「聲音驛站」家庭影院系統搭建及相關注意事項

時光飛逝,不知不覺就來到了嶄新的2018年很快就要結束。新的一年即將來臨,回顧過去的一年,UHD 4K超高清視頻、3D影音、定製安裝與系統集成已成為家庭影院領域的最大亮點,也吸引了大批新力軍進入魅力無限的家庭影院領域,感受大畫面高品質多聲道影音所帶來的極致享受。為了讓更多的影音愛好者瞭解家庭影院,在此為大家深入講解家庭影院的構成及標準。

一個完整的家庭影院系統構成主要由四大部分組成:

1、房間整體構建

2、視頻系統

3、音頻系統

4、信號源與控制系統

每一個部分都是非常重要的板塊,要讓家庭影院的效果得以最大發揮,就不能忽視其中的每一個環節。房間整體構建的優劣對整體聲音與畫面的影響是直接的,視頻系統的優劣則能影響觀感,音頻系統的優劣則影響聽感,信號源部分則是影響音畫效果最關鍵的環節,控制系統則是人性化、簡易、快速、便利操作方式的全面體現。家庭影院中的各項標準更是規範著家庭影院系統真正走向成熟,是高品質影音生活的確實保證。我們將以房間的整體構建與視頻系統為重點,逐一揭開各自的神秘面紗。

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匯聰智能——聲音驛站

家庭影院系統房間整體構建

家庭影院的房間構建,這其實是一個很老的課題了,它的內容也十分廣泛,我們可以針對各種不同的視聽環境和器材構成來製作不同的房間,但是有一個地方是確定的,房間與系統之間存在著相互的關係,房間必須與影音系統融合到一起,這也是許多玩家經常所說的,房間也是影音系統中一個重要的“器材”。關於家庭影院的房間構建,我們可以提出幾個需要重點注意的問題,以便我們的讀者能夠充分了解到房間對於整套影音系統所產生的影響。房間的製作和佈置,其實是一種營造影院環境的過程,其中所涉及的內容有的是專業領域的,有的則是尋常百姓家常見的,而專業的設計與舒適的居家生活能夠很好地融合在一起嗎?我跟許多影音愛好者的想法其實是相同的,我們的目標是讓家庭影院視聽室也有家的感覺。這才是我們所最追求的個性化與高品質的家居影音娛樂的目的。


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組建一個視聽室

視聽室的誕生來自兩種途徑,一個就是採用原來的房間經過專業的裝修設計而成的,而另一種則是從零開始,在一個空曠的地方中建造出來的,前者是我們經常碰到的製作視聽室的方式。對現有的房間進行升級,並且達到提升了影音效果的目的,這也是本文所論及的重點內容。

一些朋友在考慮是否在家中製作一個視聽室時,首先就會想到在現有的基礎上進行改造,我們平常看電影聽音樂的地方大多數都集中在客廳、書房或者臥室,能否在這些起居室的基礎上進行改造和裝修來提升影音效果呢?答案是肯定的,雖然所能呈現的效果往往並不明顯,但是如果您的影音系統還沒有達到打造一個專屬視聽室的條件,那麼在起居室中進行簡單的改造來提升影音質量,這樣的方法是最可取的。

說到專屬獨立的視聽室,這樣的家庭影院系統是我們最推崇的,但是在難度上和專業性上也是最高的,對於個人玩家來說往往難以獨自完成。一個專門的家庭影院房間是理想的解決方案,因為無論在音響效果還是圖像質量上都有不錯的表現。但是在預算上則要投入更多了,因為專業的視聽室製作需要考慮的部分較多,例如隔音處理、遮光處理、聲學處理,還有器材的放置、喇叭的安裝、座位的擺放等等.....

如何選擇合適的空間

挑選或者製作一個家庭影院視聽室,長方形的房間是最佳的選擇,而且必須把屏幕置於寬度較小的一面,正方形的房間是不推薦的。用作影院用的房間,在長寬比例上其實在很早以前就有一個科學指標,通過各種專業的計算與測量,房間的長度與寬度的比例最好在1.3:1至1.7:1之間,房間的高度應該在2.5-4米以內,同時要確保每個座位所擁有的容積在5-8立方米左右。

在我們一般的居家環境中,閣樓或者地下室都是理想的製作家庭影院的場所,在面積上應該把聲學處理等部分的建築面積也考慮進去。其次應該選擇窗口較少的房間,地下室是一個理想的選擇。其三是房間必須遠離一些容易發出噪聲的區域,例如空調設備、水管、機械裝置,還有各種情況下所產生的生活噪聲。過往我們曾介紹過有關視聽室通風系統以及揚聲器安裝方面的技巧和知識,在這些文章中都有提及過有關視聽室應該如何佈置等內容,有興趣的朋友可以關注公眾號(hd-hivi)更多瞭解相關的家庭影院資訊。


