纵谈打造优异视听空间的要素（一）

        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。

        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。而后经过数十年的发展，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。以下将会回顾这数十年来的各种不同的研究，以及对国际性的标准比例与大小进行逐一深入的讨论，希望能够让更多的影音爱好者重视视听室的房间大小与比例，获得优异的声音效果。以此为打造家庭影院的基础，构造理想的视听空间。

        从古至今，依据建筑的合理性、安全性以及便利性，住宅房间多以矩形的形式存在。利用住宅改造的视听室由于先天不足，往往会存在声学上的问题。
早期的西方声学专家所提出的经典房间推荐比例

在声学研究方面，不得不说，西方国家与我国相比要领先许多。对于视听室房间声学的研究，早在上个世纪初就展开，在40年代中期达到了最高峰，出色的声学专家不断涌现。

他们逐渐发现，与其在建立后的视听室对声音进行吸音与扩散的控制，还不如选择在建立视听室的前期就控制房间的形状与比例。于是，关于视听室房间比例的研究就不断地进行着，并发现房间比例并不能限制于某一特定的比例，而是一个推荐的比例范围，著名的波尔围线就是当中的经典。

此外，关于视听室房间的形状，这些声学专家也对除了矩形的各种类型进行研究，并最终表示矩形的房间易于建筑以及进行声学控制，同时任何环境都要尽量避免凹表面，因为它会引起声学上的聚焦点与盲点，难以消除影响。

早期最著名的几个房间推荐比例：声学专家Sabine 推荐房间比例（高:宽:长）1:1.5:2.5；声学专家Volkmann 推荐房间比例（高:宽:长）1:1.6:2.5；声学专家Knudsen 推荐房间比例（高:宽:长）1:1.88:2.5；声学专家Harmonic 推荐房间比例（高:宽:长）1:2:3；声学专家Boner 推荐房间比例（高:宽:长）1:1.26:1.59。

除了以上5个推荐比例之外，还有黄金比例1:1.62:2.62以及早期欧洲声学专家们推荐的1:1.67:2.67。从这7个推荐的房间比例可以得知，大致将房间比例的范畴定于1:（1~2）:（1.5~3）区间之内，虽然上面几个房间推荐比例多是针对容积较大的音乐厅而设定的，但也为后期的小房间比例标准的建立打下了坚实的基础。

当中值得留意的是由Boner所推荐的1:1.26:1.59，这是为容积较小的广播演播室而推荐的房间比例，也最终成为家庭影院视听室房间推荐比例国际标准的前身。

1946年由著名声学专家Bolt提出的“波尔围线”（Bolt-Area）

涉及声学知识简介——房间固有共振频率

房间固有共振频率与小房间声学代表性问题之一的简并模式有着密不可分的关联关系。简单来说，对于某一刚性房间来说，房间的几何尺寸呈整数比，而导致房间轴向共振与切向共振频率的重合或相近，就会产生简并模式或简并现象。

对于一个刚性墙面全封闭的矩形房间，可看作一个共鸣腔，其固有共振频率取决于房间长（L）、宽（W）和高（H）的长度。房间中所有的固有共振频率都可以由以下的公式计算出来。

▲上图：公式中，C为声速(340m/s)，nx、ny和nz可以取任意正整数(0，1，2，…，n)，因此不难发现对于每一组的数值都会有一个固有的共振频率，因而整个房间中会存在无数个共振频率。

当用户的音响系统发出的某一声音频率与房间中的某个固有频率相同之时，整个房间便会在该频率上产生共振，使得房间中某几个固定位置上的声音出现叠加变成峰值，声音变得响亮；同时也会使得房间内的某几个固定位置上的声音出现谷值，声音变得柔弱，这就形成了驻波。

假设当出现房间的简并模式，横向和纵向的共振频率出现叠加，就会大大增强房间中的驻波问题，特别是当中最容易出现驻波问题的是在整个声音频段的低频部分，也就是200Hz左右以下的频率范围内，导致室内原有的声音产生失真，具体表现为出现嗡嗡声。这也是在容积较小的家庭影院视听室中经常出现的现象。

房间共振的形成

房间声学模拟

来自amroc.andymel.eu的房间模式声学计算器

如果大家想要进行房间比例的模拟声学计算，可以登录amroc.andymel.eu，上面提供了相关的免费计算。以下将会对早期声学专家推荐的房间比例进行模拟计算，计算200Hz以内房间的固有共振频率，声速取343m/s，房间高度一律取3米。

