（环境工程专业论文）运用模糊数学理论对大雁塔北广场音乐喷泉声景观的评价研究.pdf

摘要 随着社会的进步和城市化的加速发展，景观设计和研究领域在重视视觉要素的基础 上对于其他的诸如听觉、触觉、嗅觉等感官要素也开始逐渐关注。因此，在景观研究和 设计领域中，应该引入通过五官全方位感受环境的全面的设计理念，加强对诸如声环境 等常被忽视的景观要素的研究和设计。将“声”要素作为景观设计的一个基本构成和质量 评价要素，不仅必要，而且为全面把握景观的本质提供一种新颖而有效的手段，给景观研究 与设计领域注入新的生机。同时，在声环境的研究中，不应仅仅是预防和消除不理想的 噪声要素，而应有一种更为丰富的手段和积极的姿态主动地去设计和创造理想的声要 素。 本文首先通过查阅相关文献资料，在国内外研究现状的基础上，结合现场实地测量， 以大雁塔北广场音乐喷泉为研究对象，分析研究其场地内及周围环境各种声音的特性。 在此基础上制定问卷调查表，在场地内及周围发放调查表，让受访者根据个人主观感受， 对音乐喷泉声景观进行主观评价，将调查结果进行统计整理，并对各种结果进行分析。 对数据的分析，本文采用模糊数学中的综合评价法来评价受访者对大雁塔北广场音 乐喷泉的主观评价，因为在客观世界中，许多现象都是由多种因素综合影响的结果，用 模糊数学的目的是把主观上受访者对大雁塔北广场音乐喷泉的不同感受评分的百分比， 通过计算用一个具体的数值代表受访者对音乐喷泉声景观的评价状况。 由调查分析和计算，最后得出受访市民对大雁塔北广场音乐喷泉声景观的评价结果 是：认为对场地内各种声音较喜爱，协调性很好；喷泉声景整体效果较好；喷泉表演时 对周围学校较影响，对游客等的生活无影响；喷泉整体与周围环境结合较协调。 关键词：音乐喷泉，声景观，主观评价，模糊数学 a b s t r a c t w i t ht h es o c i a lp r o g r e s sa n da c c e l e r a t e dd e v e l o p m e n to fu r b a n i z a t i o n ，i na d d i t i o nt ot h e f a c t o ro fv i s i o n ，o t h e rs e n s e ss u c ha sh e a r i n g ，t o u c h i n ga n ds m e l l i n ga r eg r a d u a l l yc o n c e r n e d i nt h ef i e l do fl a n d s c a p ed e s i g na n dr e s e a r c h t h e r e f o r ei nt h ef i e l do fl a n d s c a p er e s e a r c ha n d d e s i g n ，t h ed e s i g n e r ss h o u l db r o u g h ti nt h ef i v es e n s e se x p e r i e n c eaf u l lr a n g eo fe n v i r o n m e n t c o m p r e h e n s i v ec o n c e p t s ，a n de n h a n c e t h es o u n de l e m e n tw h i c hi so f t e nn e g l e c t e di nr e s e a r c h a n dd e s i g n “s o u n d ”e l e m e n ta sa ne s s e n t i a lo n ea n dq u a l i t ya s s e s s m e n to fl a n d s c a p ed e s i g n ， i sn o to n l yn e c e s s a r y , b u ta l s op r o v i d ean o v e la n de f f e c t i v em e a n st og r a s pt h en a t u r eo ft h e l a n d s c a p e a tt h es a n l et i m e ，t h es t u d yo fa c o u s t i ce n v i r o n m e n ti sn o to n l yai d e ao f p r e v e n t i n go re l i m i n a t i n gt h en o i s ef a c t o r , b u tam o r er i c hm e a n sa n dp o s i t i v ea t t i t u d et o d e s i g na n dc r e a t et h ei d e a la c o u s t i ce l e m e n t s i nt h i sa r t i c l e ，t h em e t h o do fr e s e a r c hi sa c c e s s i n gt or e l e v a n td o c u m e n