时间：2022-07-26 13:20:52
美国等发达国家在进行厅堂建筑设计时，均要由建筑师、声学顾问和剧场顾问组成联合设计组，从项目立项开始就一道工作，直至项目完工。这是国外厅堂建筑之所以高质量的重要保证。因此，只有明了建筑声学设计的程序和工作内容，学习国际先进经验和惯常做法，方能保证我国的厅堂建筑具有良好的音质。
一般而言，建筑声学设计的工作内容主要包括噪声控制和音质设计两大部分。
根据建筑物的使用功能、等级与投资规模，参照国际或国家规范来确定建筑物室内噪声标准，是噪声控制设计的首要内容。
通常音乐厅、剧场等厅堂都要求很低的室内背景噪声，因此，这些厅堂的选址很重要，应尽可能远离户外的噪声与振动源。另外，还要进行场地环境噪声与振动调查、测量与仿真预测，目的是为进行厅堂建筑围护结构的隔声设计提供依据，保证厅堂建成后能达到预定的室内噪声标准。
围护结构的隔声设计分为空气声隔声设计及固体声隔声设计两部分，均包括隔声量的计算、隔声材料的选择以及隔声构造设计等内容。除理论计算外，经常需要进行隔声构件的实验室或现场测量，来确定其各频带的隔声量。
噪声控制的另一重要内容，就是针对厅堂建筑内部的噪声振动源进行控制。这些噪声振动源包括空调设备、给排水设备、变压器、某些灯光设备、舞台机械设备以及来自相邻房间通过空气及固体传声传入的噪声和振动等，都将对观众厅的安静造成干扰。因此，在建筑方案设计阶段，声学顾问就必须介入，以便审视建筑内部各种房间的平、剖面布置是否合理，尽可能在建筑设计阶段就将可能的噪声振动干扰减至最低。
此外，建筑声学设计的另一个重要任务就是进行室内音质设计。
音质设计通常包括下述工作内容：
一、确定厅堂体型及体量。为看得清楚、听得清晰，各类厅堂都有个长度的限制。厅堂的宽度会涉及到早期侧向反射声的组织，与音质的空间感有重要关联。厅堂的高度不仅影响竖向早期反射声的组织，而且影响早后期声能比和混响声能的大小及方向。厅堂的体积和每座容积都直接影响混响时间等音质参数。厅堂的体型更是关系到是否存在回声、颤动回声、声聚焦、声影区等音质缺陷。所有这些，都必须在初步方案设计阶段就提供建筑声学的专业意见。
二、确定音质设计指标及其优选值。根据厅堂的使用功能选择混响时间、明晰度、强度指数、侧向能量因子、双耳互相关系数等音质评价指标，并确定各指标的优选值，是音质设计的重要任务。这些指标及其优选值的选定，将为进一步进行音质参量计算和将来竣工后的音质测试提供目标和依据。
三、对乐池、乐台、包厢、楼座及厅堂各界面进行声学设计。厅堂的平面及各界面的形状、面积、倾角等以及乐池、乐台、包厢、楼座、音乐罩、反射板等都影响声脉冲响应的结构，从而对厅堂音质产生重要影响。因此，是否设楼座、包厢，设几层楼座、包厢，楼座和包厢的深度及开敞度多少为合适，栏板的面积与倾角多大较恰当等等，都属于建筑声学设计的范畴，都需由建筑师与声学顾问共同磋商，加以确定。乐池的形状和开口大小也直接影响乐队声能的输送以及乐队与演员的相互听闻。此外，是否设音乐罩或反射板，设何种形式的音乐罩和反射板等等，也都需要从建筑声学专业的角度提供咨询意见，并给出设计方案。 转贴于
四、计算厅堂音质参量。当厅堂的平、剖面及楼座、包厢、乐池、乐台等设计方案拟定以后，就可开始计算厅堂音质参量。通过音质参量的计算，提供设计反馈信息，以便对设计方案作出必要的修改与调整。这个过程有时需要反复进行多次，以便臻于至善。在此过程中，需要辅以平剖面声线分析、三维声场计算机仿真乃至缩尺模型试验等技术手段，才能做出较准确的预计。
五、进行声学构造设计。厅堂音质除了受前述建筑因素影响之外，还与室内装修材料与构造密切相关。因此，声学顾问还需与装修设计师密切配合，共同完成室内装修设计。声学装修构造设计通常包括各界面材料的选择和绘制构造设计图，需详细规定材料的面密度、表观密度、厚度、穿孔率、孔径、孔距、背后空气层厚度以及龙骨的间距等技术参数。
六、声场计算机仿真。对厅堂建筑进行仔细的声场分析和音质参量计算，有赖于声场三维计算机仿真。从这一点意义上讲，要进行成功的现代厅堂音质设计已离不开计算机仿真的辅助。
七、缩尺模型试验。对于重要的厅堂，除了计算机仿真外，通常还须建立一定缩尺比的厅堂模型，进行缩尺模型声学试验。缩尺模型试验优于计算机仿真之处，在于唯有它能对室内声波动效应做出仿真，而前者仅能在中、高频段，在几何声学的范围内提供较准确的仿真结果。此外，计算机仿真从本质上说是将声学家已知的声学原理输入计算机中，而缩尺模型则可较客观地展示厅堂中发生的实际声物理现象。目前，华南理工大学建筑声学实验室正在负责对在建的广州歌剧院作1∶20的声学缩尺模型试验，以确保该剧院建成后的高水准音质。
八、可听化主观评价。对于重要的厅堂，必要时还可在计算机仿真和缩尺模型试验基础上，应用先进的可听化技术进行主观听音评价。可听化技术是通过仿真计算，或者通过模型试验测量获得双耳脉冲响应，将之与在消声室中录制的音乐或语言“干信号”卷积，输出已加入厅堂影响的声音信号，供受试者预先聆听建成后的厅堂音质效果。这是近年发展起来的建筑声学领域一项高新技术。
九、建筑声学测量。建筑声学测量包括噪声与振动测量，围护构造隔声测量，重要材料与构造的吸声量测量以及厅堂音质参量的测量等。厅堂音质参量测量除了在工程竣工之后进行，以验证声学设计是否达标外，有时还需要在厅堂建筑主体完工，进入内部装修阶段时进行，以便为施工的最后阶段进行必要的设计修改与调整提供科学数据。
1 概述
随着时代的发展，厅堂扩大、观众人数增多、使用功能增加及电子技术的进步，厅堂内不可避免的需要设置电声系统，但现在很多厅堂里就算设置了昂贵的电声设备，但仍然出现厅内的声音听不清楚、声音干涩等听音效果差的现象。
目前大多数建设项目的建设程序基本是先进行土建设计及施工，即先盖房子，然后确定装修等专业的实施单位。在装修设计时更多的是考虑其美观，突出给人的视觉效果，装修材料大量采用铝塑板、石材等材料，或进行简单的软包处理，对功能性的方面（如建筑声学，以下简称建声）考虑的很少，造成大厅内声反射混乱。智能化的实施单位大多数时候都是在最后阶段才确定，进场时装修设计基本已完成，甚至于装修已经在施工，停工等待智能化实施单位进行布线了，智能化深化设计时只能在已有的装修设计的基础本文由论文联盟收集整理上采用电声设备来进行弥补，虽有改善，但效果不佳。
2 厅堂声学设计的一般要求
要保证好的听音效果，必须保证其声学设计及其实施的质量。厅堂的声学设计包含建声设计和电声设计，合理的声学指标是保证声学设计质量的重要前提。
要保证厅堂有好的音质，则必须要有合适的响度，与其相关的客观指标是声压级。对语言声，一般要求不低于60～65db，否则要用扩声系统弥补声压级不足；对音乐声，一般要求不低于75～96db。
要有均匀的声能分布，与其相关的客观指标是声场不均匀度。要保证在观众席的各个座位上听到声音的响度应比较均匀。
要在丰满度与清晰度之间有适当的平衡，与其相关的客观指标是混响时间。如果厅堂的混响时间过长，则声音的清晰度下降；如果混响时间过短，声音显得干涩，会影响丰满度。对以语言声为主的厅堂，以语言清晰度为主，混响时间不可过长；对以音乐演出为主的厅堂，以丰满度为主，故希望混响时间长一些。
要具有良好的音色，与其相关的客观指标是混响时间频率特性。对以语言清晰度为主的厅堂应采用平或接直的混响时间频率特性；对以语言清晰度为主的厅堂应采用中、高频平直，低频高于中频约15～20的混响时间频率特性，可使低音丰富，美化音色。要有较低的噪声。
3 建声与电声
在一个大的空间中，声波从声源到听众一般经过两种不同形式的传播过程。一种是声波在空间声场中的传播过程；另一种形式是电信号在电路系统中的传播过程。建声设计负责前一种形式的传播过程，电声设计负责后一种形式的传播过程。只有同时保证两种不同形式的传播过程的设计质量，才能确保整体声学设计的效果，二者相辅相成，缺一不可。
建声是一门研究建筑中声学环境问题的科学，它包括厅堂音质和建筑环境的噪声控制两大部分。其设计内容包括体型和容积的选择，最佳混响时间及其频率特性的选择和确定，吸声材料的组合布置等，其中混响时间是要控制的首要指标。
混响时间是厅堂音质的一个重要评价指标，其反应了室内声能随时间的衰减，以及不同频率的声能的衰减特性。它的数值选择是否合适，对能否获得良好的音质效果关系甚大。
由图1可看出，要保证好的听音效果，在电声设计前必须进行完善的建筑声学设计。
电声设计的设计流程如图2所示。
本着信息技术教育以培养培养学生的信息素养和信息技术操作能力为主要目标的精神，全课要以“兴趣”为起点，以活动为主线，螺旋式地设置教学内容，让学生在活动中完成知识构建的同时能力也得到培养。
教材分析：
《声音的编辑》是重庆大学出版社出版的《初中信息技术》七年级下册第二章第二节的内容，主要讲解如何对声音进行简单的编辑和修饰，使声音作品更加丰富。
学情分析：
