建筑声学是一门古老的科学，古罗马的建筑师维特努威早在公元前20年左右便写了有关剧院音质的文章。后来通过诸如伽利略、牛顿、亥姆霍兹、瑞利等科学家的努力，人类逐步加深了对声音和振动的理解。但是直到二十世纪，随着现代科学技术的发展，我们才真正开始理解为什么不同的厅堂有其特有的音质，1900年左右赛宾的混响时间的测量工作标志了这一新时代的起点。
在20世纪50年代前，人们知道混响时间并不能完整地描述室内声场的音质特征。20世纪40年代后期，Erwin Meyer在德国哥廷根大学展开了大量的关于室内声学的研究，试图发现决定音质主观感觉的其他客观量。
20世纪50年代的早期，Meyer研究团队的成员Thiele研究了声场的方向性和反射声时间序列方面的问题[1,2]。他用来测量反射声方向性的仪器包括一个位于抛物线上的麦克风，放置在许多不同的角度，采用稳态啭音激发室内声场，测量结果为由声强和方向性合成的一个“定向扩散”的单量。研究人员相信高度扩散的声场是可取的，因为这样的声场让人觉得浸泡在声音之中。测量结果采用一个“刺猬阵列”- 由插入半球形基座的杆件组成 - 直观地呈现出来，每个杆的长度表示在一个特定方向入射声的入射声能，下图是一个“刺猬阵列”的照片。
Thiele还利用脉冲声源和全向麦克风测量了反射声的时间序列 – 即单维脉冲响应。他发现早期反射声同声音的明确性或者清晰度相关。
Meyer的一位学生Junius采用脉冲声源发展了Thiele对声场方向性的研究，研究成果发表于1959年[3]。在他的研究中，反射声的声能和方向性可以用一个时间函数进行分析。他采用的测量系统或许是世界上第一个方向性脉冲响应的测量系统。他采用和Thiele类似的方法表达测量结果（见下图）。
20世纪60年代后期，Harold Marshall发现来自侧面的早期反射声能让人产生空间感[4]。当他评审新西兰基督城市政厅的设计方案时，他发现尽管普遍认为传统的矩形有利于音质，但是没有任何文献理性地讨论房间体形对音质的影响。他在听音乐会的经验中发现早期侧向反射声 - 通常和狭长的矩形相关 - 可以创造理想的空间感，他将这个现象称为空间印象。Michael Barron对空间印象进行了广泛的研究，后来Barron和Marshall共同提出了“早期侧向反射声因子”的参数[5]。该参数可以使用一个全方位的8字麦克风进行测量。
现在空间印象包含两重主观感受：声源的感觉宽度和声音的环绕感。前者和Marshall和Barron的研究工作相关，而后者取决于后期侧向声能，这点是在20世纪90年代由Bradley和Soulodre发现的 [6]。
浸泡在声音中的感觉是室内音质的重要特点，而这感觉同反射声的方向性相关，因此反射声的方向性是决定室内音质的重要因素。现代数字电子仪器和传感器极大地简化了测量方向性的过程，特别是同Thiele的系统相比。这些测量系统可以捕捉三维脉冲响应：给定声源和受声点位置后，便可得到受声点处声场的声强、时间序列和方向性。这个完全客观描述声音的形式成为现代研究厅堂音质成因的基础。
自20世纪80年代后期以来，众多研究者发展了采用小型麦克风阵列的三维脉冲响应测量系统，例如Yamasaki和Itow [7]，Abdou和Guy [8]，Farina和Tronchin [9], Merimaa等[10]，Fukushima等 [11]。最近对室内声场的测量和三维分析作出最重大贡献的研究者或许是纽约奥雅纳声学公司的Alban Bassuet [12]和芬兰阿尔托大学的Tapio Lokki及他的研究团队[13]。
[1] R. Thiele, "Richtungsverteilung und Zeitfolge der Schallrückwürfe in Räumen," Acustica 3, 291-302 (1953)
[2] E. Meyer and R. Thiele, "Raumakustische untersuchungen in zahlreichen konzertsälen und rundfunkstudios unter anwendung neuerer messverfahren," Acustica 6, 425-444 (1956).
[3] W. Junius, "Raumakustische Untersuchungen mit neueren Meßverfahren in der Liederhalle Stuttgart," Acustica 9, 289 (1959)
[4] A. H. Marshall, "A note on the importance of room cross-section in concert halls," J. Sound. Vib. 5 (1), 100-112 (1967)
[5] M. Barron and A. H. Marshall, "Spatial impression due to early lateral reflections in concert halls: the derivation of a physical measure," J. Sound. Vib. 77 (2), 211-232 (1981)
[6] J. S. Bradley and G. A. Soulodre, "Objective measures of listener envelopment," J. Acoust. Soc. Am. 98, 2590-2597 (1995)
[7] Y. Yamasaki and T. Itow, "Measurement of spatial information in sound fields by closely located four point microphone method," J. Acoust. Soc. Jpn. 10 (2), 101-110 (1989)
[8] A. Abdou and R. Guy, "Spatial information of sound fields for room-acoustics evaluation and diagnosis," J. Acoust. Soc. Am. 100 (5), 3215-3226 (1996)
[9] A. Farina and L. Tronchin, "3D impulse response measurements on S.Maria del Fiore Church, Florence, Italy," in Proceedings of 16th International Congress on Acoustics, (1998)
[10] J. Merimaa, T. Lokki, T. Peltonen, and M. Karjalainen, "Measurement, analysis, and visualization of directional room responses," in Proceedings of AES 111th Convention, (2001)
[11] Y. Fukushima, H. Suzuki, and A. Omoto, "Visualization of reflected sound in enclosed space by sound intensity measurement," Acoust. Sci. Tech. 27 (3), 187-189 (2006)
[12] A. Bassuet, "New acoustical parameters and visualization techniques to analyze the spatial distribution of sound in music spaces," J. Build. Acoust. 18 (3-4), 329-347 (2011)
[13] J. Pätynen, S. Tervo, and T. Lokki, "Analysis of concert hall acoustics via visualizations of time-frequency and spatiotemporal responses," J. Acoust. Soc. Am. 133 (2), 842-857 (2013)
评论
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我认为马歇尔戴声学公司的声学设计是世界上最优秀的之一，可能也是最具创造力的。
丹麦技术大学Anders Gade博士 -
马歇尔戴声学公司的软件就像掌上的声学实验室。
清华大学副教授燕翔 -
音乐演出的成功取决于演奏者和听众在感觉上是否接近，这种感觉很大程度上取决于反射声场的方向性。
Harold Marshall爵士