喇叭的抉擇 - 大小 (之二) - 低頻
討論低頻之前，要先來談一下人耳。
一般都說人耳的聽覺範圍是 20 - 20k Hz。
雖然有些人認為更低，或更高的頻率，實際上還是可以 "感受" 得到，
只是這些說法仍存有許多爭議，
而且聽覺會因個人體質、年紀的不同而異，沒有絕對標準，
所以，我們還是以 20 - 20k Hz 作為基準。
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我們知道...
管風琴的最低頻 : 20 Hz。
鋼琴的最低頻 : 27 Hz。
低音大提琴、豎琴、土巴號、倍低音管等樂器的最低頻 : 約 30 - 40 Hz。
而電子合成，或錄音室調整出來的音效，則可以比 20 Hz 更低。
所以...
喜歡大型管弦樂、電子音樂、電影配樂，或興趣廣泛的愛樂者，
超低頻 (20 - 40 Hz) 的確是有其必要。
但是，買大喇叭，或超低音之前，請先問你自己一個問題...
我的空間，容納得了多低的低頻 ?!
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依照物理學...
波的行進速度 = 波的頻率 x 波長
聲波傳遞的速度 (即音速) 約每秒 340 公尺 (在 15℃ 下)，
(音速 = 331 + 0.6T，溫度越高，速度越快)
若頻率為 20k Hz，則其波長為 0.017 公尺 (不到 2 公分)。
頻率越高，波長越短，所需距離越短。
所以，我們不需要煩惱高頻的空間議題。
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但是，低頻就有問題了。
若頻率為 20 Hz，則其波長為 17 公尺。
頻率越低，波長越長，所需距離越長。
換句話說...
就算你的喇叭能發出 20 Hz 的頻率，
你也要有 17 公尺的距離來容納，否則也是白搭。
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不過...
以上這種關於 "小房間無法再生超低頻" 的理論，存有一些盲點。
有人認為耳機、汽車音響的聆聽距離不是更短，
豈不是連幾千、幾百 Hz 以下的音樂都不見了嗎 ?!
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"聽覺刺激" 是非常複雜的物理學 + 化學 + 生物學的過程...
物體的振動 > 經由介質，輻射出聲波 > 傳遞到耳中 > 刺激神經，才有所謂的 "聽覺"。
然而，是什麼東西刺激神經呢 ?!
是頻率 ? 振幅 ? 波形 ? 波長 ? 還是其他 ?!
這存有許多不同的學說，至今仍難以論斷。
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一般而言，聽覺刺激，有三個向度 :
音調 (Pitch) : 頻率越高，音調越高。
音量 (Loudness) : 振福越大，音量 (響度) 越大。
音色 (Timbre) : 波形 (正弦波) 越平順 ，音色越圓潤。
那麼，"波長" 呢 ?!
它在在聽覺刺激中佔有什麼角色 ?! 或是完全不相干呢 ?!
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音響界有所謂 "半波長理論"，
其實，這來自樂器的設計原理...
1. 兩端固定的弦 : 要讓振動形成駐波，弦長為二分之一個波長的整數倍。
2. 閉管空氣柱 (一端開口，一端閉口) : 要讓振動形成駐波，管長為四分之一個波長的奇數倍。
3. 開管空氣柱 (兩端皆開口) : 要讓振動形成駐波，管長為二分之一個波長的整數倍。
於是，有人把這原理應用到喇叭設計中...
例如背負載號角喇叭，適用 "閉管空氣柱" 的 "四分之一個波長的奇數倍" 原理。
也有人把這原理應用到室內聲學中...
認為密閉的視廳室，適用 "二分之一個波長的整數倍" 原理。
認為若視聽空間小於某低頻的半波長，那麼該低頻就無法有效共振 (共鳴)，當然就聽不到。
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問題是... 這樣對嗎 ?!
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1. 駐波的產生，對樂器、喇叭的 "發聲" 而言，是必須的。
但是，對密閉的視廳室，卻是對原有音源的干擾，兩者狀況大不相同。
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2. 密閉空間的共振、駐波，因空間大小、形狀、設置而異，不能一概而論，亦非單一公式可以解釋。
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3. 上述樂器設計原理，是指...
若能使距離為低頻的 1/2、1/4 波長，
則可以提昇該低頻的量感，可以讓該低頻與空間的共振 (共鳴) 有最佳效果。
然而，就算距離不足該低頻的 1/2、1/4 波長，
"只是" 無法提昇該低頻的量感，"只是" 共振效果並非最佳，
不代表該低頻就不存在。
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總之，此事仍處於極大的爭議中，難以論斷。
在水落石出之前，我們不妨這樣來說...
