
隨著(zhù)平板裝置這一年多來(lái)在消費電子產(chǎn)品市場(chǎng)的火速竄紅,越來(lái)越多不論是傳統電腦或是手機廠(chǎng)商都紛紛投入這塊領(lǐng)域積極開(kāi)發(fā),而這項產(chǎn)品也成為越來(lái)越多現代人隨身攜帶的配件之一,從網(wǎng)頁(yè)瀏覽、閱讀電子書(shū)、社群互動(dòng)、收發(fā)郵件到遊戲消遣等多種功能應用,儼然已在許多人的生活中扮演了密不可分的角色。
目前市面上的平板裝置五花八門(mén),命名方式從Tablet、Pad到Slate等不一而足,事實(shí)上,若是依據實(shí)際的架構與應用方向來(lái)看,可以簡(jiǎn)單區分為媒體平板(Media Tablet)與PC型平板(PC Tablet)兩種類(lèi)型。所謂的媒體平板,顧名思義是以多媒體資料的處理為核心應用,包括像是收聽(tīng)音樂(lè )、即時(shí)視訊、觀(guān)看線(xiàn)上影片、遊戲娛樂(lè )等等,使用方式較為簡(jiǎn)易直覺(jué),像是iPad的產(chǎn)品定位就可以被歸屬於媒體平板這個(gè)類(lèi)型;至於PC型平板則是近似於一般傳統電腦的設計架構,在硬體規格上更接近電腦的配置,而能滿(mǎn)足更多元的工作任務(wù)需求,但也因此在使用行為上更為複雜。不過(guò)值得注意的是,不論是媒體平板或PC型平板,多媒體影音播放的這項功能都是不可或缺、也持續是各廠(chǎng)商的開(kāi)發(fā)重點(diǎn)。
然而市面上的平板裝置規格五花八門(mén),其硬體規格包括處理器、記憶體、儲存容量、鏡頭像素等,消費者都能輕鬆查詢(xún)、選擇自己想要的規格,但提到與多媒體影音娛樂(lè )最直接相關(guān)的“音質(zhì)”表現,則多半難以從其表面規格衡量該產(chǎn)品是否真能帶給使用者所喜好的音效聆聽(tīng)體驗。我們知道音質(zhì)是影響使用者觀(guān)感的一大重點(diǎn)、更是消費者難以自行判斷選擇的,因此為協(xié)助大眾更明瞭目前市面上平板裝置的音訊品質(zhì),百佳泰(Allion Test Labs, Inc)在此特別揀選了六款較具代表性的平板裝置,包括目前所有市面上的主流作業(yè)系統版本,透過(guò)各種音質(zhì)測量方式進(jìn)行評比,包括有Apple出產(chǎn)的iPad與iPad 2、華為的IDEOS S7、Motorola的XOOM、Acer的A500與Asus的TF101,為將本文焦點(diǎn)聚焦於測試方式與實(shí)際的觀(guān)察發(fā)現,所有受測產(chǎn)品的測試結果將以?xún)H以代號方式顯示。
音質(zhì)測試概念釋疑
表一 受測平板裝置總表
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在實(shí)際的測試上,我們使用音頻分析測試系統,並依據現實(shí)生活中可能遇到的實(shí)際使用情況,設計出各種不同的測試情境,以進(jìn)行受測產(chǎn)品音源訊號在各種測試項目上的測量觀(guān)察、再根據測量結果來(lái)作音訊品質(zhì)的比對與進(jìn)一步分析,詳細的測試項目及測試情境包括有:
l 測試項目
1. 最大輸出不失真測試(Full Scale Test)
2. 動(dòng)態(tài)範圍測試(Dynamic Range Test)
3. 全頻總諧波失真加噪聲測試(THD + n vs. Frequency Test)
4. 頻率響應測試(Frequency Response Test)
5. 串音測試(Crosstalk Test)
6. 聲道平衡度測試(Gain Ratio between Channel Test)
7. 聲道相位差測試(Interchannel Phase Difference Test)