本课的教学对象是初一年级的学生，他们年龄小，好奇心强，具有丰富的想象力和创造力，并且容易接受新事物，对信息技术学科的学习兴趣也比较浓厚。我校是一所重点中学，招生范围比较广泛，同年级的生源水平参差不齐，学生的信息技术水平存在着差异。所以在教学过程中我特别注意了活动设计的兴趣性和活动要求的层次性。
学生在学习本课之前，已经对计算机有了一定的认识，已经初步掌握了利用录音软件对声音进行录制的技能，能够利用网络进行有效信息的检索，得到学生想到的素材。这节课是在此基础上的一个再提高，让学生能通过软件对声音进行简单的编辑和综合处理。本节课的教学内容既能提高同学们的软件操作技能，又可以对他们进行艺术熏陶，提高审美能力和对信息的综合处理能力。
教学目标：
1.知识和技能：掌握AV VCS的变声操作和gold wave对声音的简单编辑，完成声音的综合处理。如：朗诵配乐、创作音乐作品等。
2.过程和方法：在自主探究，小组协作的学习过程中掌握对声音进行综合处理和正确评价作品的方法。
3.情感态度和价值观：激发创作兴趣，培养创新精神，提高审美意识和网络安全意识。
教学重点和难点：
教学重点：掌握对声音进行合成等操作的基本方法。
教学难点：如何增强学生对声音的综合处理能力。
教法与学法：
主要运用任务驱动法突出教学重点，通过教学过程中活动任务的设置，充分调动学生完成任务的积极性；与学生互动，采用演示法进行教学，既直观，又能增强教学效果；辅之以兴趣激励法和分层次教学法。特别是在课内和课后作品的完成水平上，分层次要求，达到个性教学的目的。
作为学习的主体，学生运用自主学习、实践探究、互动交流等学法，通过观察老师创设的情境，自己实践操作，相互评价，完成知识的建构。在整个构建过程中，老师只是学生学习的帮助者和促进者。
教学过程：
本节课是一节以实践操作为主的课，为充分体现学生学习的主体性，我将整个教学过程分成了以下六个环节。
1.情景导入（用时：3分钟）
我采用了创设情境，激趣导入的方法引入新课。请同学们欣赏《沁园春·雪》的男声朗诵。在欣赏过程中我使用变声软件将男声变成女声并添加不同声音效果。滑稽的配音效果让课堂气氛活跃，也让同学们产生了强烈的好奇心和探索欲，从而在悬念中进入第二个教学环节。
2.自主学习，探索新知（用时：5分钟）
在这个环节中，让学生自学网络课件中AV VCS软件的变声操作步骤，模仿老师刚才的操作，对自己的录音进行变声，体会声音变化带来的快乐。在学生操作的过程中，我主要进行巡视、答疑、纠错和效果评价。最后针对QQ聊天工具，特别提醒同学们：在使用QQ软件进行语音聊天时，不要轻易相信对方，请同学们一定要注意网络安全。
这个环节的设计是为了进一步增强学生对声音编辑的兴趣，将枯燥的知识传授变成有趣的活动。
活动完成后，我紧接着让同学们欣赏了我制作的配乐朗诵《沁园春·雪》，通过跟前面原声朗诵的对比，激发学生自己创作朗诵配乐的兴趣，从而进入第三个教学环节。
3.深入学习，自主创作（用时：13分钟）
在这个环节中，我给学生设计了一个活动：我是声音小编辑。具体内容是：两个同学一组，分工合作，给朗诵配乐。由于学生对Gold wave软件的使用还不是很熟悉，因此我首先给学生示范演示使用Gold wave对声音的合成操作，同时简单介绍该软件的基本功能，如“复制”、“粘贴”等，并在网络课件中展示混音合成操作的具体步骤。学生再开展活动，进行自主创作，在“素材库”中选择自己喜欢的文章，给它配上适当的背景音乐。
在活动过程中，我主动参与到学生们的活动中，和大家一起讨论，对学生在操作过程中可能会出现的问题给予及时的指导和帮助，同时还鼓励同学针对自己作品存在的问题进行自主探究和解决。
这一活动的设计目的是让学生通过实践探究的方法掌握声音的合成技巧，并进一步培养学生的审美情趣，从而突出这节课的教学重点。
4.成果展示，交流评价（用时：6分钟）
在这个环节里，学生选择具有代表性的作品进行展示。学生在展示作品时要介绍作品的制作思路、素材选择等，大家互相交流操作心得，评价操作效果。
在同学们进行交流展示的同时，我特别注意从以下几个方面引导学生对作品进行评价，一是作品表现的情感主题与音乐的配合度；二是合成后作品效果。师生之间互动交流，同学们充分体会到成功的喜悦，培养了正确评价自己和他人的意识。
5.拓展训练，制作“串烧”（用时：12分钟）
先在网络课件上让学生欣赏我制作的“音乐串烧”作品——《快乐的童年》，让学生在掌握gold wave软件操作的基础上，参照课件给出的声音连接步骤，制作一个三首以上歌曲片段的“音乐串烧”，并给作品命名。
在这个活动中，我特别注意学生的个体差异，对不同层次的学生提出不同的活动要求，对大多数同学，我只要求他们能做简单的声音合成；而对基础较好的同学，则要求他们大胆尝试更多功能，加入“淡出”“淡入”等效果制作，从而使串烧作品衔接更流畅，提高作品质量。
这个环节的目的是进一步加强学生对本节课教学内容的掌握，提高学生对声音的综合处理能力和创新能力，从而突破本节课的难点。
6.小结（用时：1分钟）
最后总结回顾本节课教学内容，布置课后练习：灌制一张自己的音乐专辑。鼓励学生自由创作，发挥想象力，同时鼓励他们尝试使用教材中提供的其他软件完成对声音的编辑。
教学理念
本设计根据低年级学生的心理特点和教学目标，运用多种形象、直观的教学手段，创设各种教学情境，有效地调动学生学习的积极性，让学生主动学习课文。为丰富内容，我制作了精美的课件。这样使学生学得十分愉快；同时增加了课堂容量，有效地提高了课堂教学的效率。
教学目标
1．联系上下文读懂课文，初步了解回声形成的原因，激发学生探究科学的兴趣。
2．正确、流利、有感情地朗读课文，读出欢快、奇怪、亲切的语气。
3．认识6个生字，会写“倒影”两个字。朗读中积累词语。
教学重难点
1．词句训练和朗读。
2．通过理解青蛙妈妈的话，懂得回声形成的原因。
教学过程
一、创设话题，导入新课
教师课件播放大自然的声音。
师：同学们，在美丽的大自然里有许许多多美妙的声音，如潺潺的流水声、叽叽喳喳的鸟叫声、朗朗的读书声。今天我们就来学习一种更奇妙的声音——《回声》。（教师板书课题，学生齐读课题）
师：同学们，你看到题目后，你想知道什么或产生了什么疑问？
学生提出问题：（课件出示）
（1）什么叫回声？
（2）难道声音会走回来？
（3）声音是怎样走回来？
（4）在哪里听到回声？
（5）作者是怎么感受的？
这些问题的答案都在课文中，想不想通过自己读书来解决呢？请大家翻到课本130页，读完课文后，你们的问题就能解决了。
二、初读课文，学习字词
（一）读课文找生字
让学生小声指读课文，圈出不懂的生字。
（二）读准拼音识字
1.识字。课件出示课文带拼音的生字：呱、哩、圈、碰、返。
会拼读生字的同学站起来拼读，不会拼读的同学指着生字跟拼。
2.小组内学习生字。先把你认识的生字读给你们组的同学听，再提出你不认识的生字让大家帮忙。课件出示带有拼音的8个生字，让学生读一读,抽查认识生字的情况。
3.课件出示练习一。学生读准拼音并写词语。
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（三）想方设法记生字
师：请问同学们，平时我们识字时，可以用哪些方法呢？
让学生说一说，然后课件显示记字方法：
生1：（熟字）换偏旁的方法记住生字（换一换）。
生2：（熟字）加偏旁的方法记住生字（加一加）。
生3：可以用加动作的方法记住生字 （动作）。
生4：回忆生活来记住生字（生活识字）。
生5：理解意思后多组词法（常用法）。
师：请小组讨论，你想用什么方法记住下面这些字。
小组讨论后，教师出示“岸”“纹”“洞”“ 影”“倒”“游”“圆”“围”这8个字。例如：
岸：水边高高耸立的崖岩。它用“屵”作边旁，“干”是声旁。
（四）工工整整写生字
1.小组内议一议怎样书写生字。先把你会的生字写给你们组的同学看，再提出你不会写的生字让大家帮忙，然后小组汇报还存在的问题。
最难写的是“圆”字，教师课件出示 “圆”字的写法，让学生仔细观察两次，然后先用手指跟着按笔顺书空，再指名板演，最后让学生在方格簿上书写。
2.课件出示练习二：工工整整写生字。
让学生每个生字仿写三遍，抽查写生字的情况。
3.同桌一起查字典了解生字的意思，并组词。指名学生说说生字的意思，并把课文中有生字的句子找出来读读，然后组词、造句。教师抽查学生查字的方法指名提问怎样查“圆”字。课件显示生字“圆”的部首查字方法。
4.课件出示练习三：
（1）查字典，给下面生字多组几个词语，并圈出课文中的意思相近的词语。
①岸：____②圆：____
③洞：____④倒：____
⑤纹：____⑥影：____
⑦游：____⑧围：____
（2）组词。
纹（ ） 圆（ ） 倒（ ） 岸（ ）
文（ ） 园（ ） 到（ ） 汗（ ）
5.讲评。引导学生用上所组的两到三个词语说一句话。说一说。
三、粗读课文，了解题意
1.让学生自主阅读课文。
2.出示练习四：
（1）按课文中的顺序排列下面句子，并把序号填在（）里。
