1、音乐录音棚声环境概述

 

录音棚是录制电影、歌曲、音乐等的录音场所，录音棚的声学特性对于录音制作及其制品的质量起着十分重要的作用。录音棚有着较高的声学要求，保证室内各处有足够的响度和均匀度，防止回声、颤动回声、声聚焦等房间声学缺陷。

根据录音内容，录音室又可分为音乐录音和语言录音两类。

音乐录音棚的类别很多，它大致可按如下几方面分类：

·按音乐录音棚所属系统分类，它可分为电影系统、广播电视系统、音像出版系统、电教系统等四类。其中唯有电影系统的音乐录音棚，要求在棚内设置银幕和电影放映机房，以便对口形配音。因此，通常容积较大。

·按音乐录音棚的录音工艺和声学处理方式，可分为自然混响音乐棚、强吸声分声道音乐棚、自然混响与分声道录音组合音乐棚、混响渐变音乐棚和多功能音乐棚等五类。

·按音乐录音棚的规模可分为大、中、小三类：其中大型音乐棚可容纳120名乐师和100名合唱演员，棚的面积约需400m2；中型音乐棚，应可容纳70名乐师，建筑面积约为200～250m；小型音乐棚应可容纳30名乐师，建筑面积约为120m2左右。

2、音乐录音棚的声学设计指标

2.1混响时间

自然混响音乐录音室的混响时间通常是低于同容积音乐厅的混响时间，根据《广播电视录（播）音室、演播室声学设计规范》GY/T5086-2012中规定，不同容积的音乐录音室混响时间（500Hz）应满足下图要求：

 

各频段混响时间频率特性曲线与500Hz混响时间的比值应符合下表3.1.1的规定

 

2.2 房间比例和体型

录管室一般体积较小，尤其是语言录音室，面积小的只有 10㎡左右。在这么小的室内，低频区共振频率分布很少，如体型设计不当，很容易出现因共振频率分布不均而引起的声染色。因此，录音室长、宽和高三者比例要满足一定的要求，表3.2.1 为矩形录音室的推荐比例。

 

2.3 背景噪声控制

在125-4000Hz（1/1倍频程）的频率范围内，室内噪声的平均声压级的允许值与播音室的种类有关外，还与站内设备系统本身的噪声有关。根据《广播电视录（播）音室、演播室声学设计规范》GY/T5086-2012中规定，录音室内，连续稳态噪声的平均声压级不应超过下表3.3.1内各噪声评价曲线所规定的数值。

 

2.4 围护结构的隔声标准

2.4.1录（播）音室、文艺类录音室和演播室之间的隔声性能宜符合下表3.4.1的规定：

 

2.4.2录音室顶部楼板的撞击声隔声性能，宜符合下表3.4.2的规定。

 

2.4.3在录音室的出入口处，宜设1道或2道隔声门，设置2道隔声门时，“声闸”内应有强吸声处理。单道隔声门的空气声隔声性能应符合下表3.4.3的规定。同时，隔声门应有良好的机械性能。

 

（4）录音室技术用房隔声窗和隔墙的综合空气声计权隔声量应大于65dB。

2.5声场均匀度

室内声场均匀，声场不均匀度在100Hz～6.3KHz频率范围内小于±2dB。录音室内应无颤动回声、声聚焦和声染色等明显的声缺陷。

3、音乐录音棚的声学设计要点

3.1自然混响音乐录音棚的设计

自然混响音乐录音棚声学设计的特点是：棚是乐队的组成部分。棚内的音质在很大程度上决定录音效果。录制的内容主要是传统的交响乐。因此，其规模通常是大、中型的（即70~120名乐师），小型的很少。

自然混响音乐棚的声学设计与音乐厅类同，要考虑体形、混响时间、声扩散、早期反射声和允许噪声标准等方面的问题。

3.1.1音乐棚的体形

在大、中型自然混响音乐棚内，体形设计要适当考虑棚的长、宽、高比例，以免房间低频共振而引起失真。为了尽可能增加房间的低频共振数目，房间的各向尺寸应当不同，经研究发现：房间的理想比例是2的立方根次幕，即1：1.26：1.59；同样适用的比值还包括这几个值中的一个或几个的整倍数，例如：1：2.52：1.59，1：1.26：3.18或1：2.52：3.18。对于大型音乐棚来说，并不要求非常严格的遵守这些比值，但是整数比（1：1，1：2，1：3）是应当避免的。如果采用不规则体形，对声扩散和防止平行墙面的不利声反射是有利的。在大型自然混响音乐录音棚内，为了便于配置乐队的各声部、以及建筑、结构设计简单等原因，通常采用矩形平、剖面的形式。只要注意房间比例和两对平行墙面的声学处理，一般不会在体形设计上出现问题。