l 測試情境
1. 44K音訊輸出(44K Audio Only)
2. 48K音訊輸出(48K Audio Only)
3. 44K藍牙音訊輸出(44K Bluetooth Audio Only)
4. 44K音訊及影像輸出(44K Audio & Video)
5. 音量控制(Volume Level)
為協(xié)助讀者更具體瞭解每個(gè)測試項目所代表的意義,以下僅就各個(gè)測試項目進(jìn)行說(shuō)明,以更清楚各項測試背後的邏輯及重點(diǎn):
圖一 截波現象
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1. 最大輸出不失真測試(Full Scale Test)
這個(gè)測項主要是在確認受測產(chǎn)品在不失真的情況下的最大輸出電壓,並觀(guān)察是否產(chǎn)生截波現象。輸出電壓會(huì )影響產(chǎn)品可輸出的最大音量,也就是會(huì )左右推動(dòng)負載(像是耳機)的能力,當輸出電壓不足或是超出產(chǎn)品工作範圍限制而導致推力不佳時(shí),便會(huì )使得播放出來(lái)的音質(zhì)顯得生硬而乾扁、或是截波(Wave Clipping)而造成聲音失真的現象。
2. 動(dòng)態(tài)範圍測試(Dynamic Range Test)
這個(gè)測項主要是在瞭解受測產(chǎn)品的音質(zhì)乾淨程度。所謂的動(dòng)態(tài)範圍所要量測的便是原始音訊與背景噪訊的相對差距,以及噪訊在頻域上的分佈情形。訊噪比(Signal to Noise Ratio,SNR)指的是訊號與噪訊的比例(SNR=Psignal/ Pnoise),由於產(chǎn)品在輸出聲音訊號的同時(shí)也會(huì )同時(shí)輸出雜訊,因此,訊噪比越高就代表雜訊越小,音質(zhì)越乾淨;反言之訊噪比低則代表雜訊較大較多,因而直接或間接的影響到原始訊號的音質(zhì)和音色。
3. 全頻總諧波失真加噪聲測試(THD + n vs. Frequency Test)
諧波失真(Total Harmonic Distortion)是一種非線(xiàn)性失真(Nonlinear Distortion)的結果,指的是輸入音訊經(jīng)過(guò)受測裝置處理後在原始訊號頻率倍數位置產(chǎn)生的非原始的訊號,稱(chēng)之為諧波。諧波失真的發(fā)生會(huì )使聲音訊號的品質(zhì)下降、以及一些音訊細節的損失,而當諧波失真過(guò)大時(shí)則會(huì )相當程度改變原始的音色。諧波失真產(chǎn)生的主因可能來(lái)自主動(dòng)元件(例如CODEC、Amplifier)或被動(dòng)元件(例如Capacitor、Ferrite Bead)等。而這個(gè)測項便是在觀(guān)察受測產(chǎn)品諧波失真及噪訊在頻域分佈的情形,而由於音源在透過(guò)藍牙傳輸時(shí)受到的高頻干擾較大,因此在此測試情境下我們設定了不同標準,以符合實(shí)際情境。
4. 頻率響應測試(Frequency Response Test)
圖二 頻率響應示意圖,可見(jiàn)在高頻處的訊號衰減
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頻率響應(Frequency Response)指的是一個(gè)裝置重現原始音訊的精度,也就是完整複製(重播)原始音色的能力。在實(shí)際的測試上需透過(guò)輸入一個(gè)振幅不變而頻率變化的訊號,觀(guān)察其輸出端的響應,若是頻率響應功能不佳,則會(huì )影響到裝置重現聲音頻率範圍的能力。好的頻率響應能力,是在不同頻率點(diǎn)都能輸出穩定的訊號,不過(guò)由於在高低頻訊號重建困難,所以在這兩個(gè)頻段通常都會(huì )出現衰減現象。這個(gè)測試項目主要就在量測聲音在各個(gè)不同頻率的位準並評估其漣波值(Passband Ripple)是否平順、以及觀(guān)察受測產(chǎn)品在高頻與低頻時(shí)的音訊重現能力,通帶漣波值代表的是音頻震盪的幅度,峰值與谷值間的距離越接近,代表漣波值越平穩。
