電影院聲學解析—優秀環繞聲效果的秘密

文 / 郎宇福 李順

一、聲學標準解讀

本期標準：GBT 50356-2005《劇場、電影院和多用途廳堂建筑聲學設計規范》—電影院篇。

本期重點：

1、混響時間

（1）在頻率為500～1000Hz 時，宜采用圖1 所示對不同容積的合適混響時間范圍。

圖1 電影院對不同容積V 的觀眾廳(在500～1000Hz 時滿場的合適混響時間T 的范圍)

（2）觀眾廳容積小于500m3的立體聲電影院，宜采用與500m3相同的合適混響時間范圍。

表1 電影院觀眾廳各頻率混響時間(相對于500～1000Hz的比值)

2、觀眾廳內噪聲限值

觀眾廳內無人占用時,在通風、空調設備和放映設備等正常運轉條件下噪聲級的限值不宜超過表2 中的噪聲評價曲線NR 值的規定。各NR 值的倍頻帶聲壓級如表3 所示。

表2 觀眾廳內噪聲限值

表3 噪聲評價曲線NR值對應的各倍頻帶聲壓級 （dB）

3、觀眾廳體型設計

（1）觀眾廳的長度不宜大于30m，觀眾廳長度與寬度的比例宜為（1.5±0.2）：1。

（2） 觀眾廳的每座容積宜為6.0 ～8.0m3/座。

標準 （圖2） 解讀：

圖2 GB/T 50356-2005 《劇場、電影院和多用途廳堂建筑聲學設計規范》國家標準封面

電影院的音質由觀眾廳的建筑聲學設計和還原設計兩方面因素決定。電影院觀眾廳的混響時間，不論何種類型的影院原則上都應采用強吸聲短混響和平直的混響頻率特性，以此使電影錄音的還音真實。但考慮到單聲道普通影院與多聲道立體聲影院各自對混響的不同需求，以及觀眾廳容積的差別，因而混響時間應隨容積有不同的標準。由于電影院觀眾廳內的平均聲壓級可達80～85dB，甚至可更高一些。因此，廳內的噪聲標準通常低于音樂廳、劇院和會議廳的標準。對普通型影院允許噪聲級為40dBA，噪聲評價曲線NR-35；多聲道立體聲影院為35dBA，噪聲評價曲線為NR-30。

二、聲學基礎知識分享

1、聲染色：由于室內頻率響應的變化，使原始聲音信號被賦予外加的音色特點（使原信號頻譜有了某種改變）。

2、聲影區：（1）由于障礙物或折射原因，聲線不能到達的區域。（2）在聲傳播途徑中遇到一定尺寸的屏障或建筑物時，將在屏障或建筑物的另一面產生聲能顯著減弱的區域，從而達到降低噪聲的目的。

當發生級聯的SBS即產生多階Stokes波時,將第1階Stokes波的中心頻率記作fBS1,BP波的中心頻率記作fBP,則有:

3、固體聲：建筑物中聲源經過固體（建筑結構）向四周傳播的、由機械振動引起的噪聲。

4、回聲：強度和時差都大到足以在聽覺上和直達聲區別開的反射聲或由于其它原因返回的聲。

5、多重回聲：從單一聲源產生的一串可分的回聲。室內兩個界面之間距離大于一定數值時，當在其中間之聲源發聲時，即將產生多重回聲。

6、顫動回聲：當聲源在兩個平行界面或一平面與一凹面之間發生反射，界面之間距離大于一定數值時，所形成的一系列回聲。

7、聲聚焦：凹曲面對聲波形成集中反射的現象，它使聲能集中于某一點或某一區域致使聲音過響，而其它區域則聲音過低，是音質設計中的缺陷之一。

三、空間聲環境設計電影院聲學設計

電影院（圖3）的聲學不同于其它各類廳堂，它不要求觀眾廳的聲學條件起到美化聲音的作用，僅需真實地反映影片錄音的效果。因此，電影院實際上是錄音的還原，即“還音室。”但這并不表明影院本身的聲學條件對還音音質效果無關，恰恰相反，在影院內的聽音效果與影院和錄音棚（聲學條件和制作技巧）的音質是密切相關。在影院內聽音與在劇場內不同，因為電影錄音是在錄音棚內用傳聲器拾音（單耳），經過加工制作后再膠片上合成（最多要有6 條聲帶合成，即音樂、對白、效果、特技、解說詞和環境聲）觀眾在電影院內聽到的是通過揚聲器重放的聲音。錄音棚與電影院是由電聲系統單向耦合的房間，混響過程既受影院，又受影片制作時錄音環境的影響。

圖3 電影院

1 電影院觀眾廳的體形 （圖4）

圖4 電影院觀眾廳常用體型

對于中、小型普通電影院，矩形的平剖面形式是簡單、合理的體型。而對于矩形的體型，長寬比最好在1.5 左右。但是在最大數量頭等座位對比中，扇形和橢圓形平面略占優勢，但由于它有大面積凹弧形的后墻，為防止聲聚焦而不得不配置大量的強吸聲材料，從而增加了投資。如果不能避免使用以上兩種體型，可以選用斜角較小的扇形平面。盡量避免使用橢圓形，因為橢圓形的平面帶來聲學問題過多，聲學處理難度和成本都會相應增加。

