dB以下，與此相應的噪聲評價曲線為NR-20。為了要控制棚內噪聲達到設計要求，必須嚴格把握圍護結構的隔聲和空調系統的消音設計。