Leo Beranek教授論音樂(lè )廳音質(zhì)參數

　　白瑞奈克教授生于1914年9月，1937年到哈佛大學(xué)攻讀博士學(xué)位。此前他曾從事過(guò)音樂(lè ) 、無(wú)線(xiàn)電工作和半導體材料Cu2O的研究。1940年在哈佛大學(xué)獲得科學(xué)博士學(xué)位。他曾參加論文《矩形房間中聲衰減的分析》的工作。其博士論文是《聲阻抗測量》。第二次大戰中，他擔任電聲學(xué)和系統工程 實(shí)驗室主任，建造了世界上第一個(gè)無(wú)響室。

　　戰后，在麻省理工學(xué)院，他擔任通訊工程學(xué)教授，著(zhù)有《聲學(xué)》一書(shū)，此書(shū)作為電聲專(zhuān)業(yè)的經(jīng)典教材至今仍在使用，早有中譯本。他與其它6位教授一起組成聲學(xué)實(shí)驗室，開(kāi)始主要從事建筑聲學(xué)和噪聲控制方面的研究和推廣工作。其間他編輯出版《噪聲衰減》、《噪聲和振動(dòng)控制》等書(shū)，并著(zhù)有《聲學(xué)測量》一書(shū)。

　　1951年由他、Bolt和Newman組成了BBN聲學(xué)顧問(wèn)公司，他領(lǐng)導并擔任該公司的首席科學(xué)家。公司由最初的7人發(fā)展到70人，到現在的700人;從事的業(yè)務(wù)也從最初的建筑聲學(xué)、噪聲控制發(fā)展到水聲、計算機、心理學(xué)工程和環(huán)境工程等方面。至今英特網(wǎng)上廣為使用的電子 郵件就是BBN公司發(fā)展的。

　　60多年來(lái)他本人主要致力于青樂(lè )廳和歌劇院 的聲學(xué)設計工作、聲學(xué)標準及聲學(xué)評價(jià)。主要著(zhù)作有《音樂(lè )、聲學(xué)和建筑》1962年出版、《音樂(lè )廳和歌劇院音質(zhì)》1996年出版且即將再版。所作的標準包括語(yǔ)言干擾級SIL、NC評價(jià)曲線(xiàn)、PNC以及聲源傳輸接收的噪聲系統標準。所有著(zhù)作的特點(diǎn)是理論與實(shí)際卓越的結合。

　　他的貢獻主要在噪聲控制、物理聲學(xué)、心理聲學(xué)、建筑聲學(xué)、電聲學(xué)等領(lǐng)域。為此，他獲得聲學(xué)界的最高榮譽(yù)：由美國聲學(xué)學(xué)會(huì )頒發(fā)的WallanceC Sabin獎和金質(zhì)獎?wù)?，以及音?工程協(xié)會(huì )頒發(fā)的金質(zhì)獎?wù)?。成為國際上公認的聲學(xué)領(lǐng)域的權威人士。

　　歷年來(lái)白瑞奈克教授在音質(zhì)設計研究中對22個(gè)國家總共66個(gè)音樂(lè )廳和10個(gè)歌劇院，其中包括世界上最著(zhù)名的音樂(lè )廳和歌劇院，進(jìn)行大量的調查研究。一方面他廣泛征詢(xún)音樂(lè )界各類(lèi)人士包括聽(tīng)眾對音樂(lè )廳的評價(jià)意見(jiàn)，一方面親自對這些音樂(lè )廳進(jìn)行聲學(xué)及建筑方面的考察和測量或采用別的聲學(xué)家的測量數據，最后將兩方面的數據結合起來(lái)探討，從中得出音樂(lè )廳和歌劇院音質(zhì)評價(jià)及建筑設計方面的結論。

　　他每周花80個(gè)小時(shí)，共享整整3年的時(shí)間編撰他的研究成果，于1996年出版廣受音樂(lè )界、聲學(xué)界和建筑界人士政迎的《音樂(lè )廳和歌劇院音質(zhì)》 一書(shū)，并將再版，稱(chēng)為《音樂(lè )廳與歌劇院》。這個(gè)月他的《音樂(lè )廳與歌劇院》的中文版即將問(wèn)世，從此我們又多了一個(gè)不可或缺的工具書(shū)。這次講座就是對他的這些研究成果的簡(jiǎn)介，對于從事建筑聲學(xué)的人們開(kāi)辟一條新的思路極有現實(shí)的參考價(jià)值和啟發(fā)意義。此次講座的主要內容如下：