（ ）“呱呱呱，多好看哪！”
（ ）桥洞里藏着一只小青蛙吧？
（ ）“你是谁，你在哪儿？”那只看不见的小青蛙也在问：“你是谁，你在哪儿？”
（ ）小青蛙跟着妈妈游到桥洞底下，看到美丽的景色。
（ ）妈妈，我明白了，这就是回声吧？
（ ） 青蛙妈妈说：“孩子，你的叫声就像这水的波纹。水的波纹碰到河岸又荡回来。你在桥洞里叫，声音的波纹碰到桥洞的石壁，也要返回来。这样，你就听到自己的声音啦。”
完成练习后，小组内说一说课文中事情发生的地点、起因、经过和结果。
（2）根据课文内容填空。
青蛙妈妈带着小青蛙（ ）到岸上，她（ ）起一颗石子，（ ）进河里，河水被激起一圈圈波纹。波纹碰到河岸又一圈圈地荡回来。
（1）括号里的词都是（ ），都和（ ）有关。
（2）写几个表动作的词：
3.解决课前的疑问。根据学生的回答，课件出示相关内容。
（1）回声:水的波纹我们能看到，声音的波纹我们实际上看不到，但返回来的声音我们能听到，我们听到的返回来的声音就是回声。
（2）回声像水波一样碰到石壁要返回来。
（3）回声是声波碰到石壁又荡回来的。
（4）小青蛙在桥洞底下听到回声的。
（5）作者的感受是奇怪极了。
四、总结收获
1.这节课我们学习了什么知识？你是怎样学习的？
2.知道了回声是怎么回事了吗？说一说
教学目标：
知识与能力：学习生字，并掌握“淙淙”、“龇牙咧嘴”、“鼻涕”、“剃头”、“小辫儿”、“拽住”、“吆喝”等词语。
引导学生趣味读文，把握文章的主要内容，感受“我们”对老师诚挚的爱。
过程与方法：
以“教师主导、学生主体”的方式帮助学生学习作者通过典型事件，抓住语言、动作和心理活动的描写，表现人物精神品质的方法。
情感、态度和价值观：
教育学生树立尊敬、热爱老师的优秀品德。
教学重点：
引导学生读懂课文，把握文章的主要内容，感受“我们”对老师诚挚的爱。
教学难点：
学习作者通过典型事件，抓住语言、动作和心理活动的描写，表现人物精神品质的方法。
教学过程：
一、歌曲导入，激发兴趣
观看歌曲视频，揭示课题。
二、自由读文，检查预习：
1、检查生字词，理清文章脉络。
2、课文讲了一件什么事？
三、精读课文，感悟理解。
（一）学习第一层，体会孩子对老师的喜爱之情。
1、默读2——5自然段，找出与老师有关的语句，读读这些句子，你从中感受到了什么？
2、全班交流，有趣讨论：
语句：
（1）“我们的老师是个从城里来的女学生……又漂亮。”
（2）“她用好听的嗓音教我们唱……小歌剧。”
（3）“我还和姐姐争论过……还是我们老师唱的好听。”
（4）“我说，……天下第一好。”
感受：“我们”这些山乡的孩子对老师非常热爱。
3、练习有感情地朗读，体会孩子对老师的热爱之情。
（二）学习第二层，进一步感受学生对老师的热爱之情。
1、自由读6、7自然段，说说你读懂了什么？
2、全班交流：
感悟：
（1）明知进山有危险，还要进山为老师采药，体会到学生对老师的爱。
（2）老师嗓子哑了，学生很着急，想尽一切办法为老师治病，感受到学生爱老师。
3、练习有感情朗读。
同桌分角色对读第7自然段，读出对老师的热爱之情。
（三）学习第三层，感受师生情。
1、指名读8——10自然段，交流感悟。
2、全班交流，趣味分析：
（1）“眼尖的二兰忽然又发现溪里有小鱼……把它们一条一条的穿起来。”
“老师是南方城里人，爱吃鱼”——学生的心多细呀！
“我和二牛干脆下了水”——为老师抓鱼不顾一切。
“摸、捉、追、堵、甩、穿”——想尽一切办法抓小鱼
教师小结：从学生的一连串抓鱼的动作中，我们感受到了他们对老师浓浓的爱。
自由读——指名读
（2）第9自然段。
教师：孩子们为老师抓鱼忘记了一切，全然没有发现自己身边隐藏的危险，因为他们心中只有一个念头，那就是-----------
（3）当孩子们委屈地献上自己为老师采的草药、抓的小鱼时，老师为什么搂住“我们”脏乎乎的身子哭了？
有趣的变换角色体会：
如果此时你就是那位深受学生爱戴的教师，看到学生这样的表现，你会怎样说，怎样做呢？
学生自由汇报。
教师小结：是啊，学生们的童真感动了老师，感动了家长，也同样感动了他们自己，以至于多年以后回想起来，依然是那样的美好。
四、学习开头和结尾，体会写法。
1、阅读文章的开头和结尾部分，你发现了什么？
（首尾呼应，文章结构更加完整）
2、文章为什么以《永远的歌声》作为题目呢？
小组讨论——全体交流
（要点：歌声是老师留给我们的，但那遥远的歌声已化为美好的记忆，那诚挚的师生情感留在了同学们的心里，永生难忘。）
五、联系实际，寻找感动。
回顾教过你的老师中，哪一位老师让你最难忘，说说你们之间感人的故事，或者你为老师做过什么有意义的事。
幼师声乐教学的对象是学生，学生是具有主观能动性的服务对象，在教学设计中，应该遵循“以人为本”的教学理念，突出学生的主体地位，发挥他们的主观能动性。因此，教师在课程教学中，要充分发挥自身的主导作用，引导学生发挥主观能动性；同时，要具有较强的课程驾驭能力，以便有效开展课题教学，传授知识和技能。在声乐课程教学的设计方案中，遵循个性发展、知识与能力并重的原则，使他们在声乐教学过程当中发挥积极主动性。
二、明确制定教学目标
教学目标的制定，要从系统的角度出发，从内容、时间、知识、技能等多个维度进行考量，才能制定出科学合理的教学目标。因此，在教学目标时间安排方面，首先要确定学生二至三年的教学总体计划，然后再依次设计学年目标，学期目标、单元目标和课时目标，从整体到局部，每个步骤和环节丝丝入扣，确保幼师阶段的教学计划清晰明了；在教学目标内容方面，声乐教师的设计，既要包含演唱技巧的训练，更要加强学生音乐素质培养，两者都需要兼顾；在教学目标知识方面，要综合考虑教学涉及的知识点，每次课培养的目标，如声乐的原理、歌唱的基本方法、科学的歌唱姿势、歌唱的呼吸、歌唱的发声技巧、歌唱共鸣的认识、歌唱吐字咬字清晰、嗓音保护基本知识等等；在教学目标技能方面也要通盘考虑，分阶段实施，从易到难，才能逐步提升学生的能力。
三、科学安排教学内容
幼师声乐教学内容可以分为理论学习和声乐实践两部分。声乐实践课是学生掌握声乐技能能力的课堂，构成了声乐教学最重要的内容。在声乐实践课程中，要根据每位学生的声音特点、演唱能力和情感表达的差异，选择适合其声乐学习的、个性化的曲目，再通过演唱过程中注意气息的流畅、收放自如，形成胸腔和口腔的共鸣，并咬准每个字的发音，使学生逐步驾驭基本曲目、不同风格歌曲的演唱能力。在训练过程中，要根据学生特点逐个指导，使他们都能正确掌握科学的训练方法，以达到应有的效果。声乐理论的学习是以课堂集中传授的形式进行，让学生从不同层面对声乐理论课程有清晰、科学的认知，积累丰富的声乐知识，为后续的声乐教学打下坚实的理论基础。作为声乐课程的教学，其内容要根据学生学习的特点，逐步深入，并且要求学生学会坚持，投入真情实感，刻苦训练才能达到应有的效果。为了有效开展声乐课程的实践和理论课堂教学与训练，使教学活动达到教学目标。首先要明晰教学重难点，注重课堂互动。声乐教师在课堂教学或训练中，要明确教授的重难点，然后引导学生对教授的理论和演唱的训练进行课前分析，特别是声乐演唱作品的深入分析，让学生把握作品中所包含的情感，充分做到理性与感性的结合。理论学习相对枯燥、乏味，教师要依据所授内容，结合学生的生活环境进行讲解和有效展示，调动学生的学习兴趣。在实践课程中，鼓励学生从理论层面先分析作品的特点，演唱的重点和难点，再用感性的思维去理解作品的内涵，并在演唱过程中尽可能完美的展现作品的内涵和情感。把握学生心理，促进学生学习。声乐学习，不仅仅是学习态度要端庄，更需要全身心投入，特别是情感的投入，只有用心去感受作品，表达作品，才能达到训练的效果。因此，在教学活动中，教师要准确把握学生的心理，了解其动态。在学生状态比较好的情况下，鼓励学生向更高标准冲刺；在情绪不稳定，状态不佳的情况下，教师要保持耐心，循循善诱，引导学生调节心态，掌握学习和训练内容。只有准确把握学生心理，有针对性的采取必要的教学方法和措施，才能有效促进学生的学习，使学习达到事半功倍的效果。提供教学实践，确保教学质量。声乐教学效果的好坏，是以学生的演唱能力的高低为衡量标准，而要保证学生达到教学目标和要求，必须具有足够的时间进行声乐训练，因此，教师应根据学校教学实施设备的实际情况，合理安排理论与实践课程，加强实践教学内容，提高学生的演唱能力。另外，除了课堂之外，教师也应该积极主动的寻找时机，鼓励学生参加校内外开展的各种文体活动，给学生争取更多登上舞台的机会，从而将教学内容转化为实践，这样既能激发学生的学习和训练兴趣，又能锻炼学生的声乐表达能力，使教学质量得到大幅提升。拓宽知识面，补充教学内容。声乐教学就是使学生能通过演唱来对曲目进行有效诠释，以此来感染人、教育人。要通过教学使学生演唱达到应有效果，除了学生具有良好的唱功之外，还需要真实的情感、广博的知识、丰富的阅历。因此，教师在声乐教学活动中，还有鼓励学生接触和学习更多的知识，如与声乐学科相关的知识、各种文学作品，用心去感受生活的各种体验，从而夯实基本专业素养和文学修养，提高自身的声乐素质。
