混响效果器（Reverb）中Pre-Delay（预延迟）声学物理的含义及计算公式

在混响效果器（Reverb）中，Pre-Delay（预延迟）有一个非常明确、可追溯到声学物理的含义，而不仅仅是“让混响晚一点出现”。一句话定义（物理层面）Pre-Delay = 直达声（Direct Sound）到最早一批反射声（Early Reflections）之间的时间差

👉 本质上是声源到听者的直达路径，与声源→反射面→听者这两条路径的传播时间差。

声学中的真实场景

现实空间里，一个声音到达你耳朵通常分三部分：
1. 直达声（Direct Sound）
声源 → 耳朵（最短路径）
2. 早期反射（Early Reflections）
声源 → 墙面/地面/天花板 → 耳朵
3. 后期混响（Late Reverb / Reverb Tail）
多次、密集、随机反射形成的声场

👉 Pre-Delay 描述的是 1 和 2 之间的时间间隔

用物理公式来理解

空气中声速（20℃）约为：

c ≈ 343 m/s

假设：
• 直达声路径长度：d₁
• 最早反射路径长度：d₂

那么：

\(\text{Pre-Delay} = \frac{d_2 – d_1}{343}\)

举例说明（非常直观）

例 1：小房间
• 你离音箱：2 m
• 最近的墙在音箱后 1 m

反射路径大致：
• 音箱 → 墙（1 m）
• 墙 → 你（约 3 m）
• 总反射路径 d₂ ≈ 4 m

• 直达路径 d₁ = 2 m

Pre-Delay 计算：
\(\text{Pre-Delay} = \frac{4 – 2}{343} \approx 5.8\,\text{ms}\)

👉 小房间 → 很短的 Pre-Delay

例 2：大音乐厅
• 你离声源：10 m
• 最近反射面在 20 m 外

d₂ ≈ 10 + 20 + 10 = 40 m
d₁ = 10 m

\(\text{Pre-Delay} = \frac{30}{343} \approx 87\,\text{ms}\)

👉 大空间 → 长 Pre-Delay

为什么人耳对 Pre-Delay 特别敏感？

Haas Effect / 先行效应（关键）
• 0–5 ms：听成音色变化（梳状滤波）
• 5–35 ms：听成空间感，但仍是一个声音
• 35–80 ms：清晰分离，感觉“声音在前，空间在后”
• >80 ms：可能听成回声（Echo）

👉 所以 Pre-Delay 是清晰度 vs 空间感的核心旋钮

在效果器里的真实含义（不是“假的延迟”）

在大多数混响插件中：
• Pre-Delay 并不是延迟整个混响
• 而是延迟早期反射与混响尾部相对于直达声的起始时间
• 本质上是模拟声源与反射结构的几何距离

常见误解澄清

❌「Pre-Delay 是让混响更慢」
✅ 错，是拉开直达声与反射声的时间距离

❌「Pre-Delay 越大混响越大」
✅ 不完全，它更多决定“前后纵深”而不是“大小”

实用对照表（经验 + 物理）

Pre-Delay—-物理含义—-听感
0–10 ms—–极近反射面—声音贴脸、小空间
10–30 ms—-房间/录音棚 –自然空间
30–60 ms—-大厅 ——-清晰、前后分离
60–100 ms—剧院/教堂—-声音在前、混响在后
>100 ms——超大空间—-有回声风险

“工程级”理解

Pre-Delay 本质是：声源到听者的直达声，与最近反射路径之间的“额外传播时间”，直接对应真实空间几何结构。