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关键词：教学演播室,混响时间,教室建声设计

引言

慕课和微课的兴起，给学校视频课程的建设提出了新的要求，制作慕课和微课的方式层出不穷，教学演播室成为视频课程摄制的重要载体。上海交通大学的教学演播室集成了两种课程录制方式：一种与传统课堂的授课方式接近，教师通过与交互式大屏的交互完成教学内容的讲解与传递，另一种与电视台节目制作的方式接近，教师通过虚拟演播系统完成课程的真实讲解和内容的虚拟呈现，。良好的视觉效果和知识呈现是教学演播室的重要优势，是吸引学生持续观看的重要原因，但无论是传统课堂还是教学演播室的课程录制，听觉感受在能够被容忍的范围内，往往被课程录制人员所忽视。听觉不仅是重要的信息传递渠道，也能引发感觉的愉悦或疲劳，因此在视频课程的录制上也应该注意对声音的处理。

教学演播室录制视频课程的声音受诸多因素的影响：①与声源处教师的发音有关；②与声音传播过程中教学演播室的环境有关；③与声音采集的设备与设置有关；④也与教师使用的教学资源中的视音频有关。在上面四个重要因素中，第一个因素不容易改变，第三个因素可以通过选择合适的设备并对其进行合理的设置得以解决，第四个因素则可以将教学资源的音频信号直接导入或后期插入到合成视频中。声音在传播的过程中受到的影响因素最多，如教学演播室的结构、教室墙面地面及天花板的材料、教室内的设备和教室门窗的缝隙等。因此，第二个因素是教学演播室改造的重要环节，通过对上述环境因素的改造，对创造出良好音质的声音及混响效果具有很大的帮助。

一影响教学演播室声音环境的因素及其改造

传统教学楼在建设初期，一般不会将教学演播室纳入规划之中，学校必须在后期对原有教室进行选择和改造，使其满足教学演播室的实际需要。在改造过程中，影响教学演播室声音环境的因素主要包括以下几个方面：①选择合适的位置，并对墙壁进行加厚，隔离外界环境的不利因素，防止其对教学演播室产生的影响；②选择低噪音设备，采取合理的人与设备的管理办法，控制教学演播室内部的噪音；③要注意教学演播室的形状结构特点，防止发生“声染色”等现象；④选择合适的吸音材料改造教室的壁面，制造理想的混响效果。

1与外界环境的隔离

教学演播室的选址要结合校园区域功能规划及楼层使用特点来进行选择。首先，要避免教学演播室建在校园的主干道附近，因为校园主干道是噪声比较密集的区域。其次，不要在实验室密集的地方建教学演播室，很多实验室有重型机械设备，设备在使用过程中会产生噪音和振动。最后，教学演播室最好选在教学楼高层的两侧，可以最大限度地排除外界环境干扰。上海交通大学的教学演播室选在教学区域楼层顶层的西侧，避开了外界的污染、噪声和振动等对教学演播室可能产生的不利影响。

在将传统教室改造成教学演播室的过程中，除了要考虑选址，还应该针对室内外不同噪声的特点，采取有针对性的控制方法。如上海交通大学的教学演播室，在距离原有的水泥外墙面10cm处增加了10cm左右的薄胶合板夹层墙壁，形成双层墙，隔绝外部噪音；在演播室与控制室之间采用双层有间隔的厚玻璃进行隔离，使控制室内人员及设备产生的噪声无法传播到演播室中，同时做好玻璃和门窗等缝隙处的密封。通过上述途径，基本可以阻断外界噪音。

2内部噪声的控制

教学演播室内的噪音主要由设备和人员活动产生。上海交通大学的教学演播室集成了虚拟演播室的功能，其光源采用的是三基色灯管，几乎不会产生噪音。室内的交互式大屏和用于反看的电视机与显示器都是低噪音设备，对教师的声音基本不产生干扰。室内的空调是具有送回风功能的中央空调，有送风的声音但没有空调机身做机械运动产生的噪音，在视频拍摄前，可以将空调暂时关闭，避免送风产生噪音。为了避免教师在教学演播室里走动产生噪音，在虚拟演播室的绿箱地面上增加了一条绿色的地毯，一方面可以降噪，另一方面可以满足虚拟系统抠像要求。同时，在视频拍摄过程中，还要禁止其他人员进入和内部工作人员的非必要走动。

