專業音響也可以"高清晰"
來源:中國數字音視網 編輯:數字音視工程 2010-01-05 00:00:00 加入收藏 咨詢
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愛迪生發明的蠟筒錄音機是用來記錄和還原聲音信息的,貝爾發明的電話受話器實現了聲音和電流之間的轉換,而擴聲系統則是用來把聲音轉換后的電流能量放大若干倍后再發出來。
一百多年來,這幾種與聲音有關的技術門類都發生了翻天覆地的變化,蠟筒相繼為鋼絲、磁帶、密紋唱片和CD唱片所取代;話筒由最初的炭精式發展到了電容式,原始的受話器早已變成了電動揚聲器;電擴聲系統也由最初的幾十毫瓦發展到了幾十千瓦以上,音頻電信號的失真甚至可以低到忽略不計。
遭遇瓶頸
聲音信息的記錄和重放方面的許多發明創造,反過來形成和充實了應用物理的一個分支學科—電聲學,以及相應的技術—音響技術。這個領域曾經在全世界范圍內滋生了數以千萬計的愛好者,人稱“發燒友”,他們迷戀于聲音重放中的每一處細節改進,他們用各種方式去體會聲音重放的效果。一套出色音響產品的設計師往往本身就是一位“資深發燒友”,用他們的執著推動著音響技術不斷發展。在現代,音響產品有的做得已經相當不錯,然而要達到“真實的再現”仍需付出艱辛的努力。比如,不用睜開眼睛去查看,人們也完全可以分辨出一個真實的聲音環境和一個由電聲器材 還原出來的聲音環境之間的區別。
“真實的再現”又是與可否“清晰地聽到”息息相關的。
當今信息技術強大到可以在一秒鐘內處理上百億個數據,卻對付不了每秒鐘兩萬次以下的音頻振動,表現在無法突破聲音記錄和重放的最后環節—電/聲轉換所存在的瓶頸,以及最初環節—聲/電轉換的技術問題。
聲音記錄和重放的“最初環節”是由錄音師操縱錄音設備實現的,雖然不同的錄音師在錄音的技術,或錄音的藝術,在認識水平上存在很大差別,但很大一部分原因是因為他們手頭沒有一套更高質量的聲音重放設備,重放出來的聲音自然就不能反映出錄音師的真實水平,或者真實的創意,由于對素材和“半成品”無法形成正確的信息反饋,導致整個錄制過程可能具有盲目性,甚至一些大致的指標(比如整個頻率段信號強度的均衡)都無法掌握:貝司是不是給重了?低音鼓是不是有氣無力?更不要說對一些細節的把握和追求了。就這樣,從“源頭”起就已經失去了真實還原的可能。
所以從這個意義上來講,“最初環節”問題大部份應當歸咎于“最后環節”,還是電/聲轉換的問題。如果說音響技術是個“水桶”,那么音箱(也就是揚聲器系統)就是水桶的“短板”,幾十年以來它嚴重阻礙了人們向著聲音重放“真實感”目標邁進的步伐。
挑剔的耳朵
人類的耳朵相當寬容,對于各種各樣音箱發出的那些不那么真實的聲音都“照單全收”、滿盤接納了。這種寬容其實不僅僅表現在聽覺上,即便是“眼見為實”的視覺方面,人類也有極大的寬容度,不是嗎?正是這些寬容造就了戲曲、影視及其“小品”欣賞的心理基礎。
一段口技表演可以讓人心馳神往,電影“擬音”用晃動的金屬板去模擬雷鳴也不會有人提出異議。
但這并不能說明人類對于自然逼真的聲音沒有渴求,為此一些有志之士正在為此作著不懈的努力!
