教室声场计算机模拟分析
多媒体教室的声场环境分析与优化
出解 决 多媒 体 教 室声 场存 在 问题 的适 用 方 法 。 关键词 : 多媒 体 教 室 ; 声场 ; 响 ; 晰 度 混 清 中 图 分 类 号 :4 1 G 3 文献 标 识 码 : A 文章 编 号 :2 1 ) 1 060 (0 1 0 - 5 -3 0
O n An l ss a d o tm i a i n o o n e d En i o m e t a y i n p i z to fS u d Fil v r n n i u tm e i a s o m n M li d a Cl s r o
感 , 射声 影 响声 音 的 清 晰度 , 反 而适 度 的反 射 声 能 够 加强直 达 声 的响 度 , 善 语 言 清 晰 度 和 亲 切 感 , 改 过 强 的反 射 声 会 破 坏 声 像 定 位 , 响 声 音 的 清 晰 影
清晰 度 , 兼顾声 音 的丰满 度 。提高 清 晰 度 必须 提高
K e o ds: u tme i ls r o ; s u d fed;r v r e a in;atc lto yw r M li da ca so m on l i e eb rt o riua in
声场模拟实验与分析
声场模拟实验与分析声场模拟是一种用来模拟真实环境中声音传播的技术。
它可以帮助我们理解声音在不同环境中传播的方式和特点,以及分析声音对环境和人的影响。
在声学研究、音频工程和建筑设计等领域中,声场模拟被广泛应用。
声场模拟实验是通过建立合适的实验环境来模拟声音传播的过程。
在实验中,我们可以利用专业的声学设备和软件来记录、分析和处理声音信号。
声场模拟实验的目的是研究声音在不同环境中的传播规律,比如反射、衍射、吸收等。
通过实验,我们可以获取到声音的传播路径、声压级、声相等参数,从而对声场进行分析和评估。
在声场模拟实验中,首先需要选择合适的实验室环境。
实验室应具备良好的隔音性能,以避免实验中外界噪音对结果的影响。
其次,我们需要使用专业的声学设备,如麦克风、扬声器、声学信号发生器等。
这些设备可以帮助我们测量和发射声音信号,以及记录声音的响应。
此外,声场模拟实验还需要借助声学软件来进行数据采集、信号处理和分析。
例如,常用的声场模拟软件包括MATLAB、ANSYS和COMSOL等。
在实验过程中,我们可以通过改变麦克风和扬声器的位置来模拟不同的声场情景。
我们可以依据声学原理,设计实验方案,控制变量,进行不同实验组合的对比分析。
例如,我们可以研究声音在不同材料表面的反射特性,或是在不同形状和大小的房间中传播的声音衰减规律。
通过分析实验数据,我们可以获取关键的声学参数,如声压级、声强、声速等,以及其在空间中的分布情况。
声场模拟实验的结果可以提供给音频工程师、声学研究者和建筑设计师等专业人士。
他们可以基于实验结果,评估和优化声音的传播效果,改善音响系统的性能,优化声学设计,提升听觉体验。
例如,在音频工程中,声场模拟可以帮助我们确定合适的扬声器位置和声音分布,以达到最佳的音质效果。
在声学研究中,我们可以通过声场模拟实验,深入了解声音在不同环境中的行为,为声学理论的探索提供数据支持。
在建筑设计中,声场模拟可以帮助我们评估房间内的声学性能,预测和改善房间的音质。
ease声场模拟分析报告
EASE 4.1声场模拟分析报告EASE4.1 计算软件计算各频率的声压级分布如下表所示:频率(Hz)250 500 1000 2000 4000 6300全开直达声压级(dB)最高值105.3997.85101.62106.1597.16101.94106.8297.16103104.1896.03100.92102.8394.9799.79102.8594.1199.71 最低值平均值全开混响声压级(dB)最高值110.38109.01109.52109.78107.67107.76109.37106.41107.76106.52103.52105105.14102.19103.7105.39102.52104.03 最低值平均值由以上模拟结果得到结果见下表所示:根据EASE3.0的操作手册,清晰度和辅音损失度的评价标准如下表:模拟结果显示:由图表中可以看出扬声器覆盖观众席的各频段满足并超过GB/T50371-2006《厅堂扩声系统设计规范》中规定的多用途类扩声一级指标要求,大部分观众区域的辅音损失度达到良好,语言清晰度达到良好,其余观众区域的辅音损失度达到清晰。
EASE4.1 设计软件声学内部模型图设计规范声学指标计算机模拟运算结果最大声压级(dB)100~6300 Hz ≥103dB 100~6300 Hz ≥106dB传输频率特性以100~6300Hz的平均声压级为0dB,在此频带内允许范围:-4~+4dB;50Hz~100Hz和6300~12500Hz的允许范围见图4.2.2-1以100~6300Hz平均声压级为0dB,在此频带内允许-4~+4dB传声增益(dB)125~6300Hz的平均值≥-8dB稳态声场不均匀度(dB)1000 Hz ≤6dB;4000 Hz ≤+8dB;1000 Hz ≤3dB;4000 Hz ≤+3dB;系统总噪声级NR-20清晰度指数(采用Long Form计算方式)0.5-0.59辅音损失度(采用Long Form计算方式)6.91-11.08%主观评价清晰度辅音损失度优秀0.6—1 0%—7%良好0.45—0.6 7%—11%清晰11%—15%较差0.3—0.45 15%—18% 不能接受0—0.3 18%以上EASE4.1 设计软件辅音损失度EASE4.1 设计软件语言传输指数EASE4.1 设计软件混响时间(按GB/T 50356-2005剧场、电影院和多用途厅堂建筑声学设计规范中相应混响时间范围规定设置)EASE4.1 设计软件扬声器平面摆位图EASE4.1 设计软件扬声器立面摆位图EASE4.1 设计软件扬声器三维摆位图EASE4.1 设计软件左、中、右声道扬声器覆盖图EASE4.1 设计软件拉声像扬声器覆盖图EASE4.1 设计软件台唇像扬声器覆盖图EASE4.1 设计软件效果扬声器覆盖图EASE4.1 设计软件主扬声器250Hz直达声压图EASE4.1 设计软件主扬声器500Hz直达声压图EASE4.1 设计软件主扬声器1000Hz直达声压图EASE4.1 设计软件主扬声器2000Hz直达声压图EASE4.1 设计软件主扬声器4000Hz直达声压图EASE4.1 设计软件主扬声器6300Hz直达声压图EASE4.1 设计软件主扬声器250Hz混响声压图EASE4.1 设计软件主扬声器500Hz混响声压图EASE4.1 设计软件1000Hz混响声压图EASE4.1 设计软件2000Hz混响声压图EASE4.1 设计软件4000Hz混响声压图EASE4.1 设计软件6300Hz混响声压图。
