追求聲音的極致 詳解私人家庭影院空間聲場自動校準系統

一套家庭影院的組建成功與否,最直觀的表現就是所得到的畫質與音效。是否能真實還原電影導演的意圖,是頂級影院系統所追求的目標。然而,聲音好不好聽,效果是否理想,除了使用的音響器材本身因素以外,還存在著器材搭配、調整和空間因素的影響。在這其中,空間因素是影響最大的,也是最難以克服的。
家庭影院空間聲場自動校準系統
其實,打造一個各方面素質都合格的視聽環境,除了設備的選配和有效的房間聲學處理之外,房間的聲學測量和校準也是非常重要的。因為任何一個聽音房間都不是完美的,即使是供專業領域使用的錄音棚、混音棚等房間,雖然進行了比較完善的聲學處理,仍然需要對播放的信號進行調整,以補償房間的缺陷。

目前市面上許多新型影音接收機或環繞聲處理器,無一例外都會搭載自動聲場校正功能(自動EQ)。表面上看,這些系統使用起來大都很類似,根據版本不同,都需要將測試MIC放置于幾個測試點,然后通過測量您系統中每個喇叭發出的測試信號,測試系統收集這些測試信號來做兩件事:

第一:測試軟件會自動調整多聲道系統中各音箱的音量,使得您的各聲道喇叭以協調的音量進行輸出,測試系統還會調整低音炮與其它聲道的分頻點,同時系統會精確計算出各喇叭距離主聽音位置的距離從而調整系統對各聲道的延遲設置;
第二:測試系統會根據收集到的測試數據,根據特定算法算出您房間聲學特性對揚聲器性能的有害影響,從而利用自動均衡或濾波器施加補償。
 
▌ 數字房間聲學處理的重要性
上文有指出:沒有一套校正系統可以強大到能夠補償房間聲學的任何問題,要解釋這個問題,我們首先將聲學頻譜分為兩個不同部分。更多影音信息請繼續關注阿強家庭影院導購網!

首先,從20Hz到約2、300Hz頻段,駐波是影響房間聲場的最大問題,這也是揚聲器在密閉空間工作時所無法避免的。來自墻面的反射波和喇叭發出的直射波相互影響,造成房間內某些測試點(也可稱聆聽點)的聲壓上升而同時另一些測試點的聲壓卻下降,根據頻率的不同,測試點的不同出現了聲壓峰谷交錯出現的現象。

換言之,即使您的低音炮在整個低頻段輸出的頻響曲線都很平直,但在這個房間內一個50Hz的樂音可能會在您的聽音位產生兩倍于此的響度,而一個80Hz的樂音卻可能消失的無影無蹤。當聽音者換到房間內另一個座位再次聽音時,與前面恰好相反的情況說不定會出現。雖然不一定恰好相反,不過由于房間大小形狀和尺寸比例的不同,以及揚聲器擺位的不同,以上聽音時出現的情況一定會出現。

用物理方法處理駐波非常困難,相比之下數字房間聲學處理成為較為理想的選擇。但是還存在一些問題:雖然均衡器可以輕易解決駐波引起的低頻加強問題,但大多數房間聲學處理系統不能有效對付聲波相互干擾造成的頻率谷點。也就是說,如果是由于您房間大小和尺寸原因在皇帝位形成一個80Hz的谷點,數字均衡系統將不能解決這一問題。你需要通過調整低音炮的擺位,調整家居布置,或者為您的系統再增加另一支低音炮:不是為了增強低音效果,而是通過增加一支炮覆蓋原來那只炮造成的頻率谷點來改善低頻覆蓋范圍。相反,處理由于駐波形成的低音渾濁和轟鳴,大多數處理系統都應付自如。

然而,頻率高于約2、300Hz時,房間音效主要取決于房間內表面材質,而非房間尺寸和形狀。不過,對這一問題仍存在很多爭議,有人認為在這一頻段一般的基于測試麥克風和目標均衡曲線的數字校正系統無能為力,PMI首席聲學工程師Anthony Grimani曾解釋道:“測試用的無指向麥克風不像人類耳朵那樣工作,主要區別是人類通過高頻聲辨別方向,聽到的高頻主要來自音箱的直達聲,聽到的低頻是混合了房間反射聲和直達聲,高低頻之間的中頻段有一個銜接處用于銜接高低頻段,毋庸置疑MIC不是這樣工作。”

