「声音驿站」家庭影院在设计时应该注意哪些因素

要打造真正优秀的家庭影院视听空间,获取出众的影音效果,制约的因素除了影音器材的性能之外,房间的声学与光学特性更是先天因素。尤其是难以预测与计算的各种不同类型房间的声学特性,将会对声音的回放造成各种各样的影响,当中房间大小与比例更是至关重要的部分。以现代建筑学上经典的矩形房间而言,当房间的长宽高之间的比例达到某个特定的数值,就会出现低频响应中的峰谷现象,导致整个频段的声音均匀度失调,引起声染,严重减低声音的清晰度与细节感。因此,在打造视听室的时候,最理想的必然是根据一个合适的房间比例去建造。对于已经拥有了出色的设备,却不能获得满意的声音效果的朋友,不妨留意自己的房间是否建立在合适的比例上。

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对于视听室的房间大小与比例的研究,其实从上个世纪40年代就陆续得到了不少著名声学专家的重视,并发现房间的比例与大小是两个互相影响的房间声学特性。起初大多数的研究是围绕演奏厅、录音室等环境而进行的,经过数十年的发展,随着家庭影院逐渐成熟与普及,国际上也出现了针对小空间家庭视听室房间大小与比例的标准。现在,绝大多数优秀的家庭影院视听室的建立都是基于这些标准之上。

谈及家庭视听室的声学缺陷就必然联系到小房间声学系统。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在10m以内,家庭视听室大多数都是这样的环境。由于房间容积较小,三边的长度与声波波长能产生一定的比例关系,特别是在200Hz的低频部分就更容易出现。因此,家庭视听室由于房间容积较小,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,造成房间声染的问题,导致房间声音质量下降。家庭视听室的声学缺陷包括了驻波、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。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时,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。简并现象会加重房间的声染问题,这也是研究视听室房间大小与比例的原因之一。

当我们需要对一个视听室的声音质量进行评价时,往往会以最基础的混响时间来判断。采用混响时间这个参数,本身就是为了让人们能够通过数学的方式,以可分析、可计算的办法来测试一个空间的声音特性。混响时间的概念出现的时间并不是太久,由现代建筑声学之父塞宾在100多年前提出,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。当我们要控制与测定房间中声音是否悦耳,人声是否清晰,都可以通过混响时间来判定,同时再利用吸声与扩散的方式来调整整个频段混响时间的平滑度,从而获得最适合观看电影大片与音乐的有效混响时间。

除了以上所说的之外,座位与屏幕之间的关系也是很重要的。

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1. 座椅两扶手中心到中心宽度

规范条款3. 1. 1 规定采用航空式座椅不应小于0.56m,扶手间净宽不应小于0.48m,来源于GB/T 21048-2007国标对五星级电影院的要求,这是考虑到私人会所比较大的3D影院会采用航空式座椅。而采用沙发式座椅,两扶手中心到中心宽度不应小于0.68m,扶手间净宽不应小于0.48m,来源于测量主流品牌家庭影院沙发座椅后的满足舒适性的最低要求。

2. 座椅排距

规范条款3. 1. 2 规定采用航空式座椅排距不应小于1.1m,相邻两排之间的净宽度不应小于0.4m,来源于GB/T 21048-2007国标对五星级电影院的要求。而采用沙发式座椅排距不应小于1.5m,相邻两排之间的净宽度不应小于0.5m,同样来源于测量主流品牌家庭影院沙发座椅后的满足舒适性的最低要求。

3. 视点高度

视点高度是指首排座椅位置的地面为水平基准到银幕下缘中点的垂直距离。GB/T21048-2007国标对五星级电影院要求视点高度不宜大于1.5m,不应大于1.7m。但此项指标并不适用于座位少的私人影院,因此规范条款3. 1. 3 将视点高度修订为不应大于1.0m。

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4. 最近视距

最近视距是指第一排座椅观众眼睛到银幕中心垂直线的水平距离。GB/T 21048-2007国标对五星级电影院要求最近视距按照画幅比2.4∶1的宽银幕进行换算,为不宜小于银幕高度的1.44倍,不应小于银幕高度的1.2倍。

规范条款3. 1. 4将最近视距修订为不宜小于银幕高度的2.5倍,对应2.35∶1画幅比的宽银幕水平视角为50°;而对应16∶9画幅比的银幕水平视角为39°,正好满足THX对家庭影院水平视角的要求。

极限情况下将最近视距修订为不应小于银幕高度的2.0倍,主要是考虑大型私人影院或者私人会所影院多排座椅的需要,这样对应2.35∶1画幅比宽银幕的水平视角为61°,而对应16∶9画幅比银幕的水平视角为48°。鉴于透声幕越来越多被私人影院采用,根据Alan C. Brawn 咨询白皮书《定义透声幕的区别》的研究,当银幕亮度为12fL时,使用直径0.5mm的微孔透声幕在距离12ft(3.658m)时看不到孔,因此当使用微孔透声幕时,本标准同时规定最近视距不应低于3.7m。