圖三 左右聲道音場(chǎng)示意圖
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5. 串音測試(Crosstalk Test)
串音(Crosstalk)是指來(lái)自不同聲道的干擾噪訊和原始訊號的比值,由於左右聲道相位不同,因此串音有可能造成聲道分離度不足、音場(chǎng)模糊、而無(wú)法準確定位原始訊號要傳達的訊息。因此這個(gè)測試項目主要就在觀(guān)察受測產(chǎn)品防治串音的能力,以及評估其聲道分離度(Channel Separation)。
6. 聲道平衡度測試(Gain Ratio between Channel Test)
左右兩聲道的輸出電壓不同時(shí),會(huì )影響到立體聲的平衡度、造成音場(chǎng)偏左或偏右,而使發(fā)出的聲音產(chǎn)生落差,這個(gè)測試項目就在檢視兩聲道間輸出電壓的差異和比值。
7. 聲道相位差測試(Interchannel Phase Difference Test)
兩聲道的相位差距過(guò)大時(shí),會(huì )造成音像定位不準確而導致聲音模糊,而這個(gè)測試項目就在觀(guān)察兩聲道相位間的時(shí)間延遲(時(shí)間差),時(shí)間差越小就代表相位差越小、音像定位越準確。左右聲道的時(shí)間差會(huì )直接影響到正確的聲音相位,由於不同相位的互相抵消原理,因此會(huì )對原始音訊產(chǎn)生很大的影響。
平板裝置音質(zhì)測試結果分析
在瞭解了前述基本的測試理論基礎之後,我們便可根據不同的測試情境進(jìn)行測試執行與結果分析,本次測試所設計的五個(gè)情境,都是百佳泰根據我們的專(zhuān)業(yè)測試經(jīng)驗,挑選出五個(gè)最具代表性、也是在一般消費者生活中最常見(jiàn)的可能使用情境,包含了對本機DAC的音質(zhì)量測、不同音源格式的量測、透過(guò)藍牙傳輸的量測、影音同時(shí)播放的量測、以及音量控制的安全性驗證等。同時(shí),由於各個(gè)測試情境的環(huán)境條件不相同,因此在不同的測試情境中,即使是執行相同的測試項目,我們也設定出不同的評斷標準,以符合實(shí)際使用環(huán)境的要求。在下列圖表中,數字越大者代表分數越佳、表現越好,以下便是在各個(gè)測試情境下所測得的測試結果。
1. 44K音訊輸出(44K Audio Only)
44K是音訊播放所常見(jiàn)的採樣率,因此也是常見(jiàn)的使用情境,像是一般的音樂(lè )CD都是採用44K採樣率,因此大多數的使用者將CD轉為MP3時(shí)會(huì )延用原始的44K設定來(lái)避免二次採樣。這個(gè)測試情境是在觀(guān)察在44K音訊輸出時(shí),受測產(chǎn)品本機DAC/ AMP的表現能力。
在總共八項的測試評量項目中,有其中兩個(gè)受測品(B及D)的整體表現為最佳,其餘四者則水準各有落差,受測品B並在總諧波失真這個(gè)項目表現最為突出,可惜的是觀(guān)察到串音變大的現象,至於受測品F則在高頻頻率響應衰減明顯,連帶導致漣波值過(guò)大,而受測品C則是在總諧波失真、聲道增益與相位差等三個(gè)項目較需改進(jìn),從表二簡(jiǎn)單的評量結果便可看出,這六臺平板裝置產(chǎn)品在音質(zhì)處理能力的迥異。
表二 44K音訊輸出測試結果
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2. 48K音訊輸出(48K Audio Only)