從聲學顧問Floyd Toole到PAT創始人Paul Hales這樣的聲學專家都認為數字校正系統不能工作在高于這個銜接點的頻段內。主要因為人類大腦完全可以補償處理高于約2、300Hz的直達聲和反射聲的差別。Hales這樣解釋道:某種樂器的聲音都是可以明晰辨認的(無論你在何種環境演奏它),你無須因為演奏環境不同而用均衡器處理它的音色。同樣無論你在何種環境(消聲室或四面瓷磚的澡堂)跟我談話,我都會準確辨識你的聲音特征。這就是很多人認為經過數字處理的房間音效過于死板而并不熱衷這類系統的原因。

當然,好的數字房間處理系統可以很好的解決這些高頻段的聲學問題,而且,好的數字校正系統可以很好的處理伴隨高頻反射聲而來的振鈴效應。這里所謂好的系統是指那些在整個頻段擁有更高控制點分辨率,不僅可以測量不同頻點的相對響度而且可以測出這些頻點的位置。
消音室
不過,這些系統還不能有效處理像長混響延遲這類問題。所謂長混響延遲就是房間內聲反射過強,在房間內拍手似乎置身于大教堂內,這時再強大的數字處理系統都于事無補,你需要的是房間內做吸聲處理,無論是通過購買專業聲學處理模塊還是應用簡便處理方法。好的數字校正系統可以很好的處理伴隨高頻反射聲而來的振鈴效應。

下面與大家共同探討幾種流行的房間聲場處理系統,這些系統各不相同,而且它們以不同方式處理房間的聲學問題。了解這些內容,將有效幫助大家了解更多室內聲學處理、AVR功放調校系統的相關知識,極大地幫助我們更好地獲得出色的聲音效果。特別指出的是,本文部分內容參考國外影音媒體《Home Theater Review》的相關報道。

▌ Audyssey(奧德賽)
Audyssey幾乎是市場上所有聲學測量系統的先驅,當您想起自動聲學處理系統,Audyssey這個名字就會最先出現在您腦海中。

創造這一切的正是Audyssey歷經6年時間,耗資600萬美元研發的核心技術MultEQ。其有效修復由房間聲學特性所引起的聲音失真,提供清晰、準確、自然的聲音,使語音和對話變得凝聚和清楚,修復音樂平衡。同時,MultEQ也是其他幾個Audyssey核心聲場技術的重要基礎。不過,這個方案對于有一定標準的試聽空間來衡量依然不能被接受。

再提升一個檔次的是MultEQ XT方案,其擁有八倍于前一版本的高頻控制點,允許更加精確的頻響均衡,因此聲音相對來說更加鮮活,聲場更開闊。系統測試多達8個測試點,意味著測試系統可以獲得整個聽音環境的綜合測試結果,使其可以做出更全面的計算來獲得更好的聽音效果。


對大多數消費者而言,可以觸及的最高級的Audyssey系統當屬MultEQ XT32了。其僅裝備于最高檔的AV系統中,擁有256倍于MultEQ版本的高頻濾波器控制點,四倍于MultEQ版本的低頻控制點。對于專業人員,Audyssey提供MultEQ Pro解決方案,整套工具包包括專業測試MIC、專業話筒放大器,并允許測試空間內32個測試點,幫助使用者自定義目標均衡曲線以更好的適應特定房間環境。

這里需要指出的是,如果玩家是一些重視低音的用家,初次使用Audyssey自動校正之后,可能發覺低音力度不足,這是因為Audyssey只是通過收集房間的反射音,從而修正最適合的EQ,令音效達至原汁原味。如果玩家長時間也發覺低音不足,可以自行提高低音的音壓或者選擇使用低頻管理,從而提高聲音效果的整體表現。


▌ ARC(Anthem Room Correction,圣歌校正系統)
雖然ARC僅被使用在Anthem(圣歌)本公司的AVR硬件系統中,但仍然被許多資深玩家和發燒友認為是眾多房間聲場自動校準系統當中最為優秀的方案之一。這套軟件源于1990年加拿大國家研究局,當時的研究目標是做出多聲道的測試、等化系統,能夠適用于任何空間、得到平坦的頻率響應。由于此項處理需要大量運算,在十多年前要動用到當時的超級電腦,后來此項技術經過Anthem多年研發,才正式推出這套軟件。目前這套軟件能支持Statement D2、D2V以及AVM 50V、MRX 310、MRX 510 、MRX 710等機型。

