微影院视听空间设计

　　——室内声学设计要点纵览

　　微影院，又称影吧，作为一种全新的商业影院模式，在这两年来迅速兴起，并且集中出现在二三线城市，逐渐成为了影音市场的新热点，甚至许多许多量阪式KTV也开始融入微影院的元素，变成了“影K”的全新商业模式。整体而言，微影院市场目前处于起步阶段，不管是各项相关的法律法规，还是经营模式、内容版权等问题都有待完善，而由于微影院从技术的角度而言，与其说是从大型的电影院演变过来的，还不如说更加贴近我们熟悉的家庭影院。目前许多微影院中的包间也就是一般的简单视听室，并没有过多地考虑整体的设计理念以及室内声学所涉及的各种问题，甚至部分经营者只是简单地把设备放进包间中就完成任务，连后期音视频调试都省了，完全不重视音视频方面的效果。其实，这是众多微影院的经营者必须重视的地方，因为出色的画面与声音表现才是吸引观众到场观看的最重要因素。接下来，我们将会从微影院视听空间方面与大家探讨应该注意哪些问题，本期将集中在室内声学设计要点方面，对于想建立或改造成微影院包间的经营者，这是声学方面最基础的一点。

　　必须重视视听空间的比例与大小 室内声学设计要点之一

　　不管是家庭影院视听室还是微影院的包间都属于小房间的声学系统。小房间的定义是指室内空间尺寸较小的房间，其房间的三边尺寸多数都在10m以内。由于这样的空间容积较小，必然会由于房间的固有共振频率模式而引起某部分频段的声音叠加或者衰减的现象，造成房间出现声染的问题，导致房间声音质量下降。换言之，视听空间的比例和大小将会直接影响着微影院包间的声音表现，如果一个拥有很好大小比例的包间，在先天上就已经具备不错的声学条件，后期的声学处理就简单得多，甚至不需要过多的处理就已经能取得不错的效果。反言之，如果大小比例控制得不好，导致声学条件非常恶劣，即使后面进行更大花销的声学处理也未必能取得理想的效果。因此，所有的微影院经营者都必须重视包间的空间比例和大小的设计，除非完全没有条件对空间进行控制，否则应该尽量避免小房间声学所存在的各种与空间大小比例相关的声学缺陷出现。

　　微影院包间属于小房间设计范畴 存在各种声学缺陷

　　小房间的声学缺陷包括驻波、梳妆滤波、共振与简并等声学缺陷，当中与房间大小与比例相关的包括驻波、共振与简并。当房间的尺寸与低频部分波长相近或与低频部分波长呈简单倍数关系时，房间就会产生驻波现象。换句话来说，当房间中音响系统发出的某一声音频率与房间中的某个固有频率相同之时，整个房间便会在该频率上产生共振，使得房间中某几个固定位置上的声音出现叠加变成峰值，声音变得响亮；同时也会使得房间内的某几个固定位置上的声音出现谷值，声音变得柔弱，这就形成了驻波。

　　而房间共振方式有三种，包括轴向共振、切向共振以及斜向共振。当房间的几何尺寸呈整数比，造成室内轴向共振与切向共振频率重合或相近时，就会产生简并现象。假设当出现房间的简并模式，横向和纵向的共振频率出现叠加，就会大大增强房间中的驻波问题，特别是当中最容易出现驻波问题的是在整个声音频段的低频部分，也就是200Hz左右以下的频率范围内，导致室内原有的声音产生失真，具体表现为出现嗡嗡声。简并现象会加重房间的声染问题，这正是微影院包间设计必须重视空间比例和大小的主要原因。

　　采用矩形，避免正方形 相关房间比例与大小推荐

　　小房间视听空间设计的另外一个重要因素，是关于房间的形状问题。经过几十年来专家学者的研究发现，矩形的房间易于建筑以及进行声学控制，同时任何环境都要尽量避免凹表面，因为它会引起声学上的聚焦点与盲点，难以消除影响。因此，在微影院包间的设计当中应该尽量采用矩形，但要避免正方形或长宽高成倍数的形状。

