声学基础：什么是早期衰变时间 EDT
早期衰变时间 EDT（Early Decay Time）是室内和建筑声学中跟混响时间相关的重要参数，它涉及混响时间的计算、评价和心理感知。
简单来说：EDT 是一个用于描述房间声学特性的参数。它一般指的是声音从停止到衰减 10 dB 所需要的时间，记作 T10。将这个时间乘以 6，就能得到混响时间 T60 的近似值。EDT 通常用来描述房间的初期混响特性。 实践中，EDT 通过测量积分脉冲响应曲线的斜率来获得，该斜率由衰变曲线初始10dB（0dB ~ -10dB）段的最佳拟合的线性回归线的斜率来确定，由此推算到衰减 60dB 的衰变时间。
封闭空间中的声波
💡 我们日常的听音环境很多是在大小各异的封闭空间内，比如教室、会议室、剧院、汽车等，这类封闭空间内才能形成扩散场/混响场。
其实结合我们的生活经验，这个过程并不难理解。
声音从声源发出 - 比如拍一下脉冲拍击器，到被人耳听到，大致会经历三个传播阶段。
首先是直达声
这个非常好理解，两点之间直线最短，无论我们处在空间的哪个位置，直达声都是最先被我们听到的最原始的声音。
根据距离和声速 - 一般是 340 m/s，还能计算出我们听到直达声所需的时间。
直达声没有经过任何干扰或反射，它在我们听到的总声能中所占的比例越高，就能表现出更好的清晰度，声音更加的“原汁原味”。
接着是早期反射声
那些经过墙面、地板等的反射，紧随直达声之后到达人耳的声音被称为早期反射声。
可以简单认为早期反射声就是声波经过第一轮反射后的声音，当然这并不准确。封闭空间的大小形状各不相同，一般认为介于直达声之后，且在声源发声后 50ms 或 80ms 内的反射声才是早期反射声。
早期反射声与直达声一起，对我们感知声源位置、距离以及空间大小有重要影响。
💡 在如 GB/T 4959 等有关厅堂扩声的国标中有一个参数叫早后期声能比，就是要求计算 80 ms 以前的声能 C80 和之后声能的比值来评估扩声系统的表现。
在音频处理和音乐制作中，通过模拟早期反射声，可以制造出各种真实的或创意的空间音效。
但如果早期反射声来得太晚，能量又太大，则可能引起特定频率声波的干涉，影响声音的清晰度和质量。在建筑声学设计中，合理控制早期反射声，可以改善房间的声音质量和舒适度。
最后是大家熟悉的混响声
声音在空间中经过足够多的反射，从各个方向和路径混杂在一起传到人耳，这些声音就统称为混响声。所有这些混响声（反射声）之间的时差微乎其微。
这个过程中，混响充斥整个空间，经过一次次反射，能量不断被包括空气在内的各种物质吸收，最后完全消失。混响消失所需的时间就是混响时间 RT（Reverberation Time）。
💡 混响时间的大小和空间大小直接相关，房间越小 → 反射越快 → 损耗越大 → 混响越小。 反之亦然。
它也和空间内的物品甚至空气状态有关 - 质地较软且表面多孔的材料更容易吸收声能，降低混响时间。
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其实到这里，我们不仅终于引出了混响时间的概念，也介绍了从混响声场建立到形成稳态并最终衰减的完整过程。
💡 脉冲声不能达到稳态。
混响时间
现在，我们已经知道什么是混响时间，但不难想象，在同一个空间内，100 dB 和 80 dB 的稳态声各自衰减消散所需的时间是不同的，我们应该用哪一个来评判这个空间的混响时间呢？
建筑声学的奠基人，著名的物理学家和电气工程师华莱士·克莱门特·赛宾（Wallace Clement Sabine）在 1900 年前后，研究并提出混响时间的概念时已经给出了标准，那就是从声源关闭，到空间内声压级衰减 60 dB 所需的时间才是最终的混响时间，可以记作 T60 或 RT60。
💡 当时的赛宾，更是用便携式风箱和管风琴管作为声源，用秒表和自己的耳朵作为仪器，测量并推导出了重要的混响时间理论计算公式 - 赛宾公式： T60=0.161V/A，V 为空间容积，A 为总吸声量。
EDT
看到这里，细心的朋友可能已经发现一个问题 - 理论中的声压级衰减过程是完全线性的，整个衰减划出了一条直线。 这种情况即便在实验室中也难以模拟出来。
现实中，声场环境复杂，难以达到完美状态。空间的形状、布局，空间内不同吸声面的位置，都会影响声音衰减的过程。
另一个问题是，现实中因为本底噪声等的存在，通过 T60 客观衡量的混响时间与人耳的实际听感存在一些偏差。
人耳难以捕捉声音衰减的完整过程，而是更关注衰减的早期阶段，并以此主观感受混响时间。也就是说，如果一个声音在早期衰减的速率更大，那人们感受的混响时间会比实际的 T60 要小。
💡 从这个角度看，通过 T20 或 T30 方法测出的 T60 可能更接近人耳的听感。
正因如此，研究早期衰变时间 EDT 对心理声学有重要意义，它可以作为客观参数 T60 的有力补充。
EDT 的作用
EDT 在室内声学设计和分析中有几个重要作用：
1. 主观感受：EDT 与听觉上的“清晰度”和“亲近感”密切相关。较短的 EDT 通常给人一种更清晰、更直接的声音感受，而较长的 EDT 则可能使声音显得更加模糊；
2. 音乐和语言的适应性：对于音乐厅和剧院，适当的 EDT 可以增强音乐的丰满度和温暖感，而对于会议室和教室，较短的 EDT 有助于提高语言清晰度；
3. 设计和优化：在建筑声学设计中，EDT 可以作为一个关键指标，用于优化房间的声学性能。通过调整房间的形状、材料和吸声装置，可以控制和优化 EDT，以满足特定用途的声学需求。
4. 混响时间的补充：相比之下，EDT 更关注声音初期的衰减过程，因此提供了一个更早期、更细致的混响特性描述。
总的来说，EDT 是一个重要的声学参数，可以帮助声学专家们更好地理解和控制房间的声学特性，从而创造出更适合特定用途的声环境。
