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                        EASE(中國)聲學設計與咨詢有限公司
                        EASE (China) Acoustic Design and Consulting Limited.
                          公司介紹軟件銷售應用培訓聲學檢測聲學設計  
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                        解答EASE培訓課上提出的18個問題
                        EASE (中國) 聲學設計與咨詢有限公司 - 隋星

                        摘要:文章總結了在EASE培訓課上被經常提出的18個關鍵問題。這些問題包括軟件安裝方面的,建模方面的,出圖方面的,計算準確性方面的問題,以及試聽功能的調用。文章針對對于EASE軟件有一定了解并且使用EASE軟件做過一些設計的設計人員,幫助他們正確理解EASE,找到有可能被長期困擾的一些關鍵問題的答案。

                        關鍵詞:安裝,建模,導入/導出,標準出圖,側向聲能,AURA模塊,試聽

                        Abstract: This paper summarizes 18 key questions often asked in the EASE training classes, including software installation, model construction, mappings, calculation accuracy and auralization. This paper aims at those who have known EASE and have used it to do acoustical designs, and would try to help them understand correctly EASE and find the answer to some questions which may obsess them for a long time.

                        Key Words: Installation, Constructing A Model, Import/Export, Standard Mappings, LF/LFC, AURA Module, Auralization

                        *此文章在2017年第3期“電聲技術”雜志發表

                         

                          筆者從2008年開始進行EASE培訓,作為培訓課的講解老師,發現幾乎每年培訓課上來自國內及境外的學員提出的關于EASE軟件應用的各種問題中,很多問題會被重復提出。筆者就將這些重復提出并且十分關鍵的問題通過此篇文章做一個總結。此文章是針對對于EASE軟件有了一定了解并使用EASE軟件做過一些設計的設計人員,也許在下面總結的問題中就有一兩個問題長期困擾著他們。通過閱讀此文章,他們找到了解決問題的答案。

                        1. EASE軟件可以安裝在蘋果電腦上使用嗎?

                        EASE軟件只能安裝在window操作系統上使用。如果想將EASE軟件安裝在蘋果電腦上使用,就要在蘋果電腦上安裝window操作系統,所以沒有這個必要。

                        2. EASE軟件如何從一臺電腦轉移到另一臺電腦中使用?

                        EASE軟件從一臺電腦轉移到另一臺電腦中使用,需要對使用授權進行上傳(upload)和下載(download),這一步驟在注冊窗口(EASE Guard – License Manager)中進行。首先打開A電腦中的已下載授權激活程序可正常工作的EASE軟件,在“幫助”(Help)下拉菜單中點擊“注冊”(Register), 打開注冊窗口,點擊上傳,將使用授權上傳回德國AFMG公司的服務器上,然后在B電腦上安裝EASE軟件程序,然后打開注冊窗口下載使用授權。這樣B電腦中的EASE軟件就可以使用了,但是A電腦中的EASE軟件因為沒有了使用授權就不能繼續使用了。通過這種方式,我們將EASE軟件從A電腦轉移到了B電腦使用。

                        3. EASE軟件有兩個版本,EASE JR 和 EASE STANDARD,這兩個版本有什么區別?

                        簡單來說,在EASE STANDARD版本中的“聲線跟蹤沖擊”(Ray Tracing Impacts)和“聲學探測”(Acoustical Probe)這部分功能在EASE JR中沒有,具體信息可在鏈接http://ease.afmg.eu/index.php/ea_compare_versions.html 看到。 而且AURA模塊(AURA Module)和試聽模塊 (EARS Module) 只能安裝在EASE STANDARD平臺上,不能安裝在EASE JR 平臺上。EASE JR和EASE STANDARD兩個版本都可以進行基于伊林/賽賓(Eyring/Sabine)混響時間的標準出圖(Standard Mappings)。計算的聲學參量包括:直達聲聲壓級(Direct SPL),總聲壓級 (Total SPL),臨界距離 (Critical Distance),直達聲/混響聲比 (D/R Ratio),到達時間 (Arrival Time),最初直達聲到達時間差(ITD Gap),揚聲器聲音投射重疊 (Lspk Overlap),C系列參量 (C Measurements),輔音損失率 (ALCONS),語言傳輸指數 (STI)。

                        4. 我的EASE軟件安裝后看到編輯窗口中一片黑,看不到三維坐標怎么解決?

