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電聲音響與演出空間耦合之研究

為了解決yamaha音響評價的問題，作者丁泊淳 這樣論述：

目 錄第一章 緒論 ......................................................................................................... 11-1 研究背景與動機 ...................................................................................... 11-2 研究目的與方法 ......................................................................

................ 11-3 文獻探討 .................................................................................................. 21-3.1 廳內的空間聲場.............................................................................. 21-3.2 心理聲學與聆聽印象 ................................................................

...... 41-3.3 哈斯效應與第一波前定律 .............................................................. 81-3.4 雙耳效應 ......................................................................................... 91-3.5 電聲音響系統 ................................................................................. 91-3.6 電聲音響系統

-揚聲器指向性與輻射角 ......................................... 111-3.7 客觀量測分析 ................................................................................13第二章 基本理論相關應用理論.....................................................................152-1 音場 SOUND FIELD .............................................

.................................172-2 點音源、線音源、面音源 ......................................................................202-2.1 點音源 ............................................................................................202-2.2 線音源 ...............................................................

.............................212-2.3 面音源 ............................................................................................222-2.4 臨界距離(CRITICAL DISTANCE) ................................................222-3 VERTICAL AND HORIZONTAL LINE ARRAY SYSTEM....................242-4 聲壓級與分貝 .......

..................................................................................302-5 空間聲學 .................................................................................................312-5.1 SABINE AND EYRING REVRBERATION TIME ........................312-5.2 聲能的分布與衰減 .........................

................................................322-5.3 EDT：早期衰變時間 .....................................................................34電聲音響與演出空間耦合之研究vi逢甲大學 e-Theses & Dissertations（106學年度）2-5.4 清晰度 ............................................................................................352-5.5

聲音明亮感 ....................................................................................372-5.6 快速語言傳遞指數 RASTI與輔音清晰度 A1CONS% .....................382-6 樂音理論 .................................................................................................402-7 心理聲學 ................................

.................................................................412-7.1 雞尾酒會效應 ................................................................................412-7.2 反射聲的感知 ................................................................................422-7.3 音頻非線性 ...............................

.....................................................422-7.4 第一次波前的規律 .........................................................................422-7.5 INTERAURAL CROSS CORRELATION (IACC) .........................432-7.6 視音源寬度(ASW) .....................................................................

....43第三章 模擬分析 ...............................................................................................453-1 探討空間中不同音源型態聲輻射之指向性與聲壓表現 ........................463-1.1 單顆點聲源 ....................................................................................463-1.2 多顆相同相位點音源 ....................

.................................................493-1.3 LINE ARRAY 線陣列音源 .............................................................523-1.4 ARC ARRAY ..................................................................................563-1.5 DSP (DIGITAL SIGNAL PROCESSOR) ..........................

..............583-2 建模與聲場模擬 .....................................................................................603-2.1 NTH目前的聲場表現 ....................................................................613-2.2 NTH修正建議 ...............................................................................66第四章

實測 ........................................................................................................92第五章 結論與未來研究 ................................................................................ 102文獻回顧 .........................................................................................

.................... 104電聲音響與演出空間耦合之研究vii逢甲大學 e-Theses & Dissertations（106學年度）圖目錄圖 1. NC curves (Beranek, 1960) .............................................................................. 3 圖 2. 等響曲線(圖源自維基) ................................................................................... 5 圖

3. 人耳聽覺可聞、語言與音樂範圍 .................................................................. 6 圖 4. 頻域 Masking .................................................................................................. 7 圖 5. 時域 Masking .............................................................................

..................... 8 圖 6. 電聲系統換能放大示意 .................................................................................10 圖 7. 電聲音響系統的組合系統圖 ......................................................................... 11 圖 8. 揚聲器之間的干涉指向特徵 ............................................................

.............12 圖 9. 揚聲器的指向輻射角示意 .............................................................................12 圖 10. 正弦波組合研究 .........................................................................................15 圖 11. f1、f2和 f3相加產生的波形 ......................................................

.....................16 圖 12. 對不同相的正弦波組合的研究 ...................................................................17 圖 13. 近音場與遠音場示意 ...................................................................................18 圖 14. 聲強的公式 .....................................................................

.............................19 圖 15. 球面波形狀的距離關係 ...............................................................................20 圖 16. 理想點聲源擴散與反平方定律 ...................................................................21 圖 17. 理想線音源示意與線音源揚聲器 .......................................................

........22 圖 18. 理想面聲源的擴散示意與 Multiple Speakers組成 .....................................22 圖 19. 臨界距離(Critical Distance) .........................................................................23 圖 20. STRAIGHT LINE SOURCES ......................................................................25 圖

21. STRAIGHT LINE SOURCES 的指向性函數 ..............................................27 圖 22. ARC Source ..................................................................................................28 圖 23. 均勻的60°ARC 的 Polar 響應曲線...............................................................30 圖

24. 室內空間聲音能量擴散直接音與反射音、殘響音衰減定義 .....................33 圖 25. 2個反射聲相涵蓋處造成”ECHO” ...............................................................34 圖 26. 直線擬合衰減曲線在0和-10dB之間的部分計算的60dB衰減時間 ...........35 圖 27. 50ms 的參考時間 ..................................................................................

.......36 圖 28. 80ms 的參考時間 .........................................................................................37 圖 29. 中心時間 ......................................................................................................37 圖 30. 為各種樂器的頻率範圍與言語的比較 .......................................