多媒体教室声光环境智能调控方案分析
多媒体教室声光环境智能调控方案分析多媒体教室声光环境智能调控方案分析一、引言多媒体教室在现代教育中扮演着至关重要的角色。
良好的声光环境不仅能够提高教学的舒适度,还能增强学生的学习效果和教师的教学体验。
然而,传统的声光环境调控往往依赖于人工操作,存在着诸多不便和不精确之处。
随着智能技术的不断发展,多媒体教室声光环境的智能调控成为了一个备受关注的研究领域。
二、多媒体教室声光环境的特点及需求分析1. 光线环境- 多媒体教室需要充足且均匀的光线,以满足学生观看黑板、投影仪屏幕以及阅读教材等活动的需求。
在白天,自然采光是主要的光源,但需要考虑光线的强度和方向,避免产生眩光和阴影。
- 当使用投影仪等设备时,需要适当降低室内光线强度,以保证投影画面的清晰度。
同时,不同的教学内容和活动可能对光线的颜色温度等有不同的要求。
2. 声音环境- 清晰的声音传播是多媒体教室的关键。
教师的授课声音需要能够均匀地传播到教室的每一个角落,让所有学生都能清楚地听到。
这就需要考虑教室的声学设计,包括墙壁、天花板和地面的吸音处理。
- 多媒体设备如音响系统、投影仪风扇等也会产生噪音,需要进行有效的降噪处理,以避免干扰教学。
三、智能调控方案的关键技术1. 光线传感器与智能窗帘系统- 光线传感器可以实时监测室内外的光线强度和方向。
根据传感器的数据,智能窗帘系统可以自动调整窗帘的开合程度和角度,以实现最佳的采光效果。
- 例如,在阳光强烈的时段,窗帘可以自动关闭或调整角度,避免直射光进入教室产生眩光。
而在光线较暗时,窗帘可以完全打开,充分利用自然采光。
2. 智能照明系统- 智能照明系统可以根据不同的教学场景和时间设定,自动调整灯光的亮度、颜色温度等参数。
- 比如在讲解理论知识时,可以使用较明亮且白色温度较高的灯光,以提高学生的注意力;而在播放视频或进行放松性的教学活动时,可以适当降低亮度并调整为较柔和的光线。
3. 声音传感器与音频处理技术- 声音传感器可以监测教室内外的噪音水平以及教师的声音强度和频率。
高校多媒体教室的声场环境和改善措施
高校多媒体教室的声场环境和改善措施1. 引言1.1 背景介绍现代高校多媒体教室在信息化教学的推动下,逐渐成为课堂教学的重要组成部分。
多媒体教室通过图像、声音、视频等多种媒体手段,为学生提供更加直观、生动的学习体验,促进了教学效果的提升。
随着多媒体技术的不断发展和应用,一些高校多媒体教室所存在的声场环境问题也逐渐凸显出来。
在现有的高校多媒体教室中,由于空间结构、建筑材料等因素的限制,声场环境往往存在混响过大、噪音干扰严重等问题,影响了教学效果和学生的学习体验。
如何改善高校多媒体教室的声场环境,提升教学效果和学生体验,成为当前教育领域一个亟待解决的问题。
为此,本文将对高校多媒体教室的声场环境进行分析,探讨教室改善措施、声场优化设备、室内声学设计和技术支持等方面的内容,旨在提出有效的解决方案,提高教学效果,提升学生体验,为未来高校多媒体教室的发展展望。
1.2 问题提出学校多媒体教室作为现代化教学设施的重要组成部分,在教学过程中起着至关重要的作用。
目前许多高校多媒体教室存在着声场环境不佳的问题,严重影响了教学效果和学生学习体验。
在这些教室中,因为空间不足或布局不合理,导致声音反射、共振和回声等问题频繁发生。
这不仅会影响教师的授课效果,还会使学生难以聆听清晰,降低课堂氛围和学习积极性。
如何改善高校多媒体教室的声场环境成为亟待解决的问题。
仅仅依靠传统的教学设备和布局已无法满足教学需求,更专业的声场优化设备和室内声学设计面临着更高的需求。
提供良好的技术支持也是改善声场环境的重要一环。
通过改善高校多媒体教室的声场环境,不仅能提高教学效果,提升学生学习体验,更能为未来的教育发展奠定可靠基础。
2. 正文2.1 声场环境分析在高校多媒体教室中,声场环境是影响教学效果和学生体验的重要因素之一。
一般来说,声场环境不佳会导致声音混响、各种噪音干扰等问题,影响教师的教学效果,降低学生的专注度和学习效果。
对于高校多媒体教室的声场环境进行分析并采取相应的改善措施是非常必要的。
声学仿真结果分析报告
声学仿真结果分析报告声学仿真是通过计算机模拟声波的传播和反射过程,用于预测和分析声学环境中的声压级、声波传播路径和声场特性等参数的一种方法。
声学仿真结果分析报告是对声学仿真结果进行系统性统计和分析的文档,旨在提供给相关技术人员参考。
首先,声学仿真结果应包括声波传播路径和声压级的分布图。
通过对声场中各点的声波传播路径和声压级进行仿真模拟,可以直观地观察到声波的传播规律和声压级的分布情况。
通过分析声波的传播路径和声压级的分布,可以找出噪声源、声源受到的衰减程度,以及可能引起噪声源及其衰减的因素。
同时,还可以据此评估声音的传播效果,为改善声场环境提供依据。
其次,声学仿真结果还应包括声音频谱图的分析。
声音的频谱图可以展示不同频率声波的强度和分布情况,通过对频谱图的分析,可以判断声音的主要频率成分和其他频率成分的强度大小。
根据声波的频谱特性,可以评估声音的质量和特点。
同时,还可以据此判断噪声源的频率特性和可能的干扰因素,为减少噪声源的干扰和优化声音的质量提供依据。
另外,声学仿真结果还应包括声音传播中的反射和折射过程的分析。
声音在传播过程中会发生反射和折射现象,通过对这些现象的仿真模拟和分析,可以评估并预测声音的反射和折射路径和强度。
根据声音的反射和折射情况,可以判断声音的传播路径是否遇到了障碍物,以及声音的传播路径和声音本身的变化。