人類總是要不斷地進步的,一些不滿足的人,一些挑剔的人,對于市場上那鋪天蓋地的唱片,和音響店林林總總的音響器材不太滿意,要互相切磋,互相打聽,要上論壇發表看法。這些人有的是音響發燒友,有的是音樂人,有的是錄音師,他們挑剔的耳朵造就了一類新的產品—監聽音箱。
監聽音箱原本是用來對于錄制、編輯、制作的音頻節目進行主觀審聽的設備,是用來最大限度地保證聲音還原準確性的電聲產品。俗話說它是“用來挑毛病的”設備。
隨著電子科學技術的飛速發展,對于聲音的記錄和重放質量水平有了更高的要求,對監聽音箱的技術水平也相應有了更高的要求。比如二十年前聽到的一些夠“發燒”水準的唱片,用現在的高檔監聽音箱一聽就會發現破綻百出:噪聲奇大,失真嚴重,聲像模糊。你無論如何也難以把它們歸入優秀作品之列。
因此,從技術層面來說,擁有高檔監聽音箱是錄音師們制作出高水準唱片的必要手段。
監聽音響的出現滿足了那些制作音源(比如LP唱片、CD光盤)的錄音師們,以及廣播電臺、電視臺的音樂編輯等等的需求,這是一個對于聲音的真實還原要求極高的人群。正是這樣一些人,他們急切地想把作品中的每一個聲音細節都聽得明明白白、真真切切!細節決定成敗,音響科技已經發展到今天,縱覽世界,任何一個成功的音樂人都應該能敏銳地把握聲音的每一個細節。
音響“高清”呼之欲出
客觀上來說監聽音箱比起我們通常概念上的Hi-Fi(英文原意是“高保真”的意思)音響,其電聲學指標要高出很多。
借用視頻領域時下正火的詞匯,如果說“Hi-Fi”音響可以比作“標清”,那么“監聽”音響應當算得上是“高清”了,這并不是文字游戲,而是實實在在的聽感需求。
從專業角度來看“監聽音箱”的理念本來就源自對“高清”的追求。
“高清”電視的問世,纖毫畢現的屏幕讓部分觀眾感到不適應,原來印象中那些光艷照人的影星們臉面上,不怎么雅觀的名堂竟有這么多!這就要求導演、演員和化妝師付出更多的勞動去掩飾這些瑕疵。
使用傳統的“標清”電視固然可以維持一種朦朧的審美標準,但是人們曾經“寬容”的視覺,已經不能再容忍模模糊糊的圖像,追求“看到更多細節”的觀眾日益增多,推動了電視圖像技術由“標清”向“高清”的迅速過渡。
同樣,錄音技術及其記錄、還原手段的提高,為了讓專業的和非專業的聽眾都能夠聽到更加真實的演出現場還原,或者大自然環境聲音的再現,音響也應該做到“高清晰”,如此一來,音響的“高清”也就呼之欲出了。
概念和標準
那么,什么是“高清晰”音響?我以為它應該是秉承了監聽音響的技術理念,同時又是為音樂產品制作的和欣賞的兩大群體服務為目的的音響產品。
作為音樂欣賞不是已經有了“Hi-Fi”音響嗎?
“Hi-Fi”音響由于受到商家和廠家過多地渲染,它們重放出的聲音也就或多或少地被染上了冷或暖的“顏色”,或者被賦予了軟或硬的“性狀”??陀^上是由于音響系統設計和制造上的缺陷所導致。比較專業的說法,前者是一種頻率失真的表現,后者是諧波失真現象,這兩種失真都很容易被測量出。然而出于商業利益的需要,為了掩飾這些缺陷,它們往往被說成是“個性”。還有一種對于音色有較大的改變的失真—“聲染色”現象,而這種失真到了商家那里甚至被美化成為所謂“風格”。“Hi-Fi”音響的這些“風格”和“個性”已經在音響界成為約定俗成的評價術語。
作為“高清晰”音響,應當區別于“Hi-Fi”音響,它應最大限度地降低失真,最大限度地忠實于原作品,不應當有“風格”,也不應當有“個性”。
其實,熱鬧了幾十年的“Hi-Fi”音響到現在并沒有一個具體的標準,而作為“高保真”音響的國家標準又制定得相對粗略,門檻也非常低,它明確表明就是一個“最低性能要求”,幾乎任何一套音響系統都可以做到,很難說它們可以滿足“清晰”重放的要求。
“高清晰”音響客觀技術指標的要求會遠遠高于“高保真”音響國家標準。
就目前技術上來看,監聽音響已經在很大程度上可以滿足聽眾對于還原聲音細節的要求,一般來說它們是最沒有“風格”和“個性”的,但由于它的設計是針對錄音師這個行業的,對于普通使用者來說會受到操作上的局限,這能被抱有單純欣賞音樂為目的的消費者所接受嗎?