对中、小型自然混响音乐棚，由于跨度小，现浇屋盖和墙体的难度不大，有可能时，尽可能采用不规则形体，免得在两对平行墙面上设置多种形式的扩散结构，以及减少由此而占用的面积和空间。

3.1.2混响时间

自然混响音乐录音棚的混响时间，通常要低于同容积音乐厅的混响时间，这是因为接收对象不同，音乐厅是人的双耳听闻，而录音棚是传声器接收（单耳听闻）。混响长了，会严重影响清晰度和各声部的层次。其最佳的经验值可根据棚内的容积在1.2～1.4s（中频500Hz）内选择。

低频混响（125Hz）的提升（相对于中频）也低于音乐厅，因为低频混响长了，会影响乐器的质感和清晰度，通常选用中频混响的1.1～1.2倍。

高频混响时间原则上要求不低于中频，否则会影响高音乐器的亮度。但实际上不易做到，特别在大型音乐棚内，空气对高频的声衰减很大，追加乐师本身对高频的声吸收，影响了高频混响达到理想的要求。因此，在工程实践中，允许高频混响稍低于中频，但差异过大是不允许的。

应该指出，在上述提及的混响时间值，均指空场混响时间，这是录音棚建筑与其它各类会堂的不同之处，其原因在于：

·影剧场和音乐厅内，大厅的每座容积最大值通常都低于10m，听众的数量对大厅混响有较大的影响，因此，都按满场确定混响时间指标。而音乐录音棚内，每个乐师通常要占25~40m，因此，乐师本身的声吸收影响很小。

·音乐厅和剧场内本底混响较长，听众声吸收的影响较大，而录音棚内本底混响相对地比音乐厅短，因而听众声吸收的影响不大。

由于以上原因，目前对所有录音棚的混响时间，都按空场考虑。

3.1.3声扩散

在自然混响音乐录音棚内，声扩散是至关重要的，室内的声扩散不仅可以获得均匀的声场分布，从而是乐队演奏的声音均衡和融洽，同时可以减少录音室为选择“最佳”拾音位置所带来的麻烦。

通过对墙面进行凸凹的变化，使房间简正模式均匀分布从而实现平滑的低频相应，改善室内声场。对于由于反射声引起的声像定位偏移现象，可以在引起反射的墙面设置扩散体或者强吸声材料，消除反射声的影响。扩散构造常用的做法主要包括以下做法。

设置倾斜墙面改变室内的规则形状，改变室内声音由墙面反射后的传播方向，从而改变室内声场的振动模式。此种做法可以造成室内形状不规则，但由于在室内出现锐角造成室内部分空间无法使用，造成空间浪费，降低室内使用效率。此类做法适用于面积较大的录音室。

在墙面设置扩散体。扩散体可采用简单的折板造型或圆弧造型对入射到扩散体表面的声音能量进行散射，同样能起到改善室内声场的作用。此种做法可以与装修设计结合，避免出现声学痕迹。

根据经验，它们的尺寸关系可由下式估算：

 

 

近年来有的学者提出了一种扩散表面，称为“二次剩余扩散面（Quadratic Residue Diffusor）”。这是按照数论中的二次剩余序列来设计扩散面的起伏，可以使扩散面在较宽的频率范围内有近乎理想的扩散反射，见图二。在墙面设置QRD等通过数论计算得到的扩散体。通过调整QRD的排列方式和阶梯深度，可以调整该扩散体的扩散频率和吸声特性。但是该扩散体形状怪异，很难通过装修设计达到美观的效果。

 

因此在小空间室内声场设计过程中，应结合装修设计与声学设计，因地制宜的选择扩散方式，融声学设计于装修设计之中，在保证美观的情况下满足声学要求。

3.1.4早期反射声

50ms以内的反射声可以提高到达传声器直达声的强度和亲切感，从而增加录音效果的活跃度。但在大型的自然混响录音棚内，依靠棚的界面使传声器获得早期反射声是很困难的。原因是传声器离棚的界面较远，且传声器位置经常有变化。目前最常用的有效措施是设置活动声屏障，它可以在传声器配置的位置周围，根据需要设置反射面；也可以采用在传声器区域内的顶部悬吊反射板，然后按需要调整其悬吊高度和倾角。