矩形房間的觀眾廳最遠位置至銀幕距離一般不大于30m，當超出此距離時，應有確保視聽一致的相應電聲措施。

對于大型的普通型影院、立體聲寬膠片影院。鐘形或扇形平面比較適用，這種形式可以擴大容量的同時，不增大后排觀眾離銀幕的距離，一般控制在36-40m 范圍內是適宜的。當必須增至40m 以上時，應設置相應的電聲措施，或者提高銀幕后面揚聲器的高度。

同時為了避免視線遮擋等問題，觀眾廳每排應該有足夠的起坡，滿足視線無遮擋即可。一般電影院的還音系統的聲功率都比較大，無需做增大近次發射聲的體型設計。

2 電影院觀眾廳的混響時間及其控制

電影院觀眾廳的混響時間，不論何種類型的影院原則上都應采用強吸聲短混響和平直的混響頻率特性，以此使電影錄音的還音真實。但考慮到單聲道普通影院與多聲道立體聲影院各自對混響的不同需求，以及觀眾廳容積的差別，因而混響時間應隨容積有不同的標準。在選用和布置吸聲材料時應注意以下幾個方面：

（1）銀幕后墻一般做強吸聲處理，以消除后墻反射聲多直達聲的干擾。同時也減少這一空間的混響而提高語音清晰度，對多聲道立體聲則更有利于聲像定位。

（2）銀幕后的主揚聲器正對觀眾廳后墻，未經吸聲處理的后墻很容易產生明顯的回聲，應做強吸聲處理。

（3）平行的兩側墻會產生顫動回聲，特別是現在立體聲電影廳兩側墻設有環繞揚聲器，更需要設置一定的吸聲材料來避免顫動回聲。在較寬的電影廳中，銀幕兩側也可以做成斜墻，以避免顫動回聲。側墻做成鋸齒形，吊頂層層跌落，都是為了使廳內達到擴散，減少兩側墻面的顫動回聲，還可縮小觀眾廳的容積。這樣做固然好，但是吸聲構造復雜、造價增加，除了大型廳可使用，中小型廳可使用下面兩種方法：a.廳內表面做不同的聲反射與聲吸收處理；b.交替使用吸聲材料和反射材料處理。

（4）銀幕到最后一排座位之間的地面最好鋪設地毯，以減少反射和加強聲源定位。座位區的地面，除過道仍做地毯外，座位下的地面可為硬地，因為其上已有座椅吸聲，且硬地比地毯容易保持清潔。

3 電影院的噪聲控制

影院的噪聲控制包括消除外界噪聲對觀眾廳的干擾和觀眾廳內揚聲器放聲系統對周圍環境的影響等兩個方面。為此，觀眾廳的外墻應有足夠的空氣聲隔聲量。對自然通風（排氣）的中、小型電影院，外墻開窗要考慮到周圍環境，使之不超出該地區的環境噪聲標準。觀眾廳直接開向戶外的門應設置門斗和“聲閘”，以防內外噪聲互相干擾。設于屋架內的排氣口，應做消聲處理，因為廳內吸聲吊頂通常不起隔聲作用。廳內的空調系統，必須根據具體狀況做消聲和隔振處理。

四、聲學材料介紹

材料名稱：玻纖吸聲天花板（圖5～圖7）

圖5 玻纖吸聲天花板平板邊型

圖6 玻纖吸聲天花板跌級邊型

圖7 玻纖吸聲天花板暗插邊型

表4 玻纖吸聲天花板主要物理性能

材料詳情：玻纖吸聲天花板是采用優質超細玻璃纖維和天然玄武纖維，通過平板壓制技術，形成的一種高性能、高強度、高彈性的吸聲板材，表面鋪有防火裝飾布料或AGG 聚砂裝飾涂層噴涂，采用特殊工藝加工成型。

材料特點：聲學性能NRC ≥0.90，符合中國建筑材料防火檢測中心 A 級不燃標準，E1 級環保等級；具有良好的吸聲性、環保性、防火性、防污性、防下陷性等優點，適用于辦公樓、廳堂、體育館、廣播、電視、電影院等建筑空間天花使用，裝飾效果佳、安全衛生、防火高。

材料規格：玻纖吸聲天花板密度為80 ～200kg/m3； 常 用 厚 度： 15mm、20mm、25mm、50mm 厚，常規尺寸為600mm×600mm, 600mm×1200mm(可根據設計要求)。

安裝方式：玻纖吸聲天花板為模塊式安裝，按照安裝方式的不同可分為平板、跌級板和暗插板，明架烤漆龍骨安裝。

玻纖吸聲天花板吸聲系數和吸聲特性曲線表5 所示。

表5 玻纖吸聲天花板吸聲系數和吸聲特性曲線試件規格：600mm×1200mm×25mm 玻纖吸聲天花板（容重200kg/m ）+200mm 空腔。（報告包含邊緣效應）

五、常用室內裝飾聲學施工節點

1、節點（圖8）說明：該節點為天花燈槽節點，構造主要實現了可調式射燈、天花和燈槽表面均采用無縫吸聲工藝，陰陽角使用護角進行無縫工藝處理。

圖8 施工節點1

2、節點（圖9）說明：該節點為天花暗裝光源節點，構造主要體現為暗裝的工藝，由于表面采用張拉膜結構，燈槽內部表面選擇不做任何吸聲處理。此構造適用于大多高端辦公空間天花吸聲構。

圖9 施工節點2