同时,还可以据此评估声音的传播效果和干扰因素,为优化声学环境提供依据。
最后,声学仿真结果还应包括声学参数的统计分析。
声学参数如声压级、声速和声能等是对声音进行量化和描述的参数,通过对声学参数的统计分析,可以评估声音的能量大小、传播效果和干扰因素。
通过对声学参数的统计分析,可以得出声音的特点和特性,为优化声学环境和改善声音质量提供依据。
综上所述,声学仿真结果分析报告应包括声波传播路径和声压级的分布图、声音频谱图的分析、声音传播中的反射和折射过程的分析,以及声学参数的统计分析等内容,这些分析结果可以为优化声学环境和改善声音质量提供依据。
厅堂声场计算机模拟与实测结果对比分析研究
III
独创性声明
本人郑重声明: 所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究 工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得河北工程大学或其他教育 机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体, 均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果 由本人承担。
1.2 论文研究背景
伴随 2008 年北京奥运会、2010 年上海世博、2010 年广州亚运会等一系列大 型盛典的成功申办,不仅预示着中国经济的腾飞,还标志着中国各大基础建筑设
1
河北工程大学硕士学位论文
施的建设将掀起一个新的高潮。 在北京国家大剧院,水立方,鸟巢,广州歌剧院等一系列成功建筑的带领下, 全国上下已然掀起了建设观演类建筑的浪潮,甚至一些位居三线的城市都开始建 设耗资千万的剧院,文艺中心,体育馆等建筑。这些技术含量极高的建筑的兴起, 给声学设计中的计算机模拟是近二十年发展起来的新技术,与传统的设计方法相 比,不仅效率高,而且可以对传统设计方法无法预测的新参量进行设计,同时为 声学设计的定量化提供了有效的手段。随着各种模拟算法的不断改进,相应的模 拟软件也日趋成熟,并在实际工程中得到了应用和验证。采用计算机模拟技术是 当今声学设计的发展趋势。 计算机音质模拟辅助厅堂音质设计的方法已经比较成熟和完善,并且具有简 便易行、结果也较为直观和易于分析处理,是一种符合我国现阶段实际情况的方 法。
河北工程大学 硕士学位论文 厅堂声场计算机模拟与实测结果对比分析研究 姓名:刘延昌 申请学位级别:硕士 专业:建筑技术科学 指导教师:孙凤明 2011-04
摘要
摘
要
随着中国经济的迅速发展和中国国力的增强,居民的对精神文化层面的需求 日益高涨,这就促使中国功能性的建筑(如音乐厅、影剧院等)的加速建设,并 越来越受到重视。很多功能性的建筑已经成为城市的地标性建筑。如河北石家庄 的河北大戏院,不仅满足当地居民的功能性需求,更成为石家庄的地标性建筑; 再如北京的国家大剧院, 位于北京中轴线上的国家大剧院, 已经成为北京除故宫、 长城以外的又一地标性建筑。对于这些功能性建筑来说,厅堂内的声学设计,又 直接关系到建筑本身的成败。因此,设计师不能仅考虑建筑的造型,更应该多考 虑到建筑内部的声环境设计。 对于剧院型功能建筑的厅堂声学的研究来说,使用计算机处理数据是重要的 途径。计算机厅堂声学模拟是计算机运用在声学设计中的一个重要环节,它主要 是通过计算机模拟高仿真的厅堂声波,从而预测出厅堂声学性质。这种方法比其 他传统方法更加快速、便利。具有较为重大的研究意义。 虽然通过声波的传播理论方程能够在一定范围内得到解析解,但是对于复杂 的边界条件解析求解波动方程依然是十分困难的,并且由于声学问题本身的复杂 性和计算机的局限性,目前的辅助建筑声学设计软件研究还只是处于起步阶段, 还不能完全代替理论分析和实践经验。 本课题是针对厅堂音质计算机模拟精确建模方法的研究,通过对各类厅堂建 筑进行调查,进而对比分析模拟结果并预测结果的主要指标,归纳总结并推理出 一般性结论,该结论对声学设计者和软件开发者具有重要的指导意义,从而指导 设计人员更精确的建模。 建筑厅堂内最终的控制音质的声学指标仍需要通过仪器来实际测量,并以此 对比先前公式和计算机模拟程序计算的结果。许多经验表明这三种方法确定的混 响时间存在着误差,产生误差的原因是什么,这是本文的研究目的。 关键词:建筑声学;计算机模拟;测量;对比
声源定位计算机仿真与分析
声源定位计算机仿真与分析摘要确定一个声源在空间中的位置是一项有广阔应用前景的有趣研究,将来可以广泛的应用于社会生产、生活的各个方面。
声源定位是通过测量物体发出的声音对物体定位,与使用声纳、雷达、无线通讯的定位方法不同,前者信源是普通的声音,是宽带信号,而后者信源是窄带信号。
根据声音信号特点,人们提出了不同的声源定位算法,但由于信号质量、噪声和混响的存在,使得现有声源定位算法的定位精度较低。
此外,已有的声源定位方法的运算量较大,难以实时处理。
为解决这些问题,本文系统地研究了基于传声器阵列的声源定位方法,主要做了以下一些工作:首先对传声器阵列及其研究现状进行了总体概述,讨论了基于传声器阵列的声源定位所面临的问题,重点分析了传声器阵列信号处理的特殊性和混响的产生原因及影响,总结归纳并比较了各种基于传声器阵列声源定位方法的优缺点。
重点分析了基于时延估计(ITD)和强度差异(IID)的声源定位方法。
作者开发了一种基于Matlab软件的声源定位系统,结合时延估计和强度差异算法,进行了系统的声源定位仿真,给出了仿真结果,并提出了改进方案。
仿真实验证明所设计的声源定位系统可用,并可以为进一步的声源定位研究提供平台支持。