t sa n dm a t e r i a l sa t h o m ea n da b r o a d ，c o m b i n i n gt h em e a s u r e m e n t sa n da n a l y z i n gt h ev a r i e t yv o i c e sf e a t u r e so f t h em u s i c a lf o u n t a i ni nn o r t hs q u a r eo fb i gg o o s ep a g o d aa n dt h es u r r o u n d i n ge n v i r o n m e n t t h e nm a k eaq u e s t i o n n a i r e ，d e l i v e ri ta tt h ep a g o d ai na n da r o u n d ，l e tt h ei n t e r v i e w e ee v a l u a t e t h em u s i c a lf o u n t a i nb a s e do np e r s o n a lf e e l i n g s ，t h e nc o l l e c tt h ef i n d i n g sa n d a n a l y s i si t i nt h i sp a p e r ，t h ed a t ei sa n a l y z e db yt h em e t h o do fc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nw h i c hi s p a r to ff u z z ym a t h u s et h i sm e t h o dt oe v a l u a t et h ei n t e r v i e w e e sp e r s o n a lf e e l i n g sa b o u tt h e m u s i c a lf o u n t a i ni nt h en o r t hs q u a r eo fb i gw i l dg o o s ep a g o d a i nt h eo b j e c t i v ew o r l d ，m a n y p h e n o m e n aa r ear e s u l to fv a r i e t yo ff a c t o r s ，s ot h ep u r p o s eo fu s i n gf u z z ym a t hi sc a l c u l a t i n g t h ed a t ea n du s i n gas p e c i f i cv a l u et oi n d i c a t et h ei n t e r v i e w e e se v a l u a t i o n b ya n a l y z i n ga n dc a l c u l a t i n g ，t h ee v a l u a t i o no ft h es o u n d s c a p eo fm u s i c a lf o u n t a i ni nt h e n o r t hs q u a r eo fb i gw i l dg o o s ep a g o d ab yc i t i z e ni s ：t h ev a r i e t yo fv o i c eo nt h ep a g o d aa r e a c c e p t a b l ea n dh a r m o n y ；t h ew h o l em u s i c a lf o u n t a i ns o u n d s c a p ei sg r e a t ；t h em u s i c a l f o u n t a i np e r f o r m a n c ed os o m ed i s t u r bt oc h a n g a nu n i v e r s i t ya n dn od i s t u r bt ot h ev i s i t o r s ； t h em u s i c a lf o u n t a i na n di t ss u r r o u n d i n ge n v i r o n m e n tc o o r d i n a t ew e l l k e y w o r d s ：m u s i c a lf o u n t a i n ，s o u n d s c a p e ，s u b j e c t i v ee v a l u a t i o n ，f u z z ym a t h 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工 作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何 未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：王两弦 细7 年月弓1 日 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 日 日 f、 毒7 月 月 r 卜0 年 年 7 0 1 ， 矽 w 彳钥耘 名 孔 獬 名 作 丽 划 师 长安大学硕士学位论文 1 1 论文研究背景 第一章绪论 景观设计和研究，历来都只重视视觉要素，而对于其他听觉、触觉、嗅觉等感官要 素基本上很少考虑。