3声染色的避免

由教室改造而成的教学演播室主要为规则的长方体，其面积一般在几十平米到几百平米的范围内，甚至有些小的演播教室只有几平米。在这种类型的教学演播室里，当所激发的谐振频率分布不均时，会使一些谐振频率发生重叠或非常靠近，从而产生谐振频率的简并现象，使某些声音的频率得到明显加强，造成声染色。避免声染色现象需要防止简正频率并化的发生——简正频率并化与教学演播室的长、宽、高比例有关系，切忌教学演播室长、宽、高的比例为整数，最好使教学演播室长、宽、高的比例为无理数，即可大大减少简正频率并化的发生。

上海交通大学的教学演播室在用作实景演播室时，其长、宽和高分别为9.47m、6.20m和3.72m，比例关系为：2.5457:1.6667:1；将其用作虚拟演播室时，其长、宽和高分别为13.01m、6.20m和3.72m，比例关系为3.4973:1.6667:1——上述比例关系有效避免了声染色现象的发生。

4室内混响时间的改善

混响时间是指声源停止发声后，声能密度降为原来的百万分之一（相当于声压级衰变60dB）所需要的时间。混响时间过短产生的直接听觉感受是声音干涩，过长则感觉声音含糊不清。

计算混响时间的公式主要有赛宾公式和艾润公式。当吸声量超过一定范围后，赛宾公式的使用存在较大的局限，同时因为教学演播室的空间不是特别大，所以空气对声音的吸收可以忽略。

二教学演播室的混响时间控制

在教室的实际改造过程中，室内的容积一般是固定的，室内的总表面积和平均吸声系数则可以通过采用一定的附加吸声材料和吸声结构进行改变。本研究对上海交通大学教学演播室的地面、四周的墙壁和天花板等部位进行了一定的改造。降噪系数是衡量材料吸声性能的指标，是在频率为250Hz、500Hz、1000Hz和2000Hz条件下的吸声系数的算术平均值。教学演播室的混响效果的改善还要结合其它实际需要进行综合性的改造，在考虑降低混响时间的前提下，也要注意使用的便捷性、高效性和环保性等。

1地面

改造后的教学演播室地面由地胶板、木地板讲台和涂有ROSCO漆的绿箱地板三部分组成。上述三种材料比原有的瓷砖地面具有更好的吸声效果。使用地胶板是因为其相对光滑，方便摄像机三脚架的移动，且具有一定的弹性，人走在上面不会产生太大的噪音，同时也容易清洁。木地板的讲台和绿箱地板的使用，主要是从美观和实际使用的需要来考虑的。

2墙壁

教学演播室的墙壁主体采用薄胶合板，改变原来水泥粉刷的墙面，薄胶合板的墙面具有很多不规则的条纹结构，具有一定的吸声功能。在控制室与教学演播室之间有一块很大的双层玻璃窗口，用于监看教学演播室的视频录制情况；靠近教学演播室一侧的玻璃与地面形成一定的倾角，使教师在绿箱中发出的声音不经过玻璃直接反射回去，而是反射到地面。

3天花板

天花板是最容易进行声音改造的地方，也是教学演播室声音改造的主体。教学演播室天花板是光滑的油漆面，其对声音的吸收功能有限。在油漆面的下方及绿箱的上方是轻质的固定钢结构骨架，上面悬挂有供抠像使用的三基色灯具，还放置了降噪系数达0.85的玻纤板。玻纤板的尺寸为800×500×25mm3，共计72片。玻纤板共增加的表面积超过28.8m2。玻纤板之间有一定空隙，穿过空隙的声音经过顶部油漆面仍然会被反射到玻纤板上被吸收。