聲音的排隊規(guī)則 在音樂廳里讓聲音排好隊

　　如果你曾經(jīng)走進音樂廳，面對著樂手和指揮欣賞他們合奏出的美妙樂章……你有沒有在自己的座位上觀察過音樂廳的形狀，或是暗暗希望期待也許在另一個座椅上，自己可以收獲更好的視覺或聽覺享受？

　　當悠揚的樂曲聲帶給你或是激蕩澎湃或是撫慰人心的感受時，你有沒有設想過不同的器樂聲是怎樣變成和諧的聲響？

　　你有沒有想象過音樂廳的四墻突然倒塌，樂曲聲還會不會如往常一樣呢？

　　如果這些問題曾經(jīng)鉆入過你的小腦袋，那么恭喜你，你就和建筑設計中一種特殊的職業(yè)——聲學設計師具有類似的思維了。在音樂廳的設計中，聲學設計師就是要配合建筑師，從隔聲、反射聲的角度考慮音樂廳的設計。如果說音樂廳就像一把更大的樂器，那聲學設計師就是這些組件們共同的指揮師。

　　就讓我們跟隨聲學師的腳步，去看看音樂廳里那些與聲學有關的小知識。

　　過去傳統(tǒng)的音樂廳大都做成規(guī)整的長方形，演奏臺在長邊的近端，而觀眾都面對著演奏臺，處在音樂廳的另一邊，因為形似鞋盒，也就被稱作“鞋盒式音樂廳”。

　　隨著現(xiàn)代人對于音樂欣賞的需求越來越高，新建的音樂廳總是希望能夠擁有更多的座椅來承接更多觀眾。那么對于四四方方的鞋盒式音樂廳來說，解決方法無外兩種——拓展排數(shù)將廳拉長，或是增加層數(shù)把廳拔高。可這樣帶來的問題就是，最遠端和最高處的觀眾無法清晰地看到舞臺，因此音樂廳就需要控制觀眾的最大視覺距離。

　　聲音的傳播是有速度的。舉一個不嚴謹?shù)睦�子，說德云社在一間很大的體育場內表演相聲，前排的人已經(jīng)前仰后合捂著肚子笑了一陣，最后排的觀眾才剛剛爆發(fā)出第一聲笑。常溫下，聲音在空氣中的傳播速度是340米/秒，而人耳感知聲像之間的延時不宜超過0.1s，若想要聲音到達第一排和最后一排觀眾當中沒有明顯的時差，聲音的傳播最好就是在34米內解決，這也就是音樂廳比較理想的最大長度。

　　1963年，建筑師漢斯·夏�。℉ans Scharoun）設計了德國柏林愛樂音樂廳，現(xiàn)在普遍認為是他開創(chuàng)了葡萄園式（又稱梯田式）音樂廳的設計理念。所謂的葡萄園式，就是演奏臺處在中間，而觀眾席圍繞分布在樂團的周圍，層層疊加，像是一塊塊梯田，這樣就有效增大了觀眾席數(shù)量，而且觀眾和樂團之間形成了更親密的感覺。

　　但這種形式的音樂廳也有一個顯而易見的缺點，就是有些觀眾席是面向演奏臺的側面，而有些是面向演奏臺的背面�？墒聦嵣希�視覺和聽覺最理想的座位永遠都是在正向座位區(qū)。在維持這種觀眾與樂團不分彼此的親密感同時，還是需要盡可能保證正向座位的數(shù)量，以達到理想的視聽效果的最大化。

　　交響樂團的設置中，最前排的是弦樂，管樂次之，最后是打擊樂，而它們分別發(fā)出的音量也是逐級遞增的。如果觀眾坐在了側向或是背向的座椅，先進入耳朵的是最響的打擊樂，這和人們習慣的聽音順序和樂器音量比例并不符合。

　　確定了尺寸和形狀以后，我們就擁有了一個空蕩蕩的音樂廳，現(xiàn)在需要做的就是讓它成為一個最最安靜的存在，也就是隔絕噪聲。

　　知名連載動畫片《名偵探柯南——戰(zhàn)栗的樂譜》劇場版（12）中有這樣一幕，當音樂廳的會場外發(fā)生了爆炸，人群全都驚慌失措的時候，音樂廳內的樂手和觀眾卻依然無事一般沉浸在悠揚的樂曲聲中。這就說明音樂廳是具有隔絕絕大部分外來的噪聲的能力。而這是如何做到的呢？

　　噪聲分為室外和室內的噪聲。其能量傳遞方式又分為通過空氣傳播的空氣聲或者通過建筑物構件等傳播的固體聲。想象一下身處在教室中的你，是不是經(jīng)常會被馬路上來往的車輛、飛馳而過的輕軌、人們的爭吵或是施工機器“哐、哐”的打樁聲吵鬧得無法專注？

　　要隔絕外部的這些噪聲，音樂廳就需要使用隔聲量足夠高的墻體。這通常是由很厚的雙層墻體（中間還要留出100毫米左右的空腔來提高隔聲量）或者一道厚重的混凝土墻體組成的。此外，在通往音樂廳的觀眾廳時還需要配合至少兩道門的行走通道，稱之為聲閘。

　　而在室內，空調、照明、排風等設備甚至座椅都會產(chǎn)生噪聲，如果要想達到最好的聲學效果，就必須將每一個地方的聲音都控制到最小。比如現(xiàn)代音樂廳常用座椅下靜壓箱送風的方式。在觀眾座椅底下設置一個送風散流器，讓風以很慢的速度從地板底均勻、慢速地散發(fā)出來。這種做法可以減低空調噪聲，也會給人相對舒適的感覺。