48K也是另一個(gè)音訊播放所常見(jiàn)的採樣率,主要應用在影像串流和DVD上,由於44K與48K兩者取樣頻率不同,因此在相同裝置上播放也可能會(huì )有不同的表現。這個(gè)測試情境是在觀(guān)察在48K音訊輸出時(shí),受測產(chǎn)品本機DAC/ AMP的表現能力,我們選擇了在44K與48K音訊輸出可能會(huì )產(chǎn)生差異的五個(gè)測試評量項目來(lái)進(jìn)行實(shí)際的測試。
從表三可以看出,受測品A與B在五個(gè)測項中的表現與前一個(gè)測試情境(44K音訊輸出)相似,但其餘四臺受測品則在總諧波失真這個(gè)項目的表現則明顯產(chǎn)生落差,失真程度較為嚴重,為什麼會(huì )普遍出現這樣的現象呢?由於這四臺受測品均是採用Android作業(yè)系統,而Android的原始碼是預設為會(huì )對48K音源進(jìn)行重取樣(Re-sampling)成44K,因此會(huì )造成明顯諧波失真的現象。由此觀(guān)之,Android系統會(huì )對48K音源進(jìn)行重取樣而影響音質(zhì)的現象並未被相關(guān)廠(chǎng)商注意到,也才會(huì )使這樣的問(wèn)題普遍出現在不同品牌的Android平板裝置中。
表三 48K音訊輸出測試結果
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3. 44K藍牙音訊輸出(44K Bluetooth Audio Only)
藍牙在目前已是各種行動(dòng)裝置不可或缺的規格之一,檔案傳輸以及即時(shí)音訊串流都是經(jīng)常被應用的方向。由於透過(guò)藍牙音訊傳輸等於利用藍牙發(fā)送器(Bluetooth transmitter)進(jìn)行輸出的動(dòng)作,因此這個(gè)測試情境就是在觀(guān)察藍牙傳輸會(huì )不會(huì )對音質(zhì)產(chǎn)生影響,總共有五個(gè)測試評量項目。
從表四的測試結果可以看出,雖然受測品C在前面兩個(gè)測試情境中表現不甚突出,但在透過(guò)藍牙傳輸時(shí),反而是在所有受測品中表現最佳、最無(wú)失真影響的裝置,由此便可歸納出受測品C所選用的藍牙發(fā)送器在音訊處理的能力上較其他受測產(chǎn)品來(lái)的優(yōu)秀。從上述的例子我們也可以瞭解到,任何一個(gè)零組件的選用都有可能大大影響到最終的產(chǎn)品品質(zhì)功能,因此透過(guò)完善的前期驗證測試與比對,選擇出最合適的零組件是至關(guān)重要的課題。
表四 44K藍牙音訊輸出測試結果
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4. 44K音訊及影像輸出(44K Audio & Video)
除了單純的音訊播放外,影片的播放也是常見(jiàn)於平板裝置的應用中,因此這個(gè)測試情境就是在觀(guān)察產(chǎn)品同時(shí)處理影音訊號時(shí),本機DAC/ AMP的音質(zhì)表現能力,共有六個(gè)測試評量項目。在與第一個(gè)測試情境(44K音訊輸出)比較後可以發(fā)現到,加上了影像檔的播放後,受測品A出現了串音變大的現象,受測品E則產(chǎn)生較多的諧波失真,相較之下受測品B與D則是不論是否加入影像檔播放,都能維持相同的音質(zhì)表現,因此可以得知在實(shí)際的影音娛樂(lè )享受(同時(shí)播放音訊與影像)上,這兩臺產(chǎn)品能提供較穩定的聲音效果。
表五 44K影像及音訊輸出測試結果
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5. 音量控制(Volume Control)