插声学模拟文件夹图

1、Sabine：1:1.5:2.5

高:3m，宽:4.5m，长:7.5m，面积:33.75m²，容积:101.25m³

4、Harmonic：1:2:3

高:3m，宽:6m，长:9m，面积:54m²，容积：162m³

5、Boner：1:1.26:1.59

高:3m，宽:3.78m，长:4.77m，面积:18m²，容积：54m³

6、黄金比例：1:1.62:2.62

在早期声学专家对房间比例方面取得的研究成果的基础上，自上世纪60年代到现在，不断出现全新的寻求最佳房间比例范围的计算方法，当中最出名的包括Gilford带来的松散共振频率统计法、Louden的共振频率分布标准差均匀度统计法、Bonello的 1/3倍频驻波密度统计法以及Walker的基于简正频率分布确定低频性能指数统计法。

Gilford：松散共振频率统计法

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Gilford对大约20Hz的驻波带宽进行查找分组，改变房间的尺寸，不断计算，直到出现一个令人满意的平均分布。当年，Gilford是通过手工计算的方式来完成，工作量之巨大让人佩服。Gilford当时也指出了Bolt所建议的1:1.5:2.5比例存在着一定的问题，原因在于轴向模式导致房间声学特性的改变。

Louden：1:1.6:2.1

高:3m，宽:4.8m，长:6.3m，面积:30.2m2，容积：90.7m3

Bonello：1/3倍频驻波密度统计法

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1981年，又一位声学专家Bonello对房间比例的统计方法展开全新的研究。Bonello的研究的主要根据是：当进行1/3倍频程至更高带宽时驻波密度是不会减少的，5个或更多一致的频率模式在1/3倍频程中是可以接受的。

实际上，这种方法的原理则是由共振频率的数量及其分布特点而来的，共振频率越是倾向于高频方向，它的数量也会越多。Bonello认为一个良好的视听室共振频率在1/3倍频程内的共振频率密度是单调递增的，后一频程中的共振频率数量总是比相邻的前一频程更多。

一种全新的统计方式出现了：只需将各种不同比例的房间低频段的共振频率计算出来，分析各1/3频程中的共振频率数量，如果属于单调递增，那么这个房间尺寸比例就较佳。

需要指出，统计过程也常会出现相邻两个频程中的共振频率数量相同的情况，这种情况仅限于共振频率数量为1的开头几个频程。如出现在共振频率数量大于1的相邻频程中，则仅算合格。在共振频率数量小于5个频程中不应有同频，大于等于5的频程才可以有同频的出现。

Bonello也将自己的研究结果与Bolt的波尔围线相比较，发现封闭曲线中的某些比例不能满足要求，相反曲线外的某些比例则可以接受。更加重要的一点，就是Bonello指出了一个非常重要的理论：共振频率的分布状况除了与房间长宽高的比例有关之外，还与房间的容积有关。

对于小容积房间合适的比例，在容积较大的房间就不一定合适。反之也一样。当中，Bonello发现1:1.25:1.6这个比例，对于60m2、200m2以及400m2同样也能符合共振频率分布密度呈单调递增的要求。Bonello的这套理论在目前专业演播室与录音室的设计过程中都取得了非常理想的效果。

目前国内外组织与机构关于视听室房间大小与比例的推荐标准

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经过前人的研究积累，目前关于视听室形状、大小与比例方面，国内外组织与机构都订立了相关的标准与推荐值，当中包括国际电工委员会、国际广播电视组织、欧洲广播联盟、Dolby公司、THX公司、PMI公司、清华大学等等。

在这些规定之中，尤以国际电工委员会带来的IEC29-B家庭视听室标准为重点，是家庭影院房间设计参考的重点标准。而又Dolby公司专门为顶级电影后期审片室而制定的相关推荐标准，对于家庭影院视听室的设计同样也有着重要的意义。

因为家庭影院的前身就是电影后期审片室，电影后期审片室是家庭影院建造的标准。相对而言国际广播电视组织与欧洲广播联盟所推荐的房间大小与比例标准是针对广播录音室环境而制定的，与家居环境仍有一定差异。

值得注意的是，大家在参考相关标准的时候，除了要留意房间的推荐比例之外，还需要留意推荐的房间容积，两者都会影响房间的声学特性。

房间容积较大的推荐比例，也许并不适合作为容积较小的房间的推荐比例。虽然并非所有的组织与机构都带有房间大小的推荐标准，但他们也默认视听室为一般的家庭环境。除此之外，在各种的推荐标准中，也展开了对房间形状的讨论，如THX与PMI公司就认为，除了矩形的房间形状，其他形状的房间也可用来作为视听室(当中不包括正方形)，但是由于很难对房间的声学特性进行预测、计算与控制，并不推荐使用。

因此，对于想要在不规则形状的房间中打造家庭影院视听室的用户，最佳的办法，还是改建为矩形的