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标题: 汇报一下，关于低频“驻波”了解到的一些情况，供参考，请多多指正吧～～ [打印本页]

作者: 交响无际 时间: 2022-11-23 15:03
标题: 汇报一下，关于低频“驻波”了解到的一些情况，供参考，请多多指正吧～～
看过一些关于“驻波”的讲解，感觉还不够“直白”，不够“啰嗦”。
大家聊起来，又多少感觉被用得有些稍微“广义”“宽泛”了点，基本上只要低频不好听，就都叫成“驻波”问题？试着多啰嗦啰嗦，说说自己的浅显了解和粗浅理解吧

1.驻波，好像从基本定义上看，理解成是一种看起来“停驻”了的波的“分布状态”，关键词是“分布状态”，重点是“驻波”是一种xxxx的“分布状态”。

1.1.这对动画，还挺形象的，推荐一下吧

第一个gif动画，是一直前进的声波
http://weles-acoustics.com/assets/animationPUKundtOpen.gif

第二个gif动画，是波的前进方向被挡住了，不再向前前进了，有点像“停驻”在了原地，来回来去振动。
http://weles-acoustics.com/assets/animationPUKundt.gif

有的地方，空气振动的幅度很大（波腹）；有的地方，空气停在那里，不振动（波节）。
这种“分布状态”，这种“有波腹”“有波节”的“分布状态”，叫驻波吧

1.2.用音箱播放60Hz的正弦波，在房间里走一走，有的地方声音大，有的地方声音小，就是这种“分布状态”，也就是“驻波”吧

声波的常温空气速度大概是343米/秒吧，喇叭一出声，立刻在房间里快速传播开，快速的、无数次的，碰到墙面、天花板、地面，被无数次的反射。
对于波长比较长的超低频的声波，60Hz，声速343/60Hz=～5.7米波长，就会在房间里，形成这样的分布。

1.3.这个建筑声学研究所讲驻波的视频，在定义方面，看起来还挺清楚的吧。
https://www.bilibili.com/video/BV1Xk4y167c8/

2.关于驻波的一些理解

2.1.不管什么形状的房间，只要是封闭的，都会形成各种各样“分布状态”的“驻波”
无非是，长方形长方体的房间，比较容易预测分析，可以大致计算出各个频率“驻波”的“分布状态”
不规则的房间，切了角的房间，不平行墙面的房间，无非就是“分布状态”千奇百怪一点吧
Acoustics Insider频道有一期视频，也讲到这点，Parallel Walls vs Angled Walls - How To Treat Room Modes And Flutter Echo

比如，这个长方形房间，74.88Hz声波的分布，可能是比较规则、对称，容易计算出来的

前几年在客厅玩时，不规则的三居室，69.2Hz的分布是这样的
（最左面的阳台，是重灾区了～～，开开阳台窗户，能好很多，呵呵～）
（仿真软件是Comsol，网上有教程，挺详细挺容易上手的，有针对低频的压力声学，还有射线声学分析，挺好玩的，期待和大家一起交流，一起玩吧）

2.2.想“消灭”这种超低频的“分布状态”，应该还是挺难的吧？
就算做了特别大的低频陷阱，做了弹性减力墙，做了声学装修、声学处理，低频在房间的“分布状态”，是不是还是会有呢？
前几年看过一个视频说，去了一个特别特别好的录音棚，房间里走了一圈，发现也还是有的地方声音大，有的地方声音小。
40Hz的波长大概8.5米吧，播放一个40Hz正弦波，房间里走一圈呗

2.3.家里的“大房间”，是不是一般还是会有这种超低频的“分布状态”吧？
房间大一些，尺寸比例好一些，只是“分布状态”会稍微拉开一点，分散一点，更容易选择音箱位、听音位一点？

3.想“没有驻波”，开窗？拆墙？让波别在房间里“停驻”，让波继续向前传播？也不是这个意思吧？说到这里，好像用“驻波”的本来定义，就有点说不下去了。
继续说的话，感觉还是用一些由“驻波”导致的具体现象情况问题对应的相关术语或描述，能更具体、直接、有针对性一点、也适合具体问题具体分析解决吧。

3.1.第一个名词，应该是“共振”“房间共振”
网上大部分讲“房间模式”“驻波”的文章，实际上讲的都是“房间共振”“共振”问题。很多国内外研究文献里，也不会看到张口闭口都是“驻波”的，用的词也是“共振”了。
在机器、建筑物、航天航空、船舶、汽车等领域，会说“模态分析”，模态参数主要有：模态频率、模态振型、模态质量、模态向量、模态刚度和模态阻尼等。
房间的长宽高尺寸，对应一些频率的波长，会有一些“共振频率”。正方形的房间，长和宽的“共振频率”会重合或接近，使“共振”问题更严重。