以其中的声要素为例，听觉是人的五官感受中不可或缺的一个组成 部分，不仅是获取信息的重要手段、还是感受景观的重要渠道之一。但是迄今为止，在 景观研究和设计中，对声要素的考虑非常有限。而即使有所考虑，也是从噪声控制的角 度来进行，即把作为公害的噪声的预防和去除作为主要任务。诚然，随着城市化的加速 发展，噪声已成为城市景观中日趋严峻的问题，但同时我们也可以切身体会到，在城市 中流水声，鸟鸣声，风声等自然声和钟鸣声，嬉闹声等人工声已渐渐丧失或失去其活力， 取而代之的则是现代生活中充满的交通噪声，商业喧闹声等。因此，在景观研究和设计 领域中，应该引入通过五官全方位感受环境的全面的设计理念，加强对诸如声环境等常 被忽视的景观要素的研究和设计。景观的设计是满足观众的包括视觉、听觉、触觉、嗅 觉在内的全方位感受，运用多种手法，多角度设计，使人们产生对景观的全面体验。我 们所生活的世界带给我们纷繁复杂的各种景象，不仅充实了我们的视觉，更提供给我们 各种声景，向我们诉说，激发我们的“听觉”感知，所以，在景观设计中，不仅要设计 不同的视觉效果，更要把听觉要素运用的景观设计中，为景观设计提供一种新颖而有效 的手段，给景观研究与设计领域注入新的生机。同时，在以声景概念为前提的声环境研 究中，不应仅仅是预防和消除不理想的噪声要素，而应有一种更为丰富的手段和积极的 姿态主动地去设计和创造理想的声环境n 2 3 3 。 对声景设计的评价也应由设计的发展而逐渐发展起来，一个声景的好坏，人们对它 的接受程度及喜爱程度都是评价的重要内容，因此，寻找一种好的方法来行量化与测评 人们对声景的主观感受，也是非常必要的。 1 2 论文研究的目的和意义 近2 0 年来，由于社会的快速发展，城市越来越拥挤，交通进一步繁忙，噪声污染日益 严重。虽然各项整治措施在控制社会噪声，交通噪声等方面起了一定作用，但是，整个城 市的声环境质量并没有因此而明显的改善。因此从经济效益、环境影响等方面寻求更合 理的声景观规划，已成为一项重要的研究内容。其中以声景观为着眼点对城市进行的生 第一章绪论 态规划，在控制城市噪声与改善城市声环境方面将起到不可忽视的作用。 声景观与噪声的关系主要可以从以下两个角度来看： ( 1 ) 噪声是声音整体的一部分，而声景观研究的是声音的整体，因此，噪声也是声景 观的一部分。声景观作为一个整体，既包含着好的、正面的、能使人身心愉悦的、有正 面的影响的各种声音组合，也包括对人体健康无较大影响的声环境，还包括那些有负面 作用的噪声。声景观思想的提倡者作曲家r m u r r a ys c h a f e r 认为：充满噪声的现代社会， 缺乏的是声景观的平衡。从这个认识点出发来看待噪声，可以认为，噪声作为声景观中的 一个内容仅仅是一种失去平衡的声景观，并不是完全意义上的不好的，或者说是负面的 声音。 ( 2 ) 声景观的研究和噪声研究的出发点不同。日本声景观协会会长平松幸三教授认 为：噪声的研究，必须是以声音被确定为噪声为前提条件的；而声景观的研究对象是声 音整体，包括正面的，优美的各种人工或自然声，也包括影响人们生活得来自社会各个 方面的噪声，都在它的研究范围之中。因此，可以说声景观的研究部分也包括了噪声的研 究，噪声研究是声景观研究的一部分。而现有的噪声方面的研究成果，也理应归入到声景 观中对减缓或消除负面声音影响的研究成果h 5 6 7 。 目前声环境研究主要集中在两个领域：第一，某些特殊的以听觉功能为主的建筑内， 如现在非常关注的演播厅，多功能报告厅等一些对声音要求非常高的特殊建筑内的音质 设计一直是声环境研究中的重点；第二，随着当代社会的不断进步，城市发展速度越来 越快，各种技术在生活中的运用越老越多，使得技术设备产生噪声越来越影响我们的生 活，我们现在生活环境越来越被恼人的噪声所充斥，而像虫鸣声、鸟叫声、溪流河川声、 风吹动树叶声、古寺钟鸣声、孩子们的欢笑声，这些能使人产生美好心情的富有感染力 的声音正随着城市的发展而失去活力，所以基于声景的声环境的研究不应该仅仅是消极 地去除某些不好的，有负面影响的声音，预防某些使大家产生厌恶情绪的噪声，而要以 积极解决和预防的姿态，对声景进行合理的规划和设计，根据不同的环境设计声景的场 所和声景的额内容，虽然是以人工的方法，来创造使人们感到亲切美好的声音环境，营 造带有空间与地域特有的情感与氛围【8 】。由此可见，在今后的声景观设计研究与实践活 动中，应充分重视声音要素，积极地将用声景观理念下的声环境保护、改善和设计运用 到景观设计中去，同时重视其他感官要素在设计中的体现如嗅觉，触觉等，通过各种感 官的共同作用，实现景观塑造呈现出多方位，多视角，作为人与环境和谐相处，亲密联 系的媒体，已成为景观学包括声景在内的发展方( f i 9 , 1 0 1 。 