音響系統設計與優化

第1篇 音響系統
第1章 聲音的傳輸
1.1 聲音傳輸的目的
1.2 聲頻信號傳輸的定義
1.2.1 時間與頻率
1.2.2 波長
1.2.3 溫度的影響
1.2.4 波形
1.3 傳輸的量化
1.3.1 分貝
1.3.2 功率
1.3.3 頻率響應
1.3.4 極性
1.3.5 反應時間
1.4 模擬聲頻的傳輸
1.4.1 線路電平設備
1.4.2 線路電平的互連
1.4.3 揚聲器電平設備——功率放大器
1.4.4 揚聲器電平的互連——揚聲器電纜
1.5 數字聲頻的傳輸
1.5.1 數字聲頻設備
1.5.2 數字聲頻的互連
1.6 聲學傳輸
1.6.1 聲能、聲壓和表面積
1.6.2 環境的影響︰濕度與溫度
1.6.3 聲學換能器︰揚聲器
本章參考文獻
第2章 聲波的疊加
2.1 引言
2.2 聲波疊加的屬性
2.2.1 聲波疊加的定義
2.2.2 疊加的條件
2.2.3 疊加的數量
2.2.4 電與聲的疊加
2.2.5 聲源的指向性
2.2.6 疊加的數學表達
2.2.7 疊加的幅度
2.2.8 疊加的相位
2.3 響應的波紋
2.3.1 疊加區域
2.3.2 梳狀濾波器效應︰線性與對數
2.3.3 疊加幾何學
2.4 聲學交疊
2.4.1 聲學交疊的定義
2.4.2 分頻器的分類
2.4.3 頻譜的劃分和頻譜分頻器
2.4.4 空間分割器和空間聲學交疊
2.5 揚聲器陣列
2.5.1 引言
2.5.2 揚聲器陳列的類型
2.5.3 耦合陳列
2.5.4 非耦合陳列
2.6 揚聲器/空間疊加
2.6.1 模擬函數
2.6.2 揚聲器/空間疊加類型
2.6.3 吸聲的影響
2.6.4 環境的影響
第3章 接收
3.1 引言
3.2 響度
3.2.1 響度與db SPL
3.2.2 等響曲線
3.3 定位
3.3.1 引言
3.3.2 聲像
3.3.3 垂直方向的定位
3.3.4 前/後定位
3.3.5 水平定位
3.4 音調、空間感和回聲的感知
3.4.1 引言
3.4.2 音調的感知
3.4.3 回聲的感知
3.4.4 空間感的感知
3.4.5 感知區域的檢測
3.5 立體聲的接收
3.5.1 引言
3.5.2 聲像區
3.5.3 立體聲的度量
3.5.4 立體聲的副作用
3.6 放大聲音的檢測
3.6.1 失真
3.6.2 壓縮
3.6.3 頻率響應的染色
3.6.4 準透視關系
3.7 傳聲器的接收
3.7.1 引言
3.7.2 傳聲器與人耳的比較
3.7.3 測量傳聲器
本章參考文獻
第2篇 設計
第4章 評估
4.1 引言
4.2 自然聲音與放大聲音
4.2.1 輻射、傳輸和接收模型的對比
4.2.2 傳輸通道的差異
4.3 聲學專家與聲頻工程師的關系
4.3.1 目標的比較
4.3.2 折中方案
4.4 發展趨勢
本章參考文獻
第5章 預測
5.1 引言
5.2 制圖
5.2.1 2—D圖類型
5.2.2 3—D圖類型
5.2.3 3—D世界的2—D圖紙表示
5.2.4 比較尺度
5.3 聲學模型編程
5.3.1 引言
5.3.2 簡史
5.3.3 揚聲器數據文件
5.3.4 聲學傳輸屬性
5.3.5 吸聲材料屬性
5.3.6 特性總結
5.3.7 應用
5.4 結論
第6章 變量
6.1 引言
6.2 最小變化理論
6.2.1 變化的定義
6.2.2 變化的原因和標準進程
6.3 揚聲器/房間鏈路︰透視比
6.3.1 量角器和比薩餅
6.3.2 最大可接受變化量
6.3.3 非對稱覆蓋的考慮
6.3.4 覆蓋弓方法
6.3.5 前向的透視比
6.4 距離比
6.5 最小聲級變化
6.5.1 單只揚聲器
6.5.2 耦合的揚聲器陳列
6.5.3 非耦合揚聲器陳列
6.6 最小頻譜變化
6.6.1 透視比、波束寬度和揚聲器階次間的關系
6.6.2 揚聲器陳列方法
6.7 最小波紋變化
6.8 重低音揚聲器陣列
6.8.1 端射型
6.8.2 雙單元直線排列技術
6.8.3 反轉式揚聲器組
6.8.4 耦合和非耦合線聲源
6.8.5 耦合和非耦合點聲源
6.9 結論
6.9.1 揚聲器階次和波束寬度
6.9.2 最大功率與最小變化量的關系
6.9.3 最小變化量覆蓋形狀
第7章 技術指標
7.1 引言
7.2 技術指標的原則
7.2.1 技術指標的定義
7.2.2 目標和挑戰
7.2.3 特殊的問題
7.2.4 特殊問題的答案
7.2.5 折中
7.3 通道/系統類型
7.3.1 單聲道
7.3.2 雙聲道立體聲
7.3.3 多聲道環繞聲
7.3.4 聲源效果
7.4 系統的細分
7.5 子系統類型
7.5.1 主系統
7.5.2 側向補聲
7.5.3 內補聲
7.5.4 下補聲
7.5.5 前區補聲
7.5.6 延時
7.6 可量化的設計
7.6.1 功率的確定
7.6.2 能量的疊加
7.6.3 形狀的度量
7.7 陣列設計程序
7.7.1 主系統設計
7.7.2 對稱耦合點聲源
7.7.3 非對稱耦合點聲源
7.7.4 非對稱復合耦合點聲源
7.7.5 對稱非耦合線聲源
7.7.6 非對稱非耦合線聲源
7.7.7 對稱非耦合點聲源
7.7.8 非對稱非耦合點聲源
7.7.9 對稱非耦合點目標源
7.7.10 非對稱非耦合點目標源
7.8 切面
7.9 挑台戰爭
7.10 多聲道聲音
第3篇 優化
第8章 檢驗
8.1 檢驗的定義
8.2 物理測量工具
8.3 簡單的聲頻測量工具
8.4 復雜的聲頻測量工具
8.5 其他復雜的信號分析儀
8.6 分析系統
參考文獻
第9章 驗證
9.1 引言
9.2 測試工作的構成
9.3 程序
9.4 傳聲器檢驗
9.5 後期校準的檢驗
9.6 其他的考慮因素
第10章 校準
10.1 校準的定義
10.2 校準的方案
10.3 信息的獲取
10.4 程序
10.5 操作步驟
10.6 實際應用
10.7 最後的處理審听
10.8 優化
後記
參考文獻
詞匯表