                        這個問題有時會在新安裝的EASE軟件中出現。如果此問題出現,就打開編輯窗口中的“文件”(File)下拉菜單,點開“選項”(Options), 將缺失的選項選中。最簡單的方法是借一臺安裝有可以正常工作的EASE軟件的電腦,打開此電腦中EASE軟件編輯窗口中的選項,進行對照逐一添加選項就可以了。

                        5. 為什么我在編輯窗口中看不到我插入的點或線?

                        你看不到插入的點或線是因為你沒有點開在編輯窗口中左上角的顯示鍵。見圖1,左邊豎條中的鍵是用于插入點,線,面,揚聲器等的插入鍵,左上橫條中的鍵是用于顯示點,線,面,揚聲器等的顯示鍵。

                        圖1:編輯窗口,左邊豎條中的是插入鍵,左上橫條中的是顯示鍵

                        6. 為什么我的建模中會有洞?

                        EASE軟件要求所做的三維建模必須全封閉,不能出現洞。在開始建模前,必須要做一個步驟,打開編輯窗口中的“編輯室內數據”(Edit Room Data)窗口,將”Room Open”選項點掉,見圖2。這一步驟十分重要,如果這一步驟不做,你會發現在以后的建模中出現各種奇怪的問題,比如你會發現你插入的揚聲器投射的聲束居然穿出了你建的模型。做完這一步驟,開始建模。如果建模中出現了洞,你需要注意是否出現了以下3方面的問題:
                        - 是否有缺失的面? 如果有,就需要添加缺失的面。
                        - 是否有重合的點,線,面? 如果出現,就需要刪除多余的點,線,面。
                        - 是否有的面出現了方向反轉的問題? 注意:廳堂模型中的面(墻壁,頂棚,地面)沖里面的一面顯示為黃色,在聲學計算時被包括進去;沖外面的一面顯示為白色,在聲學計算時不被包括進去。如果出現此問題,就需要將有問題的面掉轉方向。

                        圖2:在“編輯室內數據”(Edit Room Data)窗口中將”Room Open”選項點掉

                        7. 做體育場的三維模型也需要做封閉模型嗎?

                        是的。雖然實際中體育場沒有頂棚是露天的,但在EASE中做體育場的三維模型也需要做封閉模型,是需要有頂棚的。只不過在之后體育場各內面添加吸聲材料時,屬于頂棚的部分選擇的吸聲材料為“ABSORBER”,表示聲音全部吸收無反射,也就相當于沒有頂棚了。

                        8. 三維建模中的 “貼面”的聲學計算是怎樣的?

                        在EASE進行三維建模時,經常會使用到“貼面”。比如我們要表達在一面墻上的門和窗,門或者窗作為一個吸聲屬性不同的面貼在墻上。進行“貼面”時,我們需要在“編輯面”(Edit Face)窗口中,選中“Is Coat Of”和“Two Fold”, 并選擇被貼附的面,見圖3。“貼面”被聲學計算的一面顯示為桔紅色,不被聲學計算的一面顯示為藍色。如果“貼面”的方向發生錯誤,需要將“貼面”反轉。我們舉例說明“貼面”的聲學計算,比如我們在廳堂的三維建模中的地面選擇木地板作為吸聲材料,然后在地面上加一個面積小一些的“貼面”選擇的吸聲材料為皮坐騎,那么“貼面”這部分面積被聲學計算時就按照皮座椅的吸聲系數進行計算;而被“貼面”貼附的地面只有在“貼面”面積以外的四周區域按照木地板的吸聲系數被進行聲學計算。

                        圖3:在“編輯面”(Edit Face)窗口中選中“Is Coat Of”和“Two Fold”

                        9. 是否有方法可以快速添加吸聲材料?

                        是的,快速添加吸聲材料的方法在建模中是十分有用的。有時一個復雜的模型可能有幾百個面,而有很多的面使用相同的吸聲材料,如廳堂內的形狀十分不規則的頂棚,在建模中往往由很多面組成。 如果我們將每一個面逐一添加吸聲材料,就會十分慢。這時我們可以點開“編輯面表格”(Edit Face Table) 窗口, 按住 “Shift”鍵,同時選中若干面,然后點開 “Tools”下拉菜單,選中“Set Value To”, 選中 “Face Material”, 添加一種吸聲材料,這樣所有被選中的面就都被添加了這種吸聲材料。

                        10. 如果內墻面是復合吸聲結構如何添加吸聲材料?

