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聽聲音(十一):為什麼你在洗澡的時候唱歌比較好聽?

2015/02/16 | | 標籤:

作者 官大為(Wiwi)

在上篇文章,我們說明了聲音的「低速」〈註1〉特性,並且解釋了為什麼救護車經過你的時候會低半音,以及救護車如果開到時速 1225 公里時,你會聽到什麼聲音。
聽聲音(十):為什麼救護車經過的時候會低半音?

今天的故事依然還是跟聲音在空氣中的傳播有關。聲音一旦產生之後,如果沒有東西擋住它,它就會往四面八方擴散,但如果聲音撞到牆壁的話呢?

跟光照到物體後的現象一樣,有些物體(例如像鏡子)會反射大部份的光線,而有些物體(例如像黑布)會吸收大部份的光線。聲音的情況也是如此,堅硬而光滑的表面(像是磁磚)會反射比較多的聲音,而柔軟的表面(像是地毯)會吸收比較多的聲音。

浴室歌手

不曉得你有沒有在洗澡的時候唱歌的習慣?我自己是沒有啦,不過如果你曾經在浴室或電梯裡唱過歌的話,你應該會發現你唱歌變好聽了。

這是因為大部份浴室牆壁材質都是磁磚,而磁磚通常都很硬、很光滑。聲音在撞到像這樣子的堅硬表面後,只會有一小部分會被吸收掉,剩下的聲音會被反射出去,撞到另一面牆壁,然後下一面牆壁再吸收一點點聲音,把剩下的反射出去撞到下一面牆壁⋯⋯

因為磁磚不太會吸收聲音的緣故,所以每次反射消耗掉的能量很少,聲音就可以繼續反射比較久。也就是說我們在浴室裡唱歌的「殘響」(reverberation)時間,會比我們家中的其他空間來得長,聽起來就會好像在唱片中的效果一樣。

所以殘響有多長?

一般用來敘述殘響有多長的方式叫做「RT60」,RT60 的意思是「一個聲音發出後,它的反射的音量減弱 60 分貝所需的時間」。

你甚至可以用數學算出一個空間的 RT60 有多長,到下面這個網站,輸入你空間的長寬高、六面牆壁的材質以及窗戶大小,它就會告訴你那個空間的殘響時間。http://www.sae.edu

當然殘響時間並不是越長就越好,而是要看空間的用途而定。

一般說來,演講用場地最理想的殘響時間大約是 1 秒左右,太短的話聲音會很「乾」、而且後排聽起來會很小聲,太長的話則是會被回音淹沒而聽不清楚講者在說什麼。

而音樂表演用的場地,尤其是演奏浪漫時期的交響曲時,理想的殘響時間大約是 2 秒鐘,這樣你會覺得聲音聽起來比較「飽滿」。如果同時要作為演講和音樂表演使用的場地,可能就得折衷到 1.5 秒左右了。

所以設計展演空間的人,就必須要考慮空間的容積、形狀、牆壁表面的材質和其他因素,來把殘響時間調整成合乎需求。

那我們的國家音樂廳和國家演奏廳的殘響時間呢?我嘗試過去找官方的測試資料,可惜我找不到。但根據以下幾篇文章,分別是 1.7-2.1 秒和 1.4 秒,剛好就是很適合交響樂和室內樂演出的殘響時間〈註2〉。
淺談音樂廳設計
音樂廳解析/為了完美殘響 音樂廳機關處處
你可以到以下這個網址,查看幾個有名音樂廳的殘響長度:http://www.concerthalls.org

聽聽看

我現在要播放講話、鋼琴演奏、爵士鼓的片段各一個,並用電腦模擬不同空間的殘響效果,聽聽看,哪一種空間比較適合哪一種用途呢?

室外(沒有回音):
講話:

鋼琴:

爵士鼓:

小房間(0.4 秒):
講話:

鋼琴:

爵士鼓:

廁所(1 秒):
講話:

鋼琴:

爵士鼓:

音樂廳(2.5 秒):
講話:

鋼琴:

爵士鼓:


大教堂(6 秒):
講話:

鋼琴:

爵士鼓:

  • 註1:聲音在空氣中的速度大約是 340 公尺/秒,我說它「低速」是相對於光速而言。
  • 註2:其實殘響時間在每個頻率並不是相等的,高頻率的聲音殘響通常會比較短,而低頻率比較長。

轉載自MUZiK ONLiNE 名家隨筆

 

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