3.2.听感上，某些口头说的低频有“驻波”，是不是想说某些低频的“频率响应有个+10dB的大波峰”，听起来声音特别大呢？
https://www.bilibili.com/video/BV1Z3411i76H/
这个房间还算比较大的吧，也做了点声学装修处理，结果3分16秒的测量显示，40～75Hz的频响，超过15dB以上了，45Hz甚至冲破的+20dB以上。
音箱开到80dB，45Hz就直接冲到了100dB以上，还是挺大声的吧。
超低频，20～80Hz，50Hz提升2dB后，更松弛，更软，略微多了一点点低频的弹性。松弛，有弹性，而不会变得更有力。篮球砸向地面时，所发出的有弹性、能够有回旋余地的声音，称之为弹性。
这样的+15dB的超低频频率响应，超低频太丰满，富有弹性了吧，也是挺轰的

3.3.更麻烦的是，听音位处在某些频率的“驻波”不振动的“波节”分布位置，频率响应是-10～-15dB，听起来声音会很小。如果是100～150Hz有频响的波谷“大坑”，低频会不结实，力度、硬度不好。
低频，80～250Hz，150Hz提升2dB后，音乐在低频乐器方面的力度。低频力度有提升。铅球砸向地面的那一种声音，称之为力度，或者是硬度。
最好是能用REW实际测一下。另外，感觉听听这个MATT的测试信号，也还挺好玩的。可以听听各个频率的音量，是不是有大有小。也可以看看自己系统的结相，是不是所有的点，就稳定集中在一个中间“硬币”“闪动小红灯似的”“点声源”处。
链接: https://pan.baidu.com/s/14S-Q9oWQAo6AiMtSx7UGvg 提取码: w87w
MATT信号的介绍，https://www.audiocheck.net/audiotests_mattSubjective.php，https://www.acousticsciences.com/musical-articulation-test-tones-matt/

3.4.模态共振（Modal ringing模态振铃，Modal Resonance）
大概指的是，某些频率，衰减相对比较慢，混响时间较长的问题

声学里的驻波定义，好像说的只是波的停驻分布状态吧，并没有提到关于衰减速度的事了。
之前看到过一个很好的视频，但其中把这种“模态共振”叫成了“驻波”。从中文意涵其实感觉还挺形象的，驻守不动、衰减消散慢的波，但是好像不太符合驻波的基本定义吧。

4.关于“驻波”优化，网上相关内容很多了，大概想了几点吧

4.0.打掉墙，开窗户，让波继续向前传播？开个玩笑～～

4.1.优化摆位，改变激发位置。上双炮、多炮、炮阵？
这个视频的4分40秒，绳子驻波实验的讲解，还是挺好的，推荐一下吧。
6分钟时，移动了激发位置，改变了振幅。
https://www.bilibili.com/video/BV16b411v7oK/

4.2.频域优化，找到超低频没有频响波谷“大坑”的音箱位置和听音位置，用EQ把波峰压平。只处理100Hz以下，问题不大吧。

《声音的重现》的作者，FLOYD E. TOOLE博士也提过，“对于小房间的低频，用声学测量优化处理，是必须的”
原文是“In small rooms, in-situ measurements are necessary at low frequencies because of standing-waves, and remedial measures will almost certainly be necessary.”
出自FLOYD E. TOOLE研究文献The Measurement and Calibration of Sound Reproducing Systems
https://www.aes.org/e-lib/browse.cfm?elib=17839

Floyd Toole先生在AVS论坛里提过，大概400～500Hz以上，就不要再用校准调整了。
“It is useful if the EQ algorithm can be disabled at frequencies above about 400-500 Hz.”
https://www.avsforum.com/threads/jbl-m2-master-reference-monitor.1454077/page-215#post-57293354

4.3.提高低频的指向性，减少音箱向其它方向的能量辐射。

这篇研究文献挺好的，Improving Two–Way Loudspeaker Directivity，https://aaltodoc.aalto.fi/bitstream/handle/123456789/43595/master_Kantamaa_Olli_2020.pdf?sequence=2&isAllowed=y
有约150篇参考文献，文献综述部分，像是一篇精炼的专业术语与研究情况的索引。可以沿着自己感兴趣的主题，继续查阅翻看相关文献吧。
第30页的5.2章节，提到了ITU对指向性的建议，5.3章节测试下来，只有15寸的大音箱才能满足
Linkwitz这种偶极？不太懂了（https://www.linkwitzlab.com/models.htm），D&D 8C，W371