四、合理采取教学模式
声乐教学主要以实践训练为主，其所采用的教学模式应以活动为主，而非满堂讲授。因此，在教学中应以活动课为主，集体授课为辅，实现学生个性化发展。个别指导模式就是教师针对学生的具体情况，采取“一对一”的教学方法，其主要适用于实践训练课。在实践训练过程中，班级里每个学生的演唱能力和特质存在差异，如果没有针对性的统一授课，很多学生的演唱最佳效果难以显现。实行个别指导模式，教师围绕个别学生制定教学计划和教学内容，做到量身定制，能有效解决学生在声乐学习中存在的问题。小组教学模式就是把班级学生分成若干小组，教师对小组学生进行教学和指导。在小组教学模式中，教师要根据班级学生声音条件、学习进度、学习能力等方面相似的同学组成一个小组，这样便于学生在教学中进行针对性的教学，并且能让学生之间相互学习、相互帮助，同时进行比较性学习，激发学生兴趣和激情，共同提高演唱能力。实践训练模式就是让学生通过各种活动进行实践训练，提高学生的演唱能力。在课堂教学中，采用模拟演出的形式进行训练和教学，让学生能大方自然的面对全班“观众”。同时，鼓励学生积极参加校内的各种文娱活动，借助学校舞台，培养学生舞台表演能力。另外，鼓励学生参加社区、县市部门主持的一些唱歌比赛，借助活动，加强实践锻炼，提高学生学习效果。集体合成模式就是教师根据学生的声乐基础，组织各种合唱活动，培养学生合作精神，合作能力。在教学中，使学生明确各自在合唱中的内容，理解各部分的内涵，突出集体共鸣声音，达到互助协作的效果，提升学生合唱能力。儿歌唱游模式。由于幼师专业的学生将来的工作对象就是幼儿，经常进行儿歌唱游教学，能使声乐教学与专业紧密结合。在唱游模式中，可以把学生的舞蹈、琴法、活动课程的内容柔和在一起，学生不仅能够掌握大量的幼儿歌曲，还可以掌握在歌唱中快乐游戏的方法，提高学生演唱和教学能力。
五、有效使用教学方法
教学方法是教师在教学过程中，为了达到教学目标而采用的方式和方法。声乐理论和技能课的教学，因授课内容不同，只有采用不同的方法，才能达到应有的效果。针对理论课，以讲授法和示范法为主；而训练课则以示范法、练习法、个别指导法、评价法为主。针对不同类型的课堂设计出不同的教学方法，突出学生主体地位，完成教学任务，达到教学目标。
六、资源媒体辅助教学
【关键词】演播室;室内声学;装修设计
随着经济的发展与技术的进步，人们对所接受事物的各个方面质量要求越来越高，特别是现下发展比较迅速的广电媒体，不仅要求其带给人们真实的视觉冲击力，而且要求有比较标准的语言相匹配。这就要求各类演播室做好声学装修设计，以便保证良好的语言清晰度。
利用一些声学设计特点和先进的技术，使演播室室内的声学装修更加完美，保证演播功能的有效实施。
一、演播室室内声学装修设计的内容
近年来，随着数字技术的发展，广电媒体的制作系统开始趋向于小型化、集成化、多元化方向发展。这类演播室投资少、周期短、专业化程度高。深受广大媒体、教育机构以及商业演出等的欢迎。演播室在设计时最重要的注意因素就是声学设计，室内各种设计以及材料的使用都应该在声学设计的基础上进行装修，使演播室的功能与形式完美统一。找准演播室室内声学装修设计的主要内容，按照装修内容，分清主次，然后根据技术要点一一装修。它的装修内容主要包括：门、窗、墙面、顶棚、地面以及灯光、材料和其他的设施设备等。
二、演播室声学装修设计依据和标准
演播室对声学装修设计的要求比较高，演播室的工作人员直接操作设备，不可避免的会有一些噪音存在，再加上导控室的节目录制，可能会产生很多的混音，在设计时应该根据相关的标准，避免这些问题的出现。演播室声学装修设计可以依据以下几个方面作为参考，以便提升演播效果。
演播室的门窗标准：符合GYJ26―86隔声门窗的设计和技术要求;
混响时间标准：GYJ26―86有线广播录音播音室声学设计规范和技术用房相关要求;
控制标准：符合GYJ42―89广播电视中心技术用房噪声标准要求;
防火标准：符合GY5067―2003广播电视建筑设计防火规范;
建筑设计图、建筑材料要符合建设单位提供的技术与材料要求等。
三、演播室声学设计控制要点
（一）顶棚
顶棚的设计要注意吸声效果的实施，在装修时注意隔声、吸声材料的运用，另外还要注意室内灯光架、灯光固定件的防震处理。使演播室的顶棚技能和好的吸收室内的杂音，又能隔绝室外的杂音，保证演播质量。
（二）墙体墙面设计
演播室的墙体墙面设计是声学装修的一个重要组成部分，再设计装修时墙体要使用具有良好吸音作用的材料，比如加气混凝土或者在双墙中间填堵吸声棉，提高吸音效果;墙体的厚度与结构要根据具体的用房环境来决定;另外墙体的材料要选择使用清洁、卫生、环保、美观而且即防火又耐用的材料。
（三）门窗设计要点
演播室的门窗也应该具有一定的隔音作用，门的隔声量主要取决于它的质量、刚性以及气密性，所以门的材质一般选用质量较大的材料，因为质量大的材料隔音量也比较大。大师这种门比较笨重，现在播音室门的设计一般采用轻质材料制作，在三层13mm厚的木板中夹两层11mm厚的玻璃棉，两面再各加一层五合板和一层榉木饰面板，门框及门的边缘敷上毛毡对门缝进行密封，也能起到很好的隔音效果。播音室的窗可以设计也可以不设计，如果设计，主要考虑玻璃的材质，一般会选用较厚的玻璃，能提高隔音效果。
（四）地面的设计
播音室室内地面的设计除了要有一定的吸声作用外，还要考虑美观、清洁等方面的因素。一般采用干式浮筑地面、木地板或者铺吸声地毯等，有利于降低室内的频混响时间。
（五）其它设施设备设计
演播室重点设备是空调，因为如果空调排风扇的安装不当，演播室内其他所有的部分的隔声、吸声作用做的再好也是无济于事的。所以要注重演播室内空调的装修设计，一般选择中央空调时，需注意送风系统的设计，风口需要做消声处理，但是庞大的风管系统，会给温度调节和控制带来很大的困难，而且整个系统不停地运转，会造成很大的浪费，运行成本很高。为了减少这些问题，可以采用令热泵送风系统的中央空调，这种运行方式可以调节空调运行时间，使用比较灵活。如果要最大限度的减弱空调的噪音，就要选购质量比较好的低噪音空调，将空调的内机安装与室外，然后再用短风管接入室内，最后对进、回风口做消声处理。
四、其他设计技巧
（一）声场均匀度控制
从室内声学来看，如果反射声波扩散良好，为了取得良好的声场扩散，在设计室内吸声墙体时，需要把中高频的牺牲结构与中低频的牺牲结构区分交错布置，同时再设计一系列的形状不规则的铝制板扩散板，提高整个室内的声场均匀度。
（二）声学缺陷的预防
演播室房间的设计要注意避免“声染色”问题的出现，如果出现“声染色”现象，室内一些地方的的频率可能会加强会减弱，导致声音失真，这是声学设计的一大缺陷，必须采用一些措施避免这些缺陷。一种方式是可以再播音室的各个角落做45度的切角，切脚墙面墙面要经过强吸音处理，以便消除声染色现象;另一种方式是在原来播音室吸音墙的基础之上大部分强做成强吸声墙，特别是墙角与天花板的夹角处，可以采用多层强吸音材质，提高吸音效果。一般情况下，播音室会选择第二种方法消除声染色，因为第一种方式在室内做声学切角占用室内空间，会影响本来就不大的室内空间。而第二种方法不仅节省空间，而且不会使声音出现任何失音的情况。
（三）切断固体传声的措施
从物理学上来说，声音在股体内传播的衰减程度不强，而要想切断演播室墙体、门窗、空调等的固体传声，要在施工环节就加强控制，做好施工缝内落灰、落砖管理，积极改进各个节点的构造。如果施工缝间有杂物存在，容易形成刚性连接，减弱消音效果。施工过程中可以在非播音室的墙根处预留清扫口，这样可以做到一边施工一边清扫，施工完毕后再堵住清扫口，这样就避免了缝隙杂物。另外安装空调时需要挖掘管道，，这些管道穿进大小播音室时，需要做柔性连接，风管与墙体的连接处用沥青、干硬性砂浆塞实，以此来达到消音的效果。
（四）声学装修施工
现在的演播室墙体一般采用超细玻璃棉宽频牺牲构造，而顶棚一般采用腔内填棉的方式来控制混响时间，以免发生声学聚焦或者长延时反射声现象，破坏使内消音效果。所以在装修时对演播室的非声学墙体的普通见白作法用弹涂法来代替，这种方法能够很好的降低长延时反射声现象的出现。
五、结语
随着科学技术的发展，人们对观点媒体演播室的功能要求会越来越高，开始向多元化方向发展。比如有些节目不仅要求演播室能做文艺晚会，又要求演播室能录制节目，这些都给演播室的声学装修设计带来很多的困难。总之，功能不同对演播室的声学要求也不同，在声学设计中一定要考虑各个方面的问题，注意控制好演播室的吸音、消音效果，最大限度的降低噪音，满足演出需要，提高播音室的播音效果，同时也推动室内声学装修设计的发展。
参考文献
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[4]叶永沛.演播室的声学设计实验[J].广电中心2009（11）： 236-238.
