由： 罗伯特·兰姆

　　水下系统可以帮助潜水员进行交流。 肖恩·格拉德威尔 / 盖蒂图片社

　　哈里·胡迪尼(Harry Houdini)著名的中国水刑室不是一个愉快的工作环境。它不仅将用户倒置在一桶冷水中，而且不可能在里面听音乐。

　　或者至少在 1910 年代和 1920 年代是这样。

　　如果这位传奇的逃生艺术家今天还活着，他可以使用特殊的水下耳塞。更好的是，他可以为整个酷刑牢房配备令人惊叹的水下音响系统。只要有一点交流/直流曲柄，你知道他本可以减少一分钟的逃生时间。

　　但当然，你不是哈里·胡迪尼，你可能不会在戏剧溺水亭里谋生。然而，即使在专业幻觉世界之外，水下音响系统技术也有其一席之地。

　　首先，考虑一下水舞的世界。花样游泳运动员在练习艺术时需要真正听到音乐。事实上，Lubell Labs是最古老的水下扬声器生产商之一，在1970年美国全国高级花样游泳锦标赛上成功进行产品演示后开始。 卢贝尔].

　　单圈游泳运动员， 水肺潜水员、海洋生物学家、洞穴潜水员和水下电影摄制组也都受益于水下音响系统技术。18 名潜水员在水下好莱坞布景中交流如何更好?此外，我们还使用该技术与鲸鱼互动，并将鱼类从受污染的水域中驱逐出去。

　　所以穿上你最喜欢的高帮泳衣，束上你的脚踝，准备滑到一些表面之下 高保真音响 听 起来。

　　泳池中的时髦声音

　　现场水下音乐?太贵了。

　　艾伦乐队/福克斯照片/盖蒂图片社我们真的能在湖底或游泳池里听到音乐吗?当然可以。

　　声音通过空气和水传播。事实上，声波在水下的移动速度比它们在大气层中的移动速度快4.3倍[来源： 国家海洋和大气管理局].鲸鱼和海豚使用声音在海洋中导航和交流，人类使用 声纳 (所以和 n航空化 一个德· rAnging)绘制海底地形图以及动物和船只运动的技术。

　　然而，对于我们所有的潜艇和浮潜装备来说，我们人类都是空中的生物。我们进化到在陆地上处理声音数据，所以我们根本不会 听见 以及在河底 - 尽管一些潜水员有能力在水下进行超声波听力。

　　想想议会1976年的热门单曲“P. Funk”。 正如主唱乔治·克林顿(George Clinton)在歌词中指出的那样，这首歌实际上是“在耳孔里做”的。 声波振动 音频骨骼 在我们的内耳中，我们称之为这种效应 空气传导听力.然而，当你在水下时，外耳的洪水会阻止很多必要的振动，并基本上抵消你的空气传导性听力能力。

　　幸运的是，乔治·克林顿和他的同伙不只是在我们的耳骨里对我们这样做;它们也会在我们的头骨中对我们这样做。我们称之为 骨电导率，声音通过颅骨传导到内耳。这种听觉模式比空气传导性低40%，但它仍然是我们在水下听到的主要方式[来源： 国家海洋和大气管理局].

　　听起来怎么样?好吧，骨电导率的极限使 立体声 在水下是不可能的。头骨仅提供单一的声音传输源，而空气传导听力提供两个 - 每只耳朵一个。但这并不意味着声音本身是 单声道 ——而是斯坦福大学音乐研究员约翰·A·毛雷尔四世(John A. Maurer IV)所说的 全音音效 [资料来源： 毛雷尔].

　　在游泳池中，快速传播的声波离开水下扬声器，从池底、水面和游泳池的每一侧反弹。声音从四面八方到达听者，人脑根本无法处理原始声源。

　　典型的人类听觉范围从20赫兹到20，000赫兹。某些种类的水下扬声器，尤其是旧型号，不能产生低于 1，000 赫兹左右的波长。从这个角度来看，典型的 88 键钢琴的最低和最高频率音符是 27.5 赫兹和 4，186 赫兹。然而，像克拉克合成Diluvio这样的水下扬声器采用。 音圈技术 - 本质上是由线圈组成的电磁铁 - 达到低至20赫兹的波长。

　　来自深处的演讲者

　　在这里，我们看到了Diluvio池扬声器。黄色扬声器线与扬声器本身连接，而扬声器本身又连接到声音镜头。

　　图片由克拉克合成公司提供正常 扬声器 在游泳池底部的表现并不好，因此得知水下扬声器经过专门设计，不仅可以在水下环境中提供高质量的音频，还可以避免短路、触电游泳者或转向浮木也就不足为奇了。