如今擴聲已經滲透到我們日常生活的方方面面，音響系統的聲音質量直接關系到人們的听音感受，比如一場音響、燈光效果俱佳的演唱會會讓現場的觀眾激動不已，然而一場精心策劃的演唱會也可能會因為音響效果的問題而讓其整體感覺大打折扣；公共場所用于信息發布的擴聲系統的音質好壞會直接關系到人們的切身利益。正因為如此，音響系統的設計是至關重要的，但是由于擴聲音響系統的音質與安裝場所的聲學環境緊密相關，所以僅僅憑經驗和理論計算來建立起良好的音響系統十分困難，利用各種聲場預測程序完成的設計方案可以提高成功的概率和設計效率，但單憑這些就期望能有最佳的擴聲音響效果，是不現實的。要想有好的音響效果，就必須反復多次地進行系統的調校和優化工作。擴聲音響系統的重放音質的好壞，在很大程度上取決于系統調整方案的正確與否。Bob McCarthy先生的這部專著正是從調整優化的角度來展開論述的。

Bob McCarthy先生在音響系統的設計和優化方面做了許多開創性的工作，國內的一些同行可能在不同的場合親身聆听了他的講演，或者拜讀過他所發表的文章或專著。Bob McCarthy先生在音響系統設計與優化方面具有十分豐宦的經驗，同時又有堅實的音響理論基礎。本書集中呈現了Boc McCarthy先生在音響系統的設計與優化方面的研究成果和實踐經驗的精髓。

正如國外的業界同行所言︰撰寫一部關于現場演出音響系統測量和優化的專著一直是業內人士夢寐以求而又讓人望而生畏的事情，然而Bob McCarthy完成了這一艱巨的任務，他的這一新著為我們提供了非常全面且詳細的現場演出音響系統的設計和優化指引。譯者本人對此也深有同感。雖然自己長期在高等院校從事相關方面的教學工作，但教學課堂上給學生講授的只是擴聲的一些基礎理論知識，而學生在實踐環節得到的往往是具體音響系統案例的設計方案，幾乎得不到從理論深度系統講解如何進行音響系統優化的知識。

當我從Elsevier出版集團的網站上看到這本書的概要時，就產生一種閱讀的沖動，想盡快看到這本書。令人欣喜的是，我不久就在中國國家圖書館外文新書閱覽室看到了Bob McCarthy先生的這部大作，它給我帶來耳目一新的感覺，流暢的文字、清晰精美的彩色插圖，更重要的是論述問題的獨特視角，讓我獲益匪淺。更令我感到榮幸是，人民郵電出版社的黃彤先生和寧茜女士讓我來做本書中文版的譯者，盡管學校的工作還十分繁重，但我還是欣然接受了出版社對我的信任。

雖然自己也編寫和翻譯了一些專業的書籍，但靜心下來開始翻譯本書時，還是為原著作者淵博的專業知識所深深地折服，同時也越發擔心是否能將原著的思想精髓準確地傳達給國內的廣大讀者。為了能夠充分領會原著的核心思想，在翻譯過程中我一次次通讀原著，對其中關鍵的章節還多次請教專業的人士，惟恐留下紕漏。在翻譯過程中，我們盡一切可能在尊重原著的前提下，用國內讀者易于接受的闡述方法來表述原著的思想，並對其中的個別問題用譯注的方法表明譯者的觀點。盡管如此也難免有不足之處，還望廣大的讀者諒解，並將你們的意見和建議反饋給我們。

在經歷了近一年的努力，我們終于可以將中文版的譯文提交給編輯。所有這一切，離不開眾多關心本書中文版出版的人們的關心，長春工業大學林志琦副教授參與翻譯了本書的第5章和第8章，我的兩位研究生陳葦婧和郇睿參與了本書前言和第3章的翻譯工作。其間我的家人也給予了很大的支持，使得我得以集中精力完成本書的翻譯工作，在此表示深深的謝意。

相信本書中文版的出版一定會對我國的擴聲領域的發展起到推動作用，擴聲系統的良好音質一定會給人們帶來听感上的愉悅。