　　要了解音樂(lè )廳聲學(xué)特性對音樂(lè )的影響，必須將到達聽(tīng)眾的聲音按時(shí)間間斷分成兩類(lèi)，即早期聲和余響聲。早期聲包括直達聲和直達聲到達聽(tīng)眾后80ms內傳來(lái)的反射聲，之后傳到觀(guān)眾的即是余響聲。

　　余響有兩個(gè)要素，一是余響時(shí)間，二是余響聲能與早期聲能的比值。余響時(shí)間決定音樂(lè )的"活躍";兩個(gè)余響要素聯(lián)合決定音樂(lè )的"豐滿(mǎn)度”。余響本身不是必要的或非必要的問(wèn)題，它實(shí)際上是音樂(lè )家獲得音樂(lè )效果的一個(gè)工具。

　　早期的音樂(lè )家過(guò)于追求音樂(lè )的活躍、豐滿(mǎn)，所作的樂(lè )曲往往適合于在余響很長(cháng)的大教堂演奏。但是余響過(guò)長(cháng)，又使音樂(lè )廳起來(lái)渾濁不清。以小提琴 為例，在一個(gè)余響時(shí)間為1秒的音樂(lè )廳中，小提琴傳來(lái)的第一個(gè)音很快衰變，當第二個(gè)音傳來(lái)時(shí)，其聲能己低于第二個(gè)音的聲能了，這時(shí)第二個(gè)音是可聽(tīng)的，整個(gè)音樂(lè )是清晰的。如果余響時(shí)間長(cháng)達3秒，說(shuō)響聲能很強，大于第二個(gè)音的聲能，當第三個(gè)音傳來(lái)時(shí)，第一個(gè)音衰變后的聲能仍然大于第二個(gè)音，這時(shí)第二個(gè)音就聽(tīng)不見(jiàn)，整個(gè)音樂(lè )聽(tīng)起來(lái)就混濁不清，所以余響大小是必須適當考慮的。

　　[音樂(lè )廳音質(zhì)的六個(gè)重要參數]

　　毫無(wú)疑問(wèn)余響時(shí)間在決定音質(zhì)方面起著(zhù)重要的作用，但是有同樣余響時(shí)間的音樂(lè )廳，卻有不同的音質(zhì)。為此白瑞奈克教授根據多年的實(shí)踐經(jīng)驗并借鑒別人的經(jīng)驗，創(chuàng )造性地提出評價(jià)音質(zhì)有6個(gè)重要參數。分別為：

　　余響時(shí)間 ：聲音衰變60dB所需的時(shí)間，它由房間體積及反射面的吸聲系數決定，由沙賓公式計算。

　　側向聲反射 ：音樂(lè )廳到達聽(tīng)眾的聲音來(lái)自音樂(lè )廳側壁的反射，它相當于增加了聲源的寬度，即虛擬聲源寬度ASW，能提高音樂(lè )的演出質(zhì)量。顯然在狹長(cháng)形的音樂(lè )廳中，側向反射聲大，世界上最著(zhù)名的幾個(gè)音樂(lè )廳都是這樣的形狀。

　　低音保持 ：為了讓音樂(lè )有寬厚、震撼人心的感覺(jué)，需要保持音樂(lè )的低音部份。低音部份很重要，使音樂(lè )顯得活躍、有溫暖感。低音損失，音樂(lè )聽(tīng)起來(lái)就干了，這通過(guò)硬的、重質(zhì)的壁面和天花板以及對座椅的適度裝修 達到。

　　響度 ：即每一位聽(tīng)眾所收到的平均聲能，較高響度由適當的聽(tīng)眾人數及無(wú)地毯、無(wú)窗簾等裝飾物達到。

　　悅耳的余響聲混合 ：這是從音樂(lè )的角度來(lái)說(shuō)的，從聲學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，就是讓聲場(chǎng)均勻擴散。這由音樂(lè )廳壁面及天花板的不規則性來(lái)達到。

　　親切度： 說(shuō)一個(gè)音樂(lè )廳的音質(zhì)親切度好，就是說(shuō)在它里面聽(tīng)音樂(lè )時(shí)感覺(jué)音樂(lè )廳小。音質(zhì)的親切度主要由初始時(shí)延間隙決定(initial-delaygap)---直達聲與第一次反射聲到達的時(shí)間差;部分由音樂(lè )整個(gè)過(guò)程的響度決定，這屬于心理學(xué)的范疇。

　　本文轉載自聲振之家，檢索發(fā)現文章內容摘錄自《聲學(xué)學(xué)報》2002年第4期，中國科學(xué)院聲學(xué)研究所劉克、周啟君撰寫(xiě)的《白瑞奈克教授論音樂(lè )廳音質(zhì)參數》。