2 长安大学硕士学位论文 在重视景观设计，尤其是声景观的设计的同时，我们还要关注的一个问题就是什么 样的声景可以称作优秀的声景，如何评价一个既有的声景观，声景观符合那先方面的条 件就可以赢得大众的好评等，因此对声景观的评价方法的讨论也是一个不容忽视的问 题，不仅要设计出合适的评价方法来对声景设计进行评价，还要通过评价后的结论来指 导以后的声景设计。 1 3 国内外研究现状 加拿大科学家r m u r r a ys c h a f e r 教授倡导的s o u n d s c a p e 声景的思想，自本世纪6 0 年代 末7 0 年代初创建以来，首先在加拿大得以发展，随后这一思想逐渐推广到欧洲各国。日 本、英国等国家的声景观理论也得到迅速发展，分别成立关于声景探讨的学术团体。目 前，华人学者已经遍布世界各地，对声景的研究也越来越充分1 1 , 1 2 】。 1 3 1 国外声景观研究现状 加拿大的世界s o u n d s c a p e 计划( 简称w s p ) 由s i m o nf r a s e r 大学的加拿大科学家 r m u r r a ys c h a f e r 教授于2 0 世纪6 0 年代末7 0 年代初创建的，是一个以研究为主，教育和推 广为辅的声景观的学术机构。r m s c h a f e r 教授关于建立世界声景计划的倡导深深地感染 了一些年轻的作曲家和声景与环境研究的学生，并得到了他们的积极响应，同时还得到 了加拿大d o n n e r 基金会的支持，出版了t h ev a n c o u v e rs o u n d s c a p e ) ) 一书。以后，随着 声景的不断发展，各种声景调查活动也在欧洲大陆逐渐展开，分别调查了瑞典、德国、 意大利、法国、苏格兰每个国家中五个乡村的声景情况，并对结果进行分析与研究。 声景思想在英国建立和发展起来之后，英国也成立了各种声景的研究团体，其中比 较著名的是r i g h tt oq u i e ts o c i e t y 组织，这个组织自成立以来进行了一系列以声景研究为 指导思想的维护日益恶化的城市声环境，防止声环境破坏的各项活动。 声景概念在日本也有较好的发展，“s o u n d s c a p e ”在日本被称为“音风景”，声景是包 含自然科学、社会学、人文科学在内的综合学科，从不同方面研究声音环境，探索声音 及其相关问题为新的切入点，在声学、环境声学、噪声控制、声景设计等领域有所发展。 相关团体中日本s o u n d s c a p e 学会由与声音环境相关的学者、政府官员、教师、专业工程 技术人员组成，来共同探讨基于声景概念下的声环境问题，目前在日本、加拿大、韩国 等拥有5 0 0 余名会员，开展多种多样的学术活动，并丌展一系列与维护良好声环境有关 的活动【1 3 , 1 4 】。 3 第一章绪论 1 3 2 国内声景观研究现状 近几年，国内对声景观的研究越来越多，各个不同地区都有相关声景的研究报告， 将声景研究结合到城市规划，城市发展的各个方面，并且开展各项研究将“声景设计” 思想用于改善城市声环境，减少或消除噪声对人们生活产生的影响，对负面的声现状进 行治理、生活小区整体规划，充分发挥声景在规划方面的优势，改善城市的声景，创造 跨世纪的环境。从整体规划方面将为城市建设和规划方面提供理论与实践依据，为建设 国际化大都市打好基础。从细节与局部来讲，通过实地调查个小区的声环境现状，并讨 论改善方案，在声景理论的指导下并依据科学的数据和相关的心理学知识得出相应声景 现状，进行改进，提供跟美好的生活环境。 台湾新竹清华大学在声景研究方面也有较早发展，从城市规划及市场扩展方面来 讲，将声景作为城市代表的一部分，提出都市表情的概念，在都市行销( c i t ym a r k e t i n g ) 中提出交换概念来代表城市形象。在向外推广城市形象方面，推广内容除了具体的物品， 特色产品，有代表性特产外，也对社会环境，社会文化，人文环境，从社区到都市的方 方面面形象以商品为比喻进行都市行销。同时在景观方面，通过运用声景将产生负面影 响的噪声等转换成对环境产生正面效应的优雅景观。也就是说，声景在都市表情方面产 生对人、生活、社会等的正面影响，一方面丰富了都市的“声表情”，另一方面以声景 来作为都市行销的特产【l 引。这也是声景在城市景观规划中的成功应用。 1 4 论文研究方法 本文对大雁塔北广场音乐喷泉声景观这一人工声景做现场调查及主观评价，研究方 法上采用文献研究、实地调查、问卷调查，并对调查结果进行统计分析，最后得出评价 结论【15 1 。 1 4 1 文献研究 查阅中外关于环境心理学，声学等的著作，通过学校图书馆、资料室以及互联网、 报刊杂志等，获取所需要的国内外相关领域的著作及研究资料，并仔细研究。广泛阅读 有关城市规划、景观规划、环境、声学及心理行为等方面的中外文期刊，并注意相关领 域最新动态。通过文献研究，强化论文理论依据与基础，切实探讨大雁塔北广场音乐喷 泉的声景学应用与实践效果，进行科学合理的声景评价。 4 长安大学硕士学位论文 1 4 2 实地调查 根据研究题目的内容进行实地调查，在大雁塔北广场及周边会受到其影响的地方进 行实地测量，通过实地调查情况及测量数据结果找出适宜的研究项目，对实地的声景及 周围环境进行调研、分析和总结，根据分析结果来指导问卷的设计。 