在擴聲系統應用當中，無論是用于語言擴聲還是音樂擴聲，我們都會花費大量時間來考慮應當選擇什么設備以及如何布局以獲得良好的清晰度，并且為聽眾創造令人愉悅的聽覺體驗。
很多因素可以影響我們的決定，可以說最重要的一個因素是系統應用空間的自然屬性。從拾音器的選擇、控制面板的功能，到揚聲器的性能和安裝位置，這些選擇都深受聲音在空間中傳播時所發生的事情的影響。
聲學是與聲音屬性相關的物理學分支，當我們通常用它來描述影響聲波如何傳播的房間或建筑物的屬性。
當聲波從聲源向外輻射時，無論是一件樂器還是一只揚聲器，聲波的早期行為特性都很容易預測 —— 我們知道，隨著能量在不斷增加的區域內消散，聲能會隨著輻射距離的增加而衰減。但是，一旦聲波開始遇到實體物件，事情很快就會變得復雜起來。接下來，讓我們對這些行為特性進行觀察和分析，以便更好地理解它們。
設定邊界條件
當聲波遇到邊界平面時，無論是墻壁、地板或天花，根據邊界平面的自然屬性和平面的剛性差異而會出現不同情況（Figure 1）。
最常見的情況是聲反射，但部分聲能會被邊界平面吸收（并且轉化為熱能），同時剩余的聲能會通過邊界平面透射繼續向外輻射。當物體的尺寸小于聲波的波長時會出現衍射現象。哪些聲波會被反射、吸收、透射或出現衍射，取決于聲波的頻率以及聲波撞擊邊界平面的角度。
高頻聲波的波長較短，也就是說高頻聲波更容易被反射或吸收。與之相反的是低頻聲波，特別是那些波長大于邊界平面寬度的低頻聲波，更有可能出現衍射現象。只需要站在聲源所在或被放大的房間之外就可以很容易地觀察到這些行為特征，因為我們總是會聽到更多的低頻成分。
聲波的透射對于音樂擴聲場地來說可能是最主要的問題，因為可能會對臨近區域造成噪音滋擾。但這個問題有希望在設計和建造（或改造）場館時得到解決，或者只需要將聲波的振幅控制在可接受的程度之下即可。
如果我們對一個理想的點聲源在一個方形房間內的行為特征進行觀察，我們會看到直達聲和反射聲的聲能會隨著時間的推移而形成對稱模式。假如聲源持續發聲，那么系統很快就會達到平衡狀態。此時，新產生的聲能與耗散的聲能相等，從而使聲能持續充滿整個空間。
在Figure 2中，如果站在位置1，那么我們就會聽到有聲源發出的高電平直達聲，但聽不到房間的反射聲。
而在位置2，我們只能聽到房間的反射聲而聽不到直達聲。介于兩個極端之間的是位置3，在這個位置上的直達聲電平與反射聲電平相等 —— 這個位置被稱為臨界距離。如果我們持續遠離臨界距離，那么反射聲電平就會迅速超過直達聲電平，使得清晰度不斷下降。因此，為了給聽眾提供良好的聽覺體驗，確保聽眾所處位置在臨界距離之內至關重要。
在聲源停止發聲之后，聲波仍然會繼續撞擊四周的邊界平面并且能量持續衰減，直至能量完全耗散。這就是我們理解的混響。如果我們對聲音衰減60dB（作為聲音不可聞的基準電平值）所需的時間進行測量，那么將會得到一個可用于界定房間混響時間的數字（有時被稱為RT60）。一個典型的小房間的混響時間通常在1秒以下，音樂廳的混響時間則通常超過2秒，而教堂的混響時間可能會超過6秒。
更為復雜的是，各種不同的材料的聲波反射幅度不盡相同。一個特定界面對聲能的吸收量被稱為吸聲系數，這個數值通常介于0（完美反射體）至1（完美吸聲體，譬如一扇打開的窗戶）之間。
吸聲系數的概念是由Dr. Wallace Sabine（建筑聲學之父）提出的，他經常花費整晚的時間在他的講堂和附近的音樂廳之間來回搬動各種材料和各種裝置以測量混響聲衰減的效果，并據此制作了包含了很多建筑材料和裝置的數據表。