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地板,天花板和牆壁

地板、天花板和牆壁這些都是房間中最重要的組成部分,我們即將展開的隔音處理、聲學處理都是圍繞著這些部分而展開的。但是在做這些裝修之前,我們不妨先看看房間裡的這些基礎設施的質量如何。

先拿地板來講,一般的毛坯房都是混凝土構造,裝修後的房間地板會鋪設瓷磚或者木板,這些材質對於家庭影院視聽室來說是致命的,因為它們會導致十分複雜的聲音反射效果,最簡單的處理方法就是鋪設地毯,而更深層次的處理辦法就是製作一箇中空層,可以以木材搭建而成,完成後再鋪設地毯,這樣的做法除了可以增加隔音強度外,還可以更加容易地掌控聲音的傳播效果,為後期的聲音調試提供有利的條件。

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緊接著就是天花板的部分,天花板一般會製作一個夾層,裡面可以放置各種聲學材料,同時又可以把線材往天花板上收藏,某些家庭影院系統還會把天花板添加美輪美奐的燈光效果,這些燈飾都需要有一定厚度的天花板夾層,還有某些視聽室會在頂部安裝一箇中央空調之類的設備,天花板的隔層內可以埋藏各種管道,但是在噪音上一定要做好控制,不然的話再好的房間也會被這些噪音所毀了。

最後要談的就是牆壁的部分了,牆壁是用來安裝揚聲器的,最好就是強固的水泥牆,如果是木牆則要使用多個隔層來組成,牆壁上可安裝各種聲學材料,從牆壁的表面到裝飾材料的厚度最好保持在20cm以上,四面牆壁也應該預留埋藏線材的管道,以便日後系統需要升級時使用。

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家庭影院中必要的聲學處理

談及聲學處理,就不能不提到混響與混響時間。混響時間是廳堂音質或稱室內音質的重要評價指標,混響時間對人的聽音效果有重要影響,它仍然是迄今為止描述室內音質的一個最為重要的參考數值。混響時間取決於房間的建築結構、頂部構造、牆壁材料以及裝飾等,座椅佈置還有其他室內裝置都會影響到混響時間。混響時間是建築聲學史上第一個可以用數學量化的手段進行控制的聲學參數。在家庭影院之中,混響時間應該控制在0.3~0.6s之間。否則過短的混響時間會讓聲音乾枯,不夠響亮與豐滿;相反,過長的混響時間會讓聲音含糊不清,不夠真實自然。混響時間的計算通常使用如下公式:t=0.16V/α,其中t是混響時間,單位為秒;V是視聽室內容積,單位為立方米;α是室內總吸聲係數。


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  房間的三維尺寸決定有3個基本的固有諧振頻率和與3個基本固有諧振頻率成整數倍頻率的諧波存在,這些聲波在房間內傳播時互相干涉,產生繁雜的組合諧振頻率。從聲學上講,房間可視為一個共鳴器,當聲源頻率與由房間三維尺寸決定的固有諧振頻率(簡正頻率)一致時將會形成駐波,產生共振,這就是聲共振現象。視聽室內的聲場均勻度、聲染色和頻率不規則性都與聲共振有關。這種共振將給原始信號加上房間聲共振的色彩,造成聲染。一般表現為在中低頻某段或某幾段頻率響度過度加強。而聲學處理就是在保持房間原有三維尺寸不改變的情況下進行合理的佈置,使用適當的吸聲材料,以增加牆壁、地板、天花板等界面的阻尼,使突出的某頻段共振的強度降弱,讓共振波峰拉平、拉寬,降低有害共振對整體音效的影響。

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適當的採用聲學材料來進行聲學處理

既然要採用聲學材料來進行隔音處理,那麼就必須對聲音的特性有一個充分的瞭解。聲音可以分解為多個頻率分量的合成。為了測量和描述聲音頻率特性,人們通常會使用頻譜來進行顯示。頻率的表示方法常用倍頻程和1/3倍頻程。倍頻程的中心頻率是31.5、63、125、250、500、1k、2k、4k、8k、16kHz十個頻率,後一個頻率均為前一個頻率的兩倍,因此被稱為倍頻程,而且後一個頻率的頻率帶寬也是前一個頻率的兩倍。

