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1.1混响的作用和基本原理

混响是人为地在声音中添加混响. 这样，通过改变场景的混响时间，可以对“干”信号进行重新处理，以增加空间感并改善声音的饱满度. 同时，通过改变混响和直接声，可以产生一些特殊的声音效果混响是什么作用，例如回声等. 声音的比例也可以反映声音的距离和空间感.

下图1直观地说明了混响的简单原理. 为了方便研究，将混响在听觉上分为几个部分，并指定了一些惯用法. 混响的第一个声音是直接声音（Direct sound），它是源声音，在效果器中称为干dry（dry sound output），随后的几种明显分离的声音称为“早期反射声” “早期反射的声音”，它们都是经过几次反射后才到达的声音. 声音相对较大且明显，它们可以特别反映空间，耳朵和墙壁中源声音之间的距离关系. 一串无尽的声音被称为混响. 在图5中，老师正在讲台上授课. 除了直接到达声音（DIRETO），R1.R2.R3.R4等还反射了学生在座位上听到的声音. 可以看出，不同的反射到达人耳的延迟不同. 所有这些声音的叠加是人耳听到的最终声音. 但是，实际上，这些反射是无止境的，因此我们似乎无法获得回响.

但是，如果我们假设源声音是脉冲，则结果如图2所示.

图1

图2

结果是一个简单的脉冲序列. 此混响功能是通过脉冲获得的. 听上去，我们称之为脉冲响应，或简称IR. 混响声音可以看作是源声音和IR卷积的结果.

根据IR的不同来源，混响效果分为三种类型，如合成器: 采样混响，“算法”混响和模拟合成混响.

1.2混响分类

（1）采样红外混响

Sony和Yamaha都具有过采样混响，这很昂贵. 该软件的采样混响效果包括著名的SonicFoundry的声学镜和Samplitude的Room Simulator. 采样混响IR是所有真实的采样波形文件. 它可以存储在任何存储器中，例如硬盘，光盘，软盘等. Yamaha的Sony硬件采样混响Sony也具有大容量存储器. 采样混响的IR从记录的采样中获得. 获取IR的最简单方法是在图1中的教师位置放置一个扬声器，在学生的位置放置一个麦克风. 扬声器播放脉冲，麦克风录音. 记录的声音是IR，它是从讲台到该房间学生座椅的混响特性曲线. 当前，Sony，Samplitude等采用的具体方法是: 在想要获得混响特性的地方，例如音乐厅，在舞台上放置扬声器（当然是出色的扬声器），以及在其中放置立体声麦克风. 座位（出色的麦克风）. 然后播放一系列测试信号，这些信号主要是脉冲信号，并以各种速度连续扫描全带正弦波，并记录声音，然后经过一些计算获得IR. 通过这种采样方法获得的IR非常真实. 采样混响IR，不仅可以为您预设出厂设置，还可以根据制造商提供的工具进行设置. 因此，数量是无限的. 下面的图3是真实的采样混响IR.

图3

（2）“算法”混响

这是最常见的混响效果. 当前大多数数字混响效果和软件混响都是这种类型的. 这种效果的本质与采样混响相同，不同之处在于采样混响的IR可以自由替换，并且“算法”混响实际上具有IR，但是这些IR由制造商固定并且是一组组. 简单的脉冲序列，通过对这些脉冲序列的调制和编辑控制，可获得最终的混响效果. 例如，Waves的Renaissance Reberberator带有许多简单的脉冲序列. 这些脉冲序列都包含在产品中，无法更改. 许多制造商将这些脉冲序列称为“算法”，实际上可以将其视为简化的IR. 对于许多硬件混响器，例如Lexicon和TC，情况也是如此. 采样混响具有可重写的存储器，并且可以自由替换IR. 尽管这种混响器没有真实的IR，但它为您提供了许多修改其附带的原始脉冲序列的方法. 例如，它可以允许您延长或缩短脉冲序列集（即增大或缩短脉冲之间的距离），可以模拟壁上的漫反射效果，还可以提供滤镜和EQ，反射时间等，很多控件. 这些实际上是对原始IR的修改，以达到控制混响效果的目的. 因此，尽管它没有真实的IR，但是通过编辑IR，您可以获得无数种混响效果. 出于容量方面的考虑，“算法”混响中包含的原始脉冲序列已大大简化，并且不会像采样混响IR中的洪河一样无尽. 下面的图4是通过调整“算法”混响获得的最终IR. 将其与上面采样的IR进行比较，以查看差异.