目前監聽音響還有一個不容忽視的缺陷,無論音箱大小,普遍都缺少了40Hz以下的頻率范圍。“高清晰”音響當仁不讓地承擔起了這部分責任,旗幟鮮明地表明:應當平衡地重放所有能夠被人耳聽見的聲音!
不可缺少的“0.1”
40Hz以下是“超低音”的范疇,這一段頻率對音色的貢獻往往被忽略,但是它們是如此的重要,可以說是無處不在,如果不能很好地錄制并且還原出來,“真實感”就會喪失許多。聲音是靠空氣傳播的,我們生活在地球的大氣層,周圍無時不刻地進行著許多巨大的能量轉換過程,都會產生不同頻率、不同聲壓級的超低音,而超低音在空氣中的衰減非常小,傳播距離非常遙遠,它們對我們的聽覺構成了很大影響。
在音樂廳欣賞音樂,也能不斷地領略到它們,當然,不是作為環境聲,而是作為樂音音符,它們都氣勢磅礴地存在著—比如管風琴、低音鼓、英國管、三角鋼琴等。
作為“高清晰”音響,絕不能不包括“超低音”。
最常見音響系統,即功率放大器+音箱,無論是二分頻音箱還是三分頻音箱都放不出像樣的超低音來,即便是“頂天立地”的落地式音箱,也很難發出超低音,經??梢钥吹匠霈F這種情況,雖然它們的揚聲器錐盆看上去在強烈地振動,卻聽不到聲音。
從聽覺范圍的20Hz到20KHz,總共音域是10個八度,超低音占據了一個八度。如果這10個八度算作是“1”的話,超低音就是其中的“0.1”。
如果連同40Hz-80Hz的“重低音”(許多的音箱連這部分聲音都還原不好)算在內就有整整兩個八度,合成超重低音。
問題的嚴重性不僅僅在于損失了這兩個八度,還在于音箱的揚聲器錐盆在這種強烈振動下,不但會對中高頻產生“調制”失真,而且還會發出別的聲音來,這就是諧波失真。聽覺上的一個重要特點就是對于諧波分量非常敏感,即超重低音區域的每一點諧波失真,都會被“放大”到嚴重改變音色的程度!
多少年以來,由于技術上的原因,人們無法正視這個“0.1”,比較常用的辦法是把超低音從整個音樂作品中“切割掉”,這也是不得已而為之的。
聲音頻譜中這么重要的成分被切掉,還能夠有真實感嗎?
因此,作為音響高清晰重放,不能缺少純凈的(技術上的描述是諧波失真很?。┏鸵糁胤攀侄巍?br /> 當然,有些節目的錄音素材中不小心混入了不需要的低頻信號,比如不屬于節目內容的交通噪聲、風吹話筒的噗噗聲,在編輯的時候應當把它們“切掉”,這自不在話下。
“超低音”重放需要高品質低音炮的加入
“低音炮”其實就是40多年前被提出來的“中央揚聲器”,由電子分頻的方式從全頻帶的聲音信號中分離出超低音信號來單獨處理,通常由獨立的放大器推動獨立的揚聲器系統發聲。而且這個放大器通常就和揚聲器系統設置在一起,成為“有源低音炮”。
對于超低音的還原,目前最好的辦法就是采用低音炮。
但是許多低音炮產品的問題,普遍是在低音區的60Hz-120Hz有超常的加重,感覺很有“力度”,用它來放迪斯科音樂,或者觀看功夫片,去夸張那種“拳拳到肉”的人工音效是不錯的,而一旦頻率到了超低音區就會失控,出現巨大的諧波失真,超低音被搞得面目全非。由于頻率響應的低音局部過于加重而失去了平衡,用發燒友的評價是“低音肥大、臃腫”,很吵,很鬧,又成為“擾鄰”的主要原因之一。
既要保證重放頻率向下延伸到超低音區,又要保證在這個區域里重放出來的聲音不失真,至今仍然是電聲學領域的一個巨大難題。