                        有時候在培訓課上學員會提出這樣的問題:在實際中廳堂的內墻面是由幾種吸聲材料組成的復合結構,并且還帶有空腔,而在EASE中,在一個面上只能添加一種吸聲材料,如何解決這個問題?對于這個問題,其實不必擔心。因為復合吸聲結構可以作為一個整體被檢測,檢測出的吸聲系數就可做成一個EASE材料文件存入EASE材料庫中被調用。實際上在EASE材料庫中,就有很多吸聲材料文件所表現的就是帶空腔的吸聲復合結構,并不是表現一款單一吸聲材料。如果我們不能在現有的吸聲材料庫中找到相對應的吸聲復合結構,我們還可以使用SOUNDFLOW (復合結構自定義計算器) 對需要的吸聲復合結構編輯,計算出它的吸聲系數,具體應用可參看筆者在2016年第9期【智能建筑】雜志上發表的文章【計算機模擬聲學設計軟件EASE4.4在建聲設計中的應用】。通過SOUNDFLOW計算出需要的吸聲復合結構的吸聲系數后,導入EASE軟件中做成吸聲材料文件就可以進行調用了。

                        11. 為什么我在AUTOCAD中畫好的圖形導入不到EASE中?

                        根據EASE4.3應用指南的說明,在AUTOCAD中畫好的圖形存成DXF格式文件,可以導入EASE中。但是當我們進行導入時卻往往不成功。原因是我們在將圖形存成DXF格式文件后,還需要再存另外一個DWG格式的文件。如果只存成DXF格式文件進行導入,導入會失敗。存成DXF格式文件和DWG格式文件,點擊EASE主窗口中的“文件”(File)下拉菜單中“導入/導出”(Import/Export)打開導入/導出窗口,點擊導入/導出窗口中的“工具”(Tools)下拉菜單中的“導入DXF/SKP”(Import DXF/SKP)再選擇DXF格式文件進行導入就可以了。

                        12. 為什么在揚聲器編輯窗口中有些揚聲器可以看到功率和聲壓級的顯示,有些揚聲器卻看不到功率和聲壓級的顯示?

                        這是因為調用的揚聲器文件格式不同。如果調用的是SPK格式的文件,我們就可以看到揚聲器從100Hz到10kHz 1/3倍頻程的每一個頻段相對應的聲功率和聲壓級。如果我們調用的是新一代的高精度GLL格式文件,100Hz到10kHz 1/3倍頻程的頻段表中相對應的聲功率和聲壓級都不顯示。這時我們需要點擊揚聲器編輯窗口中右上角的“DLL/GLL Setup”鍵進入GLL設置窗口。

                        13. 為什么我做mapping時成功模擬出直達聲聲壓級圖(Direct Sound SPL), 但其它聲學參量圖卻不能模擬,是因為使用的EASE軟件的版本問題嗎?

                        這個問題和所使用的EASE軟件版本沒有關系。原因只是沒有在建模中添加混響時間或添加吸聲材料 (添加吸聲材料也是為了生成混響時間)。模擬直達聲聲壓級是不需要混響時間的,EASE軟件中可計算的絕大多數聲學參量都需要混響時間的參與。

                        14. 為什么揚聲器已在打開狀態但模擬出的聲壓級非常低?

                        在EASE4.2及之前的版本中,所調用的揚聲器文件格式都是SPK文件,打開揚聲器編輯窗口,可以看到100Hz到10kHz 1/3倍頻程的每一個頻段對應的功率都是揚聲器的額定功率。到了EASE4.3及之后的版本,這一情況發生了改變,100Hz到10kHz 1/3倍頻程的每一個頻段對應的功率是揚聲器額定功率被均分后的功率。比如,揚聲器額定功率為500W,在EASE4.2及之前的版本中,揚聲器在100Hz到10kHz 1/3倍頻程的每一個頻段對應的功率都是500W;但在EASE4.3及之后的版本中,每一個頻段對應的功率則是23.81W, 即500W/21 (100Hz至10kHz 1/3倍頻程有21個頻段)。所以我們在使用EASE4.3或4.4,調用SPK格式的揚聲器文件,模擬某一個頻段的聲壓級時,會發現聲壓級非常小。要改變這種情況,就要在“編輯室內數據”(Edit Room Data)窗口中點開 “設置”(Settings),將默認狀態進行轉換,見圖4。當然,如果你調用的是高精度GLL文件,就不存在轉換的問題了。

                        圖4:在“編輯室內數據”(Edit Room Data)窗口中的 “設置”(Settings)中將默認狀態進行轉換

                        15. 我可以通過一幅圖模擬某一頻率范圍的聲壓級嗎?

