喇叭擺位是怎麼回事？

喇叭擺位很重要嗎？
為何？
目標？
單靠擺位就能搞定嗎？
能達到的最好的成果是？

這得先搞懂擺位這件事，
喇叭擺位，當然是指移動喇叭在空間中的位置，前後左右；
為何喇叭擺在不同位置會有不同的聲音？

因為擺在不同位置，離周遭界限面（四面牆、天花板、地板）的距離不同，界限面造成的間接音振幅不同，相對時間（相位）也不同，
這些間接音加上直接音的總和，成了我們聽見的再生的音樂。

這麼說不容易理解，看看圖就知道，
這張是模擬一個7.8m x 4.35m x 2.6m空間的振幅頻率響應，喇叭擺在離背牆2.9m，離側牆0.7m，聆聽位置離背牆1.5m。
綠色是界限面全吸音，也就是無響室，是一條直線，音量81dB。

紅色則是界限面的吸收率全都是0.2（大約木板的吸收率），結果夠慘吧？
音量最高可衝到98dB，最低則低於60dB，上下震盪達38dB！
而且幾乎全都比無響室的81dB高，
這是怎麼回事？

簡單的解說是，
不同頻率的音波被界限面反射/折射後與另一個音重疊，
可能會同相，這就會讓音量增加，
可能會反相，這就會讓音量減低。

這同相/反相，由波長決定，而波長與頻率成反比，因此頻率也決定相位。

六個面造成的交互作用非常複雜，就成了那個慘樣...

再來慢慢分析看看上面那紅色的曲線是怎麼回事，

先單純化，設定只有喇叭背牆會反射，其他五個面都全吸收，

看起來很規律，為何如此？
音波傳到喇叭背牆後，再傳到聆聽位置，與直接音有時間差，這時間差就成了相位差，
相位差0度，就完全加成，相位差180度，就完全抵消，
於是就成了這樣很規律的，隨著頻率倍數變化的圖型。

看看58Hz處，58Hz的波長5.8m，正是喇叭與背牆距離2.9m的二倍，

音波傳到喇叭背牆又回到聆聽位置，需要比直接音多走5.8m，正好多了一個波長360度，

但反射音會反相，結果成了差180度，與直接音重疊的結果就是直接音被抵消一部分（間接音的振幅）。

再來，加上喇叭退後一半距離（145cm）的對比

同樣很規律，而且呈現與290cm的曲線倍數關係，

這又是怎麼回事？

擺在145cm處，間接音比直接音行程多了290cm，對59Hz而言，等於半波長，180度，

再加上反射的反相，就成了360度，等於0度，同相，振幅完全疊加。

擺位造成的效應便是這般波長與距離的魔術，

稱之為魔術，是因為六個面的間接音加上直接音共七個的交互作用實在太複雜...

再來看看移動多少才能產生足夠的效應，

紅：原先位置，藍：退後25cm，綠：退後50cm

注意看最左邊（低頻），變化不大，越是右邊（高頻），變化越大。
前面解釋過，這高低變化都是因為相位差，
而同樣的移動量對不同頻率而言，相位差不同，
波長小的高頻，只要移動一點，相位差就很大，
波長大的低頻，得要移動很多，才能產生足夠的相位差，造成夠大的變化。

以此例而言，退後50cm，等於改變100cm行程差，
對59Hz而言，只有16%，約60度而已；
但對177Hz而言，則有50%，180度了～

反過來想，如果177Hz太高或太低，只要移動50cm，效果就很顯著；
但對59Hz而言，得要移動150cm才能有同樣的效應！這幾乎不可能做到...
退而求其次，別要求到反相，只要差90度就好，不無小補嘛...那也得要75cm，實在也不算是個小距離...
若是31Hz呢？那就得要137cm囉！

然而真正的問題不在此，而在於一移動，並不是只對一個牆面有相對位置改變，而是對四個牆面的相對位置都改變！
別忘了，前面這幾個推論都是為了容易了解假設只有喇叭背牆會反射，其他全都是完全吸音，等同於無響室，實際空間當然不是如此。
來看看上面那喇叭退後50cm的比較，如果所有界限面的吸收率都是0.2時，會是這樣

一團亂吧？
177Hz雖然補起來了，但155Hz反倒凹了，70Hz也凸出...
真是挖東牆補西牆啊...

一般解決問題的方式是控制變因，偏偏四個牆面變因都連動，無法固定，難...
而另一方面，另二個因素，天花板與地板反倒不能動！
擺位只能在平面上移動，幾乎無法拉高或降低，
若是問題是出在天花板與地板的間接音呢？那真是一翻兩瞪眼，沒輒！
其實還是有點招數，藉由改變喇叭與耳朵的距離，便能改變天花板與地板間接音的相位（三角函數拿出來算吧...），
只是這樣又變成六個變因連動了...

還有一點要注意，擺位不只擺喇叭，也擺耳朵，別忘了還有聆聽位置背牆啊～
嘿嘿...這下變數乘二倍，有趣吧？
多運動有益身心，不過小心別閃到腰啊～哈哈～