除了前述的幾個(gè)測試情境外,另外一個(gè)必須注意的便是音量大小的控制,由於過(guò)大的音量會(huì )造成對使用者聽(tīng)覺(jué)上的損害,因此設計這個(gè)測試情境的重點(diǎn)就在觀(guān)察受測產(chǎn)品的各個(gè)可能聲音來(lái)源是否能輸出較接近的音量大小。試想,當使用者原本正在觀(guān)看網(wǎng)路串流影片,突然轉而聆聽(tīng)本機中存放的音樂(lè )時(shí),音量若是突然變大許多,極有可能會(huì )造成使用者聽(tīng)覺(jué)上的不適,長(cháng)此以往嚴重者更可能造成對聽(tīng)力的危害。因此,廠(chǎng)商在設計上,便應注意到對不同聲音來(lái)源的音量大小控制。
在這個(gè)測試情境中我們便列出四種可能聲音來(lái)源,來(lái)量測所產(chǎn)生的輸出音量,並進(jìn)一步比較這四種來(lái)源間音量的差距,差距越小代表越不會(huì )對使用者產(chǎn)生音量差異的衝擊。根據表六可以看出,以受測品C的音量差距為最小,僅有30.3mV,受測品D在播放44K本機音訊檔與播放Youtube內容時(shí)差距最大,達到104 mV,這樣的差距就有可能對使用者在音源切換時(shí)造成聆聽(tīng)時(shí)的不舒適。
表六 音量強度控制測試結果
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追求好用、好看也”好聽(tīng)”的平板裝置
從前述的測試結果可以觀(guān)察到,我們這次選擇的六臺平板裝置出現的音質(zhì)狀況各不相同,像是有的受測品在本機DAC就產(chǎn)生明顯失真,有的則是在透過(guò)藍牙傳輸時(shí)影響音質(zhì),有的是因為軟體設計重採樣而導致音質(zhì)降低、有的則在播放影片檔時(shí)失真變大,也有在處理不同音源時(shí)音量差異過(guò)大而影響使用者感受。
這些狀況背後的原因各有不同,有可能是由於硬體的選擇不適當,像是DSP(數位訊號處理器,Digital Signal Processor)、DAC(數位類(lèi)比轉換器,Digital to Analog Converter)、線(xiàn)纜、或其他主動(dòng)、被動(dòng)元件或擴大線(xiàn)路的影響;也可能是因為軟體面的問(wèn)題,像是前面提到的Android系統原始設計會(huì )對48K音源進(jìn)行重採樣所造成的問(wèn)題,而廠(chǎng)商未能注意並加以修正;此外,裝置軟硬體間的整合不當,也會(huì )造成使用者感受上的極大差異。這些所有潛在的問(wèn)題風(fēng)險,都需要靠多樣化的測試情境設計,並經(jīng)過(guò)反覆的測試驗證,才能找出問(wèn)題所在、進(jìn)而改善並提升品質(zhì)。
百佳泰多年來(lái)在專(zhuān)業(yè)測試領(lǐng)域不斷鑽研,專(zhuān)精於各種不同產(chǎn)品項目的客製化測試與驗證分析,也積極將研究方向拓展到更多更新的技術(shù)領(lǐng)域,以平板裝置這項晚近才推出的新式產(chǎn)品為例,百佳泰便積極投入研發(fā),目前已能提供從軟體到硬體的全面性整合驗證。本文僅以”音質(zhì)”這項常被一般大眾忽略的重要功能為例,點(diǎn)出在目前市場(chǎng)上平板裝置所會(huì )出現的音質(zhì)問(wèn)題,希冀能作為相關(guān)廠(chǎng)商在開(kāi)發(fā)時(shí)的一個(gè)參考指標,不論是媒體平板或是PC型平板,相信音質(zhì)表現都是影響產(chǎn)品在多媒體效能的重要環(huán)節,而也唯有持續推動(dòng)這項產(chǎn)品的技術(shù)進(jìn)步、成熟,才能讓消費者享受到更好、更方便的產(chǎn)品。 |