　　我們平時在馬路上看到的噪聲實時監(jiān)測屏上顯示聲音的單位是dB(A）。這是一個根據(jù)聽感修正的聲壓級，而非客觀物理上的聲壓級�？墒窃谝魳窂d則需要用到更為嚴格的背景噪聲曲線來衡量噪聲的大小。

　　背景噪聲曲線，顧名思義就是在十字坐標軸上的一條曲線。橫坐標上是從63赫茲到8000赫茲之間的八個頻率，縱坐標上就是聲壓級，以分貝為單位。不同的噪聲曲線可以折算為同一個單值。但音樂廳的噪聲要求是，曲線上每個頻率的聲壓級都要低于標準要求。這就好比要求我們各科的成績都在平均分以上，而不能只是各科總成績的平均分達標，這樣就避免了噪聲在某個頻率上的“偏科”。

　　假設藍色曲線是實際測得的音樂廳內噪聲，上圖才是滿足這條黑色標準的背景噪聲曲線，而下圖則在500赫茲處“偏科”了。

　　還有一種特殊的噪聲來源是固體振動，稱為固體聲。當城市建設的地鐵臨近音樂廳時，列車與不平順的鋼軌相互振動產(chǎn)生的波就會沿著土壤傳播到建筑地下結構，繼而引起音樂廳樓板和墻體的振動，進一步造成音樂廳內空氣的擠壓，使得不同地方的壓強產(chǎn)生差異，被我們的耳朵感知，成為噪聲。怎么解決這個問題呢？聲學設計師們想出了一個辦法，在音樂廳這個盒子四周裝設了彈簧，在結構上將音樂廳與其他建筑脫開，這樣振動波傳過來的時候，就會被彈簧所阻隔，噪聲也就大大降低了。著名的德國易北愛樂音樂廳以及上海交響樂團音樂廳，都是這樣“懸浮”著的音樂廳。

　　解決了噪聲的問題，整座音樂廳就會安靜地連一根針掉在地上都聽得一清二楚。不知道你有沒有碰到這樣的情況，一聽音樂會就覺得喉嚨干燥想要咳嗽，可偏偏咳嗽聲在場地內特別引人側目，讓你尷尬不已。這種情況一定程度上就要歸功于音樂廳所做的噪聲隔絕了。

　　試著和朋友站在空闊曠野的兩端，大聲地喊一句話，對方也許只能接收到干癟的聲音。但若你在浴室內邊沖著熱水澡邊唱起歌，就會覺得自己的聲音如同經(jīng)過了特效加工一般豐富而有質感。

　　這是因為聲音就好像一顆小彈球，在沒有任何障礙的情況下可以筆直地在空氣中運動，可是一旦遇到了一些固體介質，比如墻、天花板、地板、甚至是我們人體本身，都會產(chǎn)生反射，從而改變方向。浴室里的歌聲經(jīng)過這些表面的不斷反射，陸陸續(xù)續(xù)進入到耳朵里，自然就出現(xiàn)了很有層次的聽感。

　　那讓我們將一間小小的浴室拓展到一個音樂廳大小的尺度，聲學設計師和建筑師要做的，就是一起配合，利用直達聲和反射聲的原理，將樂隊的美妙奏章，分座區(qū)分時段，排著隊地送到觀眾的耳朵里。

　　聲音的排隊是有規(guī)則的，個兒高的站前，個兒矮的排后，這里的高矮指的是聲音能量的強弱。依據(jù)室內聲音傳播的自然衰減規(guī)律，最先進入耳朵的聲音稱為直達聲，理應能量最強。如果聲音在外面逛了一圈再進入耳朵，稱為反射聲，消耗了體力，能量自然就變弱了。

　　聲音打到界面時的三種方式：吸收、反射和擴散不過，在音樂廳這樣的體量中，一片墻只能在一個時間點將聲音反射到一個座區(qū)的觀眾，而另一片墻可以在下一個時間點反射到同一座區(qū)的觀眾，或者在同一個時間點反射到其他座區(qū)的觀眾。聲學設計師一般只考慮聲音最初的兩到三次的反射，之后的能量就很弱了，人耳對其不會再有明顯的方向性察覺。

　　如果有些聲音在轉圈后個兒反而變高了（能量變強了），在隊伍中顯得突兀，那人們就會聽到很不和諧甚至刺耳的聲音，出現(xiàn)回聲或是聲聚焦，這都是一種音質缺陷。

　　栩多小問題：根據(jù)直達聲和反射聲的小知識，你覺得鞋盒式和葡萄園式音樂廳，哪一種的音效會更好呢？

　　答案是：更多的人認為是鞋盒式哦！因為鞋盒式音樂廳的長寬比更大，能夠得到更多的側向反射聲，而葡萄園式音樂廳更寬，更多的反射聲來自頂部的反射板。而人耳對側向聲音的定位比頂部更加準確。

　　另外，葡萄園式音樂廳演奏臺后部及側部觀眾席的樂聲均衡感較差，一定程度上影響了“非正向”坐席的音質評價。

　　就這樣，屏蔽了內外噪聲，排布了聲音順序，潤飾了器樂音色的音樂廳，本身就仿佛一件更大的樂器。不過，就如同任何藝術一樣，音樂的感受帶有很強的主觀性，置身于音樂廳內，觀眾本身的聽感和親密感無法完全用聲學原理中確定的參數(shù)來衡量。不妨說，我們盡可以去學習和理解聲音行走的原理，但是只有你才能夠最終決定自己的黃金座位。

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