1.計算機輔助設計軟件的發展

早在1933年，德國人Spandock教授就試圖在1/5的房間腔體模型內通過改變聲源、傳聲器的位置來總結出混響時間以外的其他參數，可惜由于當時的技能能力所限，收獲甚微，1965年Spandock等人在大型計算機中建立數學模型，開始了計算機參與室內聲學設計的應用。

利用計算機對廳堂建聲和擴聲系統聲學特性進行輔助設計的實用化系統軟件源于20世紀80年代中期的美國，1986年，出現了商品化的室內聲學計算機輔助設計軟件，即一套由博世公司推出的，基于APOLE機上的軟件，用于確定音箱最佳擺放位置，由于這套軟件僅適合PA應用，而且庫文件中只能使用博世本廠音箱的參數，因而未受到廣泛的重視。90年代后期，國際上著名的音響生產廠商相繼開發出多種建筑聲學仿真CAD，計算機(輔助設計)軟件，并不斷完善計算方法和結果展示，這些軟件的揚聲器數據庫中基本涵蓋了世界著名音箱廠商的產品系列，以供設計工程師選用，其中最具代表性的有美國JB L公司的CADP2，美國博士公司的THE BOSE SPEAKER，丹麥技術大學的ODEON，美國MARKIV'S集團的ACOUSTA CADD和日本TOA公司與日本東京大學聯合開發的CAD軟件等，目前國際上最具盛名并被廣泛采用的是德國ADA聲學設計公司在90年代初期開始開發的通用數據庫設計軟件EASE，其后，EAW、EV、Turbosound、Mayer、RCF等都推出了自己的音箱位置、廳堂建聲設計軟件，但在這些軟件的背后都有軟件EASE的影子。

EASE聲學CAD設計系統具有很好的可信度，其計算結果與實際測試結果比較接近，如果廳堂的建聲數據足夠準確，計算的數據與最終的電聲實測結果相比較，其誤差率可控制在正負1db之內，對工程設計而言具有很好的指導性，但是計算機聲學建模不過是一個設計模擬的工具，從本質上講它和計算器、尺一樣，只是利用所提供的信息計算出結果，比如它雖然能顯示出揚聲器擺位在環境中的效果，但并不能分析放在何處最合理，計算機輔助設計軟件對于專業的音響工作者而言是非常有效的工具，隨著技術的不斷成熟，軟件在音箱工程設計安裝調試中的應用會越來越廣泛。

2.EASE軟件功能

在擴聲系統設計中，揚聲器位置、安裝角度、以及揚聲器的組合等是決定擴聲器設計質量的關鍵問題，在大型體育場館、會場和劇場的擴聲設計中，觀眾席的面積較大，所需揚聲器的數量較多，為保證生產均勻度和其他擴聲指標，揚聲器的布局設計是十分繁瑣和費時的工作，傳統的方法是先根據經驗和粗略的計算得出每組揚聲器的大致覆蓋范圍，再根據測量結果進行調整，在這種設計方法中，因為缺乏足夠的定量數據，所以揚聲器產生的總體擴聲效果很難在各揚聲器安裝之前得到準確反映。需要在揚聲器的實際安裝中做較大調整，這不僅影響了工程的進度，也增加了費用，因此針對具體的擴聲工程，如何得到揚聲器布局的優化方案，最大限度的發揮各揚聲器的作用是擴聲設計中需要解決的問題。

計算機模擬軟件為解決上述問題提供了有效的方案。利用EASE進行輔助擴聲設計的基本過程是在三維直角坐標系統中輸入廳堂、觀眾席平面的各邊界、方向等參數，建立聽音環境的計算機三維模型→輸入各揚聲器的初步位置（X、Y、Z）、安裝角度(俯仰角、水平角、旋轉角)及揚聲器的型號(含功率、指向性、頻率特性等參數)，建立揚聲器布局方案的計算機模型→EASE計算、模擬出任意聽音位置上頻率響應、信噪比及各揚聲器在此位置上產生的聲壓級大小等參量→根據計算、模擬的結果對揚聲器布局方案的各參數(型號，位置，角度，功率等)進行調整，最終得出滿足各項擴聲指標的揚聲器布局方案并由計算機輸出，在計算機上對揚聲器布置方案進行修改、調整不僅速度快，而且對各種方案的擴聲效果可通過模擬準確直觀的表示出來，便于對方案進行有針對性的調整。

在模擬計算中，EASE調出數據庫EASE BASE中的揚聲器參數，這些揚聲器的參數包括靈敏度，三維指向性，最大功率，頻響等。EASE的數據庫EASE BASE是開放的，用戶可對EASE BASE中揚聲器的參數進行修改、更新，也可以增加庫中沒有列出的揚聲器，使用戶有更大的選擇余地。

