浅谈多媒体教室声学环境分析
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引言：随着计算机的普及和现代教育技术在学校教学中的广泛使用,传统教室环境所承载信息的种类和能力已经不能满足学校现代教学的需要,在这种情况下,不论是大学还是中小学都在新建或改建多媒体教室,多媒体教学已成为衡量学校教育现代化的重要标志.
由于多媒体教室一般配备有多媒体集成控制平台、多媒体计算机、投影机、投影屏幕、视频展示台、有线(无线) 话筒、调音台、音频本论文由无忧论文网www.51lunwen.com整理提供功率放大器、音箱、VCD/ DVD 播放机、DV摄像机、录像机等各种现代教学设备,可以将视觉和听觉有效的结合,通过直观、形象、生动的媒体表现形式来传递教学信息,给教师一个灵活自如的教学环境,给学生一个舒适轻松的学习环境,不仅提高了教学效益和教学质量,而且为传统的教学模式和教学方式改革提供了平台.
但是很多学校在多媒体教室的建设过程中,往往重视设备配置的“一流”,忽视了多媒体教室声学环境的设计,影响了教学效果. 本文分析了多媒体教室声学环境的基本要求、声学环境建设和改造中存在的主要问题,提出了多媒体教室声学环境设计的方法和思路.
多媒体教室声学环境分析
多媒体教室的声学环境对室内声场的研究,长期以来一直没有停止过. 根据室内声学理论,室内声主要由直达声、前期反射声和混响声三部分组成[1 ] . 直达声是由声源直接传播到室内听音者的声音;接着听音者听到是从最近的反射面反射来的“第一反射声”、“第二反射声”、“第三反射声”等,这些反射声因声级差、时间差迟于直达声到达听本论文由无忧论文网www.51lunwen.com整理提供音者,根据哈斯效应,如果延迟时间大于50ms 时,人耳能够听到清晰的回声;以后听音者听到是经多次反射分布很密、方向不明确、无法区分的众多反射声的叠加,专业称为混响声. 在声场中,直达声影响声音的亲切感,直达声不够,声音缺乏亲切感;反射声影响声音的清晰度,合适的反射声能够加强直达声的响度,改善语言清晰度和亲切感,过强的反射声会破坏声像定位,影响清晰度;混响声主要影响声音的丰满度,合适的混响声可以使声音具有环境感,有利于提高声音的丰满度,过强的混响声会破坏声音的清晰度.
所以比较好的听音室内要求三者的比例要适当.多媒体教室的声源主要是教师的讲解声、教学影片的解说、音乐、音响效果声和多媒体课件中的解说、音乐、音响声. 教学信息的传递主要是通过教师的讲授和影片、课件中的解说传递给学生,正因为如此,多媒体教室的声音效果主要追求语言的清晰度,兼顾声音的丰满度. 要提高清晰度必须提高直达声强度和增加前次反射声,使其突出于混响声. 与清晰度相反,混响声强则声音丰满度好. 当直达声和前次反射声较强时,为提高丰满度,就本论文由无忧论文网www.51lunwen.com整理提供需要更长的混响时间. 因此在多媒体教室中设计声场时就要做到充分利用直达声,合理地分布前次反射声,正确地控制混响声,使得声音清晰度高、响度适中、音质优良、丰满度高[2 ] .
多媒体教室对声学的基本要求多媒体教室声音的传播涉及到生理声学、心理声学、音乐声学、语言声学、听觉声学、噪音等多方面的综合因素,其音质的好坏,直接影响教学信息的传递和教学质量的提高. 良好的多媒体教室室内声场应满足以下一些基本的要求.
1. 2. 1 较低的噪声 这是多媒体教室声学的主要指标之一. 噪声能够降低信噪比、掩蔽有用信息、破坏声场的正常分布,使声场染色,导致信息声音质的严重恶化. 多媒体教室的噪声源主要是由外部环境传入的噪声(室外交通噪声、走廊中的噪声等) 和室内设备所产生的噪声,它与教室周围的环境、墙壁的隔音量、吸声量、设备的电气及机械噪声有密切的关系,它也决定着学生接受教学信息动态范围的大小. 因此多媒体教室要保证足够小的背景噪声,特别要防止低频声、设备的交流哼声,以不使噪声对有用信息产生明显的干扰和掩蔽. 室内噪声通常用“噪声评价指数(NC) ”作为评价参考量,多媒体教室的噪声允许值NC 为20～25 为好,用A 权计数,自然声的噪声要本论文由无忧论文网www.51lunwen.com整理提供低于30dB ,扩声系统,噪声级要低于38 dB.
1. 2. 2 合适的混响时间 人们对音质的主观评价“清晰”、“平衡”、“丰满”、“有力度”、“柔和”等术语与混响时间有密切的关系. 混响时间的长短对音质的影响很大,混响时间长,音质“空”,含糊不清;混响时间短,音质“干”,单调枯燥;只有合适的混响时间,音质才能丰满、有力度. 多媒体教室以语言声为主,混响时间的设计应主要考虑语言声的要求,因此要根据教室的容积,选择合适的混响时间(见表1) ,才能实现较高语言清晰度[3 ] .表1 语言类房间最佳混响时间与房间容积表容积/ m3 50～60 60～85 85～127 127～170 170～245 245～339 339～424混响时间/ s 0. 2 0. 3～0. 35 0. 35～0. 4 0. 4～0. 45 0. 45～0. 5 0. 5～0. 55 0. 55～0. 6
1. 2. 3 避免声缺陷 声缺陷主要是声波经由内表面反射后分布而干扰正常听闻的现象. 多媒体教室的声缺陷主要包括回声、颤动回声以及声染色等,产生这些现象的主要原因是:一是房间的吸声量不够;二是房间大多是矩形房间,六个面互相平行,容易产生“简并”现象,形成声染色. 对于多媒体教室而言,要避免上述声缺陷.
p; 1. 2. 4 声场分布均匀 理想的多媒体教室室内声场应该充分扩散,分布均匀,而且有足够的声压级. 室内声音的充分扩散,可以保证各个座位上的学本论文由无忧论文网www.51lunwen.com整理提供生都应能听到响度相差不大的声音,也保证了室内空间各点的声压级相等,对多媒体教室而言,学生座位区的语言扩声声压级要达到70～75dB之间,音乐扩声声压级要达到80～85dB 之间,背景音乐声压级要达到60～70dB 之间,声场的不均匀度应控制在±4dB 之内,使音质得以改善,声音变得柔和、具有亲近感和空间感.
1. 2. 5 室内音质 多媒体教室的声学设计其实就是室内音质的设计. 而室内音质的最终评价是听众的主观感受,人们根据室内声学原理并借助经验,提出了混响时间、扩散程度、反射声、噪声级等若干与主观感受相对应的物理量或声学量. 多媒体教室内的主要声信号为语音信号,对清晰度的要求很高. 这主要取决于房间的混响时间、设备的功率等.
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