一、现代厅堂设计中音乐声学的重要性
1.音乐厅堂建筑设计团队的理想形式
与音乐类厅堂设计相关的基础学科包括建筑学、音乐声学、建筑声学等。此专业类厅堂设计与建造的过程中，通常由具有一定音乐素养的建筑师和声学专家共同合作完成。国际著名的声学家白瑞纳克(L.L.Beranek)曾与多名享誉全球的建筑师合作，进行音乐厅设计。值得一提的是，在研究声学之前他就是职业音乐家［2］，具有较深的音乐造诣。而我国与欧美国家不同之处在于文化背景的差异，我国普通中、小学乃至大学的课程中，音乐知识的广度与深度都有所局限，这使得培养出来的建筑设计师在设计音乐类厅堂时，对方案中某些具体的细节难以把握，而潜在的不利因素，最终将在此类厅堂的使用过程中产生一些负面影响。国内外较为成功的建筑作品以及笔者参与的河北省重点工程北戴河海上音乐厅设计的实践表明，由建筑专业、音乐专业、声学专业共同组成的设计团队，是音乐厅堂设计的理想组织形式。
2.音乐声学应贯穿厅堂设计与建设
音乐声学是艺术与科学的交叉学科，是音乐学与物理学的边缘学科，也是音乐厅、歌剧院建筑设计中必不可少的基础学科。在相关的音乐类厅堂设计中，正是依据音乐声学原则，来实现音乐厅和歌剧院的优良音质。在音乐厅堂设计中更多的是体现音乐的内涵，有益于建筑设计的进一步完善，创造出更好的设计作品。在建筑体的施工、调试直至建成，厅堂的声学性能作为保证声环境的充分使用、满足演出的各项需求是必不可少的。在北戴河海上音乐厅方案设计的阶段，到后来扩充深化设计的阶段，先由使用者(通常指在音乐方面较权威的专家)结合声学专家，依据音乐的声学原理对人声与乐器的声源特性、乐音在厅堂空间的传播规律以及人耳对音质的评价标准，进行系统的分析与定位;然后再由建筑、声学、音乐三个专业根据各专业的行业标准或相关规范，结合使用方对该厅堂所提出的具体到功能方面的要求，互相借鉴与协调，拟定初步方案;最后由建筑专业将建筑声学与音乐声学的要求融合在最终建筑方案中。从音乐厅设计的初步方案开始直到工程的验收，经三方面专业人士的协调工作，既缩短了设计与建设周期，又提高了工作效率，收到了事半功倍的效果。北戴河海上音乐厅外景如图1所示。北戴河海上音乐厅经国内众多知名音乐家及音乐团体演出后，好评连连。
3.在厅堂建设中应用音乐声学的紧迫性
音乐厅堂作为传播文化艺术与社会文明的特殊场所，本身就是艺术与科学的结晶，长期以来，在欧美国家正是因为此类建筑在社会生活和文化生活中的独特地位，使其建造和使用价值备受各界关注。同样，我国经济的迅速发展带动了文化建筑的蓬勃兴建，各种文化中心、演艺类厅堂大量涌现，这对创建社会主义精神文明起到重大作用。同时，作为投资高、规模大的永久性建筑，更应周密而又慎重地进行规划、设计与施工，正因为音乐声学对音乐厅堂设计与建造具有如此重要的指导作用，将音乐声学应用到“凝固的音乐”中去也就变得顺理成章了。建造音乐厅和歌剧院不仅能满足人们的感官享受，同时也能为人们提供丰富的精神文化享受。建筑艺术、音乐艺术、工艺美术、工业设计等艺术与技术门类穿插在这个时代，当它们同时在一个空间中展现时，通过声、光、色、型等多种方式所传递的巨大能量，使人们的感官受到更为强烈的震撼，从中得到艺术的极致享受。可以说，音乐厅、歌剧院这类凝固的建筑艺术，集中反映了城市、国家、甚至整个中华民族的精神风貌。现代音乐类厅堂的蓬勃发展，对推动社会主义文化事业大发展具有十分重要的作用。
二、音乐声学的基本内容
研究音乐中音响现象所遵从的物理规律，在对乐音音质进行主观评价的同时，寻求与之对应的客观评价标准和评价体系。音乐声学与室内建筑设计相关的主要内容如下。
1.乐音的物理实质
声音是机械振动经弹性媒介质传播后，施加作用力(声压)于耳部，所产生的生理和心理感知。乐音是音频声学的重要概念，是声音中最奇妙的部分。乐音是由人的声带以及弦、管等振动体按照一定规律(乐律)发出声响，这种音符按一定的规律组合在一起，形成音乐的基本元素，即旋律。在物理学中，乐音的定义是:由基础音和一系列与基础音成整数倍的泛音列混合而成的复合音，具有确定的音高。音乐研究中通常由音量、音高、音色三个量作为主观评价基本参数;在物理学当中与之相对应的声学量是声压级LP、频率f、频谱LP－f(谐波成分)，成为乐音的客观评价部分［4］。把音符按照作曲的规则排列起来就构成了旋律，形成日常生活中听到的音乐。人耳对乐音的感受，是生理声学和心理声学的研究内容，也寓于室内建筑设计创造宜人空间的理念之中。源于机械振动的声音，作为音乐类厅堂的声源，其物理实质及规律自然成为建筑厅堂设计中尤为关注的问题。
2.建筑声学
人类社会发展的历史长河中，不论在哪个历史时期，音乐、美术、建筑、雕塑等艺术门类都是彼此融合、共同发展、相互影响的。当音乐表演由室外逐渐进入室内时，上述种种艺术形式在专供音乐表演的建筑环境中展现并大放异彩。如我国古代宫廷的大殿，官邸的客堂，民间的戏院和西方的歌剧院、音乐厅等。这些音乐空间赋予人们视、听的双重享受，以人们喜闻乐见的形式传播着、传承着中国文化与华夏文明，也使得这些独具匠心的建筑成为经典的艺术作品。厅堂空间中所运用形式多样的建筑与装饰形式、各具特点的内部构造与材料，在满足特定声学要求的同时，充分展现了时代的特色。声音在封闭空间与自由空间中传播的主要区别在于是否存在声反射。当乐器或人声作为声源时，其频率范围、声功率、声压级、指向性各有不同。显然，直达声的设计有明确的规律可循，而反射声的强度、方向、声能分布、频率成分等会受到室内诸多因素的影响，从而变得十分复杂。例如:空间几何尺寸，天棚、墙面等界面的材料及构造，装饰物、空调等设备的摆放，座椅与观众的位置等，这就使得把控与反射声有关的厅堂声学性质难度增大，需要借助专业软件与模具进行周密的声学设计，同时在建设过程的各个阶段，都使用声学仪器跟踪采样，配合适当的测试手段，调整各项参数均达到设计标准，最终完成客观评价。当然，音乐类厅堂必须经过音乐家、声学家和观众进行的主观评价后，方可认为完成［3］。由于反射声以及与反射相关的诸多声传播与声能分布性质支配着音乐厅堂音质，所以厅堂建筑声学设计的关键是掌握声反射的规律，确定音乐厅堂规模、体形、材料、表面造型。
3.乐器声学
乐器声学是一门研究各种乐器发声原理、音质特点、及型制构造的学科。任何乐器的最终演奏效果都是和音乐表演空间的声学环境品质密切相关的。研究不同的声场环境和音乐表演形式之间的谐和关系成为非常重要的课题。在独奏、合奏、或大型交响乐队的表演中，各种乐器与乐器组合产生的乐音，音量、音高、音色以及方向性等方面都有很大的差别，则进行音乐类厅堂建筑声学设计时，应当了解各类乐器的声学特性。按照萨克斯－霍恩博斯特尔乐器分类法，根据振动体振动机理的不同，把乐器分为弦鸣乐器、气鸣乐器、膜鸣乐器、体鸣乐器、电鸣乐器五大类［4］。深入研究之后会发现，配器涉及的乐器种类、数量的确定、每件乐器在舞台上的位置、曲目的选择等，均与建筑声环境密切联系，最终会发现某个音乐厅堂更适合某些乐器、某类作品，换言之，为了追求更好的声音效果，某类作品、某种乐器或乐器组合在某个特定厅堂中进行表演会更为合适，这说明音乐表演品质与演艺空间的声学特息相关。建筑师与音乐家只有互相更多地了解对方的专业知识，才能使自己的艺术表现更为出色。中国春秋战国时期的孔子，意大利文艺复兴时期的达•芬奇，在这方面都是世人皆知的杰出代表。艺术与各行各业的紧密结合，也成为当代人类文明的一个亮点。
4.电声学
声源以两种形式在音乐类厅堂内出现，即自然声和电声。自然声是人声或乐器所发出声音，通过空气直接传入人耳的声音。电声则是人声或乐器声通过拾音、调制，最后从扬声器发出，或以电子音乐形式传入人耳的声音。随着科技的发展，根据使用的需要以及人们欣赏取向的多元化，在自然声厅堂中，也开始为主持人播音、为讲演甚至为音乐表演，更大范围、更大程度地使用电声技术。由于电声技术大大提高了人声与乐器的声功率，并通过改变乐音信号的频谱特性、延迟特性、方向特性、时序特性、动态特性等来控制与创造音乐的音色特性，所以越来越多地被用于音乐类厅堂使用中［5］。在建筑厅堂作声学设计时，应充分考虑扩声系统的规范、标准与音乐欣赏的主观评价标准，以达到极致的感官享受。
三、音乐声学在音乐厅设计中的应用
北戴河海上音乐厅是一座既能实现音乐厅自然声功能又可以进行歌舞表演、电影放映、会议洽谈的一个多功能厅堂。海上音乐厅室内声学设计如图2所示。在内装修设计中依据音乐功能要求确定设计理念，由图2可以看到音乐厅在艺术表现形式上充分考虑到以海滨为主题，使其内部造型与功能和谐统一。依据声学计算要求，采用3.0mm贴木铝单板，按照流畅的飘带形式、模压成型，再分段、分面进行不同穿孔率及无穿孔处理，实现有控扩散、吸收。在环境光处理方面，配以海一般湛蓝的光圈照明，把海的感觉孕育其中，在功能和形式上都能给人们带来耳目一新的感觉。除了对界面的几何形状与尺度、材料的声学性能及构造形式予以充分考虑之外，在音乐厅舞台环境中，运用了简捷的电动机械装置，控制音乐反射罩顶部与侧面结构水平夹角，通过调整声反射，来转换音乐厅的声学条件，使上述对声学条件差别很大的使用功能均能得到满足。
1.建筑声学天棚有利于与乐音的反射
早期反射声是指直达声后，延迟时间50s内到达的反射声。这些短延时的反射声主要是经由室内界面一次、二次以及多次反射后到达接收点的声音。早期反射声对厅堂声音响度和音质产生很大的影响。通过天棚与墙面组织好反射声，使得乐音具有更好的亲切感、环绕感、丰满感。(1)天花中央是GRE模压成型的贝壳造型的声反射板，使观众席得到充分的早期反射声。保证在音乐厅功能中有足够的响度与良好的音质。声学天棚与墙面声扩散体如图3所示，其中两页贝壳交会位置之间设置面光桥，向舞台投射均匀的面光。观众厅主照明光源则由贝壳造型反射板表面上网格状的点光源组成，寓意晶莹剔透的珍珠，与海洋的主题相呼应。图3声学天棚与墙面声扩散体(2)声学天棚的周围采用2×12双层石膏板，按照曲面叠加形成声扩散体，图3周边不规则曲线为声学天棚的轮廓线。按声波波长λ=C/f的基本要求，跌落高度h=400mm，平面延展600～1200mm不等，形成了大量的声扩散，除加强直达声强度外，还保证了厅堂的声均匀度。曲折的蓝色光圈作为观众厅的一般照明，增添了音乐厅的艺术美感。
2.观众厅建筑平面形式与乐音的传播特性