关键词:传声器阵列;声源定位;ITD;IID;MatlabTO SIMULATE AND ANALYZE THE SOUND SOURCELOCALIZATION BY COMPUTERABSTRACTLocalization of sound source is an interesting course of study which will be widely applied in our future life.Sound source localization is realized by processing sound signals,differing from the localization method with sonar,radar or wireless communication in the type of signals.Sound is a wide-band signal,while the later are narrow-band signals.Many sound source localization algorithms are proposed aiming at the characteristic of sound signals.However,signal’s quality,background noise and room reverberations in enclosure greatly degrade the effectiveness of acoustic source localization.For solve these question,some work are accomplished in this paper.Foremost,the microphone array is generally described,and some issues of sound source localization based on microphone array are discussed.The particularities of signal processing based on microphone array and the cause and influence of reverberation are analyzed.Some main methods of sound source localization are compared.A sound source localization method based on the interaural time difference(ITD) and interaural intensity difference(IID) is analyzed with emphasis.A sound source localization system based on the Matlab was produced.Finally,based on the ITD and IID,some experiment is conducted on the system,and the experimental result is presented.The results showed that further study on sound source localization can be made on the sound source localization system.Key words: Microphone Array; Sound Source Localization; ITD; IID; Matlab目录第一章绪论1.1 声源定位的关键技术及国内外研究现状 (1)1.2基于传声器阵列的定位方法简述 (2)1.3 基于传声器阵列的声源定位系统的模型与难点 (3)1.4 声源定位系统的结构 (4)1.4.1 硬件结构 (4)1.4.2 软件结构 (5)1.5 本论文的主要工作和内容安排 (5)第二章几种定位方法的介绍2.1 声音信号分析 (6)2.2声源定位原理 (6)2.2.1 仿人双耳的声源定位原理 (7)2.2.2 基于到达时间差的声源定位原理 (7)2.2.3 基于声压幅比的定位方法 (7)2.3 声源定位方法的分类和比较 (9)2.3.1 基于最大输出功率的可控波束形成定位方法 (9)2.3.2 基于高分辨率谱估计技术的定位方法 (9)2.3.3 基于时延估计的定位方法 (10)2.3.4 定位方法比较 (10)第三章基于时延(ITD)的方位估计3.1 传声器和声源的几何模型 (11)3.1.1 双传声器几何模型与分析 (11)3.1.2传声器阵列几何模型与分析 (13)3.2 几何定位方法 (13)3.2.1 数据采集方法 (14)3.2.2.1 声源到传声器间距离差的计算 (14)3.2.2.2 声源位置的计算与仿真 (15)3.3 程序测试与误差分析 (17)第四章基于强度差异(IID)的方位估计4.1 方法概述与分析 (19)4.2 声源方位估计的实现 (21)4.2.1 数据的采集 (21)4.2.2 声压幅比的计算方法 (22)4.2.3 声源位置的计算与仿真 (23)4.3 程序测试与误差分析 (24)第五章总结 (27)参考文献 (28)致谢 (29)附录附录A (30)附录B (32)第一章绪论1.1声源定位的关键技术及国内外研究现状利用目标发出的声音信号来确定目标的方位,是声音探测系统测定目标位置的关键技术,系统以被动方式测出目标声音的参数,利用声程差等信息来确定目标方向和距离。
声学声场模拟技术与声学空间效果研究
声学声场模拟技术与声学空间效果研究近年来,随着科技的不断发展和人们对音频体验的追求,声学声场模拟技术和声学空间效果的研究逐渐受到关注。
声学声场模拟技术是指通过计算机仿真和数字信号处理等手段,将音频信号在不同环境中的传播和反射特性进行模拟,从而实现虚拟环境中的声场效果。
而声学空间效果则是指通过音频处理和声音设计等手段,使得听众在音频环境中能够感受到更加真实、立体和沉浸式的声音效果。
声学声场模拟技术的研究主要涉及到声学原理、信号处理和计算机模拟等方面。
声学原理是声学声场模拟技术的基础,它研究声音在不同环境中的传播和反射规律。
信号处理则是通过数字滤波、时域变换和频域分析等手段,对音频信号进行处理和优化,使其在模拟环境中能够更好地还原真实环境中的声音效果。
计算机模拟则是利用计算机算法和数值计算方法,对声音传播和反射过程进行仿真和模拟,从而得到模拟环境中的声场效果。
声学空间效果的研究则更加注重于音频处理和声音设计等方面。