　　对于小房间的比例，经过国内外研究机构多年的研究后发现，房间比例并不能限定于某一特定的比例，而是一个推荐的比例范围，其中就以著名的波尔围线(Bolt-Area)广受认可。顾名思义，波尔围线是由著名的声学专家波尔(Bolt)在1946年所推出的，将生硬的数字比例转变为具体的图像范围。在一定的情况下，我们可以通过波尔围线去寻找合适的房间大小与比例的最佳范围，不过波尔所依据的平均模式间隔作为基础的理论仍然存在缺陷，需要结合其他的理论统计方式来整体考虑，包括了著名的Bonello1/3倍频驻波密度统计法等。在网络上其实也有相应的关于房间比例和大小的模拟声学计算工具，例如家庭影院设计师经常使用的amroc.andymel.eu。我们也曾在多年前对大部分主要的国内外机构推荐的小房间空间比例值用这个工具进行了大量的模拟计算，有兴趣的朋友可以找回相关的资料查阅。

　　国内外的组织和机构都有关于小房间视听室房间大小与比例的推荐标准，如IEC(国际电工委员会)在IEC29-B家庭视听室标准的推荐房间比例是1：1.6：2.4(高：宽：长)，建议的房间面积应该在24m2以上。Dolby Laboratories(杜比实验室)在其PREMIERSTUDIO顶级电影后期审片室的认证也指出最佳的房间面积应该在45m2以上，最佳的房间容积应该在150m3以上。而在房间比例方面，Dolby给出了一个房间比例推荐范围，其中1：1.18：1.41(高：宽：长)是推荐值。除此之外，THX、PMI、清华大学也有相关的推荐范围，有兴趣的朋友可以通过这些机构和组织的培训获得更详细的资料。

　　必须控制房间的混响时间 室内声学设计要点之二

　　当处理好微影院包间当中的大小和比例问题之后，就可以避免出现在房间声学品质方面的先天问题，下一步要做的就是要对房间进行声学处理。事实上，无论是吸声还是扩散的声学处理，要控制的房间要素是混响时间这个非常关键的因素。“混响时间”是由现代建筑声学之父塞宾在100多年前所提出的声学名词，第一次将声学控制从模糊预测的状态带进了数字量化的阶段，让声学专家、设计人员利用数学计算的方式进行更加精准的室内声学处理。随后，声学专家们开创出最佳混响时间推荐范围，将小房间的混响时间控制规范化与标准化。

　　混响时间单纯从专业的角度来看，可能不太容易理解。简单来说，就是房间中产生一个声音到声音消亡所经历的时间。严格上来讲，混响时间的定义为室内声源停止发声后声压级衰减60dB所经历的时间，单位是秒(s)，简称T60或RT60，RT为Reverberation Time（混响时间）的缩写。混响时间与房间体积成正比，与房间平均吸声系数成反比。因此，房间体积越大混响时间越长；平均吸声系数越大，混响时间越短。房间中的混响时间，不但关系到声音是否悦耳，更与声音的真实性紧密相连。过短的混响时间会让声音干枯、不够响亮与丰满；过长的混响时间则会让声音含糊不清，不够真实自然。需要注意，混响时间是一个与声音频率密切相关的值，不同的频段，混响时间的要求也不一样。我们需要分开不同的频段来分析混响时间。

　　通过改变房间的表面吸声量来控制混响时间 国内外各大机构都有相应的最佳推荐范围

　　控制混响时间RT60有两种主要的方法：改变房间的尺寸或者改变房间表面吸声量。对微影院的视听环境而言，通过改变房间尺寸来控制混响时间难度过大，而且也仅适合包间前期建设时采用。在后期房间的处理上，微影院方面基本上都是通过改变房间的表面吸声量作为主要的实现方法。吸声实际上是将声能转变为热能，每一种材料都会通过与声波相互作用来吸收部分声音。吸声通常以被吸收声能与入射声能之比来计量，也就是吸声系数。不同频率会有不同的吸声系数。吸声材料对于低频声，特别是对250Hz以下的不同频率会有不同的吸声系数。另外，吸声材料对于低频声，特别是对250Hz以下低频的吸收更是有限，而吸声系数会随着频率的提高而增加。换言之，在进行吸声处理的时候，必须对不同频率采用不同吸声系数的材料进行控制，不过要注意的是，大部分材料的高频吸收能力要比低频出色，要对房间低频(特别是250Hz以下的低频)进行控制，就需要采用特殊的低频吸收体，如亥姆霍兹共振器、薄板共振吸声材料等。