各國的音響工程師都做了很多努力,形成了一些口碑不錯的超低音品牌,比如“velodyne”、“SVS”等等,其中比較突出的是velodyne著名的HGS(10英寸),達到了85dB@20Hz(總諧波失真THD≤10%),這表明它的低音炮能夠在超低音區的低端頻率20Hz重放出85dB的純音來。芬蘭的“Genelec”則在它為人熟知的監聽音響系列中把同品牌低音炮作為可選項。而中國的后起之秀“其真”低音炮(10英寸)卻已經把指標推進到了89dB@20Hz(總諧波失真THD≤10%)這樣一個世界領先水平。
“高清晰”音響關鍵還在于音色的準確
研究表明,聲音信號的高清晰重放,有賴于對“音色”的準確把握,無論是自然聲響還是音樂家演奏的樂器聲響,都存在一個是否能夠把音色還原準確的問題。
音色雖然是一個主觀感覺的概念,但是也有著其客觀數據的依據,它取決于頻譜,也取決于“音頭”和“音尾”,還與音高和聲強有關。
不同聲音有不同的音色,比如拉弦樂器中的板胡和二胡發出的聲音是不相同的,就是因為它們有著不同的音色。音色的客觀依據,對于音響設備來說主要就是“頻譜”—靜態音色,和“瞬態”—動態音色,如果把握住這兩點,這個音響距離成功地實現聲音信號的高清晰重放就不遠了。稍微常見的一個例子:生活中你可以很容易區分出雨點落在雨傘上,和落在芭蕉葉上聲音的不同,但是通過音箱重放出來的這兩種錄音,你還能聽出它們之間的區別嗎?
“頻譜”一詞好像有些專業,我們如果做一下類比就不難理解了,它就像現代刑偵專業里常使用的“DNA鑒定”一樣,每一個人都有僅僅屬于他自己的“DNA圖譜”,根據這個圖譜,法醫不難判斷取自現場的一些樣品是否屬于某個人。同樣的道理,“高清晰”音響所重放出來的聲音,應當最大限度地準確重復某個聲音原來的頻譜,這也就保證了音色還原的準確。
在靜態音色和動態音色的還原都得以保證以后,才能涉及到更高級的立體聲聽覺功能——縱深感和高度感,它們的再現水平就更依賴于錄音技術和聲音重放設備的水準。這個問題又回到了本文的開始所提到的“最初環節”問題大部份應當歸咎于“最后環節”,還是電/聲轉換的問題,亦即是否擁有高清晰音響的問題。
如果錄音師并沒有意識到這一點將是不幸的,他們手里往往缺少真正意義上的監聽音響,更談不到“高清晰”了,那他們每天的工作就是同扭曲了的聲音糾纏在一起。
沒有了“真”,當然難以創造出“美”。
不容忽視的聽音環境
聽覺仍然是一個非常復雜的感覺過程,即使頻譜的還原已經相當準確,瞬態特性也做得相當完美,在不同的環境和不同的人聽上去仍然是有差別的,有的時候這種差別還非常大。
值得強調的是,聽音環境和演出現場有著截然不同的聲學要求,從理論到實踐都要講科學,建筑聲學設計才能獲得成功。
一個充滿著反射聲的環境不但直接破壞了“聲像定位”的準確性,而且對于音色的還原產生了極為不利的影響。
聽音環境的聲學處理的重要性是怎么強調也不為過的。聲音重放對于聲音環境的依賴程度,要遠遠高于高清晰投影機對于高質量屏幕的要求。
有了“高清晰”音響,再加上環境的聲學處理,才可以獲得真正的音響“高清晰”享受。
高清音響的前景
無論如何,視頻技術已經在普及“高清”了,音響技術也一定會大踏步地走向“高清”。
音樂人和錄音師們或許應當成為“高清”音響使用者,這樣才能提高他們的作品演繹水平和制作水平,從而引領廣泛的有品位的音樂欣賞活動。
可以預料的是,“高清”音響必然受到那些期望“聽到更多真實細節”的聽眾的追捧,形成新的消費需求。
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