音频处理是指通过均衡器、混响器和压缩器等音频处理器件,对音频信号进行调整和优化,使其在播放过程中能够呈现出更加立体和逼真的声音效果。
声音设计则是通过声音合成、声音特效和声音定位等手段,对音频信号进行设计和调整,使得听众能够在音频环境中感受到更加真实和沉浸式的声音效果。
声学声场模拟技术和声学空间效果的研究不仅在娱乐领域有着广泛的应用,还在虚拟现实、增强现实和智能音箱等领域具有重要的意义。
在虚拟现实中,声学声场模拟技术和声学空间效果的研究可以使得用户在虚拟环境中感受到更加真实和沉浸式的声音效果,增强用户的虚拟体验。
在增强现实中,声学声场模拟技术和声学空间效果的研究可以使得用户在真实环境中感受到虚拟声音的存在,增强用户与虚拟世界的互动。
在智能音箱中,声学声场模拟技术和声学空间效果的研究可以使得音箱的声音更加清晰、立体和逼真,提升用户的音频体验。
然而,声学声场模拟技术和声学空间效果的研究仍然面临一些挑战。
天津市为明中学教室电声环境仿真与优化
天津市为明中学教室电声环境仿真与优化摘要:本文总结了教室电声环境的组成及基本评价指标,其次选取天津市为明双语学校尺寸为9.6m×8.1×4.5m的待建教室,将目前教学过程中主要声源之一的电子黑板纳入到考虑范围,基于EASE软件建立教室模型并对其电声环境进行仿真模拟,将模拟得到的声学参量数据与评价标准进行对比分析,最终针对分析结果提出若干优化建议。
关键词:信息化;中小学;普通教室;电声环境1.电声学理论及相关评价指标1.1电声学理论电声系统通常是由声源设备、中间设备及末级设备三个部分构成。
对于教室而言,最主要的包括传声器、功率放大器和扬声器。
电声系统设计,要对扬声器等各级设备作出选择,但更重要的是根据扬声器的功率、灵敏度、指向性,针对具体厅堂作出最合理的布置方案,这是实现厅堂良好听音效果的关键,也是电声系统设计的关键[1]。
1.2教室声环境评价参量教室是典型的语言用厅堂,厅堂的音质可以通过主观和客观两个方面进行评价。
主观评价源于听音者的听觉感知,而客观评价是通过仪器和实验的方法测量室内声场的特性,客观指标包括语言可懂度(清晰度),混响时间,信噪比,响度,背景噪声等常用指标,客观评价操作性更强,受人为因素影响小[2]。
1.2.1混响时间表示声音混响程度的参数量,当室内声场达到稳态,声源停止声后,声压级降低60dB所需要的时间,称为混响时间,记作T₆₀或RT,单位是秒(s)。
目前我国的 GB 50118—2010《民用建筑隔声设计规范》对普通教室混响时间有明确规定,同时其他国家也有相应明确的评价指标。
我国标准要求房间容积≤200m³,教室空场 500~1 000 Hz的混响时间≤0.8s;房间容积>200m³,教室空场 500~1 000 Hz的混响时间≤1.0s。
目前国内外的标准值存在差异,没有明确的范围,经对比分析发现,国外标准的最佳范围值趋同,且表中所列标准均小于一个最大值即我国的1.0s,因此本研究以我国标准及国外最佳值作为主要参考。
高校多媒体教室的声场环境和改善措施
高校多媒体教室的声场环境和改善措施随着科技的不断发展,多媒体教室已经成为高校教学的主要场所之一。
在多媒体教室内,教师可以利用投影仪、音响设备、电脑等现代化设备进行教学,从而更好地吸引学生的注意力,促进教学效果的提高。
多媒体教室的声场环境却成为影响教学效果的重要因素之一。
本文将从声场环境的重要性、声场环境存在的问题及改善措施等方面展开论述。
一、声场环境的重要性声场环境是指在空间中的声音传播状态。
在多媒体教室中,声场环境的好坏直接关系到教学效果和学生的学习体验。
良好的声场环境可以使教师的讲解更加清晰、生动,能够有效地传达知识,提高学生的学习兴趣和参与度。
而恶劣的声场环境则会导致讲解不清晰、声音嘈杂,影响学生的正常学习,甚至造成学习效果的下降。
改善声场环境对于多媒体教室的教学质量至关重要。
二、声场环境存在的问题多媒体教室在声场环境上存在一些常见的问题,主要包括:空间共振、噪声干扰、声音衰减、音色失真等。
这些问题严重影响了教室内声音的传播效果,从而影响教学效果。
1. 空间共振:多媒体教室内一般会采用各种各样的装饰材料,如墙面、地面、天花板等,这些材料会对声音产生反射和共振的影响,导致声音难以清晰传播。
2. 噪声干扰:多媒体教室周围可能存在各种噪声源,如空调、电扇、学生的交谈声等,这些噪声会对教学过程产生干扰,影响教学效果。
3. 声音衰减:在多媒体教室内,声音会随着传播距离的增加而逐渐衰减,导致远离讲台的学生难以听清教师的讲解。
4. 音色失真:教室内可能存在各种各样的杂音,影响声音的音色,使得讲解声音失真,难以辨别。
三、声场环境的改善措施改善多媒体教室的声场环境,需要从装修设计、音响设备、教学管理等多个方面入手,采取一系列的有效措施,如下:1. 合理设计装修材料:在多媒体教室的装修设计上,应尽量选择具有吸音、隔音等功能的装饰材料,减少空间共振和声音反射,提高声音的传播效果。
2. 优化教室布局:合理布置教室内的座位,使得学生都能处于较为合适的声音传播范围内,减少声音衰减的影响。
计算机声学模拟分析(声学建模)
计算机声学模拟分析系统名称:多功能厅会议扩声系统项目编号:CS-01-12目录1. 计算机模拟声场分析说明 (3)2. 分析依据 (3)3. 多功能厅声学数据分析 (5)4. 多功能厅声学分析结果 (18)1.计算机模拟声场分析说明为了使声学方案设计更好地符合实际的效果,运用当代先进的计算机模拟技术,根据我公司技术人员现场实际勘测尺寸,从而建立了计算机建筑模型(模型与现场比例为1:1),对方案设计的声场效果及现场实际施工、安装、调试情况进行计算机模拟验证,以确认设计的合理性,现场施工的正确性,以及为后期我公司至现场针对多功能厅扩声系统测试提供良好的参考依据,从而验证是否达到了预期效果。
运用声场分析软件EASE:模拟验算的声学参数有:●声场声压的分布——对声场的直达声、均匀度、声学射线跟踪及分布等进行分析计算●声场清晰度的计算——对声音清晰度的分析计算,其中包括快速语言传输指数(STI),辅音清晰度损失率(ALC)。
2.分析依据多功能厅,参与声学计算面积为2062M2,声容积为3417 M3。
