[翻译]先进低音炮房间声学效果计算机建模简介

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先进低音炮房间声学效果计算机建模简介

现行的房间声学技术建立在先入为主的预设前提的基础之上，但实际上很可能不适于我们的影院房间。例如我们的房间的几何形态并非设定的那样，那么我们关于放置低音炮的经验法则将不再管用。如果是房间的格局不对称，比如一面墙有门，而与之相对的墙面没有。甚至是我们天花板吊顶内的支撑结构都会对低音炮的摆放造成难以控制的影响。还有多支低音炮的情况更加复杂，虽然我们可以通过各类低频管理软硬件做相应的补偿，但这样方法所达到的效果都比不上我们将足够数量的低音炮摆放在合适的位置上来得好。

解决以上问题的方法是应用计算机建模以收集房间的声学特征并应用这些数据来确定该房间的最佳低音炮数量以及可能的摆放位置。这一方法的名称就是所谓的“计算机流体力学分析”--英文简写为CFD。是一种使用计算机分析各类流体的相关运动特性的技术。因为空气也是一种“流体”，我们可以通过这种技术来分析低音炮发出的能量对房间内空气产生的影响。

CFD技术已经出现很长时间，被广泛应用于各类工业以及科技领域，从汽车到飞行器的设计都离不开这类技术。而这一技术被应用于音频领域，尤其是低音炮的声学优化领域还是很独特的。基思 · 耶茨设计团队是这方面的先进，他们利用这一技术更好的优化房间声学特性。

这一技术的好处是精确省力，我们可以让计算机独自运行无论多长时间以找到我们想要的最佳配置，在相关案例中通过这种方法优化了多达三千种不同的房间和低音炮以及不同位置的组合。想象一下传统方法搬动沉重的低音炮在房间不同的位置实验三千次已选择合适摆放位置的画面。或者想象一下准备将低音炮安置在房间的天花板的合适位置上，如果使用传统方法那该是衣服什么样的场景。

计算机仿真不止生成了我们想要的结论，而且可以通过交互的且极其生动的方式显示计算结果。下图为计算机输出的单帧分析画面显示在17.2HZ频率下，房间内的能量源既低音炮以及空气流动和房间内观众座位的交互影响。

在左侧的3D图显示模拟单支低音炮摆放在房间角落内的情形，炮既能量源被标示为红色。右侧图显示经过优化的三炮布局。颜色的不同显示房间内声压级的不同，蓝色显示低声压区域，红色代表高声压区域。通过之前的测试，房间内座椅的摆放位置对房间内声压分布有十分明显的影响。通过这一技术，我们可以方便的得到大量关于观众位置对房间声场影响的相关数据。我们只要选择只显示听众耳部高度的断层显示就可以直观的看出不同配置在观众耳部高度产生的巨大差异。



下图就是30HZ附近，观众耳部声压分布在优化前和优化后的区别，由图可见优化后声压分布均匀很多。
图中实心红圈代表观众头部切面，墙面上的红圈代表低音炮的位置。左图中单支低音炮设置情况下，各座位间的声压差异巨大，皇帝位和边上座位感受到的效果一定有天壤之别。前排皇帝位反而感受到较低的声压。而右侧三支低音炮的配置我们一眼就可以看出每个观众都能分配到均匀的黄绿色声压。

希施金

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hiICE

很专业啊

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