3.1.5声场的不均匀度

声扩散是同一位置上来自不同方向的声压分布状况；而声场不均匀度是指厅内不同位置上接收到的声压级差别。目前都以棚内测得的声压级最大值Pmax与最小值Pmin之差值来表征，即Pmax-Pmin<±3.0dB为允许值。它与棚的声扩散是属同一问题的两个方面，一般说来声扩散好，声场不均匀度值就小。因此，达到均匀声场的具体措施与声扩散是相同的。

3.1.6低噪声

由于自然混响音乐棚是采用单点收录的录音方式，传声器离各声部的距离较大，因此，棚内噪声对录音效果有明显的影响。根据经验棚内背景噪声应控制在A声级25dB以下，与此相应的噪声评价曲线为NR-20（或PNC-20）。为了要控制棚内噪声达到设计要求，必须严格把握围护结构的隔声和空调系统的消声设计。

l 录音棚的墙体必须采用重结构，如490mm厚砖墙，当周围环境噪声较高时，应设置双层240mm厚砖墙，中间设100mm厚空气层，或双层相同面密度的钢筋混凝土墙体。

l 录音棚的屋顶应采用180～240mm厚钢筋混凝土预制楼板，并在下面追加轻质水泥板（如FC板）吊顶，以防止雨点撞击屋顶板引起的噪声。

l 当采用大型屋面板或其它轻质屋面时，必须追加能起到隔声作用的吊顶。

l 出入录音棚的门，必须设双层隔声门所构成的“声锁”，开向棚内控制室的窗，通常需用三层6mm厚玻璃的固定窗，并使玻璃间隔在垂直方向有所变化，以防止共振。·空调、制冷系统的噪声控制内容包括减低通风机噪声通过管道的传播，抑制气流噪声（限定管道和出风口的流速）和隔离空调、制冷设备的固体传声等三方面。因此，必须作周密的设计，因为录音棚内要在空调运行时录音，噪声超过设计要求就无法使用。这也是与其它厅堂设计的不同之处。

l 对于中、小型自然混响音乐棚，如设在业务楼（办公楼）内，就必须设置“浮筑”结构，即“屋中屋”的结构形式，以防止楼内撞击声的干扰。这时，应在初步设计时就作全面考虑，因为它关系到建筑工程的各个专业。这类结构形式，不仅要大量增加投资（约增加工程投资的30%），同时，施工程序复杂。因而，有关这类建筑尽可能脱离业务楼而单独修建，通过连接廊沟通业务。

l 自然混响音乐录音棚被公认为是录制传统交响乐的最佳方式。但由于声学设计难度大、

l 造价高、且用途单一，因而使用效率不高，故近年来，国内、外建造这类棚的很少。目前，倾向于在音乐厅或被挑选过的剧场内录制传统交响乐，或在中、小型棚内分声道录制，经后期加工、合成。据专家们认为这种方式也能获得满意的录音效果。

3.2 强吸声多声道录音棚的设计

强吸声多声道录音棚的特点是将乐队的乐师（或声部）分别配置在各个相互隔离的空间内，分声道录制直达声，然后，根据需要通过人工混响器（混响室）追加混响后合成。这种录音工艺的特点是乐器的质感强、清晰度高、层次分明、节奏感强，便于进行后期艺术加工、合成，与自然混响棚一次合成相比，减少了重复录音的时间。此外，由于分声道录音，一个乐队可以分期分批进行录音，这样就可压缩录音棚的面积，节约基建投资和经常维护费用。因此，目前国内、外建造这类棚的最多。由于不需要棚内混响声和早期反射声，且传声器离乐器（或演唱者）很近，因此，声学设计和噪声控制要比自然混响音乐棚简单得多，它仅要求考虑下述几方面的问题：

3.2.1棚内要求（或各个小室、小隔离空间）短混响，且有接近平直的混响时间频率特性曲线。按棚的容积，中频（500Hz）混响时间控制在0.4～0.6s范围内，根据经验是适宜的。考虑到控制低频混响较为困难，故允许低频提升（相对于中频）1.1倍。隔离小室内的混响时间应控制在0.4s左右，打击乐和铜管乐的小室应适当降低至0.3s。