协调确定观众厅平面的主要因素有声源声功率、指向性、频谱特性以及人耳听觉阈值、方向性、灵敏度、人眼视觉特性等。乐器或人声作为声源，具有特定的声功率和指向性，因此，厅堂的几何尺寸应符合声音的平方反比定律。通常情况下，轴向长度不宜大于30m。海上音乐厅的观众厅中，从台口至后墙约为20m，以自然声进行独奏或独唱，声音的强度均可得以充分满足。乐器或人声指向性频谱特性将会制约音乐厅宽度，尤其是台口附近建筑宽度不得过大，以保证侧边座位观众获得理想的视听效果。海上音乐厅台口处观众厅宽度控制在22m，确保直达声与早期反射声得到充分保证。侧墙的声学设计必须实现丰富的侧向反射声与有效的声扩散，实现良好的声场均匀度及合适的混响时间［6］。(1)直达声的保证。由大幕线中心点至观众厅后墙中点的轴向距离为20m，水平视角58°，座位排距900mm，C值为18mm，最后排升起高度1.8m。(2)反射与扩散声的满足。寓意海浪绵延形态的墙体造型，延续了天花造型的整体风格，这种曲面叠层艺术形式形成的声学构造，从音乐厅天棚延续至墙面下部，使得厅堂空间整体统一，杜绝了通常因为装置反射体与扩散体等功能构件，致使内部装修凌乱的现象。吸声、扩散体单元高度为400mm，采用水平厚度渐变的构造，形成适合不同声学特性的连续变化空腔，以控制不同频率范围的吸声量［7－8］。艺术与功能相结合的墙面吸声体与扩散体恰到好处地控制了厅堂的混响时间，使得声音的清晰度与丰满度得到平衡，保证自然声与电声都能得到合理的表现。(3)扩散体的设计。空腔厚度渐变曲面扩散体是本厅堂声学构造造型特点，工艺较为复杂，采用厂家定制、工地现场安装方式进行施工。
3.可调声反射罩适合不同的音乐表演
在多功能厅堂中，为了更好获取反射声，有效地利用自然声，使观众得到满意的音质和音量，充分展示音乐的表现力，通常在台口设置音乐罩，在合奏或合唱时还可以确保乐师与歌手之间的听闻和协调。海上音乐厅舞台声反射罩顶部与侧面部分均采用分段电动旋转构造(见图4)。当作音乐厅使用时，声能量分布得到控制，对观众席形成最佳覆盖。调整反射罩单元之间的空隙，使得在演出大型交响乐时，部分声能及时散逸，以免声压级过大造成声污染。在独唱或独奏时，调窄反射罩之间的空隙，就能够形成较强的反射声，加强直达声的强度，使观众听闻舒适、悦耳。另外，通过电动旋转机械装置，对灯光和幕布实现调整，即可满足多功能厅堂的使用要求。
4.厅堂的响应特性与乐器的音质特性
音乐厅声学特点中，除了一般要求的声场标准外，最重要的就是“保真”，即把演奏表现的音乐信息不畸变地传输给听众。由于厅堂的界面材料具有选择性吸收、反射及扩散的特性，声音在厅堂传播过程中，不仅会让能量流失，而且会使各种频率的加强与衰减达不到理想状态，最终到达听众耳部的乐音就不是原来的声音了，或多或少地在音量、音色上会有所变化。观众在音乐厅、歌剧院中听到的乐音不是纯粹声源的本音，而是乐器声与歌唱声经厅堂调制后合成的效果。形象地说是乐音首先通过房间这个大音箱的共鸣，然后再传入人耳。同一乐章、同一乐团在不同音乐厅中演奏，会听闻到音质的差异，就是这个原因。可以说建筑师设计音乐厅的工作类似于制造一个大音箱，可见优良的音乐厅声学品质在于声音响应的最终合成。借助现代声学仪器进行的客观声学测量，可以为合理的设计提供有效参考。音乐厅频响曲线如图5所示，可见基本图5音乐厅频响曲线平直的厅堂频响被认为是优良的。
5.升降机械舞台能为各种演出提供丰富的表演
舞台机械是现代舞台重要的功能部分，除数字化、智能化中控操纵的电动吊杆系统可以自如地调整灯光、幕布及布景系统处于要求的位置与状态外，升降乐池、升降舞台、转动舞台、平动舞台等结构形式为剧情的需要提供了三维的运动空间，以满足时空变化的各种需求。海上音乐厅属于高标准小型音乐类厅堂，开敞式升降乐池由两块3m×8m机械升降台面组成，行程2.8m，可满足小型歌舞剧与其他小型文艺演出的需要。
关键词：音质设计；舞台声学；音乐厅
1 引言
自1895年赛宾发现混响时间，人们开始科学地对待室内声学。而在很长一段时间内，其焦点都是围绕观众厅的声学特性，以及听众的听闻效果，而对表演者的听闻条件，舞台声学设计则有所忽视。毫无疑问，表演者与听众，舞台与观众厅共同构成观演主体与观演空间，二者的配合才能达到完美的观演、视听效果。
音乐厅是供交响乐(包括民族音乐)、室内乐及声乐演出的专用厅堂，它是音质要求最高的观演场所，由于音乐厅建筑投资维护费用较高，也有多功能剧场设可移动乐罩兼音乐演奏功能。本文通过回顾音乐厅堂舞台声学的实践与理论研究成果，解读有利于演奏者的舞台声学设计的方法。
2 舞台演奏直达声的分布与衰减
据统计，古典音乐厅舞台(乐台)面积平均约为158m2，近现代音乐厅乐台面积平均为203m2，交响乐演奏时乐队乐器人数较多，现代常见的布置方式见图1。我们按宽18m，深10m考虑，舞台对角线约为20m，乐师间最近与最远距离的比值可以达1：20，我们知道乐师间听闻的直达声随距离增大而衰减，乐师间相互的遮挡引起进一步的衰减，特别是在高频段，同时乐队中不同乐器的声功率级有差异，因此，相邻、相隔乐师间的听闻效果相差较大，若舞台上无任何反射界面，乐师间的相互听闻条件与整体感很难保证。
3 早期古典“鞋盒”式音乐厅尽端式舞台“乐罩”
在长期经验与技术限制的基础上，古典音乐厅多为“鞋盒”式，矩形平面形体且相对窄而高，具有混响时间长，早期反射声丰富，音质效果良好，由于理论研究的滞后，在较长一段时间很多人认为只有“鞋盒式”音乐厅才能获得完美音质。古典音乐厅均采用尽端式舞台设计，即演奏台设在观众厅的尽端部位，舞台除面向观众席开口一侧，均有建筑界面包围。其中包括世界公认的三座音质最好的音乐厅：维也纳音乐厅，阿姆斯特丹音乐厅以及波士顿音乐厅，它们的舞台均为尽端式，舞台侧墙为八字形，向观众席倾斜，开口宽度比观众席稍窄，舞台面积在150～160m2，乐队布置紧凑，顶板面向观众席方向微倾斜，舞台侧墙和顶板均可给舞台反射声，有利于乐师相互听闻，并把部分声能反射给观众席，使前排听众获得较好的融合声。其中波士顿音乐厅舞台深约10m，舞台平均宽度约15～16m、顶部平均高度约12～13m，见图2。尽端式舞台至今仍然是现代音乐厅常用的舞台形式，特别是对于容量不大的厅堂。
4
环绕式厅中心式舞台与“浮云式”反射板
1963年，由德国建筑师Hans Scharoun和声学家L.Cremer设计的柏林爱乐音乐厅，采用山地葡萄园式座位布置，即中心式环绕舞台形式，并获得了优良的音质效果，从此动摇了只有“鞋盒”式厅才能产生完美音质的神话。中心式舞台的布置方式为观众席环绕舞台四周，这种形式能够使大容量厅堂内的后排听众尽可能接近演奏者，从而获得足够强度的直达声，但相对于舞台空间，中心式舞台四周均为观众席，缺乏反射界面，通常只能通过顶部悬吊反射板未改善乐师间的相互听闻。图3为德国柏林爱乐音乐厅，中心式舞台。
1965年美国声学家L.L.Beranek和T.J.Schultz对早期声能与混响声能的比值对音质的重要影响做了新的论述，研究了声能比对音乐丰满度、温暖度及清晰度的影响，他们还通过人工合成声场试验发现早期声中以高频成份对清晰度、丰满度起主要作用，而只要后期混响能中有丰富的低频成份就能得到温暖感。这一发现对于舞台反射板设计，尤其是“浮云式”舞台反射板设计具有很重要的意义。舞台上空采用非连续声反射板(“浮云式”反射板)，在中高频具有良好反射性能，同时可使低频声在反射板后面的舞台空间里充分地混响，从而给音乐增加了温暖感。1989年丹麦声学家J.H.Rinde研究表明，对于浮云式反射板，低频反射特性主要取决于反射板的相对密度，而与单个反射板的大小关系不大；高频反射特性则主要取决于反射板的尺寸以及板间的距离，为舞台反射板设计提供进一步的理论基础。
5 有利于演奏者的声学条件实验与舞台音质评价研究
从19世纪70年代末开始声学家们开始对有利于演奏者的舞台声学进行系统的研究。典型的研究有，新西兰声学家MarshalI.A.H于1978通过对已建成的若干大厅进行分析，并且做了一系列的模拟实验，在消声室对演奏声用录音，再经过适当的处理用扬声器重放，模拟不同时间序列、频率特性的反射声反馈给演奏者(三重奏组)，并记录演奏者的主观感受，较为系统地提出有利于舞台音乐演奏的声学条件，具体内容为：1)舞台早期反射声对演奏的支持是很重要的，且反射声延时不能过长，有利于相互听闻的延时范围是17～35ms；2)反射声中的高频成分对音乐演出至为重要。500HZ以下的反射声对演奏支持是有害的，建议对500Hz以下的声音相对降低3dB；3)当演奏者之间的反射声声压级超过4dB，演奏的不平衡将被察觉，建议以3dB为标准设计不同乐器之间的反射声声压级差。
1989年，声学家GADE.A.C以演奏者为研究对象，对丹麦和英国各8个厅堂做了舞台音质评价的实验，其中主观评价参数有：混响感、演唱演奏支持感、音色品质、活跃感、相互听闻以及整体感觉，研究指出，演奏者在自己熟悉的厅堂，关注的是早期声能的支持，而在不熟悉的厅堂演出，首先关注的是厅堂混响感的支持。客观评价主要包括有混响时间RT、早期衰变时间EDT、舞台支持因子ST(E)、以及低音比EDTF。GADE，A.C在对16个厅堂的测量分析后，指出：演奏者的主观感受，包括自身演奏的轻松感、支持感以及整体演奏的协调轻松感与客观评价参数ST(e)的相关性最大，STl最佳值-12+-1。而混响感与混响时间的相关性最大。RT最佳值为2s；此后，ST(e)成为人们普遍接受的舞台评价客观参数。
其中舞台支持因子ST(e)定义为：
测量点在声源1m处，离地1m高，声源与传声器均为无指向的，且舞台上无演奏架及椅子确保声音无障碍传播。
6 有利于演奏者的舞台声学设计中应注意的问题
6.1有效的早期反射声
不论是尽端式舞台乐罩的侧墙、顶板，还是中心式舞台的顶部反射板，要使它们提供的舞台反射声有利于演奏者的相互听闻，那么顶部反射界面的高度以及尽端式舞台的侧墙开口距离都不能过大，侧墙距离应控制在13～18m以内，不超过20m；顶部反射板高度控制在6～9m，不超过13m。一般认为开口较宽、进深较浅的舞台，顶部反射板宜相对低些，而开口较窄、进深较大的舞台，顶部反射板可相对较高些，也有研究认为窄而深的舞台优于浅而宽的舞台。
6.2注意舞台声部平衡
