3.驻波

3.驻波

到目前为止,我们所讨论的内容包括波从一点传播到另一点的情况及其产生的效果,这些运动的波叫作“渐进波”(progressive wave),还有一种波叫作“驻波”(standing wave)。当声波在室内传播,声波的波长与房间的尺寸恰好符合某种条件时,就形成了驻波。符合这一条件的最长波长,等于两面墙之间距离的两倍(twice)(因为要达到驻波的条件,必须要具备一个完整的波长,包括声波密集和稀疏的全过程)。这时声波的反射加强了入射声波的强度,其激发的声波好像“站住”了一样。这个过程周而复始地进行着,反射声波不断地加强着驻波的能量。当许多波长都“恰好”与房间的驻波条件吻合时,此基音的高频谐波也会引起这种现象,叫作“室内模式”(room mode)。这种模式常常发生在两面相互平行的墙体之间,但在二至三对平行的墙体之间甚至会发生一些更高层次的驻波。一对平行墙体之间较简单的驻波叫作“轴向驻波”(axial),而两对平行墙体之间的驻波叫作“切线驻波”(tangential),三对墙体之间的驻波叫作“间接驻波”(oblique)。一般来讲,轴向驻波的效果最为明显。

驻波存在的结果是加强了某些低频,并破坏空间声音的均衡性。房间越小,声音频率越低,上述效果就越明显。当一个人坐在一间小屋的一个位置上时,他听到了一种声音,当他另换一个位置时,他所听到的可能会与刚才所听到的声音完全不同,这就是由房间里的驻波引起的。

对于电影中的声音而言,驻波存在的结果会使声音听起来好像在桶里一样。比如,男演员的声音总是带着一种“嗡嗡”的效果。房间越小、驻波越活跃(即声吸收越少),情况就会越糟。同时,这也是除了混响声之外,人们之所以愿意在澡堂里唱歌的原因之一——因为澡堂的环境可以提高声音的低频。然而,同个现象对于电影声音来说却成了一个难以解决的问题。电影制作过程中在录制澡堂同期声时,常常需要花费很大精力来解决室内声音环境过于活跃(即去除室内噪声)的问题。

驻波遵守着一个原则,即在驻波的频率上,声压会在室内的边缘和屋角处“累积”(pile up)。墙面上的低频很强,墙角处变得更强,在两面墙壁连接处、墙面和地板及天花板的连接处最强。对电影制作者而言,这种现象导致了两种后果:

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图1.18 当某一频率声波的1/2波长恰好与房间的长度相等时,驻波就形成了。在这个频率上,驻波在房间两侧墙上形成的声压较大,而在房间中央形成的声压则较小。

·在混录棚(dubbing stages)里,许多工作人员都愿意坐在比较靠近后墙的后排位置上。因为他们认为在混录过程中如果需要交流,坐在这个位置上可以少受干扰,但不幸的是,他们所坐的位置正是房间里低频最丰富的地方,因此他们会受到很重的低频干扰。

·为了减小驻波的影响,人们采用了在房间中加设吸声材料的方法。吸声材料在房间三面墙的交会处吸声效果最为显著,在两面墙的交会处效果相对不是非常明显,而在某墙面的中心位置时,效果最不明显。