　　这是音频市场中一个相当小众的角落，因此您可以期望在高质量的水下扬声器上价格在 300 美元到 2，000 美元之间。典型型号包括一个防水的塑料扬声器，通过一段绝缘扬声器线连接到水上音响系统。您可以选择将扬声器安装在游泳池的壁龛内 - 在这种情况下，您可以使用声学透镜将声波引导到游泳池中 - 或者您可以将扬声器连接到绳索上并将其悬挂在水中。

　　一个好的水下扬声器如果你在空中使用它，听起来不会那么好。事实上，这听起来可能非常糟糕。根据克拉克合成总裁比尔·菲利普斯(Bill Phillips)的说法，优质的水下扬声器更像是一种精美的木制乐器，如大提琴或小提琴。声音从扬声器的整个表面区域辐射，而不是从聚焦点辐射。

　　扬声器可以覆盖的水量各不相同。例如，Clark Synthesis 建议在泳池的每个 20 英尺乘 20 英尺(6 米乘 6 米)部分使用其 Diluvio 池扬声器。Lubell System 3300潜水员召回系统 - 用于潜水船 - 可以在整个1英里(1.6公里)的水下半径内发出警报器，假设最佳条件。诸如此类的潜水扬声器使教练能够与其他教练交流 潜水员，但它们也可以为人和鱼爆炸时髦的节拍。

　　水下音乐之声

　　水下德国歌剧?你浸泡在里面。在这里，我们看到歌手在2011年为“AquAria Palaoa”排练时表演。

　　安德烈亚斯·伦茨/盖蒂图片社雅克·库斯托(Jacques Cousteau)可能将其称为“沉默的世界”，但显然他从未想过从卡吕普索号的底部启动“黄色潜艇”。

　　每年，潜水员都会聚集在佛罗里达州的卢礁参加水下音乐节，而船上的卢贝尔 扬声器 为300多名潜水员和浮潜者演奏曲调[来源：Lower Keys商会]。

　　但是，嘿，这并不全是经典的摇滚和吵闹的水肺潜水员。法国作曲家米歇尔·雷多尔菲(Michel Redolfi)是水下音乐的专家。他的专辑将自然的海洋声音与电子环境相结合，创造出专为水下广播设计的音景。

　　正如你可能想象的那样，雷多尔菲的音乐会通常在水下举行 - 通常在游泳池，但也在海洋本身。他1984年的专辑“Sonic Waters”包括通过加利福尼亚州拉霍亚海岸水域广播的原始电子作品的水听器录音。Redolfi与音乐工程师Daniel Harris合作，推出了多种专为水下环境设计的乐器。其中包括SOSNO水下打击乐器(以其设计师命名)和电子DUCS(数字水下控制器系统)。他1992年的歌剧“Chrysalis”甚至涉及浸没在2吨塑料泡泡中的女高音。

　　然而，雷多尔菲并不是唯一一位涉足水下歌剧世界的艺术家。早在2009年，朱莉安娜·斯内珀(Juliana Snapper)在一部名为“将从洪水中出现的你”的歌剧中首次亮相。 表演在英国曼彻斯特的一个游泳池举行，Snapper使用“口水”的歌唱，需要深入研究和“几个小时淹没在我的浴缸和借来的游泳池中”[来源： 赫尔姆赖希].

　　德国游泳运动员出身的歌剧歌手克劳迪娅·赫尔也不甘示弱，于2011年5月1日在柏林首演了她的水下歌剧“AquAria Palaoa”。完成的作品是歌剧，水下音乐表演和花样游泳的结合。

　　然而，哈里·胡迪尼在他的中国水刑牢房里听到的只是外面观众的泥泞声音和锁链的叮当声。

　　作者手记

　　资深特约撰稿人罗伯特·兰姆

　　如何工作 2009我非常想在这篇文章中引用 bacta 坦克，但唉，一篇文章中只有这么多愚蠢的空间。当所涉及的科学如此迷人时，尤其如此。我不得不承认，我没想到这个会激起我的思绪，但我发现水声学科学真的很迷人。

　　我要感谢 克拉克合成 比尔·菲利普斯(Bill Phillips)总统抽出宝贵时间与我聊了聊水下音响系统技术。他很好，可以理顺我的一些细节。在亲自为美国花样游泳队测试扬声器安装时，他喜欢在空气和水下扬声器上播放一些Vivaldi，将头伸入水中和水中，直到游泳池中的音质与池畔的音质相匹配。我喜欢这种对音质的承诺。