Hi Fi 基礎談 三十一：Acoustics（1）駐波
Acoustics 是一門 PhD 級學問，絕非 Hi Fi 寫稿佬可以在基礎談用三幾千字講完的題目。最可悲的，是發燒友十居其九不理 acoustics 理論，以為 Hi Fi 可以用其他八寶搭夠，由不好聲變成好聲才是高手。私以為，音響學是必須正視的東西，胡亂摸象鼻象尾巴，於事無補，甚至弄巧反拙。
玩 Hi Fi 需注意的基本音響學理論，不是神話，是科學家們在過去幾世紀以來積累的經驗及數據，加上近年甚囂塵上的“聽覺心理學＂（Psycho-acoustics），問題變得更有趣。
音響主要是由空氣震盪而產生。沒有空氣，震盪也可以在液體或固體中進行。可是，沒有震盪，却沒有音響。
音波的形態，和將一粒小石投在水面所產生可見的波紋一樣。但最要緊記的，是音波以震盪點為核心產生 360 度擴散的立體波輻，而肉眼所見的水波却是平面的。
音波與電波、光波震盪特性完全相同，在碰到阻礙時會有影子、折射、反射，透射或吸收的應變。因此，在房間裏，揚聲器放射出的聲波就形成了錯縱複雜，極不規則的圖形。
「Hi Fi 基礎談」在《Hi Fi 音響》創刊號中第一節就企圖向讀者解釋音響的物理特性。今天不打算從頭再開始講過了，姑且假定讀者們已升了級，有了基本常識吧。
Hi Fi 之道，是要耳朵從器材上聽到現場聲響之原本。
現場聲響之處理，可能是即場轉播，或實况錄音，或錄音裏經過預調而臻達錄音師所需的錄音。不論聲響的來源，總之耳朵聽到的 Hi Fi，與原音不能有加多或減少。現場所發生的全部聲響，包括了咪高峯所拾得的直接音及間接音（即反射音），後者包括第一次、第二次或更多次的反射音，視乎聲音衰減率之強度。聲音在空間進行的衰減度，是以 Log 為單位，它在空中走得愈遠，便需要愈大的能量將音波填滿立體空間。空間愈廣闊，衰減也愈迅速。
房間音響特性
聲波的密度，可以用人工控制，自古以來，人類已懂得把雙手套在咀巴前面形成一個號角形，將叫聲的集射力增強，令它以直綫向前方傳得更遠。聲波愈高，波長愈短的音響，也更具向直綫推進而不作立體擴散的特性。後生仔用舌頭頂住齒頰間鼓氣，可發出音調極高集射性極強的聲音，由地下打上十幾樓，叫上面的兄弟落街玩。這種極高頻不像在樓下大聲嗌那樣騷擾鄰居，由於集射力強，隔離單位已可能聽不到這訊號。
北歐維京人有件長逾 7 呎的傳統號角，能發出密度最高的中頻，立體擴散，在峯頂吹奏，方圓數里範圍內聽得清清楚楚，這是充份運用音波擴散及迴音反射效果的中古 acoustics 科藝。
上述實例，說明了人類怎樣利用音響特性在不同環境達到不同效果。這是 acoustics 的物理本能，換了不同環境，它也產生不同反應。在瑞士一間夜總會裏吹奏維京長號，音響畫面跟在阿爾卑斯峯頂吹奏絕對是兩回事。在家中聽芝加哥交響樂團在芝加哥 Orchestra Hall 的錄音，跟在現場聽真實演奏又怎會是一回事哉。
理由太簡單了，是因為家中聽 Hi Fi 時耳朵聽到音樂廳 acoustics 加上聽音室 acoustics，其他擴音失真不存在的話。
因此，聽音室 acoustics 是影響 Hi Fi 質素最重要的物理反射；絕不能用甚麼了哥八寶可以消滅之。
因此，聰明的發燒友（例如 50 年代初的我）也一定聯想到，無殘響室（anechoic chamber）才是聽到 100% 現場音響畫面的 Hi Fi 房。
可惜，這附會是錯誤的開始。
建造一間無殘響室，費用當然高。但半無殘響室却相對地容易造，價錢也平宜得多。一般錄音室的音響控制方式，也就屬於半無殘響室。我們後生時聽單聲道 Hi Fi，全室滿舖所謂“隔聲板＂，地台滿舖地氈，也算是半無殘響室。這些聽音室，多數只消除了 100Hz 以上的反射波，人走進去，但覺耳膜有少少痛，連呼吸起來也有真空感。建造這類聽音室的人，起初總認為只有“無特性＂、即“無殘響＂的聆聽環境，方克提供原汁原味絕無半點渲染的真切音響重播。
消滅駐波方法