1 4 3 问卷调查 进行环境及景观调查的方式有两种，一种是以现有的客观资料为依据，包括文献资 料与各种监测资料，根据资料内容进行景观调查；一种是以主观感受为依据，将人们对 对景观的主管喜爱程度统计出来，以此为数据来源进行调查。问卷的结果通过统计分析 进行分类，从而实现对声景的评估。问卷调查是本研究的一个重要组成部分，通过问卷 了解人们对大雁塔北广场音乐喷泉的审美，通过回收问卷进行分析是此项研究最终得以 成为指导实际工作的关键。制作关于人们对广场音乐喷泉喜爱程度内容相联系的问卷。 问卷的主要内容包括：人们对大雁塔北广场音乐喷泉的听觉感知，喜好程度，周围 景观及人文文化的协调美感度，对日常生活是否有影响，以及对其整体印象与评价等。 由于调查表发放的对象主要为欣赏音乐喷泉的游客，普通市民，故在题目设计上遵循数 量少，题面简单易懂，选项个数少等原则，这样受访市民容易理解，也容易受访者作出 选择，避免了受访者犹豫不决，不知如何选择的情况发生，也对调查工作有很大的帮助。 1 4 4 数据分析与讨论 对调查问卷的结果进行统计与分析，结合理论讨论大雁塔北广场音乐喷泉使人们感 兴趣的因素，分析其中对人们的听觉审美影响较为重要的因素，以及人们对其中不协调 及产生正、负面影响的因素等，对调查结果进行统计和分析，并运用模糊数学理论中的 模糊综合评价法，将统计数据进行科学计算，用具体数值来表示受访者对大雁塔北广场 音乐喷泉的主观评价，通过数据分析与讨论得出不同声环境因素对审美影响的结果并指 导以后的声景观设计。 1 5 论文研究的主要内容以及结构安排 1 5 1 论文研究的主要内容 l 、大雁塔北广场音乐喷泉现场测量与分析 选择大雁塔北广场音乐喷泉不同的测点进行实地调查与测试，采用h s 6 2 8 8 b 噪声 分析仪。了解喷泉表演和不表演时广场内和广场周围不同地点声压级变化情况，并对广 第一章绪论 场的各种声音和周围环境的声景要求做分析讨论。 2 、声环境问卷调查 通过问卷调查，了解大雁塔音乐喷泉表演时市民对其这一人工声景的主观态度及其 对生理、心理的影响，统计调查结果，结合实测数据，为评估广场及周边的声环境状况 提供科学依据。 3 、处理调查结果 将评价结果进行数学统计整理，将各个问题的调查结果分别进行统计，得出不同选 项的选择比例，为后续评价打好基础，做好铺垫。 4 、对声景观进行主观评价 运用模糊数学的综合评价法对大雁塔北广场音乐喷泉声景观进行主观评价，并分划 出评价级别，将评价方法应用于类似声景主观评价，并由评价结果来指导其他声景设计。 1 5 2 论文的结构安排 论文的结构安排如下： 第一章介绍了论文产生的背景，目的和意义，国内外研究现状，指出了研究声景 观的必要性。 第二章介绍了声景观的定义，声景的内含及外延，声音对人生理和心理的影响， 不同的声景给人的不同感受，同时还介绍了一些噪声评价的相关理论。 第三章对大雁塔北广场音乐喷泉声景现状做分析评价，不但对广场内的特色声景 逐一做了介绍，同时将广场周边环境的声景也进行了介绍和评价。通过仪器对广场及周 围的声环境进行测量，取得第一手材料。 第四章主要介绍了在大雁塔北广场及周围发放问卷调查表，让市民对大雁塔音乐 喷泉做主观评价，将评价结果统计整理，为后续的分析做好铺垫。 第五章首先介绍模糊数学原理和其在评价中的广泛运用，然后用模糊数学原理中 的模糊综合评价法对第四章中的评价结果进行分析计算，最后由计算数值来确定评价结 果，得出评价结论。 第六章为全文的总结章节，对论文进行总结指出本论文的主要结论、不足以及有 待深入研究的问题。 1 6 本章小结 6 长安大学硕士学位论文 本章中作者从实际背景出发，提出研究大雁塔北广场音乐喷泉声景观评价的问题， 以现阶段声景研究为背景，指出研究的目的和意义，提出了声景观，噪声治理，景观评 价方面的内容；通过对国内外各种资料的搜集与整理，了解了国内外对声景研究的现状； 同时对全文的研究方法作出了总结，通过文献研究，实地调查，问卷调查和数据分析与 讨论等方法对音乐喷泉声景观做总体评价，提出评价方法；明确了论文的主要研究内容 和结构安排。对全文起到提纲挈领的作用。 7 第二章声景及声景相关理论 2 1 声景的概念 第二章声景及声景相关理论 2 1 1 “声景观“的理念及其解析 2 0 世纪6 0 年代末，加拿大的作曲家、音乐教育家r m u r r a ys c h a f e r 首次提出了“声 景观”( s o u n d s c a p e ) 的概念，是人们对听觉和声音有了新的认识。s o u n d s c a p e 一词类的 构词法同l a n d s c a p e ，是“s o u n d ”( 声音) 和词缀“s c a p e ”( 景观) 组成的复合词。它是相对 于“视觉的风景”( 1 a n d s c a p e ) 而言的“听觉的景观”( s o u n d s c a p e ) ，其意义为“听觉的景观” 【9 ，1 6 o “声景观”( s o u n d s c a p e ) 与传统意义上的“声”( s o u n d ) 的区别主要体现在以下几个方 面： 从单个到整体的转换 在一般观念中，人们对于声音的认知，通常是孤立与静止的，是与走位环境截然分离 的单独的声音或是某一类型的声音。