現在的EASE軟件不僅可以對擴聲系統進行計算機輔助設計，還可以對建聲系統進行輔助分析，如廳堂音質的計算機模擬。廳堂音質的計算機模擬是當今建筑聲學發展中一個引人注目的新技術，也是該領域中的研究熱點，各種模擬算法及相應的軟件相繼推出，模擬的方法大致可分為聲線法和聲像法兩大類，前者模擬速度快而后者模擬精度高，EASE混合使用兩種方法，具有較高的精度，也大大降低了計算時間，可以在較低配置的計算機上進行音質模擬，與擴聲設計相似，EASE先建立廳堂的三維計算機模型，即輸入廳堂的各個面及其各頻帶的吸聲系數，通過對廳堂中任意位置上脈沖響應的模擬計算得出一系列的廳堂音質參量，這樣，在建筑設計的方案階段就可以評價廳堂的音質，為廳堂音質的優化設計提供了客觀的數據，EASE2.0以上版本增加了聽覺模擬模塊，對模擬得到的脈沖響應同“干”信號(語言或音樂)進行卷積計算，經外耳傳輸函數處理即可發出實際的音質效果，更有助于建筑師及聲學工程師對設計方案的調整。

用EASE進行輔助設計，準確地建立廳堂的三維計算機模型是至關重要的，這關系到模擬的精度，實際的廳堂往往有幾百個面組成，各個面所用材料的吸聲性能也各不相同，所以建立模型的過程將十分復雜，對此設計了吸聲材料及吸聲系數的數據庫供用戶調用，這個數據庫也是開放式的。

考慮到AutoCAD在建筑設計中廣泛應用，EASE允許調用AutoCAD中建立的三維房間模型。

EASE設計軟件的主要功率功能包括：

（1）顯示建聲特性中125~8000Hz間7個頻率對應的混響時間。

（2）顯示建聲特性中125~8000Hz間7個頻率對應的需要清晰度C50。

（3）顯示建聲特性中125~8000Hz間7個頻率對應的音樂透明度C80。

（4）顯示擴聲系統直達聲場的最大聲壓級和聲場分布(不均勻度)。

（5）顯示擴聲系統混響聲場的最大聲壓級和聲場分布(不均勻度)。

（6）顯示輔音損失率(輔音清晰度，Alcons)計算結果。

（7）顯示語言可懂度（快速傳遞指數，RASTI)計算結果。

（8）顯示揚聲器至其聲音覆蓋區的直達聲及多次反射聲的“聲域”路徑。

（9）顯示揚聲器-3db/-6db/-9db覆蓋范圍角的聲線圖。

在設計階段，利用EASE軟件的上述功能，在提供一定建聲條件(在廳堂幾何尺寸確定的前提下，根據經驗設定廳堂內表面的吸聲材料)和一定電聲條件(設定揚聲器的型號，數量，擺位，角度等)下可以得到廳堂的建聲、電聲模擬效果及簡單的分析，承接系統的設計工程師就可以給裝修提出材料選用的建議，也可為擴聲系統工程的一項安裝調試提出指導性建議。

3.EASE軟件版本

EASE是由德國學者Rainer Feistel& Rostock主持開發，德國ADA公司發行的全球現今最好用、最專業音響工程輔助設計軟件。

從20世紀90年代初的1.0版到1995年推出的EASE2.13版，都是DOS版本，隨后，AOA公司推出了Windows版EASE 3.0，從基本功能上講，Windows版比DOS版大幅提升，如變成Windows界面外，揚聲器數據精確度大幅提高，輸出圖形更加漂亮，很多操作和功能出現并細化，通過建立數學模型可以在計算機中以圖形的方式完全模擬音響系統在實際場所安裝后的效果，甚至可以播放用戶指定聽音區指定位置的模擬聽音效果，在易用性和分析能力上有了明顯提高。

在2.13版，EASE是“Electro Acoustic Simulator for Engineers”的縮寫，意思是"工程師所用的電聲工程仿真(模擬)軟件"。自3.0版開始，EASE是"Enhanced Acoustic Simulator for Engineers"的縮寫，意思是“高性能的聲學工程仿真模擬軟件”，一字之差說明后者比前者在性能上有了顯著增強。

EASE 3.0包含多個版本，如DEMO版、JUNIOR版、FULL版、DEMO版只具備簡單的查看功能而沒有任何編輯和模擬的功能。JUNIOR版能建立和編輯模型，也能進行一般的模擬，但一些特殊功能除外，因此是個經濟實用的版本，FULL版沒有任何功能限制。

EASE 3.0在完成室內聲學的輔助設計時所需要的參數分為聲源及界面兩大類，其中聲源類參數主要是指音箱的聲學指標，需說明音箱的指向性因數Q值、指向坐標(分辨率為5°)、頻響特性(100Hz-10kHz，精確到1/3CT)、聲中心等，在音箱生產廠商的網頁上，一般都提供EASE專用格式的庫文件，另外一個重要參數是界面的吸聲情況，主要是裝修材料的吸聲值與頻率的關系。

2003年，ADA公司推出了EASE 4.0，和EASE 3.0相比，主要增加的功能有：

（1）界面和操作更加直觀、方便。

（2）分析數據徹底改變EASE 3.0的單一頻率計算，而是改為自定義頻段分析，即分析繪制的圖形是10Hz~10kHz的全頻分析，更加符合實際和準確。

（3）所有分析的數據既可以用圖形表示，也可以用數據圖表表示。

（4）繪制三維圖形，更加逼真，增加燈光效果，照射的效果更接近實物。

（5）增加線性矩陣功能，在分析音箱矩陣時更加方便調整各個矩陣音箱的安裝參數和校正時間。