我們可以測量一個特定房間的不同材料的平面面積進行測量，并根據這個數據表計算這個房間的混響時間。但是，需要注意的是，吸聲系數會隨著頻率變化而改變，因此混響時間也可能會隨著頻率的變化而改變。
對聲音的塑造
盡管混響聲可以給我們制造麻煩，但有時并不一定是壞事。少量至中量混響聲有助于改善聽感，可以使聲音聽起來更富“音樂性”。
一個出色的混音工程師可以利用房間混響來使聲音融合在一起，這個處理方式在進行戶外混音時可以通過加入人工混響實現。但是，過多的混響很容易會使語言清晰度下降，或者使音樂的細節表現和動態劣化。
如果我們回顧一下在使用擴聲系統之前的音樂創作和表演史，值得注意的是，音樂通常是為了在具有特定聲學特性的空間中演奏而創作的。教堂音樂就是一個明顯的例子，從格里高利圣詠到巴赫的管風琴樂曲，都是為了利用教堂中常見的長混響時間而創作的。
盡管音樂廳的混響時間通常比教堂短，但仍然比普通室內空間的混響時間長，因此非常適合大編制樂團演奏。而室內樂，顧名思義，是為了在有家具的小房間內演奏，供他們的資助者及其賓客欣賞，因此樂段之間的變換節奏更快，更加輕快。
德國甚至有一座名為Bayreuth Festival Theatre的音樂廳，專門為了表演理查德·瓦格納的舞臺作品而設計，自1876年啟用以來從未在此演出過其他作曲家的作品。主廳大部分區域為木制結構，混響時間為1.55秒。巨大的樂池在舞臺下方延伸到很遠的地方，并且使用了一個獨特設計的反聲罩對管弦樂團的高頻進行衰減，使得人聲可以脫穎而出。其結果是產生了宏大、溫暖并且細節豐富的聲效，與瓦格納的音樂相得益彰。
與之相反的是，很多用于演奏現代音樂的表演場地并不是為了使用擴聲系統而設計的，因此會帶來特殊的挑戰。譬如曾經是劇院、電影院、屠宰場或火車機車工廠等場所，這些地方的最初聲學需求都有極大差異（或者甚至根本沒有考慮過）。
在任何具挑戰性的工作環境中，關鍵在于對揚聲器的安裝位置和指向進行精心設計，最大限度的減少不必要的反射以盡可能獲得最佳音質，這對任何特定空間來說都能夠有效地擴展臨界距離。如果問題仍然存在，那么降低擴聲系統的整體電平有助于挽回少量清晰度。
疊加和衰減
混響并不是由邊界反射引發的唯一一個問題，只要有平行界面，就會產生駐波。當平行邊界之間的距離（或其倍數）等于特定頻率的波長時就會產生駐波。
如Figure 3所示，在一個平行墻壁之間距離為30英尺的空間中饋入150Hz正弦波信號，平行墻壁之間的距離剛好是150Hz波長的4倍（也就是7.5英尺）。其結果是產生包含被成為波節（振幅最小）和波腹（振幅最大）點位的駐波。
如果我們移動至波節區域，那么就會注意到聲能的急劇下降。反之，移動至波腹區域時，會發現聲能急劇增加（波節和波腹之間的距離等于波長的1/2，也就是3.75英尺）。由于這是一個純數學關系，我們可以知道在這個空間內會在多個頻率上出現駐波（例如，300Hz、600Hz、1.2 kHz和2.4 kHz等）。這些駐波也被稱為房間共振或房間簡正頻率。
如果一支使用中的拾音器移動至駐波的波腹點位時，會大幅增加反饋的風險。幸運的是，可以通過系統均衡濾波器的使用將房間簡正頻率的影響最小化和降低駐波形成的可能性，從而使這種風險得到緩解。
聲學研究會會很快地把人帶入一個復雜的計算和讓人頭暈眼花的數學世界，但只需要盡可能多的觀察不同的應用空間，就能夠逐步建立起對聲學的充分理解。如果我們能順便欣賞到美妙的音樂，那就再好不過了。
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