多功能厅扩声系统属厅堂扩声。
声学特性指标采用广播电影电视部标准《厅堂扩声系统设计规范》50371-2006标准特性:RASTI----快速语言传输指数(rapid speech transmission index)是语言传输指数法(STI法)在某些条件下的一种简化形式,用来测定与可读懂度有关的语言传输质量。
RaSTI参考值表普茨长公式范围评价0.60~1.00非常好0.45~0.60良好0.30~0.45较差0.00~0.30不能接受ALC-----辅音清晰度损失率(%ALCONS)是一种语言明晰度的度量方法。
Alcons%参考值普茨长公式范围评价0~7非常好7~11良好11~15清晰15~18较差18以上不能接受说明:以下十种图,前两种图表示设计及现场施工的音箱布臵方式及扬声器传声方向(根据现场勘测主扬声器及辅助扬声器内嵌至墙内,传声方向有百叶遮挡,根据分析百叶参与声学计算部分可以忽略不计),后八种图是计算机模拟分析的结果。
计算机声学模拟分析(声学建模)
计算机声学模拟分析(声学建模)1.计算机模拟声场分析说明为了确保多功能厅会议扩声系统的设计符合实际效果,我们采用了当代先进的计算机模拟技术。
我们的技术人员进行了现场勘测并建立了计算机建筑模型(与现场比例为1:1),以验证方案设计的声场效果和现场施工、安装、调试情况的正确性。
这也为后期我们的测试提供了良好的参考依据,以确保达到预期效果。
我们使用声场分析软件EASE,模拟验算的声学参数包括声场声压的分布、声场清晰度的计算。
其中,声场声压的分布分析计算了声场的直达声、均匀度、声学射线跟踪和分布。
声场清晰度的计算分析了声音的清晰度,包括快速语言传输指数(STI)和辅音清晰度损失率(ALC)。
2.分析依据多功能厅的参与声学计算面积为2062平方米,声容积为3417立方米。
多功能厅扩声系统属于厅堂扩声,声学特性指标采用广播电影电视部标准《厅堂扩声系统设计规范》-2006标准特性。
在评估声学特性指标时,我们采用了快速语言传输指数(RASTI)和辅音清晰度损失率(ALC)。
RASTI是语言传输指数法(STI法)在某些条件下的一种简化形式,用于测定与可读懂度有关的语言传输质量。
我们使用普茨长公式,根据不同范围的参考值评价RASTI。
ALC是一种度量语言明晰度的方法,我们使用普茨长公式,根据不同范围的参考值评价ALC。
本文介绍了多功能厅的声学数据分析,包括建筑模型图、音箱声向图、3dB覆盖图、声压图、直达声分析图、RASTI分析图、ALCons%分析图、RT60图、声学射线跟踪图、瀑布图、45度视角扬声器布置图、鸟瞰声向图、立体声向图、3dB线声场覆盖图等十种图形。
其中,主扩全频扬声器和辅助扬声器参与了声学计算,而低音扬声器和返听扬声器则未参与。
数据分析表明,不同频率下全场总声压级的范围和平均声压值均有所不同。
不同平面形状教室的声品质模拟分析
1 )混 响时 间 R 6 T 0及 其 频 率特 性 。混 响时 间 与 室 内音质 评价 有密 切 的对应关 系 , 而且 它 为最稳定 的
一
采用水泥砂浆抹面, 窗户的面积按 14窗地 比计算 , /
门洞面 积为 1m ×24m, . 每个教 室设 两个 门。 4 )教室 内无 产 生较 高 噪声 的特 殊 设 备 , 以背 所
本 文 所选 比较 的 平 面形 状 见 图 1 。A 图是 平 面
尺寸 为 6. ×9 m 的矩形 ; 图是 边 长 为 7 7 6m B . 2m
形 宽度 均 为 8m, 边 各切 去 1m, 两 长度 方 向分 别 切去
lm、. 和 2m。 1 5m
祠
螬
不同平面形状教室的声品质模拟分析
籍 仙 蓉①
( 山西大学工程 学院)
摘
要 应用声学仿真软件 E S A E对容积相 同而平面形状不 同的教 室的声学特性进行模拟分
教 室体 型 ; 室 ; 学特性 教 声
析, 来发 现 不 同平 面 形状教 室的声 学特 点 。 关 键词
教室 的体型设计包括平面形状 、 剖面形式和顶棚
西
图 1 各教室平 面图
画 ’
1 )教室 容 积均 为 16 0 , 高 33m。 9 .2m。净 .
为 了便 于 比较 , 与 实 际情 况基 本 相 符 情 况 下 , 在
做一些规定 :
2 )讲 台的长 、 、 宽 高分别为 4m、 m和 0 2m 1 . 。
最 短 , A 的最 长 。在本 例 中 , 响 混 响时 间 的 主要 而 影
7 )为便 于分 析 , 只对 50H 和 1 0 z 0 z 0H 倍频 声 0 的一些 指标计 算结 果进 行分 析 , 对应 的声 压级分 别 其
计算机在音乐模拟中的应用分析
Ana l y s i s Oi l App l i c a t i o n o f c o m pu t e r i n m us i c i n t he s i mu l a t i o n
L i Xi a o ni n g
( S h a a n x i V o c a t i o n a l a n d T e c h n i c a l C o l l e g e , 7 1 0 0 6 1 )
t h e c o m p u t e r s i m u l a t i o n b a s e d o n m u s i c t h e o r y a n d a p p l i c a t i o n f o r m . Ke y wo r d s :m u l t i m e d i a t e a c h i n g: a u d i o — v i s u a l f a c i 1 i t i e s: p r o b l e ms : m e a s u r e s
动 平 均 后 的小 波 动 序 列 。
2 . 4 模拟生成效果分析
针 对 前 面 模 仿 形 成 音 乐 的 实 际 方法 , 我 们 依 据 原 始 音 乐 开 展
2 . 2 模拟生成方法
在此 , 我们会针对 已存 的音 乐序列开展 特点剖析 , 并 以此 为
前提实施模仿成形 的全过程 , 具体步骤如下 : ( 1 ) 剖析 原始音乐 , 计算节奏 周期里的周期长度 、 衰减 率与 移动平 均及大波 动的频率等 的特点值序 列和每一节 奏周期 中移
