前言
在HiFi系統(tǒng)中,聲場并非簡單的“立體聲”,而是聽者對聲音空間分布的感知集合——從樂器在舞臺上的橫向排布,到音符在縱深中的明暗交替,再到聲音包裹全身的沉浸體驗(yàn),每一個(gè)細(xì)節(jié)都依賴于系統(tǒng)對聲學(xué)特性的精準(zhǔn)還原。對于愛好者與初學(xué)者而言,理解聲場的五大核心要素及其背后的科學(xué)邏輯,是解鎖高保真聽覺體驗(yàn)的關(guān)鍵。
聲場寬度:從雙耳差異到器材選擇
聲場寬度在學(xué)術(shù)上被稱為感知聲源寬度(ASW) ,其本質(zhì)是聽者對聲音在水平方向分布廣度的主觀判斷。其核心機(jī)制由雙耳聽覺互相關(guān)函數(shù)(IACC)和早期側(cè)向聲能比 共同決定:IACC反映左右耳接收聲音的相似程度,數(shù)值越低(即雙耳差異越大),聲場寬度感知越明顯;早期側(cè)向聲能則通過環(huán)境反射聲增強(qiáng)水平空間感。
例如,音箱的右聲道發(fā)聲時(shí),通過物理空間傳遞聲波,聲音會自然擴(kuò)散到聽者的雙耳,所以音箱的雙耳聽覺互相關(guān)函數(shù)(IACC)較高,聲場寬度更貼近環(huán)境中的自然分布。而耳機(jī)因聲道的物理隔離性,右聲道聲波僅能直達(dá)右耳,左耳無法接收到,IACC值極低,會過度放大聲場寬度,形成不真實(shí)的聽覺體驗(yàn)。
*只有音箱才有揚(yáng)聲器擺位和聽音位置指標(biāo),耳機(jī)沒有,所以聲場還原度遠(yuǎn)低于音箱
此外,混響、延遲效果器的應(yīng)用,以及DSP調(diào)音中的聲道延時(shí)設(shè)置,均可通過模擬反射聲或調(diào)整聲像分布進(jìn)一步拓寬聲場。需注意的是,聲場寬度并非單純追求數(shù)值最大化,而是需與定位精度、縱深層次相平衡,避免過度拉伸導(dǎo)致失真或樂器定位模糊。
層次感:聲場還原的關(guān)鍵指標(biāo)
聲場的層次感指聽者能夠清晰分辨不同聲源在三維空間中的位置關(guān)系,包括前后縱深、垂直高度及左右定位的精準(zhǔn)度。例如,在交響樂中,低音提琴與大提琴應(yīng)位于聲場下方,小提琴與木管樂器位于中上方,銅管與打擊樂則需延伸至更遠(yuǎn)的后方,形成類似音樂廳舞臺的立體排列。這種層次感的本質(zhì)是聲音能量分布與時(shí)間差的精確還原:
帶*的指標(biāo)只存在于音響系統(tǒng),耳機(jī)沒有
縱深層次
通過直達(dá)聲與反射聲的時(shí)間差、混響衰減速度等,模擬聲源的前后距離感。例如,鼓聲的殘響若快速衰減,則聲像會顯得較近;若殘響綿長且逐漸弱化,則聲源位置會被感知為更遠(yuǎn)。
垂直層次
高頻聲波因波長較短,更易被吸收或反射,因此,高頻樂器(如三角鐵)常被感知為位置較高;低頻聲波繞射能力強(qiáng),能量多集中于下方,形成低音樂器的“下沉感”。
理想狀態(tài)下,層次感應(yīng)如視覺般分明——樂器之間留有空氣感,而非擁擠粘連,甚至能感知到演奏者之間的物理間隔。
空間感:聲場三維屬性的靈魂
空間感是聲場三維屬性的靈魂,它由直達(dá)聲、早期反射聲及混響共同塑造。長混響營造開闊廳堂感,短混響模擬小空間。例如,音樂廳的混響時(shí)間通常為1.5-2秒,混響聲能占比約30%,營造出宏大的空間縱深感;而錄音棚的短混響(<0.3秒)則突出聲音的清晰定位。
在HiFi系統(tǒng)中,空間感的還原依賴兩點(diǎn):
硬件對聲學(xué)特性的模擬:分頻器設(shè)計(jì)需確保高頻與低頻信號的相位一致,避免反射聲路徑錯(cuò)亂導(dǎo)致空間扭曲;
環(huán)境適配:房間的硬質(zhì)墻面會引發(fā)高頻反射過多,需通過吸音棉或擴(kuò)散板調(diào)節(jié)混響時(shí)間,例如家庭影音室推薦混響時(shí)間0.4秒,以平衡清晰度與氛圍感。
方向感——聲源方位判斷的核心
要實(shí)現(xiàn)錄音場景的聲場精準(zhǔn)還原,音頻工程師需同步采集聲源的空間坐標(biāo)信息,這一技術(shù)實(shí)現(xiàn)的核心依賴于頭部相關(guān)傳遞函數(shù)(HRTF)的建模應(yīng)用。
人類聽覺系統(tǒng)通過解析雙耳接收聲音的時(shí)間差和聲級差形成方位判斷依據(jù)。當(dāng)聲波傳播至聽者時(shí),頭部的解剖學(xué)特征(包括顱骨輪廓、耳廓形態(tài))會對聲波產(chǎn)生獨(dú)特的濾波效應(yīng),改變原始聲音的音頻頻譜。通過精確測量并建立這些聲學(xué)參數(shù)的數(shù)字模型(即HRTF),經(jīng)其處理后的雙聲道音頻就能在回放時(shí)重構(gòu)出與原始聲場一致的方位感,使聽者產(chǎn)生身臨其境的聲像定位體驗(yàn)。
例如,耳機(jī)通過頭部相關(guān)傳遞函數(shù)模擬耳廓濾波效應(yīng),結(jié)合動態(tài)頭部追蹤技術(shù)(如蘋果空間音頻),使聲源方位隨頭部轉(zhuǎn)動實(shí)時(shí)變化,彌補(bǔ)耳機(jī)自然方向感的不足。
包圍感:聲場的終極目標(biāo)
包圍感是聲場的終極目標(biāo)——讓聽者仿佛被聲音包裹,由多聲道覆蓋和低頻彌散效應(yīng)主導(dǎo)。其實(shí)現(xiàn)需滿足:
均勻的能量擴(kuò)散:音箱的指向性設(shè)計(jì)需平衡直達(dá)聲與反射聲比例,例如寬擴(kuò)散角(>90°)揚(yáng)聲器可覆蓋更大聽音區(qū)域,減少“皇帝位”依賴。
相位連貫性:多聲道信號的時(shí)間延遲需精確校準(zhǔn)(誤差<1ms),例如汽車音響通過DSP處理器調(diào)整各聲道延時(shí),使所有揚(yáng)聲器聲波同時(shí)抵達(dá)聽者耳中,營造無縫包圍感。
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(聯(lián)系就說在DAV音視工程網(wǎng)上看到的)
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