3.2.2各分声道之间应有一定的隔离度，通常是指传声器之间的隔离度，对于这一问题目前有两种观点：

l 一种观点认为各声部（或乐器）之间的隔离度可控制在15～20dB，不要求完全隔离，即隔而不断，在隔离的前提下，相互间有一定的声音耦合，可使录制声音融洽和有活度。因此，可在棚内设置各种活动隔断或声屏障即可。

l 另一种观点则认为应完全隔离，即要求传声器有35～40dB的隔离度，理由是可提高声音的力度，防止相互干扰，减少某一声道演奏差错，以免影响整体效果。这种状况就要求建立完全隔离的小室。

以上两种观点至今没有统一，因此建筑师必须按甲方录音师的要求，进行设计。

3.2.3防止棚内各界面的强反射声

无论在活动隔断空间内或隔离小室内，都要避免由界面传至传声器的强反射声，特别是延时较长的反射声，仅允许录制乐器本身演奏的直达声。因此，棚内各个界面都应作强吸声处理。

3.2.4噪声控制

噪声控制的内容与自然混响音乐棚相同，但标准要求原则上应低于自然混响音乐棚，理由是传声器通常离乐器不到1.0m，当选用方向性较强的传声器时，周围噪声的干扰影响较小。因此，棚内（或小室内）的允许噪声级在30～35dBA范围内是不会影响分声道录音效果的。但目前录音师习惯于以听不到乐器演奏声以外的其它声音作为标准，因此，通常也要求沿用25dBA作为设计指标，其实是没有必要的。

多声道录音棚在噪声控制中应特别注意各个隔离小室通过风道（送、回风）串音，以免影响相互的隔离度。此外，打击乐的振动也应作特殊隔振处理，以免引起棚内地面振动，使各传声器受到干扰。

3.2.5防止房间共振

当多声道录音棚采用多个隔离小室的形式时，小室的比例要严格控制，如采用矩形平面时，根据经验可按下述长、宽、高比例确定其尺寸，见表4.2.5。

 

目前，多数选用不规则室形，通过大量实验研究和工程实践表明，不规则室形，具有声场均匀、防止驻波等优点。因此，建议采用不规则室形。

3.2.6自然混响、强吸声组合录音棚的设计在强吸声多声道录音棚内录音的实践表明：对某些乐器，如弦乐、木管乐录取直达声，追加人工混响的效果不佳，主要表现在声音不自然和缺乏柔和感。因此，目前趋向于自然混响和强吸声相组合的录音棚，即在棚内设置强吸声的隔离小室和具有较长混响的大空间，按需要分别配置各类乐器，进行分声道录音。这类棚在近期的录音棚建设中，占主导地位。

3.2.7活跃——寂静渐变录音棚的设计

这类录音棚是一端强吸声逐渐过渡到另一端的长混响，即由长混响（活跃区）逐渐减低混响至另一端的短混响区（寂静区），录音时，根据各类乐器对混响的不同要求，配置在所要求的区域内。此外，在活跃区内通常还设有各种活动的声反射板和声屏障，以适应录音的要求，这类棚可以充分显示各类乐器的特点，使录音达到完美的效果，但对录音师的要求（技术水平和经验）相当高。同时，棚的声学设计难度较大。因此，这类棚的多数形式是一端为活跃区，另一端作强吸声，两者之间自然形成，不作特殊的声学处理。

3.3 多功能音乐录音棚

不同的录音工艺，要求有与之相适应的录音棚。录制不同的音乐，希望录音棚有不同的声学条件。为了满足各种要求，而去建造多种类型的录音棚，这在经济上往往是不现实的。多功能录音棚就是通过创造一个可变声学条件的声学环境来满足多种录音要求的录音棚。

为了使录音室混响时间可调，在多功能录音棚的墙面和顶棚设置可调吸声结构，并备有活动吸声、隔声屏障，以便需要时围成隔声小室。

多功能录音棚设计中，可调吸声结构的设计是关键。这种可调吸声结构应满足以下几个方面的要求：

（1）可调幅度大，吸声面暴露时为强吸声结构，反射面暴露时几乎不吸声；

（2）在80~8000Hz频率范围内各频带吸声的调幅量接近相同；

（3）处于反射状态时，不产生声学缺陷，仍具有良好的声扩散；

（4）使用中便于操作、控制。