現實裏，一對喇叭在無殘響室裏播出的音響畫面，是兩點式二聲道，左＋右的物理作用，可提供非常清晰的左至右定位，但由於缺乏反射波，3D 音響台建不起來，左至右音場闊度很難闊得過喇叭的距離，樂器定位都是一粒粒，分不出樂器件頭的大與細。
這已是控制得好的例子了，在更差的場合裏，房間滿舖吸音物的吸音曲綫與週率成正比，令房間變成了有強烈駐波，低音混濁，中音乾硬，高音刺耳的垃圾房。
因為，我們日常所應用的吸音板，或吸音發泡膠，其吸音曲綫均與週率成正比。而且，所能處理的頻率均在 100Hz 以上。一般 8 至 9 呎樓面的 box 式屋宇，駐波週率是 40 至 60Hz，任何吸音板或發泡膠面對如此低的週率，都是束手無策的，這包括別超代理的凹凸板 RPG 在內。唯一目前在巿上買得到，能有效地吸收 100Hz 以下的現成東西，是 Tube Trap。Tube Trap 的結構，是讓無孔不入的低週從 Tube 的頂端鑽進去捕殺之，它的圓柱表面，却對中、高週有反射特性。
RPG 及其他材料，經處理後也可產生吸低音功能。基本原則是反射高中音而讓低頻鑽入吸音物的內部不再出來。一般播音室的牆壁，有 10 吋厚，內藏吸音棉，低音能穿過表層的有孔板，便被吸收。
一間 8 至 9 呎樓面的 Hi Fi 房，如想沒有（或很少）駐波，最佳方法是對症下藥，用儀器測知駐波週率，用適合的 Tube Trap 在牆角捕殺之。其次是將部份牆壁加厚至 10 吋，照播音室規格造吸低音板。
有一個旁門左道的消滅駐波方式，筆者認為絕對要不得，但好多發燒友都用。辦法簡單「有效」，只須在有駐波的牆角擱一塊薄夾板。據說，薄夾板有吸低音功能。事實上，薄夾板產生本身的諧震週率比駐波高，相對地在整個低頻（例如 40 ~ 120Hz）範圍音量增大，聽起來好像駐波被吸收了（或能量被換移了）。結果呢，是牆角多了塊發音膜發出綫性諧震，破壞了喇叭的定位感分析力。何況，40 至 120Hz 諧震令你聽不到真正 20 至 40Hz 低音。
吸音板或發泡膠在控制調節音響效果方面的應用要極謹慎，一不小心就弄巧反拙。因此，沒有文化的發燒友才批評用 Sonex 的人沒有文化。事實上，愈有文化之發燒友在 Sonex 的應用方面愈成功，但首先要弄清楚問題在哪裏。
吸音／反射匹配要適當
好聲的聽音室，一定要具有適當的殘響。美國專家們提供過的 Live end dead end，筆者實實在在試過了，結論是“活＂好過“死＂。太活的聽音室可以逐少加以控制，太死的一開始就無藥可救。只有適當的吸音／反射匹配，才克臻至音響畫面的連貫性及流暢性。
所謂黃金比例，若應用在 8 至 9 呎樓面的屋宇裏，絕對不能解決 40 至 60Hz 駐波問題。筆者的經驗，在 Tube Trap 未發明之前，消滅駐波的最佳妥協辦法是用測量儀找到它的基週，然後用 1/3 Oct. EQ把 波峯儘量割去。駐波的基週一被控制後，它的諧波峯也顯著改善。1/3 Oct. EQ 只適用於 100Hz 以下，因為 EQ 有明顯相位失真。換言之，削駐波的 EQ，只宜用於 bi-amp 的低頻擴音部份。
我聽音室的駐波基週是 45Hz，＋15dB。經悉心裁剪後，低週 20Hz 至 100Hz 的 80dB 響度重播曲綫是 ±3dB。因此我認為我的組合有能力重播綫性頗佳（而相位失真略高於一般超特級超低音）的 20Hz。當聽到別處的 40Hz 駐波或“不要低音、沒有駐波＂的兩個極端時，就比較敏感。
“不要低音、沒有駐波＂派系，與“寧要駐波、也要低音＂是格格不入的。但歸根到柢，這兩派也很難聽到真正低至 20Hz 的低週。前者不用說，根本要將組合在 60Hz 以 6dB/Oct. 開始滾降，故絕無低週。後者却有機會聽到基週比率極強近純 sine wave 的低頻，例如管風管和 Synthesizer 的 16Hz 及 32Hz 兩個 C 音。（C3＝32.7Hz，C4＝16.4Hz）
用 Tube Trap 試圖降低駐波量，也得花點“嘗試及錯誤＂時間。但要記住，Tube Trap 也影響中高音的。
只有特別度身定造的無平行面聽音室才能杜絕駐波。
（原文刊於 1988 年 11 月號《Hi Fi Review》，作者 雷明 先生）
