无论是高保真音响、家庭影院、录音棚还是电影院，音响系统都会与房间环境相互作用。国家建筑标准通常会规定房屋的隔音性能指标，但一般不涉及反射声的处理。通常情况下，如果房间没有进行任何声学处理，无论音响设备多么出色，都会因为房间的声学干扰而受到限制。此时，声学处理材料就显得必不可少了。
根据功能，声学处理材料大致可分为吸声材料、扩散材料和隔声材料。其中，除了传统的吸声板外，还有一种吸声材料是低频陷阱，通常用于专门吸收低频声音。不过，这里我想先谈谈吸声材料和隔声材料的区别，这也是很多人容易误解的地方。要理解二者的区别，首先需要了解声音在到达我们常见的墙壁后是如何继续传播的。
入射声压级 – 反射声压级 = 吸声系数
入射声 – 透射声 = 传输损耗
部分声音会被墙壁吸收并转化为热能。
从上述关系不难看出，隔音只需尽可能减少声音的传播，并不一定需要良好的吸声效果。举个极端的例子，如果房间的墙壁是非常光滑的双层墙，由于双层设计，其隔音性能非常好。然而，由于墙面非常光滑，反射声，尤其是高频反射声，会非常强烈，导致吸声效果很差。
事实上，类似的隔音设计非常常见，例如双层隔音玻璃，虽然隔音效果好，但由于玻璃表面光滑，反射声非常强。这种双层隔音玻璃几乎没有吸音效果。
同时，常见的吸音材料通常隔音性能一般，通常不如相同厚度的墙壁好。
吸音材料
传统的吸音材料是多孔材料，或者科学上称为声阻吸音材料。声波的本质是一种振动。更准确地说，对于扬声器系统而言，是空气振动。当空气振动传递到这种吸音材料时，振动会被其精细的多孔结构逐渐吸收并转化为热能。
吸声材料越厚，沿声波传播方向的微小空腔就越多，对随机入射或小角度入射的声音的吸收效果就越好。
另一方面，电阻式吸声材料的有效吸收频率存在一个低频截止频率，该频率通常与吸声材料的厚度有关，约为波长的1/4。因此，电阻式吸声材料几乎无法用于吸收低频声音，需要使用其他类型的加工材料来吸收低频声音。
同时，吸声材料的吸声系数也与声波的入射角有关。例如，高密度纤维板可以大角度反射声波。
扩散材料
首先，我们还需要了解什么是声音扩散，或者扩散材料的作用是什么。
当声音入射到墙面上时，一部分声音会沿着几何方向逸出并继续传播，但通常这个过程并非绝对的“镜面反射”。如果是理想的绝对反射，声音穿过墙面后应该完全沿着几何方向逸出，并且逸出方向的能量应该与入射方向一致。整个过程没有能量损失，可以理解为完全没有扩散，或者更通俗地理解为光学中的镜面反射。
在理想扩散中，没有主要的发射方向。声音入射到表面后，会向空间中的各个方向均匀传播。这可以理解为光学中的漫反射。
当然，这一切也与声波波长等因素有关。实际的聆听环境不仅需要一定的扩散，还应尽量避免强烈的反射，例如整面落地玻璃墙。但这也就意味着反射声会更加复杂，计算量也会更大。
有时我们需要一定量的反射声，但如果不需要特别强的反射声，可以在相应位置放置扩散材料。再举个例子，如果房间里充满了吸音材料，有时会吸收过多的声音。扩散材料可以减少早期反射声，同时保证后期反射声，使小房间也能产生一定的混响效果。对于立体声扬声器系统，建议在房间内放置一定量的扩散材料；而对于家庭影院系统，可以适当减少扩散材料的用量，有时甚至可以采用完全吸音的设计。
正如我们刚才提到的，扩散材料的最低有效频率或最低扩散频率与扩散器的凸起尺寸有关。扩散器的凸起越多，能够有效扩散的频率就越低。
有些情况下，这种扩散器被设计成罗马柱的形状，兼具美观的设计感。事实上，由于目前许多音响发烧友的房间面积并不大，这种扩散器可能并非必需。一般二次余数扩散板的有效频率约为700~1000Hz。有时，频率的选择也需要根据具体情况而定。
同时，我们常见的HiFi音响系统、家庭影院和其他小型家庭聆听环境并不需要使用凸起过多的扩散器。因为声音的扩散通常用几何声学来解释，一旦频率低于房间的固有频率，就属于波动声学的范畴。或者说，适用于小型房间的扩散材料通常不需要像歌剧院和音乐厅那样厚。
低音陷阱
如上所述，对于声阻性吸声材料而言，有效吸收低频声音几乎是不可能的。要吸收低频声音，通常需要采用基于其他原理的材料。
亥姆霍兹共振器是一种非常常见的声学结构，常用于汽车和摩托车排气管降噪等领域。其原理是在空腔V上开一个小孔，并连接一根短管，形成最简单的亥姆霍兹共振器。当短管内的空气柱S受到扰动并向空腔内移动时，空腔内的气体将被压缩，压力升高。空气柱S向内的运动受阻，转而向外运动。经过平衡位置后，由于惯性作用，它继续向外运动。此时，空腔内的压力降低，导致空气柱S停止向外运动，然后又向内运动，如此循环往复。
膜状机械共振吸声器是另一种用于低频的吸声材料，通常应用于多层墙体设计等建筑设计中。
由于房间驻波等因素，通常会在某些频段产生额外的增益，导致低频“隆隆”共振。低频陷波器可以在一定程度上消除这些房间模式引起的峰值干扰。当然，也可以采用诸如多个低音炮或数字信号处理（DSP）等方法。
隔音材料
如前所述，材料的隔声性能和吸声性能有所不同。吸声材料通常利用其内部的微小孔隙结构。然而，这种微小孔隙结构通常也会导致声波的传播。为了防止声音进一步从材料中传播，需要尽可能减少孔隙结构并提高材料的密度。
通常，隔音材料的隔音性能与其密度有关。购买高密度隔音材料可以进一步提高房间的隔音性能。然而，单层隔音材料有时仍然存在局限性。在这种情况下，可以采用双层隔音处理，并在两层隔音材料中添加额外的阻尼材料。但需要注意的是，应尽可能避免两层隔音材料厚度相同，以避免重复相同的频率。如果在实际施工装修过程中，应先对整栋房屋进行隔音处理，然后再进行吸声和扩散处理。
声学处理对于音响系统来说必不可少。然而，声学处理并非随意之举。掌握相关的基础知识是正确进行声学处理的重要前提。声学处理的设计也与房间、音响系统等因素密切相关。没有一成不变的解决方案，最终应根据实际情况而定。
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