而声景观所讨论的则是由这些孤立的、单一的声音 组合而形成的整体的声环境。例如，人们在清晨的公园中漫步时听到的鸟叫，风吹动树 叶的沙沙声，人们的活动声，交谈声，公园里的流水声等着一切的声音共同组成了早晨 公园的声景。各声景要素的关系如图2 1 所示，声环境的构成要素，包括自然声、人声、人 工声，以及内心的记忆联想声，等等。 从孤立到联系的转换 声景观作为景观主要要素之一，并不是孤立存在的。一方面，声音有其自身的物理性 质，在它的产生和传播过程中，随着物理性质如波长，频率等由于吸声，反射，投射等 物理过程的发生而改变，而使人们的听觉主观感受发生变化；另一方面，对声音的感受 取决于人，人们由于各种客观与主观因素的不同，而对声音的感受也大不相同。例如， 同样的声音，在城市的商业区与在郊区的树林中，在喧闹的操场上与安静的教师里，人 们的感受大不相同，这就是声景观的关联性。 从物理性到社会性的转变 历来对声音现象的研究，主要侧重于对其物理特性的把握，通过定量的方法来分析，例 如测量或计算声压级、声频率特性、混响时间、利用吸声，隔声的物理手法来处理声音 的听觉效果等，而忽略了其所具有的社会性、历史性、环境性等特征。从声景观的角度对 8 长安大学硕士学位论文 声音现象的把握，则要求对声音的多重特征进行综合考虑，并根据人的个体差异，附加有 不同的价值和文化内涵。 图2 1 声环境的构成要素 2 1 2 “声景观”各要素的解析 为了有效地把握声景观，根据其声音各个声音在整个声环境中扮演的角色，可以把声 音划分为以下几个类别： 基调音 基调音又称为背景音，作为其他声音的背景而存在的声音，描绘生活空间中的基本 声音特色，是在某一自然和社会环境中，可以频繁地听到的声音，如流水声、动物的活 动声、风声、嬉笑声、音乐声等。作为其他声音的背景，起到突出其他声音的存在的作用。 同时，它也是代表地域或时代特征的重要因素。例如，在乡村，基调音就是鸟叫虫鸣狗吠， 在城市，交通噪声建筑噪声等就是它的基调音。 信号音 信号音也称作情报音，是指带有提示，指示的功能，利用其本身所具有的听觉提示 作用来提醒人们引起人们注意，如警报声、鸣笛声、汽车喇叭声等。信号音根据提示范 围和对象的不同而产生差异，但并没有代表地域和时代特征的功能。此外，为了强化信 号音的提示功能，常常加大其音量，因此信号音也有噪声化倾向。 标志音 标志音在声景观设计中也叫做演出音，是具有独特的场所特征的声音，包括自然声 和人工声，如音乐喷泉、活动声、表演声等，该地域的人对于这种声音有着亲切感。与 9 第二章声景及声景相关理论 景观标志的调查和发掘所不同的是，景观标志可以通过现场调查来获得，而声景观中的 标志音就必须通过对当地长时间的居住者或工作者的访问才能获得。这种标志音是象征 着某一地域或时代特征的最有代表性的声音，也是城市规划和建筑设计中必须加以保全 和复兴的重要对象9 1 。 2 2 声景理念的扩展 2 2 1 声景的主体和客体 对声景的研究，离不开客观存在的声音，声音本身是客观存在的物质，所以要以客 观存在的声音事件，包括声音的时间组成、空间构成、物理性质、发出的地点、对听着 产生的身心影响等为客体。声音这种客观存在的最直接的感知者是人。 声音的存在皆依赖于主体对它的感知，依赖于人这一有意识的物种的存在，并且客 观存在的声音是人的听觉感知活动发生与存在在的基本前提，所以，声景观研究的主体 是人，以此为基础衍生到声音对人的心理、生理等方面的影响，以及人们对声音本身的 需求，例如：对人类的历史环境、文化的影响，对人类社会的影响及人类社会对声音的 需求，对人们赖以生存的、时刻也离不开的自然基础自然界的需求及影响，由于人 类的不断的发展而产生的更多新增声音要素，以及人类对它的需求及它所产生的影响等 【2 3 ，2 4 】 0 所以声景研究的主体以人为中心，客体是在我们现实生活中存在的各种声音要素的 总和，同时主体、客体的相互关系还要要注意到生态、历史文化、环境、社会等各个方 面的影响。 2 2 2 声景的内涵与外延 声景的内涵指的是声景自身所反映的客体的客观物理属性。它是指声音的频率特 性、空间特性、时域特性、以及情感因素对人的影响。声音是客观存在的，但对它的感 受的直接的主体是人，因此在声景研究时特别强调声音对人产生的作用，包括对人们心 理接受程度，生理舒适程度，行为影响程度等，同时还要强调人们对声音的需求及满足 程度。根据以上条件来评价声音的价值。 声景的外延指的是与声景的内涵相对应的，是指声音的辐射范围的影响程度。声景 的外延是声音对生态、历史文化、环境、社会等各方面的影响，以及随着社会发展而对 新增因素的需求和影响。这些需求和影响将产生新的正价值量或者负价值量，将这些价 1 0 长安大学硕士学位论文 值量添加到由声景的内涵所形成的基本价值量中去，便形成一个总的价值量，通过此价 值量来对声景进行全局上的认识和评价。所以声音的基本特征、声音的内涵是对声景研 究的基础，在此基础上，需要进一步的探索声音的外延【2 5 3 - 6 1 。 2 2 3 如何评价优秀声景 基于上述对声景的主体和客体，内涵与外延的介绍，可以看出一个优秀的声景，满 足人们身心的声景应该满足以下几点： 首先是人们对声音客体的需求程度，即声音自身价值的体现，声音的功能对人的满 足程度。