                        可以。我們在EASE中既可以模擬某個頻段的聲壓級,也可以模擬某一頻率范圍的聲壓級。見圖5,我們模擬從1000Hz到4000Hz的直達聲聲壓級,我們既可以看到這一頻率范圍內的聲壓級柱狀分布圖,也可以看到這一頻率范圍內的聲壓級平面分布圖。

                        圖5 (a):1000Hz到4000Hz直達聲聲壓級柱狀分布圖

                        圖5(b): 1000Hz到4000Hz直達聲聲壓級平面分布圖

                        16. EASE軟件可以計算側向聲能(LF/LFC)嗎?

                        側向聲能(LF/LFC)是描述音樂廳,劇院音質的一個重要指標。不少培訓課上的學員以及業內的同行問過我EASE軟件是否可以計算側向聲能。EASE軟件是可以計算側向聲能的,但是需要使用AURA模塊。AURA模塊安裝在EASE STANDARD平臺上,可以計算ISO3382-國際室內聲學測量標準中要求的所有重要室內聲學參量,其中就包括側向聲能(LF/LFC)。AURA Mapping具體操作步驟參看EASE4.3應用指南第11章。

                        17. 如何在EASE軟件中調用試聽功能(Auralization)?

                        雖然通過EASE STANDARD中的聲線跟蹤(Ray Tracing)可以計算用于試聽的室內脈沖響應,但是如果想要更快速更準確,最好還是使用AURA計算AURA Response來進行試聽。通過AURA Response生成“聲反射序列圖”(Reflectogram), 然后從“聲反射序列圖”中提取“雙耳脈沖響應”(Binaural Impulse Response),最后調用雙耳脈沖響應文件進行試聽。具體操作步驟如下:

                         

                        18. EASE軟件計算聲學參量的準確性問題。

                        使用EASE軟件進行聲學參量計算首先需要輸入各種必要的聲學元素,如廳堂的空間幾何形狀,聽聲面,吸聲材料,揚聲器等,如果輸入的信息不準確,那么輸出的聲學參量也不會準確。EASE JR或EASE STANDARD只能進行基于伊林/賽賓(Eyring/Sabine)混響時間公式的聲學參量計算。 伊林/賽賓(Eyring/Sabine)混響時間公式是統計聲學公式,對于內部幾何形狀十分不規則的廳堂,或墻內面吸聲系數十分不均勻的廳堂,或混響時間很長的廳堂,則應該使用基于聲線能量損失法的AURA進行計算以得到更準確的聲學參量。雖然基于聲線能量損失法的計算會占用更多的時間,但是隨著計算機運算速度的飛速發展,這個問題已越來越不再是問題。最后我們還可將EASE模擬出的聲學參量結果與在廳堂中實際測量出的聲學參量結果進行對比。

                        結論:文章總結了EASE培訓課上學員重復提出且十分關鍵的18個問題,對問題一一做了解答。這些問題包括EASE軟件安裝方面的,建模方面的,出圖方面的,計算準確性方面的問題,以及試聽功能的調用。文章幫助已對EASE軟件有了一定了解的設計人員正確理解EASE,解決有可能被長期困擾的一些關鍵問題。


                        參考文獻:
                        1. 隋星。高精度數據文件GLL在EASE軟件和FOCUS軟件中的應用。電聲技術雜志。2016年第11期。
                        2. 隋星。計算機模擬聲學設計軟件EASE4.4在建聲設計中的應用。智能建筑雜志。2016年第9期。
                        3. 隋星。介紹計算機聲學設計軟件 – EASE。電聲技術雜志。2009年第9期。
                        4. Renkus-Heinz Inc. EASE4.3 User’s Guide and Tutorial. CA, USA. October 2009. http://ease.afmg.eu/index.php/documents.html
                         

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