图4

（3）模拟合成IR混响

这种类型的混响效果没有IR曲线，但使用模拟合成方法“临时”生成IR. 几乎所有非数字混响都是这种类型的（包括所有传统的电子管混响效果，混音器上的非数字混响等），以及一些软件混响效果，例如Spin Audio的RoomVerb M2，Samplitude's Track混响等. 它将根据您的要求使用自己的计算方法（例如Spin Audio的“虚拟房间声学建模技术”），例如空间的大小，墙壁的吸声程度等，以及红外可以通过多种方式进行编辑控制，例如滤波，均衡器等. 因此，尽管SpinAudio的RoomVerb M2没有任何红外，但它也可以模拟无数的混响效果.

1.3混响的特征参数

以下使用Waves的“ Renaissance Reverberator”来说明混响器的特征参数，如图5所示:

图5

大多数混响效果将具有一些参数选项供您调整. 现在让我们谈谈这些参数的含义.

（1）衰减时间

这是整个混响的总长度. 不同的环境将具有不同的长度，具有以下特征: 空间越大，衰减越长；否则，较短. 空间越空，衰减时间越长. 否则，较短. 空间中的家具或其他物体（例如支柱）越少，衰减时间就越长；否则，较短. 空间表面越光滑越平坦，衰减时间越长，反之亦然. 因此，大厅的混响比办公室的混响长. 无家具房间的混响比有家具房间的混响长；空间的混响时间长. 通常，许喜欢将混响时间设置得很长. 实际上，某些真实剧院和音乐厅的混响时间并不像我们想象的那么长. 例如，波士顿音乐厅的混响时间为1.8秒，纽约卡内基音乐厅的混响时间为1.7秒，维也纳音乐厅的混响时间为2.05秒.

（2）预延迟延迟时间（Predelay）

是直接声音与正面反射之间的时间距离. 它具有以下特点: 空间越大，预延时越长；否则，较短. 空间越宽，预延迟时间越长；否则，较短. 因此，大厅中的Predelay比办公室长. 虽然隧道空间很大，但非常狭窄，因此预延迟很短. 如果要表达一个很大的空白区域，请将Predelay设置为更大.

（3）弄湿

这是混响效果声音的大小. 它具有以下特征: 浸湿与空间的大小无关，而仅与空间中的碎屑量以及墙壁和物体的材料有关. 墙壁和室内物体的表面材料越软，浸湿的程度就越小；相反，空间中物体的数量越大，浸湿的程度就越小. 相反，壁不光滑的面积越大，浸润的程度就越小；否则，凹坑越大，凹处的浸润性就越小，反之亦然. 因此，拥挤的汽车的混响比空的汽车的混响小得多. 装满家具的房间的混响小于空房间的混响；混响比没有地毯的混响小. 森林山谷的混响小于贫瘠的山谷.

（4）高低频切割（低切/高切）

此参数在某些效果中以EQ的形式表示，例如Waves RVerb. 实际上，此内容与实际情况并不太直接相关，它仅针对我们的混响处理声音而设计. 但是，它也可以显示出高频声音在传播中损失更多的现象. 通常，在处理时，为了使混响声音清晰温暖，我们将去除低频和高频的一部分. 仅当表达某些科幻小说环境（例如“宇宙声音”）时，才保留高低频. 一些效果也称为“颜色”. 例如，TC的效果是色彩. 颜色是“冷”和“暖”的感觉，高频是冷的，低频是暖的. 因此，这些效果使用颜色表示高频和低频的截止，暖色（红色）表示混响声音偏向低频，而冷色（蓝色）表示混响声音偏向高频. 补充: 高频和低频截止实际上并不存在. 现实中的普遍现象是，低频声音的混响应大于高频声音，而不管其大小或衰减时间如何. 这是因为不同频率的声音由于不同的波长而具有不同的绕过障碍物的能力. 高频声音的波长短，不容易绕过障碍物. 低频声音的波长长，容易绕过障碍物. 此外，它们在空中旅行时具有不同程度的衰减（频率越高，减弱越容易），而壁的吸收程度也不同（频率越高，失去越容易） ，因此不同频率的声音的混响时间和大小不相同. 在现实世界中，在大多数中小型空间中，声音越低，混响时间越长；声音越高，混响时间越短，这是不可能做到的. 如何降低低频混响是任何录音棚的头疼问题. 低频混响小于高频混响的情况只有一种，这是一个很大的空间，并且覆盖有障碍物和由硬质材料制成的表面，例如硬塑料凳子和水泥墙地板. 室内体育馆.