不同的环境下，人们对声音的要求也不相同，例如：当人们在休息、学习的需 要安静环境要求的时候或者处于安静状态，要求声音越小越好，声音的变化越少越好， 想保持宁静的状态。但是声音并不是一直越少越好，人在精神处于紧张状态的时候，如 果周围的环境过于安静，这样会精神上的压力，这时候反而需要适当的舒缓的音乐来放 松神经f 2 5 j 。 其次，声景的内涵应该是以人为中心。一个好的声景应至少能够满足人的心理、生 理的可接受程度。在心理上，声音应该能够满足人们的心理需求，给人们提供轻松愉悦 的生活环境；在生理上，对声音的基本要求是频率满足身体各个器官的承受能力，对器 官没有损害。 再次，声景与声环境、社会、历史文化等之间相互依存。声音与环境的依存关系是 指声景与环境、社会、经济同步发展，作为社会生活的一个重要组成部分，声景的规划 和设计要对社会和环境尽量多的带来正面影响，消除负面影响，丰富社会环境的听觉内 容，促进社会进步。 最后，从声景作为各种声音和社会历史文化因素的结合，在现代会中应该努力营造 使人舒适的工作，学习和生活声环境，根据人们的生活状态及心理需求来指导声景设计， 保留特定的优秀声景，消除噪声等产生负面影响的声音【1 7 ，2 6 1 。 2 3 相关理论 2 3 1 人耳基本的听觉系统 人耳最基本的听觉构造包括：外耳、中耳和内耳，它们连同各级听觉中枢组成听觉 系统。最灵敏的声音频率范围约在2 0 0 0 h z 一6 0 0 0 h z 之间，人耳的听觉特性可以用一条等 响曲线来表示( 如图2 2 所示) ，这条曲线基本成v 字型，当频率超过1 5 0 0 0 h z 或者低于 第二章声景及声景相关理论 2 0 0 h z 时，人耳对声音很不敏感，在3 0 0 0 h z 一4 0 0 0 h z 之间的声音，人的听觉敏感性最高。 由此，人们提出了计权声压级，其中a 计权曲线是近似模仿声音响度在0 d b 3 0 d b 时的人 的听觉频响，b 计权曲线是近似模仿声音响度在3 0 d b 6 0 d b 之间的人的听觉频响，c 计权 曲线是近似模仿声音响度在6 0 d b 1 3 0 d b 之间的人的听觉频响，而d 计权曲线则是表征飞 机噪声在听觉上的反应。由等响曲线可以看出人耳的听力对声音的响度，与声音压力的 大小以及与声音持续时间都呈非线性的关系。 2 03 0 4 0 6 08 0 1 0 02 0 04 0 08 0 0 i o o oz k了k4 4 1 ：o 誓5 - 【i u k1 5 丘 叛摹纠拓 图2 2 等响曲线 同时，人耳的听觉还呈现出以下特性： ( 1 ) 听觉谐波频率，即不仅仅能听个单个的声音，同时能够听出该声音频率的一系列 谐波频率：f n - - n i l ；n = l ，2 ，3 ( 2 1 ) 其中f l 为声波的频率，f n 为耳蜗非线性振动后产生的谐波频率。 ( 2 ) 声音的组合频率： f = lm f l 4 - n f 2i ；n = l ，2 ，3 ( 2 2 ) 其中f l 和是声波的频率，f 为耳蜗非线性振动后的频率，当声音比较大的时候，会 在听感上产生两个声音的一系列组合频率 1 8 , 1 9 】。 2 3 2 声音对人心理的影响 同样的人在不同的心情和环境中，对不同的声音有不同的感受，同样的声音对于不 1 2 帅 粥 黔 协 的 w 鲐 ；： 幻 m o !l l 芷二繁po一雹、趔琶氍 长安大学硕士学位论文 同的人，体会也是不同的，心理声学表明，人们对声音的感受以及欣赏程度有一个从初 级向高级、从感性到理性的发展过程。聆听者在感知声音效果的过程中逐渐建立起声音 的外层形象和内在形象。表层给听者以刺激，内在则给听者以情感。 人们对声音频率的主观直接感觉我们称之为音高( p i t c h ) ，音高与物理学上所定义的 声音的频率有关，但是却并不完全相同。人耳的听见特性是声音的频率越高，音高越高， 但是音高也与声音的强度有关，通常有以下的结论： ( 1 ) 当声音的频率在5 0 0 h z 以下时，表现在外在是声音的响度越大，音高越低； ( 2 ) 当声音的频率在5 0 0 h z 在4 0 0 0 h z 之间时，在这个区间内响度与音高就乎不受影 响； ( 3 ) 当声音的频率在4 0 0 0 h z 以上时，表现形式是声音的响度越大，音高越高； ( 4 ) 复合波形的声音音高与声音的谐波有关； ( 5 ) 当纯音持续时间大于0 0 1 5 m s 时，这时由于纯音持续时间过短而使得音高无法感 觉，当持续时间在0 0 1 5 m s 与0 1 5 m s 之间时，随着感知时间不断加长，音高随时间的增 加而增加，一般声音信号应持续1 4 个周期以上并且声音持续时间应大于3 m s 。 对声音的音高影响最大的是声音的频率，音高的单位是m e l ，例如8 k h z 的声音通过 人耳感觉到的频率是1 3 0 0 h z 。 另外，音高也会受声音声压级的影响，主要表现在低频声音的声压级越高，音高越 低，高频声音声压级越高，音高越高。 