交响乐演奏乐器种类较多，主要包括打击乐、管乐与弦乐等，它们的声功率级相差较大，其中打击乐、管乐相对较大，而弦乐相对较小，一般的舞台乐队布置也是考虑不同乐器声功率级、音域等因素影响的结果，见图1。演奏时声部的平衡是舞台声学设计时必须考虑的问题，因此，音乐厅舞台后墙常处理为扩散、吸声或者适当的缝隙泻声，来降低舞台后部打击乐器与铜管乐器的反射声强度。
早在1960年美国BBN声学顾问公司为Tanglewood音乐厅设计新的舞台反射板时就特别注意到声部平衡问题，反射板设计为局部透空，透空部分可以逸散部分声能，而弦乐声部上面的反射板透空部分上方还有另一层反射板来加强该声部的反射，取得了较好的效果。
1986年声学家Meyer.J研究指出乐师对舞台早期反射声的敏感度与反射的方向有关，相对于侧向以及斜上方的声音，正上方的声音乐师听闻最敏感，从而提出有利于声部平衡的舞台反射板布置方式，见图4，弦乐声部上方反射板水平布置，弦乐声部间可以获得较有利的反射声；管乐声部上方反射板向观众方倾斜，这样弦乐声部向管乐声部的反射声方向为正上方，而反向反射方向为斜上方，这样有利于管乐与弦乐声部之间的声部平衡。
6.3舞台界面的扩散处理
1979年Ro rbe rt.s.Shankland在《Acoustical design for perl：ormers》一文提出舞台反射界面扩散处理的重要性。关于舞台扩散效果及评价的研究不多但在舞台声学设计中却普遍运用，从古典音乐厅中的雕饰扩散，到近现代几何形体及QRD等扩散体。舞台反射界面的扩散处理可使长延时反射声均匀分布，有利于演奏的整体协调感；扩散可使部分声能到达观众席，有利于观众席较好的融合声；扩散同时还可降低舞台声缺陷产生风险。
有关声学设计中的相关重要参数
1、吸声系数〆建筑声学设计中用吸声材和吸声结构来消除回声，颤动回声，声聚焦和减少混响时间等房间的声学缺陷。吸声材料吸声结构通常用吸声系数〆来表示。eo-er〆=0eo式中：eo-入射到吸声材料的声能：er-被材料反射出来的声能。〆=1意味着声能全被吸收；〆=0意味着声能全被反射。
2、临界距离dc前面已提到直达声的传播衰减与传输距离的平方比成反比，离声源的距离越远，声压级越低，混响声的传播衰减不遵守平方反比定律，在理想状态下，理论上它在整个房间的声压级是相等的。临界距离dc是指在声源轴线方向上，直达声与混响声声能相等的距离，即d/r=（0db）,临界距离在计算声音清晰度时很有用,一般来说,在d/r>-6db区域内(即2倍临界距离),声音的清晰度是最好的。q-扬声器的指向性因数r-房间常数(即房间的吸声量)〆-房间的平均吸声系数s-房间的总吸声面积
3、混响时间r60房间的混响r60与房间的容积v表面面积s和房间的平均吸声系数有关,v-房间容积m3s-房间的总吸声面积房间平均吸本文由收集整理声系数应使用eying公式计算；m为空气吸声系数，它与频率和湿度有关，1khz~8khz的m值为0.003~0.057。不同混响时间r60的听觉感受:r60<0.5秒(500hz);声音清晰,但太于(单薄),适宜于录音室。r60=0.7~0.8秒（500hz）：声音清晰、干净、适宜于电影院和会议厅。r60=1.2~1.4秒（500hz）：声音丰满、有气魄、空间感强，适用于音乐厅和剧场。r60>2秒~3秒（500hz）：声音混浊、语言清晰度差，声音发嗡，有回声感。吸声材料与吸声结构按吸声机理，常用的吸声材料与吸声结构可分为多孔吸声材料和共振吸声结构。1、多孔吸声材料多孔吸声材料包括纤维材料和颗粒材料。纤维材料有：玻璃棉、超细玻璃棉、矿棉等无机纤维及其毡、板制品，棉、毛、麻等有机纤维织物。颗粒材料有膨胀珍珠岩、微孔砖板等块、板制品。多孔吸声材料一般有良好的中高频吸声性能，吸声机理不是因为表面粗糙，而是因为它有大量内外连通的微小空隙气泡。多孔材料的吸声能力与其厚度，密度有关，随着厚度增加，中低频吸声系数显着增加，高频变化不大。增加材料的密度也可以提高中低频吸收系数，但比增加厚度的效果小，因此在使用同样材料时，当厚度不受限制时，宁愿采用结构密度松散的厚度大的多孔材料。多孔材料背后有无空气层，对吸声性能有重要影响。其吸声性能随着空气层厚度的增加而提高。帘幕也是一种很好的多孔吸声材料。就吸声效果而言，丝绒最好，平绒次之，棉麻织品再次，化纤类帘幕最差。通过调节帘幕与墙面或玻璃的间距可调节吸声效果。
2、共振吸声结构穿孔板吸声结构和薄板、薄膜吸声结构都可看作利用共振吸收原理的吸声结构。穿孔板吸声结构具有较好的中频吸声特性。它由金属板、薄木板、石膏板等穿以一定密度的小孔或缝隙后固定在龙骨上，背后留有空气层而构成共振吸声系统。它可视为由许多并联的亥姆霍兹共振器组成。共振频率可用下式计算：式中c——声速，34×103cm/sp——穿声率，即穿孔面积与总面积之比值；d----板厚（cm）d----穿孔直径（cm）穿孔板的吸声特性在共振频率附近有最大的吸声系数。为扩展吸声系数的频率范围，可在穿孔板后铺设多孔吸声材料及留有一定的空气隙。穿孔的孔径小于1mm（穿孔率p=1%~3%）时称为微孔板，用薄金属板制成，其后面再铺设多孔吸声材料，可在较宽带内获得较好的吸声效果。做成双层微穿孔板结构，吸声性能更佳。如果把穿孔率达到50%以上的微穿孔金属薄膜或微孔有机玻璃板直接帖在大面积装饰玻璃平面上，则可解决玻璃平面的强声发射问题，同时也不大影响玻璃的透光性或透明度。他的缺点是造价太高。
3、声波扩散体改善建筑声学特性的方法除使用吸声材料外，还经常在墙面及声波发射强烈的地方设置声波扩散体/面，使声波产生漫反射和分散室内的共振频率。改善声音的“染色”失真（即音色变调）和颤动回声。常用的声波扩散体形状（a）为三角形，（b）为圆弧形，（c）为mls扩散体。三种扩散体墙面结构的效果以（c）mls为最好（1-3-2-1-1-2-1随机序号），（a）次之，（b）最差。
4、最新的高性能防潮吸声材料室内游泳池的建声设计一直是一个老大难问题，因为常规的吸声材料都不能防潮、防水，使游泳馆的扩声系统音质难以提高,现在新型的吸音材料，阻燃环保植物纤维素就弥补了这一缺陷！
关键词：声线追踪法； 虚声源法；声线束追踪法；有限元法
准确地预测房间的音质效果一直是建筑声学研究者追求的理想，谁不想在设计音乐厅图纸时就能听到她的声音效果呢？一百多年来，人们逐渐发现了一些物理指标，并揭示了它们与房间主观音质的关系，包括混响时间RT60、早期衰减时间EDT、脉冲声响应、清晰度指数等等。音质参量预估是室内声学设计的关键。目前，人们采用经典公式、缩尺比例模型、计算机模拟来预测这些参数。
室内声学的复杂性源于声音的波动性，任何一种模拟方法目前都不能获得绝对真实的结果。本文在参考研究国外计算机音质模拟文献的基础上，对室内声学的主要模拟方法进行汇编和总结，以便深入地了解计算机辅助建筑声学设计的基本原理、适用性和局限性。
1、比例缩尺模型模拟和计算机声场模拟
自塞宾时代起，比例缩尺模型就在室内声学中获得应用，但模型比较简单，无法得到定量结果。20世纪60年代，模拟理论、测试技术等逐渐发展完善，进行大量研究和实践后，比例模型在客观指标的测量方面已经基本达到了实用化。现在，声源、麦克风、模拟声学材料已经可以和实物对应，仪器的频带也扩展了，在模拟混响时间、声压级分布、脉冲响应等常用指标已经达到实用的精度。
比例模型的原理是相似性原理，根据库特鲁夫的推导，对于1:10的模型来讲，房间尺度缩小10倍后，如果波长同样缩短10倍，即频率提高10倍时，若模型界面上的吸声系数与实际相同，那么对应位置的声压级参量不变，时间参量缩短10倍。如10倍频率的混响时间为实际频率混响时间的1/10。然而，很难依靠物理的手段完全满足相似性的要求。空气吸收、表面吸收相似性的处理是保证模拟测量精度的关键。比例模型是现阶段所知唯一能够较好模拟室内声场波动特性的实用方法，可是由于模型制作成本较高、需要利用充氮气或干燥空气法降低高频空气吸收、模拟材料吸声特性难于控制的因素，这种方法存在很大的局限性。
随着软件技术的发展，使用计算机进行声场的模拟研究成为现实。从数学的观点来看，声音的传播由波动方程，即由Helmholtz 方程所描述。理论上，从声源到接收点的声脉冲响应可以通过求解波动方程来获得。但是，当室内几何结构和界面声学属性非常复杂时，人们根本无法获得精确的方程形式和边界条件，也不能得到有价值的解析解。如果对方程进行简化处理，所得到的结果极不精确，不能实用，完全利用波动方程通过计算机求解室内声场是不可行的。实用角度讲，使用几何声学的声线追踪法和镜像虚声源法，通过计算机程序可以获得具有一定参考程度的房间声学参数。但由于忽略了声音的波动特性，处理高频声和近次反射声效果较好，模拟声场全部信息尚有很大不足。近年来，使用基于有限元理论的方法模拟声音的高阶波动特性，在低频模拟上获得了一些进展。
2、几何声学模拟方法
几何声学模拟方法借鉴几何光学理论，假设声音沿直线传播，并忽略其波动特性，通过计算声音传播中能量的变化及反射到达的区域进行声场模拟。由于模拟精度不高，而且高阶反射和衍射的计算量巨大，因此，大多数情况是使用几何方法计算早期反射，而使用统计模型来计算后期混响。
2.1 声线追踪方法
声线追踪方法是从声源向各方向发射的“声粒子”，追踪它们的传播路径。声粒子因反射吸声不断地失去能量，并按入射角等于反射角确定新的传播方向。
为了计算接收点的声场，需要定义一个接收点周围的面积或体积区域来捕获经过的粒子。无论如何处理，都会收集到错误的声线或丢失一些应有的粒子。为了保证精度，必须有足够密的声线和足够小的接收点区域。对于一个表面积为10 m2 的房间中传播 600ms 的声音，至少需要100,000条声线。
关键词：声线追踪法；虚声源法；声线束追踪法；有限元法
准确地预测房间的音质效果一直是建筑声学研究者追求的理想，谁不想在设计音乐厅图纸时就能听到她的声音效果呢？一百多年来，人们逐渐发现了一些物理指标，并揭示了它们与房间主观音质的关系，包括混响时间rt60、早期衰减时间edt、脉冲声响应、清晰度指数等等。音质参量预估是室内声学设计的关键。目前，人们采用经典公式、缩尺比例模型、计算机模拟来预测这些参数。
室内声学的复杂性源于声音的波动性，任何一种模拟方法目前都不能获得绝对真实的结果。本文在参考研究国外计算机音质模拟文献的基础上，对室内声学的主要模拟方法进行汇编和总结，以便深入地了解计算机辅助建筑声学设计的基本原理、适用性和局限性。wWW.133229.cOm
1、比例缩尺模型模拟和计算机声场模拟