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有些更為精細的要求下,將頻率更細地劃分,形成1/3倍頻程,也就是把每個倍頻程再劃分成三個頻帶,中心頻率是20、31.5、40、50、63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1k、1.25k、1.6k、2k、2.5k、3.15k、4k、5k、6.3k、8k、10k、12.5k、16k、20kHz等三十個頻率,後一個頻率均為前一個頻率的21/3倍。在實際工程中更關心人耳敏感的部分,因此,除進行必要的科學研究以外,大多數情況下考慮的頻率範圍在100Hz到5kHz。如果將聲音的頻率分量繪製成曲線就形成了頻譜。對於各種建築聲學材料來講,不同頻率條件下聲學性能是不同的。有的材料具有良好的高頻吸聲性能,有的材料具有良好的低頻吸聲性能,有的材料對某些頻率具有良好的吸聲性能,在隔音處理上原理也是相同的。

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在專業電影院的建造要求中,視聽室與外部空間的中頻(500-1000Hz)隔聲量不應低於60dB,低頻(125-250Hz)隔聲量不應低於50dB,大家可以用這個數值作一個參考。

隔音處理

隔音處理是針對視聽室內外而進行的,視聽室內在環境,理想的狀態下是一個獨立的靜音環境,外界對於房間內的噪聲干擾要基本杜絕,而內部所產生的聲音也應該儘可能地少干擾到室外的環境,所以說隔音處理是圍繞視聽室內外雙向進行的。

家庭影院視聽室的隔音處理可以是針對所有立面而進行的,我們可以優先考慮那些與其他房間相連接的牆壁作隔音處理,例如樓上是臥室、隔壁是書房、門外是一個客廳等等,為了不打擾正常的生活環境,基本的隔音處理是必須的,而最佳的隔音辦法就是製作一箇中空層,除了要針對視聽室內部進行考慮以外,還要觀察視聽室周邊的其他細節。

視聽室應該遠離空調機房、風機房、冷卻塔、冷凍機房和鍋爐房等設備用房。與主體建築相連時,應採取良好的降噪隔振措施,例如在噪聲發生體上包裹隔音材料。


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噪音的來源我們可以歸納為:

1.建築物內設備噪聲。包括觀眾廳的空調系統、送回風系統(包括電扇)和電器系統噪聲以及出人口門開關碰撞聲和座椅翻動聲等噪聲。

2.外界傳入房間中的噪聲。既包括來自房屋內其他部分的噪聲,如來自起居室的喧譁、器材室、通風設施、洗手間或者鄰居等處的噪聲,也包括戶外交通噪聲(車輛、鐵路、航空等噪聲)以及其他社會噪聲。

3.與建築物相關設施的其他噪聲源。

視聽室大門隔音處理

即使是一個密封周全的視聽室,也需要製作一道門,門的出現就會讓視聽室的隔音效果下降,因此要衡量一個視聽室的隔音做得周不周全,看看它的門就知道了。一般來說,要製作一度隔音效果出色的門,難度比房間的隔音處理要大,但是隻要有技巧地設計這道門,視聽室的效果就會更上一層樓。

許多噪聲是經過門、窗進入室內的。良好的木質門,關嚴以後可使室內噪聲級降低(10-20)db.若再將門框周圍貼滿密封膠條,總計可降低噪聲級(14-18)db。

若室外聲音嘈雜,建議安裝雙層窗戶。一般起居室窗臺的寬度約(12-15)cm,可再窗臺邊緣加裝一層玻璃窗,起到防塵、防噪、保暖的作用。雙層玻璃窗戶可降低室外噪聲(14-18)db;若再貼滿密封膠條,可降低(18-20)dB。若條件允許,可安裝鋁合金窗,做成推拉式,節省空間,使用方便,不易變形,密封性好,其性能優於鋼窗。 若家庭已安裝空調器,空調管道是進分風口,也是噪聲入口;若已安裝電視機室 天線,天線入端也是噪聲入口。應當對這些管道極其接口進行消聲處理。 窗簾、掛簾和壁毯等是重要的吸聲物,又是比較精美華貴的裝飾品。採用絲絨和平絨作掛簾、窗簾的材料,可減少聲波的反射和玻璃窗的共振。平絨做的窗簾吸聲係數為0.31-0.47,中長纖維做的窗簾吸聲係數為0.15-0.27,而雙層絲絨做成的帷幔吸聲係數最大,可達0.69-0.82