　　因此，对于小房间中的混响时间，我们通常会以人耳最为敏感的中频段(500-1000Hz)的混响时间作为最佳的混响时间推荐范围。必须留意的一点是，混响时间是一个容易受到房间容积影响的物理数值，容积越大的房间需要越长的混响时间，以音乐环境为主的房间比以语言环境为主的房间需要更长的混响时间。对于微影院包间这样的小空间，推荐的最佳混响时间范围在0.3-0.5s之内。与房间的大小比例一样，国内外的众多组织和研究机构也对最佳混响时间推荐范围有相应的不同数值，如IEC(国际电工委员会)在IEC29-B家庭视听室标准上就对这方面有着非常详细的规范。另外，关于整个频率范围的混响时间要注意一点，就是在低频部分应该稍微增加混响的时间，高频部分则进行轻微削减处理，但基本上要保证整个混响频率曲线的平稳，不能有明显的起伏。具体的要求如下：在100Hz频率下，混响时间为0.4～1.0s；在400Hz频率下，混响时间为0.4～0.6s；在1000Hz频率下，混响时间为0.4～0.6s，在8000Hz频率下，混响时间为0.2～0.6s。由此，可以发现IEC29-B标准推荐的最佳中频混响时间值在0.4～0.6s之间。而杜比实验室方面在PREMIER STUDIO认证中就表示整个混响时间频率应平稳衰减，不能出现起伏。而房间的混响时间要随着房间的容积单调递增。对于200m3容积的房间，500Hz时混响时间的推荐值约为0.18～0.34s；300m3容积的房间，500Hz时混响时间的推荐值约为0.21～0.38s；2000m3容积的房间，500Hz时混响时间的推荐值约为0.41～0.65s；4000m3容积的房间，500Hz时混响时间的推荐值约为0.52～0.8s。另外，THX、PMI、清华大学以及国内的相关规范也有相应的标准。

　　利用吸声与扩散材料控制混响时间并要注意频响曲线的平滑过渡

　　既然有了相应的推荐标准，我们就可以在微影院包间建设中通过声学材料来取得最佳的混响时间推荐值。首先利用仪器设备对微影院包间的混响时间进行测量，如果发现混响时间过长，可以利用各种各样的吸声材料覆盖于房间表面，增加房间整体的吸声量，减低混响时间。吸声材料的种类繁多，对于不同频段的声音有着不同的吸声性能，用户在选择的时候不能盲目选用，必须根据每一种吸声材料的特性，结合房间声学的特点进行有针对性的控制。当然，反过来看，如果发现混响时间太短，我们则可以通过反射和扩散材料来增加混响时间。通过有效的室内扩散处理，还能够获得更加平滑的房间低频响应曲线，有效地改善室内声场的表现。国际上不少组织与机构都对视听室吸声与扩散处理有所规定，IEC规定音箱前方的地面无地毯等吸音物料，音箱的背后与天花顶棚呈现反射性，音箱的前面呈现吸声性。THX公司推荐每块墙面25%的面积应均匀分布吸声体，另外25%的面积安装宽频带扩散体并间隔安装吸声体。PMI公司推荐约20%的墙面应作吸音处理，不要进行过度的吸声处理，同时也应注意不要吸声不足，太活跃的房间会导致声音的清晰度降低。吸声材料应该分布在房间的各个位置，通过使用扩散体使混响时间的频响曲线更加平滑。

　　总结

　　上述的两点，包括对前期建设过程中对微影院包间大小和比例的控制，以及后期利用吸声和扩散的手段对最佳混响时间范围进行控制，是微影院房间声学设计与处理的两个关键点所在。前面已经对这两点当中的关键点进行了分析，而在2016年的第一期杂志中，我们将会为各位微影院的经营者或从业人员，以及准备加入微影院行列的人士带来针对微影院视听空间设计方面更加全面、深入的特别专题，将会从声学设计、声学处理、光学设计、音视频系统调校以及室内格调设计等多个不同的角度进行分析，敬请关注。

　　文_Vinssen