况。
便 能够 将一段 音乐 的模 仿信 号转变成 数字序 列且保存 于数组 y
里。
多媒体教室的声场环境分析与优化
多媒体教室的声场环境分析与优化多媒体教室的声场环境分析与优化一、声场的组成及特点多媒体教室声场主要由直达声、反射声和混响声三部分组成。
直达声是由声源直接传播到室内听音者的声音;反射声是由室内反射面到达听音者的声音;反射声经多次反射,产生分布和方向不明且具有延时的声音称为混响声。
当延时大于50m/s就会产生回声。
在声场中,直达声影响声音的亲切感,反射声影响声音的清晰度,而适度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,影响声音的清晰度;混响声主要影响声音的丰满度,适度的混响声可以使声音具有环境感,有利于提升声音的丰满度,而过强的混响声会破坏声音的清晰度。
二、多媒体教室声场的基本要求多媒体教室的声源主要是教师的讲解声、课件的解说、音乐和效果声。
教学信息的传递主要是通过教师的讲授语音或影片、课件中的解说传递给学生。
因此,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。
提高清晰度必须提高直达声强度,适当增加前次反射声,使其突出于混响声。
直达声和前次反射声较强时,为提高丰满度,就需要增加声场混响时间。
因此理想的多媒体教室声场,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。
多媒体教室声音的传播涉及多方面的综合因素,其音质的好坏,直接影响教学信息的传递,传递教学信息差,给学生上课听力造成心理负担,影响教学质量的提高。
所以,多媒体教室室内声场应满足以下基本要求。
1.低背景噪声,这是多媒体教室声场的主要指标之一。
噪声能够降低信噪比、掩盖有用信息、破坏声场的正常分布,使声场存在染色,导致信息声音质感的严重削弱。
多媒体教室的噪声源主要是由外部环境传入的噪声(窗外交通噪声、教室走廊中的噪声、临近教室的噪声等)和室内设施以及教学设备所产生的噪声。
它与教室周围的环境、墙壁的隔音和吸声量、设备电气及机械噪声量有着密切关系,对学生接受教学信息的状态有一定的影响。
多媒体教室声学改造仿真
多媒体教室声学改造仿真收稿日期:2010 07 10作者简介:叶 隽(1976 ),女,硕士,讲师,武汉科技大学城市建设学院,湖北武汉 430065李运江(1965 ),男,博士,教授,三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室,湖北宜昌 443002叶 隽 李运江摘 要:根据国家相关规范,运用E co tect 软件,通过对一特定多媒体教室的声学参数的模拟分析实例,给出其声学评价,提出了改造建议;并对改造后效果进行了计算机仿真,从而为多媒体教学声学改造提供了科学依据。
关键词:多媒体教室,Ecotect ,声学改造,计算机仿真中图分类号:TU 244文献标识码:A教室的声学条件一直受到世界各国的特别关注。
良好的音质对于词语学习和所有知识型社会来说,都是至关重要的,许多国家以规范形式对各类教室的一些声学参量都给出了详细规定[1 3]。
1 概况某大学建筑系多媒体教室是一个以自然声为主,辅以电扩声的语言用厅堂。
该多媒体教室总座位数为110个,平时主要用于研究生授课、科研报告和学术交流等活动,属于演讲专用厅堂;多媒体教室的体型参数如表1所示,平面及剖面图见图1,图2。
2 各声学参数仿真与评价根据所测得多媒体教室的体型参数和材料布置,利用E co tect [4]建立教室模型。
为了模拟老师讲课的情形,选择声源S 位置距一侧墙3m,高1.5m 。
2.1 关联声线分析很多声缺陷都是由空间的几何形态特征引起的,用传统的统计声学方法是无法进行预测和优化的。
关联声线分析是E cotect 提供的一种基于几何声学的分析功能,关联声线从声源点以二维平面形式向外辐射,根据预设声源,得到教室剖面关联声线,见图3。
从图3可以看出,作为反射面的顶棚能把来自声源的声线反射到听众区域,而且反射延迟时间也比较短,但是由于剖面上的三道梁形成了声影区,也造成了无法使前次反射声均匀分布到观众席,随着离声源距离的增加,这种情况越严重;而面向声源的梁将声线反射回声源,可能形成回声。
虚拟教室软件分析报告
虚拟教室软件分析报告摘要:虚拟教室软件是近年来在教育领域发展迅猛的一种创新工具。
它通过网络和技术设备,使学生和教师可以在虚拟空间中进行实时的教学和学习交流。
本文将对虚拟教室软件进行分析,包括其特点、优势、使用范围以及未来发展趋势。
一、介绍虚拟教室软件是基于互联网和在线教学理念开发而成的教学工具。
它提供了一个创新的在线学习环境,能够实现远程教育、在线辅导、在线考试等多种教育场景。
虚拟教室软件在教育领域被广泛应用,尤其在疫情期间,它成为了教育机构和学生的重要工具。
二、特点1. 实时互动:虚拟教室软件可以支持学生和教师之间的实时互动,包括语音、文字、白板、屏幕共享等功能。
学生可以通过麦克风提问,教师可以对学生的回答进行即时的反馈。
这种实时互动可以提高学生的学习效果和教学效果。
2. 弹性学习:虚拟教室软件可以根据学生的时间和地点灵活安排学习计划。
学生可以根据自己的时间安排进行学习,不再受到地点限制。
这种弹性学习使得学生可以更加个性化地进行学习,提高学习效率。
3. 多媒体教学:虚拟教室软件支持多媒体教学,包括教学PPT、视频、音频等。
教师可以通过多媒体教学来提高教学效果,使得学生更容易理解和掌握知识。
4. 数据分析:虚拟教室软件可以对学生的学习情况进行数据分析,包括学习成绩、学习进度等。
这种数据分析可以帮助教师更好地了解学生的学习情况,进行有针对性的教学辅导。
三、优势1. 节约成本:虚拟教室软件可以避免了传统教室的场地租赁、设备采购等成本。
教育机构可以通过虚拟教室软件来节约成本,提高教学效益。
2. 提高效率:虚拟教室软件可以提供更加高效的教学模式,通过实时互动、多媒体教学等方式提高学生的学习效果和教学效果。