不同于其他的系統,ARC必須配合PC的使用,通過RS232串口連接PC運行,也就需要用戶使用USB到串口的轉換接頭。借助PC作為ARC的運行平臺,可以增強算法的運算能力,從而快速計算測試結果并生成全頻譜的濾波控制點。在最新的MRX 510和710機型中,ARC升級為1M版本,提升了全頻段濾波控制點,具有更快的網絡和校正速度,所以隨著圣歌新機型出現,您可以將PC和AVR同時聯入家庭網絡進行ARC的操作。而且官網上ARC軟件每年都會更新幾次,這個就意味著,你的機器就不需要被淘汰。
ARC
值得一提的是,ARC在默認狀態下幾乎不對5KHz以上頻段所任何著色修飾。同時,還允許用戶自己從200到5KHz的頻段內設置最高均衡頻點,因此可以平滑處理掉房間某些特有的頻點峰值。


▲將網線連接在“Network”

▲ARC麥克風定位在坐著與耳朵齊平,測口指向天花板

▲通過電腦得出數據

另外,百里登/圣歌還有另外一套專有測試系統名為PBK(意為完美低頻控制套件)專用于百里登低音炮,可將其視為簡化的ARC系統。其配備的測試MIC與ARC的同型號,只需通過USB接口就可與低音炮和PC連接使用。PBK最有效之處是它提供房間聲學處理最關鍵的低頻范圍的處理能力。另一方面,如果您的低音炮分頻點正好位于80Hz或更低,系統將難以處理分頻點到關鍵的約2、300Hz這一段的駐波引起的低頻失真問題。

▌ ARCOS(Adaptive Room Correction & Optimization System,自適應房間校正和優化系統)
JBL ARCOS
作為僅供JBL Synthesis系統使用的室內聲學自適應校正和優化系統,ARCOS是基于HARMAN音頻測試系統(H.A.T.S.)的硬件和軟件套裝,全球HARMAN聲學和換能器研究工程師都使用這個套件以測量和設計揚聲器系統。


ARCOS結合了JBL Synthesiss DEC數字均衡器硬件和軟件的功能并作出了提升,利用一系列新開發的DSP算法,以及各種測量和分析技術,ARCOS在任何房間都能夠實現空前的頻率響應校正和揚聲器性能表現,用于在架設一套JBL Synthesis多聲道音頻系統時徹底提升校正準確性。

任何房間,如果其中的揚聲器等音頻源正在播放,那么這些房間都會發生共振。這些共振或房間波形,在突出顯示某些頻率的同時又會減弱其他的頻率,但其實這些頻率是可以被大幅度放大的。與傳統方式相比,ARCOS能夠更快地補償這些不規則行為,同時提高準確性和全面性,根據收聽測試和數百個校準系統以實現目標曲線,帶來真實的聲音還原。ARCOS還提供時間延遲校正,因此,所有揚聲器發出的信號會同時到達聽眾的耳朵以獲得準確的成像。


The JBL Synthesis SDP-45 Surround Processor

ARCOS還有一個主要優點是能夠校準的房間面積更大、而不只局限于一個單獨的位置,讓更多的聽眾能夠處于“最佳聽音位置”,ARCOS利用分布在房間內的八個麥克風,測量房間和揚聲器聲音,還支持HARMAN音場關系(SFM)系統,能夠最大程度地減小家庭影院系統中座位和座位之間的低音響應交化,這是HARMAN的獨家技術。同時,ARCOS擁有多步驟AutoEQ,能使用完全參數化數字均衡的200多個頻段,在20Hz-20KHz之間的1/100個八度音階至4個八度音階寬度內進行調整,以校正整個頻率范國內的谷值和峰值。

另外,ARCOS還集成了眾多額外的功能,包括自動揚聲器級和距離計算、96kHz或48klz模擬轉數字測量轉換(依賴于所連接計算機的處理度)、基于Java的GUI(用于進一步擴展至多計算機平臺),還可以選擇校準過程是完全自動還是完全手動,測量硬件和均衡器模塊之間的通信是通過標準以太網電纜進行的,ARCOS利用HARMAN HiQnet®通信協議進行端對端連接和進一步擴展至其他HARMAN系統。

▌ YPAO(YAMAHA Parametric Room Acoustic Optimizer,雅馬哈室內音場優化技術)

YPAO是“YAMAHA Parametric Room Acoustic Optimizer”技術的縮寫,中文意思是“雅馬哈室內音場優化技術”。帶有YPAO功能的雅馬哈功放產品可以通過一個隨設備附贈的高靈敏度音效優化用麥克風與功放相連接,將麥克風擺放在視聽位置,然后在功放上選擇自動調試選項,雅馬哈功放就會控制家庭影院系統中的音箱發出一系列的測試音。