自塞宾时代起，比例缩尺模型就在室内声学中获得应用，但模型比较简单，无法得到定量结果。20世纪60年代，模拟理论、测试技术等逐渐发展完善，进行大量研究和实践后，比例模型在客观指标的测量方面已经基本达到了实用化。现在，声源、麦克风、模拟声学材料已经可以和实物对应，仪器的频带也扩展了，在模拟混响时间、声压级分布、脉冲响应等常用指标已经达到实用的精度。
比例模型的原理是相似性原理，根据库特鲁夫的推导，对于1:10的模型来讲，房间尺度缩小10倍后，如果波长同样缩短10倍，即频率提高10倍时，若模型界面上的吸声系数与实际相同，那么对应位置的声压级参量不变，时间参量缩短10倍。如10倍频率的混响时间为实际频率混响时间的1/10。然而，很难依靠物理的手段完全满足相似性的要求。空气吸收、表面吸收相似性的处理是保证模拟测量精度的关键。比例模型是现阶段所知唯一能够较好模拟室内声场波动特性的实用方法，可是由于模型制作成本较高、需要利用充氮气或干燥空气法降低高频空气吸收、模拟材料吸声特性难于控制的因素，这种方法存在很大的局限性。
随着软件技术的发展，使用计算机进行声场的模拟研究成为现实。从数学的观点来看，声音的传播由波动方程，即由helmholtz方程所描述。理论上，从声源到接收点的声脉冲响应可以通过求解波动方程来获得。但是，当室内几何结构和界面声学属性非常复杂时，人们根本无法获得精确的方程形式和边界条件，也不能得到有价值的解析解。如果对方程进行简化处理，所得到的结果极不精确，不能实用，完全利用波动方程通过计算机求解室内声场是不可行的。实用角度讲，使用几何声学的声线追踪法和镜像虚声源法，通过计算机程序可以获得具有一定参考程度的房间声学参数。但由于忽略了声音的波动特性，处理高频声和近次反射声效果较好，模拟声场全部信息尚有很大不足。近年来，使用基于有限元理论的方法模拟声音的高阶波动特性，在低频模拟上获得了一些进展。
2、几何声学模拟方法
几何声学模拟方法借鉴几何光学理论，假设声音沿直线传播，并忽略其波动特性，通过计算声音传播中能量的变化及反射到达的区域进行声场模拟。由于模拟精度不高，而且高阶反射和衍射的计算量巨大，因此，大多数情况是使用几何方法计算早期反射，而使用统计模型来计算后期混响。
2.1声线追踪方法
声线追踪方法是从声源向各方向发射的“声粒子”，追踪它们的传播路径。声粒子因反射吸声不断地失去能量，并按入射角等于反射角确定新的传播方向。
为了计算接收点的声场，需要定义一个接收点周围的面积或体积区域来捕获经过的粒子。无论如何处理，都会收集到错误的声线或丢失一些应有的粒子。为了保证精度，必须有足够密的声线和足够小的接收点区域。对于一个表面积为10m2的房间中传播600ms的声音，至少需要100,000条声线。
声线追踪法的早期意义在于提供近次声音反射的区域，如图1。最近，这种方法进一步发展为将声线转化成具有特殊密度函数的圆锥或三角锥，然而，存在交迭问题，仍无法达到实用的精度。声线追踪的主要优点是算法简单，很容易被计算机实现，算法的复杂度是房间平面的数量的倍数。通过确定声线镜面反射路径、漫反射路径、折射和衍射路径，能够模拟非直达混响声场，甚至可以模拟含有曲面的声场。声线追踪的主要缺点在于，由于为了避免丢失重要的反射路径，要产生大量声线，因此带来巨大的计算量。另一个缺点是，因为声线追踪计算结果对于接收点的位置有很大的依赖性，如果进行声压级分布计算，必须取声场中大量的位置，对结果要求的越精细，计算量将越大。此外，由于声音的波动特性，波长越长，绕过障碍物的能力就越强，在低频段，声线追踪方法得不到可靠的结果。
2.2镜像虚声源法
虚声源法建立在镜面反射虚像原理上，用几何法作图求得反射声的传播范围，如图2。虚声源法的优点是准确度较高，缺点是计算工作量过大。如果房间不是规则的矩形，且有 n 个表面，就有可能有 n 个一次反射虚声源，并且每个又可能产生（n－1）个二次反射的虚声源。例如，一个 15,000m3 的房间，共有30个表面，600ms内约有13次反射，这时可能出现的虚声源数目约是2913 ≈ 1019 。其算法复杂度为指数级，高阶虚声源将爆炸式增长。然而，在一个特定的接收点位置，大多数虚声源不产生反射声，大部分计算是徒劳的。上例中，只有1019中的2500个虚声源对于给定的接收点有意义。虚声源模型只适用于平面较少的简单房间或是只考虑近次反射声的电声系统。
2.3声线束追踪方法
声线束追踪方法是声线追踪的发展，通过跟踪三角锥形声线束，获得界面对声源的反射路径，如图3。简单的说，建立从声源产生的一系列充满二维空间的声线束，对每一个声线束，如果与空间中的物体表面相交，就把穿透物体表面的声线束部分进行镜像，得到反射声线束，同时记录所出现虚声源的位置，用于进一步的跟踪。与虚声源法比较，声线束追踪的主要优点在于在非矩形空间中，从几何上可以考虑更少的虚声源数目。
举例说明，如图4，考虑从声源经过面a镜像的虚声源sa，那么全部可以见到sa的点都在声线束ra中。相似的，声线束ra与平面c，d的交线，是sa产生二次虚声源的反射面。而其他的平面，将不会产生对sa的二次反射。这样，声线束追踪方法能够大大地减少虚声源的数目。另一方面，镜像虚声源方法更适于矩形房间，因为所有的虚声源几乎都是可见的。声线束追踪法的缺点是三维空间的几何操作相对复杂，每一条声束都可能被不同的表面反射或阻碍；另一个限制是弯曲表面上的反射和折射很难模拟。 2.4第二声源法
一种有效的方法综合了几何声学和波动统计特性，被称为第二声源法。第二声源法将反射阶段分为早期反射和后期反射，人为地确定一个早期反射和后期反射的反射次数界线，称为“转换阶数”。高于转换阶数的反射属于后期反射，声线将被当作能量线而不是镜面反射线，此时，声线撞击表面后，撞击点产生一个第二声源。第二声源的能量是声线初始能量乘以此前传播中撞击到的所有表面的反射系数的乘积。如图5，两个相邻的声线进行了6次反射，转换阶数设为2, 大于2次反射的声线将按lambert's法则随机方向反射。最先的两个反射是镜面反射，虚声源为s1 和 s12 。2次以上的高阶反射中，每个声线在反射面上产生第二声源。通过计算虚声源和“第二声源”的响应，可以计算混响时间以及其它房间声学参数。
第二声源法中，确定转换阶数非常重要。转换阶数设定越高计算结果不一定越好。随反射次数增加，声线变得稀疏，反向追踪时会造成丢失虚声源的机会增加，这就需要声线足够密。声线过密一方面受到计算时间和内存的限制，另一方面的问题是，在高次反射中很多的小反射面被探测到。由于波动特性，这些小表面的实际反射一般比依据几何反射声学法则计算的结果要弱得多，所以丢失这些小反射面的虚声源可能比将他们计算进来更符合实际情况。odeon程序实验表明，提高转换阶数、增加声线密度可能会带来更坏的结果。一般观众厅中仅500到1000个声线产生的结果即具有价值，且发现最优的转换阶数是2或3。这说明混合模型能够提供比两种纯粹的几何方法还要准确的结果，并且减少了大量计算量。然而，混合方法模型必须引入散射的概念。 3、散射
声音散射的量为散射系数，是非镜面反射能量与全部反射能量的比。散射系数的取值范围是0到1，s＝0表示全部是镜面反射，s＝1表示全部是某种理想的散射。散射能够通过统计方法在计算机模型中模拟。使用随机数，散射的方向依据lambert's 余弦法则计算，同时镜面反射的方向依据镜面反射法则计算。取值在0到1之间的散射系数决定这两个方向矢量之间的比例。图6中表示了不同散射系数作用下的声线反射。为了简化，例子用二维来表现，但实际上散射是三维的。没有散射的情况下，声线追踪完全是镜面反射，实际上，0.2的散射系数足够用来得到较好的散射效果。
通过对计算机模拟和实测比较，发现散射系数在大而平的表面上需人为地设置为0.1左右，而在非常不规则的表面上需达到0.7。0或1的极端值在计算机模拟中必须避免，一是因为这不切实际，二是计算可能出现恶化的结果。不同频率散射系数也不同，因表面尺寸产生的散射一般出现在低频，而因表面起伏产生的散射一般出现在高频。散射系数难于确定是影响几何方法模拟精度的障碍之一。 4、有限元法和边界元方法
几何声学的方法忽视了声音的波动特性，因此无法对声波的波动特性进行模拟，如声波的衍射、绕射等。在低频段，声波的波长较长，能够越过高频声波不能越过的障碍物。因此，几何声学模型得不到准确的低频计算结果。为了解决这个问题，提出了有限元和边界元方法。
利用声波动方程能够得到精确的结果，但是现阶段只有具有刚性墙的矩型房间才能够进行解析求解。这就是说，一般房间无法使用解析的方法求解其波动方程。事实上，任何房间声场都存在其波动方程，并遵从波动规律，因此可以使用数字化的方法来模拟和逼进房间的波动方程的解。具体方法是把空间（和时间）细分为元（质点），然后，波动方程以一系列这些元的线性方程表达，迭代计算求数值解。在有限元法中，空间中的元是离散的（图7、图8），而在边界元法中，空间中的边界才是离散的。这就意味着，有限元法产生的矩阵比较大且稀疏，而边界元法产生的矩阵比较小且稠密。由于计算和存储开销随频率增加变得无法承受，“元”的方法只适用于小封闭房间和低频段。
有限元和边界元法的优点在于能够在需要的地方产生稠密网格，如墙角等的对房间声传播影响较大的地方。另一个优点是可以处理耦合空间。缺点在于，边界条件难于确定。一般来说，需要复数阻抗，但是在现有的文献中很难找到相关的数据。这两种方法的特点表现在对于单一频率的结果非常精确，但当具有带宽的倍频程时，结果常有大的出入，在实际应用中还没有能够达到如几何声学一样的实用效果，尚需进一步研究。
参考文献：
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[2] g.m. naylor, "odeon - another hybrid room acoustical model" applied acoustics 38, 131-143(1993).
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[4] iso/cd 17497. acoustics ?measurement of the random-incidence scattering coefficient of surfaces.july 2000.