3. 扩大影响力:虚拟教室软件可以将教学资源覆盖到更广泛的地区和人群,通过互联网的连接,教师和学生可以跨越时空进行教学和学习。
4. 个性化教学:虚拟教室软件可以根据学生的特点和需求进行个性化教学,提高学生的学习兴趣和学习动力。
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教室声场计算机模拟分析
摘要本文利用EASE软件,建立某大学1#教学楼的101教室的声场模型,通过分析混响时间等声学指标,结果表明教室在满场情况下其混响时间有一定程度的减小,各个参量均与听音者在教室内的位置有关。
对各个频率的混响时间进行分析发现了阶梯教室室内的主要音质缺陷,为以后阶梯教室的音质改造和试验研究奠定了基础。
关键词EASE软件;混响时间;阶梯教室;音质评价
1 概述
准确预测房间的声学参数一直以来都是声学设计者的目的,声学模拟软件可以预测厅堂声学特性,评估和调整声学设计方案,因此,计算机声学辅助设计已成为当前声学领域的一种趋势[1]。
在教室声学方面,由于EASE软件在电声和建声相结合方面的优势,它被较多的应用于教室声学的计算模拟。
EASE是为声学工程师设计的计算机模拟软件,自从90年代被德国ADA声学设计公司开发以来,已经在许多国家被注册使用。
其主要功能为:扩声(特别是扬声器布置的方案设计)和建声的计算机辅助设计[1-2]。
2 多媒体阶梯教室的模拟
2.1 1#101多媒体阶梯教室的基本情况
本文以某大学1#教学楼的101阶梯教室为研究对象介绍EASE声学软件在教室声环境研究中的应用[2]。
101阶梯教室位于1#教学楼的东南角,其南面距体育场大概有10m的距离。
该教室平面形式为递增的长方形,其前部宽为12m,后部宽为12.8m,长为15.8m,教室前部净高为4.3m,后随台阶逐渐减小,有七个台阶,每个台阶高为0.12m,教室后部高为3.46m。
地面面积约为195.9m2,其中有126个座位,所占面积约为66.2m2,容积约为777.1m3。
2.2 教室的声场模型的建立
首先我们对101教室进行了现场实测,得到建模所需的数据,然后针对教室声场的音质特点,进行实例建模得到三维立体模型。
如下图所示:其中绿色为听众区,红色座椅为试听位置,蓝色为扬声器,粉色为窗户,淡紫色为座席区,黑色为门,亮灰色为讲台和黑板。
其具体模型如图1所示:
3 计算结果分析
3.1 混响时间的分析
首先利用软件模拟计算空场(教室内没有学生)情况下教室的混响时间,由模型分析可得教室空场时混响时间的频率特性曲线图,如图2所示:
从曲线趋势可以看出在低频时,实测的混响时间远远大于模拟的混响时间,但在中高频两者相差约在0.2s左右,用艾润混响时间公式作为多媒体阶梯教室混响时间的模拟计算更符合实际情况。
同时,该教室在中高频的混响时间较长,这主要是教室未进行任何声学处理,且教室内墙及其他装修材料在中高频时对声能吸收较弱;在低频部分可以明显看出,实测的混响时间比模拟的混响时间长,这可能的原因是教室实际工况条件与模拟时理想工况条件的差异造成的。
由于人耳对中高频声音较敏感,从上表可以看出,在中高频段,实测值和模拟计算结果有一些误差,偏离的范围在10%之内,这主要是因实测和仿真中使用的声源以及吸声材料的吸声系数有关,但总体来说误差在可接受的范围之内,所以采用EASE声学设计软件进行多媒体阶梯教室的声场分析是可行的。
再根据滿场与空场时,座席区吸声量的变化,模拟得到满场(教室内坐满学生)情况下教室的混响时间,可以得出不论是赛宾公式还是艾润公式,教室在满场情况下其混响时间有一定程度的减小,尤其是在高频部分,两者相差较大,约在0.2秒左右,但在低频部分,满场时对混响时间的影响相对较小,约在0.05秒左右。
产生这种情况的主要原因是:教室内部涂刷的白浆与石膏水泥的吸声系数较小,抹灰的砖墙和光滑的地板其刚性面吸声系数更小,满场时座席区的吸声系数相对较大,与空场时相比,其在低频相差不大,但在高频时相差较大,因此就造成满场时对高频混响影响较大。
同时由于本教室有电声设备,为避免学生就座率对扩声的影响,不仅要求室内有较低的混响时间,同时也要求在空场和满场的情况的混响时间大致相同,从这点来说,本教室的混响情况也相对较差。
3.2 其他各指标的计算结果的分析与汇总
在听众区,对1000Hz时二维的各个参量的等压线进行分析可以得出,由于扬声器布置于房间内对称的位置,各个参量的结果基本也都以房间中轴线为基准对称分布,对直达声声压级等压线,其在教室前部中间位置得到最大值,然后辐射减小,在教室后部两个角部得到最小值;对最大声声压级等压线,其教室前部的声压级较大,然后做圆弧辐射,到教室后部其声压级明显减小。
综上对声压级的分析可知,对多媒体阶梯教室即是有扩声系统,依然是教室前部的声压级大于后部,只是由于电声的补充,其差值相对较小,对直达声约为5dB,对总声压级约为3dB,这样的差值对人耳听闻来说,没有明显的区别,所以此教室的声场均匀度较好。
对C50的等压线分布,其在教室前部中间位置有最大值,然后依次辐射减小,在教室后部的两个角部得到最小值;对辅音清晰度损失率的等压线也存在类似的分布。
由以上对各参量的分析可以看出,在教室不同位置各个参量的值并不相同,尤其在教室前排座席区差异较显著,说明教室内语言清晰度分布不均匀,这主要是因为声源具有指向性。
各个参量均与听音者的位置有关。
4 结论
本文介绍了利用EASE软件对阶梯教室建模的基本情况。
然后利用软件模拟计算得到空场和满场情况下各频率的赛宾和艾润公式混响时间,比较分析得到:用艾润公式混响时间与实际情况有较好的符合度;将空场与满场两种情况下的比较分析得到,教室在满场情况下其混响时间有一定程度的减小,尤其是在高频部分,两者相差较大;对各个参量在教室内不同位置的值分析得到,各个参量均与听音者在教室内的位置有关;此外,对各个频率的混响时间进行分析发现了阶梯教室室内的主要音质缺陷,为以后阶梯教室的音质改造和试验研究奠定了基础。
参考文献
[1]陈金京,王峥. 厅堂音质的模糊评判法—第五届物理会议论文集[M],北京:中国建筑工业出版社,1987:22-28.
[2]王明臣. EASE软件建模的基本方法[J],音响技术,2006,(12):19-21.。