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5. 最远视距

最远视距是指最后一排座椅观众眼睛到银幕中心垂直线的水平距离。GB/T 21048-2007国标对五星级电影院要求最远视距按照画幅比2.4∶1的电影宽银幕进行换算,为不宜大于银幕高度的4.32倍,不应大于银幕高度的4.8倍。

本规范条款3. 1. 5将最远视距修订为不宜大于银幕高度的3.5倍,对应2.35∶1画幅比的宽银幕水平视角为37°;而对应16∶9画幅比的银幕水平视角为29°,也满足THX对家庭影院水平视角的要求。

极限情况下,将最远视距修订为当采用16∶9画幅比宽银幕时不应大于银幕高度的4.0倍,当采用2.35∶1画幅比宽银幕时不应大于银幕高度的4.5倍,也是考虑到大型私人影院和私人会所影院多排座椅的需要,视距为4.0倍银幕高度时对应16∶9画幅比的银幕水平视角为25°。而视距为4.5倍银幕高度时对应2.35∶1画幅比的宽银幕水平视角为29°,对应16∶9画幅比的银幕水平视角只有22°,因此建议银幕尺寸较大座椅较多时应选择2.35∶1画幅比的宽银幕,以获得较宽的水平视角。

6. 视线超高值(C=0.12m)的附加值(C')

视线超高值的附加值是指后排观众观看视点的视线与前排观众眼睛垂线之交点,与前排观众眼睛间的高度差减去0.12m(视线超高值)。

GB/T 21048-2007国标对视线超高值(C=0.12m)的附加值(C')的规定是:五星级电影院不应小于0.00m,四星级电影院不应小于-0.02m,一星至三星级电影院不应小于-0.04m。该值只有小于0.00m,才可以保证后排观众的视线不被前排观众所遮挡。因此规范条款3. 1. 6将视线超高值(C=0.12m)的附加值(C')定为不应小于0.00m。

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这是一个采用120英寸16︰9画幅比高清银幕或者150英寸2.35︰1画幅比宽银幕的侧视图,银幕高度都是1.49m,这是目前影音室最常见的布局,该图中,沙发座椅的排距为1.5m,最近视距3.725m为银幕高度的2.5倍,最远视距5226m为银幕高度的3.51倍,视点高度为0.85m,第二排沙发座椅比第一排垫高0.25m,按照人体沙发标准坐姿眼睛距离地面统计高度1.05m设计,视线增高值为0.125m。视线超高值附加值(C')=视线增高值-视线超高值=0.125-0.120=0.05m。这样设计可以确保第二排观众的视线不会被第一排观众所遮挡。

7. 最大仰视角

最大仰视角是指首排中心座位观众观看最高画面上缘中心点的视线与视平线形成的夹角。

GB/T 21048-2007国标对五星级电影院规定最大仰视角不宜大于40°,不应大于45°。但此最大仰视角过大显然不适合私人影院,当采用对角线120英寸以上16∶9画幅比的银幕,或者对角线150英寸以上2.35∶1画幅比的宽银幕,如果最近视距为2.0倍银幕高度,当首排采用半躺式沙发式座椅时,人体坐姿时眼睛至地面的统计高度为0.95m时,此时最大仰视角均为27°,对应THX定义的垂直视角为15°,该垂直视角是指观众观看银幕中心点的视线与视平线形成的夹角。因此,规范3. 1. 7条款将最大仰视角修订为不应大于27°,对应于THX规定垂直视角不大于15°。

这是一个采用180英寸16︰9画幅比高清银幕或者225英寸2.35︰1画幅比宽银幕的侧视图,银幕高度都是2.24m,这基本上是目前大型私人影院的极限布局。图中,首排座椅的视距4.48m为银幕高度的2.0倍,视点高度为极限的1.0m,按照人体沙发标准坐姿眼睛距离地面统计高度1.05m设计。这样最大仰视角为26°,对应于THX的垂直视角为13°,如果首排采用沙发座椅半躺式坐姿,眼睛距离地面统计高度为0.95m,则最大仰视角为27°,对应于THX的垂直视角为15°。这就是为什么规范要求视点高度不大于1.0m,最近视距不小于2.0倍银幕高度的原因

在自己家的别墅里设计私人影音室,涉及声学设计、美学设计、音响系统设计,而目前市场上影音系统品牌鱼目混珠,效果质量参次不齐,建议您在考虑设计自家别墅的私人影音室的时候,请咨询汇聪智能影音。(汇聪智能——声音驿站)


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