（5）衰减形状

某些混响提供此参数以控制混响的衰减形状. 如下图6所示，有几种常见的衰减形状:

图6

上图中的第一个是我们最常用的线性衰减，第二个和第三个是EXP类型的衰减，第三个可以是Gate Reverb，第四个和第五个是反向类型的衰减，通常用于创建一些特殊的声音效果.

（6）扩散

通常也称为早期反射扩散. 这些早期反射是相对明显的反射声音，它们之间的接近度是散射程度. 通常，墙壁越不光滑，反射的声音越多，彼此之间越靠近，散射程度就越大，并且混响声音会被连接；壁越不光滑，反射的声音越小，彼此之间的距离越远，散射越小. 混响的声音越接近回声，越清晰.

但是，对于用户而言，这些参数众多且难以确定，最好在不增加混响的情况下进行调整. 此时，最好的选择是在软件中应用预设参数，例如“ Large Hall”，以实现大厅的混响效果. 对于UItrafunkfxReverbR3效果器，可以给出以下参数集: 输入0.0低切145高切4.5预延迟160房间大小100扩散100低音倍增器2.6 Crossover116衰减时间1.8高阻尼2.2干燥1.0 E.R. -3.5混响-7

在这里，作者认为，Gold Wave软件因其体积小且在音频处理要求不高时易于调整而具有很好的参考价值. 它的混响效果基本令人满意，最重要的是它只有三个最重要的参数需要调整. 但是，它的缺点是增加了可选的场景混响效果.

1.4混响算法

混响算法通常通过听觉近似来实现. 这种方法产生的混响效果与人的听力没有什么不同，重点在于重建混响的重要部分. 最著名的混响算法由Bell Labs的Schroeder提出. 他提出的混响算法包含两个IIR滤波器: 梳状滤波器和全通滤波器. 梳状滤波器是具有反向反馈的延迟电路，而全通滤波器是具有正向反馈分支的梳状滤波器. 原理图如下:

图7

通过并行梳状滤波器模拟具有较大延迟的模拟回声，并通过串联全通滤波器模拟具有较小延迟的模拟回声. 但是，该方法的缺点是它模拟的混响中的回声密度不够，可以通过增加滤波器数量来改善.

1.5混响实现代码

参考

#definedsound_allpass_process（_allpass，_input）\ {\ dsound_real_toutput; \ dsound_real_tbufout; \ bufout = _allpass.buffer [_allpass.bufidx]; \输出= bufout__input; \ _ allpass.buffer [_allpass.bufidx] = _输入+ * _allpass.feedback）； \ if（++ _ allpass.bufidx> = _ allpass.bufsize）{\ _ allpass.bufidx = 0; \} \ _输入=输出； \}

#definedsound_comb_process（_comb，_input，_output）\ {\ dsound_real_t_tmp = _comb.buffer [_comb.bufidx]; \ _ comb.filterstore =（_ tmp * _comb.damp2）+（_ comb.filterstore * _comb.damp1）; \ _comb.buffer [_comb.bufidx] = _输入+（_ comb.filterstore * _comb.feedback）; \ if（++ _ comb.bufidx> = _ comb.bufsize）{\ _ comb.bufidx = 0; \} \ _输出+ = _ tmp; \}

voiddsound_revmodel_processreplace（dsound_revmodel_t * rev，dsound_real_t * in，dsound_real_t * left_out，dsound_real_t * right_out）（inti混响是什么作用，k = 0; dsound_real_toutL，outR，输入; for（k = 0; k 增益； / *累加梳状滤波器/表示（i = 0; * i = 0； *原始的自由谓词代码期望输入'*设置为左右输入样本之和. i combL [i]，输入，outL）; dsound_comb_process（rev-> combR [i]，输入，outR）;} / * Feedthroughallpassesinseries * / for（i = 0 ; i allpassL [i]，outL）; dsound_allpass_process（rev-> allpassR [i]，outR）;} / * RemoveDCoffset * / outL- = DC_OFFSET; outR- = DC_OFFSET; / *计算输出可替换任何内容* / left_out [k] = outL * rev-> wet1 + outR * rev-> wet2; right_out [k] = outR * rev-> wet1 + outL * rev-> wet2;}}

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