对声音的音高的影响还包括掩蔽效应，这种效应包括两种形式：一是低频声对高频 声的掩蔽效应，另一个是高频声对低频声的掩蔽效应，相应的掩蔽效应对音高的影响也 与这两种掩蔽形式有关，高频音在低频音的映衬下音高会有所增加，同样在高频音映衬 下的低频音也会因为高频音的出现而音高有所减弱。 如声音声压级对音高的影响为v l ，声音的掩蔽效应对声音音高的影响为v m ，则被测 声音的音高为：h v = f t ( 1 + v l + v m ) ( 2 3 ) 根据人耳的结构特征、生理特征使得人们对声音的感知有一些特点，同时，人耳由 于掩蔽效应的因素的影响，使得人们对声音变化的感知存在一定的限制。主要表现在如 果声音的持续时间过短，达不到人耳听见感知的限度，人耳就没有办法扑捉到它；如果 两个声音的频率太过于接近，人耳的听觉水平也不能辨认，而将其看做一个声音。 对于不同的频率的声音，人所能感到的声音的变化量也不相同，影响关系可以近似 描述为： 第二章声景及声景相关理论 j n v f = 3 6 h z ：f 5 0 0 h z j n v f = 0 0 0 7 h z ：f 5 0 0 h z 声音的尖锐程度就是人们对高频声音的主管感受，影响声景尖锐度的主要因素有声 音的频率和响度，通常情况下，声音的频率越高，响度越大，尖锐度就越高，同理，生 意的频率越低，响度越大，声音的尖锐度就越小，如用s 表示声音的尖锐度值，声音尖 锐度的单位为a e u m ，则其计算公式如下： s ：o - 1 】1 ；：兰坠丝a c u m ( 2 4 ) s = o 1 旦面丽一 ( 2 4 ) 土 n d z 其中：n 指声音临界频段的响度值； z 指声音的临界频段值； g ( z ) 指声音尖锐度在不同临界频段的权值，g ( z ) 值在1 6 b a r k 之前为1 ，在1 6 b a r k 以后迅速上升。 声音的尖锐度主要对针对声音的高频段和响度的综合作用对声音进行评价，而对声 音的低频段的评价分析主要依靠声音的粗超度，粗超度主要分析2 0 h z 一3 0 0 h z 的低频声。 影响声音的粗糙度的主要因素有：声音的中心频率、调制频率、调制比率和声压级的大 小。另一个评价声音的因素是声音的起伏度，主要针对调制频率小于2 0 h z 的声音，影响 起伏程度的因素有起伏的比例、声压级的大小和声音的调制程度。 声音的起伏度f 的单位为v a c i l ，f 口石= = 了万a ；l 百巧j 2 5 ) 其中越是声音的时域掩蔽深度，起伏度f 与声音的调制频率f m o d 、临界频段的关系 为： 瞳4 b a r k 0 0 0 8i址出 f = 垃一v a c 玎 ( 2 6 ) 谳| a 七al 喊 粗糙度r 的单位为a s p e r ，r f m o d 址，其与声音的调制频率、临街频段的关系为： r = 0 - 3 f m o dj ： a l ( z ) d z ( 2 7 ) 虽然不同的临界频段的声音的尖锐度不同，但是人耳对声音的感受程度并不是声音 越尖锐，人对声音的听觉感受就越差，不同频段的声音对人的主观感觉影响各不相同， 例如，如果声音中高频段部分过多，在听觉上会产生高频附加音，声音感觉到粗糙、刺 耳、缺乏真实性，但如果声音低频段较多，而中高频相对缺少，人会感到声音比较暗、 1 4 长安大学硕士学位论文 同时有振动感，同样如果中高频段的声音过多，而低频声音缺少，人们感到声音变得生 硬、不真实。 2 4 本章小结 本章主要向大家介绍论文中讨论的有关声景观的相关理论。首先解释“声景观”的概 念，其与“声”的关系，对“声景观”中各种要素的解析使得其在概念上完整清晰，容易理 解，接着在此基础上对声景概念进行扩展，延伸出自然声景，社会声景，以及声景的主 体，客体内容，对声景观概念解释更加细致，透彻。同时对人耳的听觉特性及声音对人 生理和心理的影响等内容也做了一定的介绍，为以后通过实际调查与数据分析对大雁塔 北广场音乐喷泉声景观的主观评价做好铺垫。 第j 章太塔北广场音乐喷泉p 景观的现状* 鹰 第三章大雁塔北广场音乐喷泉声景观的现状调查 31 大雁塔北广场现状介绍 西安市大雁塔文化广场位于举世文明的佛教圣地大雁塔脚下，广场周边改造工 程占地近1 0 0 0 亩，主要包括北广场、南广场、雁塔东苑、雁塔西苑、雁塔南苑、慈 思寺、步行街和商贸区组成，是我国目前最大、品位最高的唐文化休闲广场。 大雁塔北广场北起雁塔路南端，南接大慈恩寺北外墙，东到广场东路，西到广场西 路，东西宽2 1 8 米，南北长3 6 4 米，占地1 0 0 余亩，建筑面积约1 1 万平方米，总投资 约5 亿，i 三。整个广场由水景喷泉、文化广场、园林景观、文化长廊和旅游商贸设施等组 成。整个广场以大雁塔为中心轴三等分，中央为主景水道，左右两侧分置“唐诗园林区”、 “法相花坛区”、“禅修林树区”等景观，广场南端设置“水景落瀑”、“主题水景”、“观景平 台”等景观。北广场目前是亚洲最大的喷泉和最大的水景广场，巨大的矩阵喷泉由1 7 0 0 多个泵组成，每个喷头都可以自由控制，组合出各种图案和字体，同时也是亚洲雕塑规 模最大的广场，由两个百米群雕、八组大型人物群雕和4 0 块地景浮雕组成，反映了大 唐盛世的辉煌，广场设有绿化休息小岛，整个广场町供3 0 0 0 人就座休息娱乐。是哑洲 最大的喷泉广场和最大的水景广场