吸音處理

吸聲是聲波撞擊到材料表面後能量損失的現象,吸聲可以降低室內聲壓級。不同頻率上會有不同的吸聲係數。人們使用吸聲係數頻率特性曲線描述材料在不同頻率上的吸聲性能。為了減低聲波撞擊牆面而出現的回聲,可對牆壁進行多種聲學處理,如擴散形牆面或吸聲處理。通常來說,吸聲處理更為常用和有效,但應採用吸聲係數較大的吸聲材料。主揚聲器組後面的端牆應做強吸聲處理,其平均吸聲係數在125-4000Hz頻率範圍內不宜小於0.6,125Hz的吸聲係數不宜小於0.4。


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按照ISO標準和國家標準,吸聲測試報告中吸聲係數的頻率範圍是100-5KHz。將100-5KHz的吸聲係數取平均得到的數值是平均吸聲係數,平均吸聲係數反映了材料總體的吸聲性能。在工程中常使用降噪係數NRC粗略地評價在語言頻率範圍內的吸聲性能,這一數值是材料在250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz四個頻率的吸聲係數的算術平均值,四捨五入取整到0.05。一般認為NRC小於0.2的材料是反射材料,NRC大於0.4的材料才被認為是吸聲材料。當需要吸收大量聲能降低室內混響及噪聲時,常常推薦使用高吸聲係數的材料。離心玻璃棉屬於高NRC吸聲材料,5cm厚的24kg/m3的離心玻璃棉的NRC可達到0.90。

而事實上吸音板的種類非常多,從外形與材質上區分就有木質吸音板、布藝吸音板、木絲吸音板、條形吸音板、擴散型吸音板、幹掛裝飾板、立體波浪板等種類。


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擴散處理

所謂擴散,是聲音朝著許多方向不規則反射、折射和衍射的現象,擴散使室內聲場均勻。聲音擴散體可以改善室內聲場分佈、縮短前後排的聲級差、調整清晰度與豐滿度的平衡、消除回聲、抑制聲反饋。一般我們採用聲音擴散體的目的,是希望可以通過使用特定材料的擴散體來補充房間內某一個聲音頻段的不足,達到平衡的狀態。

設計與配置聲擴散體時,應注意的是:

1、擴散體不能同時是吸聲體。

2、擴散體的材質應儘量採用比重大而具有一定剛度的材料,如混凝土、抹灰磚石體、大理石、花崗石等。

3、如用木材則宜採用實心硬木。如柚木、橡木、花梨木或硬木表面加貼多層組合板。切忌用三合板、五合板等薄板製成空心體,這樣會形成對低頻的強吸收。

4、儘可能避免用石膏澆鑄擴散體,雖然製作成本很低,但它會產生金屬聲染色,對音色不利。

5、擴散體各個擴散面的幾何尺寸必須足以與聲波波長相比,才有良好的擴散效果。


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駐波處理

駐波(Standing Wave)是什麼?科學的解釋是:頻率和振幅均相同、振動方向一致、傳播方向相反的兩列波疊加後形成的波。波在介質中傳播時其波形不斷向前推進,故稱行波;上述兩列波疊加後波形並不向前推進,故稱駐波。在一個規則的房間裡,如果不做任何聲學設計,那麼房間內的喇叭在播放時,我們所聽到的聲音,除了有喇叭的直達聲和牆壁的反射聲外,還有駐波而形成的諧音存在。以往我們不斷強調:小房間的低頻駐波決定了低頻的整體音色。只有降低了低頻駐波的影響,才能改善低頻效果。因此消除房間內的駐波現象,主要是以針對低頻部分而進行的。

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遮光處理

遮光處理是家庭影院系統中其中一個較為重要的部分,但是這與房間的屬性有著相當密切的關係,如果房間中是沒有窗戶的,那麼這部分我們可以忽略,如果是擁有窗戶的,那麼我們除了要考慮添加遮光物料外,還要在這些窗戶的周圍加裝隔音或者其他聲學材料,在這裡我們就忽略介紹了。

除了造型燈以外,普通照明也是視聽室所必需的,普通照明的作用是為整間房間提供均勻的光線,用來確定整體基調,把功能和氣氛照明融合起來。吸頂燈、配半透明燈罩的吊燈以及向上照射燈都能照亮整個房間,還可以均勻地投射光芒。


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燈光效果要點:

把氣氛照明與普通照明的燈具分開處理

氣氛照明的燈具通常可以調節亮度

普通照明的燈具應該與氣氛照明的燈具採用相近的色溫光線

利用燈光擴張空間。明亮的燈光適合大房間,狹小的房間燈光一定要柔和。

可以考慮在透聲幕後方加裝造型射燈,突出背後的揚聲器


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