.................41 圖 31. 揚聲器相互影響研究範圍示意 ...................................................................46 圖 32. 125Hz Directivity and Polar Plots ................................................................46 圖 33. 250Hz Directivity and Polars Plots ......................................

..........................47電聲音響與演出空間耦合之研究viii逢甲大學 e-Theses & Dissertations（106學年度）圖 34. 500Hz Directivity and Polars Plots ................................................................47 圖 35. 1000Hz Directivity and Polar Plots ...............................................................47

圖 36. 2000Hz Directivity and Polars Plots ..............................................................48 圖 37. 4000Hz Directivity and Polars Plots ..............................................................48 圖 38. 8000Hz Directivity and Polars Plots .........................................

.....................48 圖 39. 揚聲器俯視的垂直與水平指向聲壓表現 ....................................................49 圖 40. 點音源與點音源間距與觀察點 ...................................................................50 圖 41. 單顆點音源1KHz 垂直與水平方向指向性 ..................................................50 圖 42. 單顆點音源0.6 M(1KHz)

垂直與水平方向指向性 ......................................51 圖 43. 單顆點音源1.2 M(1KHz) 垂直與水平方向指向性 ......................................51 圖 44. 直線(同軸心線)的陣列 ................................................................................52 圖 45. 線陣列揚聲器安裝固定與角度調整................................................

............53 圖 46. STRAIGHT 6 Sets Line Array System 指向性示意 ......................................54 圖 47. 直線(同軸心)陣列與觀測點 ........................................................................54 圖 48. 加入延遲時間後的 STRAIGHT 6 Sets Line Array System指向性示意 ......55 圖 49. ARC Array 相對角度 ...............

....................................................................56 圖 50. ARC 6 Sets Line Array System 指向性示意 .................................................57 圖 51. ARC 6 Sets Line Array System .....................................................................57 圖 52. DSP與音響系統 ...........

...............................................................................58 圖 53. DSP 操作介面 ..............................................................................................59 圖 54. DSP調整後近場示意 ..................................................................................60 圖

55. 國家戲劇院示意照 ......................................................................................61 圖 56. 國家劇院電聲系統建立初期量測數據 ........................................................62 圖 57. 99年量測位置 ..............................................................................................63 圖

58. 105年依99年測試 9個觀眾席點測試 SPL曲線...........................................64 圖 59. NTH 目前電聲系統於觀眾席的音壓盲區 ...................................................65 圖 60. 探討研究 NTH電聲音響系統優化方式流程 ..............................................66 圖 61. 3D CAD 與聲場模擬軟體 SoundVision，觀眾席 SPL分析 ......................

.67 圖 62. 3D SketchUp 與建築聲學軟體 Odeon .........................................................67 圖 63. L-Acoustics SoundVision 3D 模擬軟體可視化功能 ....................................68 圖 64. 揚聲器位置 ..................................................................................................69 圖 65.

觀眾席 SoundVision 音場模擬.....................................................................69 圖 66. 各組揚聲器對觀眾席 SPL分布曲線 ...........................................................70 圖 67. NTH 觀眾席、舞台 照片與 Odeon Acoustics 3D View ...............................70 圖 68. Odeon Acoustics RT30 時間衰減曲線......

....................................................72電聲音響與演出空間耦合之研究ix逢甲大學 e-Theses & Dissertations（106學年度）圖 69. MFP 自由度行程 .........................................................................................72 圖 70. 發聲源與觀測點分布位置示意 ...............................................................

....73 圖 71. 5個觀測點的 EDT 個別值 ...........................................................................74 圖 72. 5個觀測點的 EDT Statistics .........................................................................74 圖 73. 發聲源與空間 ECHO 在5個觀測點的個別值 .............................................74 圖 74. 5個觀

測點的 C50、C80、D50、Ts 的個別值 ............................................75 圖 75. 在5個觀測點位的 Decay Curves ..................................................................76 圖 76. 在5個觀測點位的 Decay Curves ..................................................................78 圖 77. 在5個觀測點位的 Reflection Densit

y Per 3.0 Milliseconds ..........................80 圖 78. 在5個觀測點位的 Reflectogram...................................................................82 圖 79. 在5個觀測點位的 BRIR ..............................................................................83 圖 80. 在5個觀測點位的 Dynamic Diffusivity Curves .....

.......................................85 圖 81. 在5個觀測點位的 ECHO Curves .................................................................87 圖 82. 陣列揚聲器在3D 建模內的 Ray Tracing .....................................................88 圖 83. 陣列揚聲器在3D 建模內的 Billiard ...........................................

.................88 圖 84. 陣列揚聲器組合後之間的影響示意圖 ........................................................89 圖 85. STI 示意 .......................................................................................................90 圖 86. SPL 示意 ...............................................................

.......................................91 圖 87. Earthwork M30 量測系統示意 .....................................................................92 圖 88. B&K 4128 HATS 雙耳量測系統 ..................................................................93 圖 89. 量測點位座位圖 ..............................................

............................................93 圖 90. 現場實際懸掛(L+R+SUB 聲道) ..................................................................94 圖 91. 系統配置圖 ..................................................................................................94 圖 92. Earthwork System 7點的量測數據 ............

...................................................96 圖 93. B&K 4128 左右耳聲道量測數據 ............................................................... 100電聲音響與演出空間耦合之研究x逢甲大學 e-Theses & Dissertations（106學年度）表目錄表 1. 計算%Alcons 與 RASTI ，兩者與主觀評價的指數 .................. 40 表 2. 99年測試數據...........................

................................................... 62 表 3. NTH RT60 (2014年) ....................................................................