扩散反射.ppt

扩散反射 扩散 也称漫反射 扩散可以把 集中声音 分开 可以防止闷罐子和金属般的混响 增加混响的温暖 甜美和细致 由于它是把 集中的反射声 变得分散 因此可以使声音的空间感变得更大 同时有些漫反射装置还能吸收低频 在声学设计中 声学设计师常使用依据扩散原理制成的扩散板 来扩大听音区 以及用扩散不同频率的扩散板来做频率补偿 同时它也有美化声音的作用 任何不平的表面 都有漫反射作用 而漫反射装置 也就是让你的平面的墙壁 变得不平 扩散声场的形成设想一束声波 可用一条声线代表 在一个形状不规则的刚性壁面的大房间中传播 显然 这一声束在到达边界面 壁面 天花板或地面 之前 它是以直线方式传播的 一且到达某一边界面 它就按照反射定律反射 经反射后的这一声束将改变原来的传播方向继续传播 经过某一传播距离之后 它又到达另一边界面 并再次反射 以新的传播方向又继续向前传播 依此类推 对于形状不规则的大房间而言 任何方向的入射波经过若干次反射之后 总可以改变为沿某一特定方向传播的反射声 由于声波在室内各反射面上连续反射 并不断改变其传播方向 这种能使室内任一位置上的声波可以沿所有方向传播的声场称为扩散声场 下面给出一些理论上的示意图 可以很好的说明扩散的工作原理 注意这些示意图忽略了不同频率声音的不同特点 示意图 表示的是 在室内 从声音源 黑色圆点 发出的声音 在室内传播以及墙壁反射的情况 第一行的图片是在发出声音后35ms的情况第二行是90ms第三行是145ms第四行是200ms 可看出 在光滑墙壁的室内 声音会补很有规律的反射 反射声能量很大而且数量少 听起来有回声的感觉 上面还是同样的房间 只不过墙壁上布满了象半圆球一样的扩散装置 声音到达墙壁后被化解成无数个反射波 反射声能量很小数量多 已经变成了混响的感觉 下图是两个房间在没有漫反射和有漫反射情况下的脉冲响应 可见 有漫反射和没有漫反射的房间是有很大的不同的 典型扩散反射构造1 GRG声扩散国家大剧院音乐厅的顶棚和墙面采用了平均厚度达到4cm的GRG 增强纤维石膏成型板 顶棚上的GRG装饰有看似凌乱的沟槽 侧墙GRG为起伏的表面 目的在于扩散反射声音 平面反射的声音类似于镜子 会因局部声音强烈反射影响音质 扩散反射类似于被磨毛的玻璃 声音反射更加均匀 柔和 另外 厚重的GRG板能够有效地防止低频吸收 增强厅内的低频混响时间 使低音效果 如管风琴 大管 大提琴等 更加具有震撼力和感染力 舞台侧墙上采用了类似于歌剧院墙面的栅状间隔的MLS扩散墙面 能扩散反射来自演奏台的声音 保障演出者之间具有良好的自我听闻和相互听闻 2 MLS声扩散戏剧场观众厅墙面采用了MLS设计的声扩散墙面 看上去象凸凹起伏的 不规则排列的竖条 目的是扩散 反射声音 可保证室内声场的均匀性 使声音更美妙动听 MLS称为最大长度序列 是一种数论算法 其扩散声音的原理是 声波到达墙面的某个凹凸槽后 一部分入射到深槽内产生反射 另一部分在槽表面产生反射 两者接触界面的时间有先后 反射声会出现相位不同 叠加在一起成为局部非定向反射 大量不规则排列的凹凸槽整体上形成了声音的扩散反射 MLS扩散墙面的设计需要进行数学计算 并在声学实验室中测量设计方案的效果 戏剧场MLS墙面的凹槽深度15cm 每个凸起或凹陷的单元宽度约20cm 面层为约4cm厚的木板外贴粉红色装饰布 凸起单元内部填充高密度岩棉 其热烈夺目的视觉氛围和神秘十足的声学造型 为戏剧场增添了令人遐想的艺术效果 3 QRD 二次剩余扩散体 扩散录音室因录音的需要 要求更高的声场均匀度 因此需要更良好的墙面声扩散 国家大剧院录音室墙面大面积地采用了QRD 二次剩余扩散体 扩散单元 QRD与MLS不同 它的槽更窄 每个槽的深度是不一样的 槽深是通过对自然数列二次平方后对周期数取余数 得到的数值序列 QRD的扩散原理主要是因不同槽深的声阻存在差异 利用其反射声波动之间的衍射效应 QRD具有更强烈的扩散效果和扩散频率范围 非常适用于录音