功放會根據麥克風收集到的測試音數據確認音箱的連接狀態、音箱的尺寸、聲道間的平衡、音箱距離和頻率相應等項目,然后根據以上測試到的系統情況進行自動調整,使整套家庭影院系統能夠配合所在環境達到最佳的聲音表現。整個過程每一環節都非常專業和精準,而且非常易用。



如今,在雅馬哈最新AV旗艦11.2聲道AV前置放大器CX-A5000中,雅馬哈還推出了最新的YPAO-R.S.C.(聲音反射控制)技術相比以往YPAO技術,YPAO-R.S.C.具有以下更優越的特性:
1、針對揚聲器音頻特性進行測量并自動優化音質;
2、多點測量;
3、分析房間聲學特性,并精確地進行音頻參數調整,使聲音在房間內得到優化;
4、消除不良的房間反射音,以實現錄音室級別的音質;
5、使用更加精準的新型麥克風達到更精準的測量(雅馬哈功放RX-A3020和RX-A2020亦有使用)。




▌ MCACC(Multi-Channel Acoustic Calibration system Control,多聲道自動音場補正系統)
如果您想要選購高于入門級的AVR產品,而剛好這個型號沒有集成奧德賽系統,那么MCACC校正系統就是非常不錯的替代系統之一。

MCACC(Multi-Channel Acoustic Calibration system Control,多聲道自動音場補正系統)是PIONEER(先鋒)推出的房間聲場自動校準系統。這一技術在過去幾年做了不斷優化,除了音壓強度及頻率響應外, MCACC在量測聆聽環境的音響特性和進行響應頻率補償時,全套用“時間軸線”技術,讓系統分辨直接聲音和室內反射,從而完成針對人耳聽覺特性所進行的更精確、更敏銳的頻率響應微調。阿強家庭影院導購網歡迎您繼續關注!




同時,先鋒的機器可以根據您的選擇的模式,可以調整5到九段的參數均衡器。并為玩家提供了圖形化的房間混響測試結果顯示。

▌ Trinnov Acoustic Correction

Trinnov為自己的測試系統命名為“Acoustic Correction”,該系統不僅工作在頻率域和時間域,還同時工作于空間域。其測試MIC實際上是一組麥克風陣列,其中,有一個箭頭會指向屏幕,測量過程中,系統將實際音箱位置映射到三維空間,通過將揚聲器虛擬移動到預測的位置來優化揚聲器擺位,例如前方主揚聲器相對位置過遠或過近,系統會通過模擬計算將揚聲器位置進行虛擬調整,當系統判斷您的中置音箱擺位有問題甚至可將中置發聲點進行虛擬位移到與左右主聲道同樣高度。




其結果顯得非常怪異,原因便是對聲音的表現過度干預,但在實踐中有時這類做法卻非常有效。如果你的房間條件不允許你將環繞音箱對稱擺放,或者房間比例嚴重失調,其強烈推薦您使用該系統。

▌ XTZ Room Analyzer


XTZ是針對發燒友而推出的房間聲學分析儀。作為一套完整的房間分析儀,它具備了多種房間測試功能,如高分析力的低頻部分頻響測試、能找到房間節點,并計算出必要的補償進行修正,還具備聲譜圖、混響時間的測試,采用USB麥克風拾訊系統。另外軟件配有友好的用戶操作界面,支持PC的Windows XP和Vista系統使用。

▌ Sunfire XTEQ

Sunfire沒給這套系統起一個類似它們低音炮那樣響亮的名稱,它的特點是快速、簡便。不過和PBK一樣,它只能解決低頻分頻點以上的聲學問題。

▌ TACT

TACT也是一款非常不錯的數字校正系統,不過,調試這種系統需要基于使用者的聽音水準。目前,該系統只和該公司產品配套銷售,不久前,該系統將與Emotiva的新XMC-1前級處理器配合銷售。

結語:關于房間聲場調校的系統還有很多,本文并未進行一一列舉。這里需要注意的是,使用房間修正軟件只能在一定程度上對空間的聲學問題進行修正,真正需要得到好的效果還需要房間聲學處理來配合。而且,通過電子電路對信號進行處理以補償房間聲學特性的這種方案,雖然可以快捷方便地解決房間聲學問題,但或多或少對房間原始聲音表現進行了干預,因此在發燒友們的心里一直是又愛又恨,褒貶不一。是否需要使用房間聲場調校系統,或者選擇哪一款系統,還是需要根據實際情況來決定。

阿強編注:目前安橋應用的校準系統應該是ACCEQ系統,應該是先鋒的MCACC PRO的演化版,只需要測試一個點位即可完成整個測試。
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