4.4.吸声，狂堆多孔吸声材料，针对问题频率做压力型共振板吸声，VPR/CBA型复合低频陷阱，AVAA
相关原理，还是推荐西门子这个网页吧，挺简洁直观的。https://community.sw.siemens.com/s/article/sound-absorption
Low frequency absorption by velocity control through acoustic resistance，https://www.mbakustik.de/wp-content/uploads/article_aes.pdf

4.5.扩散，想扩散波长很长的超低频，是不是个头都挺巨大的呀？
常见的一些扩散板，主要都是针对500Hz以上的？

5.时域相关问题（有些不是针对低频驻波的了，大家看着玩吧）

5.1.即使频响平直，遇到房间的共振，还是可以感受到的。
这两篇研究文献很有意思，认为房间的时域衰减性能，比频域平直更重要。
https://usir.salford.ac.uk/id/eprint/9451/1/ACUSTICA2004_Proceedings.pdf
https://usir.salford.ac.uk/id/eprint/9450/1/ICSV12_Proceedings_2005.pdf

5.2.人类可以听到0.5毫秒的延时
https://www.newswise.com/articles/the-human-ear-detects-half-a-millisecond-delay-in-sound

5.3.关键的“6毫秒”
优先效应，直达声与早期反射声要有6毫秒以上的延迟，对于耳脑感知区分是必要的。https://asa.scitation.org/doi/abs/10.1121/1.427914
基于6ms延时的房间计算器，https://rtaylor.sites.tru.ca/2014/11/03/lateral-reflections-in-rectangular-rooms-code/

5.4.最后还是以“混响时间”收尾吧（如果考虑自己折腾优化房间的声学处理，感觉把第一步的重点，放在超低频的混响时间上，还是挺好的吧，事半功倍）

5.4.1.喜欢混响长和喜欢混响短的人，大概一半一半吧
43%的人，“一些听众更喜欢清晰而不是混响”；57%的人，“其他人喜欢强烈、混响和宽广的声音”
更有意思的是，“晚期浪漫主义交响乐”（布鲁克纳）在不那么混响的大厅中受到更多人的欣赏，而不以铜管乐器为主的“古典时期交响音乐”（贝多芬）则有利于更响亮、更响亮的大厅。
https://users.aalto.fi/~ktlokki/Publs/JASMAN_vol_140_iss_1_551_1.pdf

5.4.2.混音师更喜欢混响时间为0.17～0.26s，“干一点”的房间。母带师更喜欢0.3～0.4s稍微热闹一点的房间。
Lokki这本96页的硕士论文，内容还是挺丰富的，推荐一下吧
https://users.aalto.fi/~ktlokki/Publs/mst_laukkanen.pdf

5.4.3.B&O和Lokki的2009年研究发现，混响时间约0.4秒是听感的临界值，高于0.4s则明显出现负面评价。
https://users.aalto.fi/~ktlokki/Publs/JASMAN_vol_146_iss_5_3562_1.pdf

5.4.4.Linkwitz给出了“死气沉沉”与“热闹”房间的混响时间值，认为家里聆听音乐，需要一个充满活力的房间，400～600毫秒，混响时间在450毫秒左右是最佳的。
对16.7平方米的房间给出的混响时间范围是0.226～0.452秒，对24.7平方米给出的混响时间范围是0.264～0.528秒，对37平方米给出的混响时间范围是0.307～0.614秒。
https://www.linkwitzlab.com/rooms.htm

5.4.5.上面0.4秒，400毫秒的混响时间，好像一般经常指的是500Hz的RT60混响时间值（ITU 1116要求的“中间一段”混响时间的频率范围是200～4000Hz）。低频混响时间一般测到125Hz或63Hz，REW里有50Hz的分析结果。
对于50Hz、63Hz的混响时间，或者200Hz以下的，100Hz、125Hz的混响时间，大家还是基于自己的喜好，自己喜欢听的音乐，找到自己能接受，能忍受的，喜欢、舒服的混响时间值吧。

50Hz，350毫秒左右，超低频收得特别快，非常干净，利落。声音会很快被衰减消散掉，不会一直在房间里乱撞，夜里开到80～85dB，目前还没被家人、邻居投诉，呵呵。
50Hz，500毫秒左右，听古典，应该问题不大吧，本来音乐的超低频收得也不是太快了。只要别太拖拖拉拉，动不动搞个0.6～0.8秒以上，就行了吧。房间如果没有声学处理的话，很有可能在1秒以上了。
看电影、听类似ACG音乐的，是不是超低频要求收得比较快，比较干净，才好听吧。那种连续、快速的40Hz咚咚咚，如果50Hz的混响时间超过500～600秒，房间里太哄哄哄，浑成一片了吧。

想到瞎说的，请大家多多指正吧，谢谢！

作者: 蓝色号角 时间: 2022-11-23 15:41
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