如果要容納 "完整+立體+豐富" 的 20 Hz 超低頻，
最好要有 17 公尺的空間。
然而，比這更短的距離，例如 8.5 公尺、4.25 公尺，
不表示 20 Hz 就不存在，或者聽不到。
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而 8.5 公尺的空間，只能容納 20 Hz 的半個波長。
雖然不完整，但至少所能提供的頻率、振幅、波形資訊，
已足以能讓我們感知到正確的音調、音量、音色。
只是，比不上一個完整的聲波，無法那麼的 "完美"。
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好吧，就算空間再小，超低頻 (20 - 40 Hz) 都可以存在，
那我們可以放心買大喇叭，或超低音了嗎 ?!
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不夠大的空間，卻硬要塞進超低頻，
很容易讓這些 "不完整" 的超低頻，在空間中到處繞射、散射、反射...
不只會干擾其他頻率，還會造成 "駐波" 等問題。
(但人耳和房間不同，不容易有這些問題)
與其如此，不如兩權相害取其輕。
以一般人的視廳空間，長度大約 4 - 8 公尺而言，
喇叭的低頻，大概能到 30 - 40 Hz 左右就很夠了。
也就是說...
一般的中、大型喇叭，沒有絕對必要另加超低音。
真正比較需要超低音的，應該是像 BBC LS 3/5A 之類的小喇叭。
而且...
加了超低音，通常會讓你感覺低頻好很多，聽起來很爽。
其實，很多時候，只是低頻的 "量" 增加了，
未必是低頻向下延伸 ("質" 未變)。
就好像調整等化器，把低頻的部份加強一樣而已。
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範例 : 你該買大喇叭或小喇叭 (之一)
其實，這個問題的真正意思是... 你需要多少低頻 ?!
Harbeth 喇叭的尺寸，很適合來當範例...
Monitor 20.1 / 頻率響應 75 -20k Hz / 最適合長約 4.5 公尺，或至少 2.3 公尺的房間。
Monitor 30.1 / 頻率響應 50 -20k Hz / 最適合長約 6.8 公尺，或至少 3.4 公尺的房間。
Monitor 40.1 / 頻率響應 35 -20k Hz / 最適合長約 9.7 公尺，或至少 4.9 公尺的房間。
不過...
這不表示，比這小的房間，無法聽到其最低頻。
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範例 : 你該買大喇叭或小喇叭 (之二)
像 ATC SCM100 或 B&W 800 Diamond 這種大小的喇叭，最容易產生 "誤會" 了。
因為它的尺寸，說大不大，說小不小，
擺在一般空間中，看起來都還蠻合適的，
但是，它發出來的超低頻，你的空間卻不一定 "吃得下"。
(但仍聽得到)
ATC SCM100 ASL : 32 - 22k Hz (17,600 美金)
B&W 800 Diamond : 32 – 28k Hz (24,000 美金)
32 Hz 頻率有 340 / 32 = 10.625 公尺的波長，
而其半波長則為 10.625 / 2 = 5.3 公尺。
也就是說...
若要能容納 32 Hz 頻率，應有 10.625 長的空間，
要不，至少也要有 5.3 公尺。
你有嗎 ?!
如果沒有，
那麼，你聽到的 32 Hz 的超低頻，是 "不完整" 的。
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與其如此，不如考慮...
ATC SCM50 ASL : 38 - 22k Hz (15,600 美金)
B&W 802 Diamond : 34 – 28k Hz (15,000 美金)
(甚至更小的型號)
不只可以省錢，
也不會有過多、無處消化、四處作亂的超低頻。
(但若是因音色、外型，或零件用料比較好，而買較大的喇叭，那又另當別論)
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或許有些人會覺得...
別人買了 ATC 100 或 B&W 800，
但自己 "只" 買 ATC 50 或 B&W 802，
這不是表示自己的系統低人一等嗎 ?!
其實，正好相反。
反而證明你的音響知識比別人更深厚，也更理性。
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當然，也不是說小房間就一定不能買大喇叭，
只是你要更努力去處理 "空間 & 超低頻" 的問題。
(就像許多日本音響迷一樣)
若能讓大喇叭在該空間中避開缺點，盡力施展其優點，也是不錯。
只不過... 其超低頻將難以發揮到極致。
