
要實(shí)現極富吸引力的家庭影院產(chǎn)品線(xiàn),高質(zhì)量音頻至關(guān)重要。借助于 6 聲道及 8 聲道環(huán)繞立體聲系統,消費者期望無(wú)論在客廳還是臥室,都能從電視,甚至立體聲便攜式媒體播放器中享受到影院級別的音效。
任何一個(gè)揚聲器在特定房間中的位置分布都會(huì )顯著(zhù)影響系統的音質(zhì),所以建立家庭影院系統從來(lái)都不是一件容易的事情,而在使用高端設備的情況下尤為如此。即便消費者購買(mǎi)的是相對簡(jiǎn)單的“家庭影院音箱 (HiTB)”系統,仍然需要正確安裝、連接及配置多個(gè)揚聲器,才能真正實(shí)現最佳環(huán)繞音效。
在很多情況下,配置家庭音響系統對消費者來(lái)說(shuō)太過(guò)復雜,需要技能嫻熟的技術(shù)人員才能完成。揚聲器的擺位和定向必須正確,揚聲器線(xiàn)纜需要在墻內或地毯下進(jìn)行布線(xiàn),而且設備需要進(jìn)行精心配置才能適應房間的不規則性,比如家具、窗簾、不標準的揚聲器擺放和收聽(tīng)位置。在多數家庭中,環(huán)繞音效不理想的主要原因其實(shí)很簡(jiǎn)單,就是安裝不當。
聲霸 (Soundbar) 與揚聲器 (sound projector) 代表著(zhù)家庭影院音頻系統的最高水平,能實(shí)現身臨其境的環(huán)繞立體聲,同時(shí)可避免安裝多個(gè)喇叭而造成的諸多問(wèn)題!奥暟浴钡妹谄渚戮o湊型棒狀外形,低端產(chǎn)品售價(jià)不足200美元,高端產(chǎn)品則超過(guò) 1,000 美元。其寬度大致與平板顯示器相仿,高度一般僅幾英寸,正好可直接將其置于監控器下方。
這類(lèi)精致緊湊型系統真正實(shí)現了在單個(gè)設備中高度集成包括A/V 接收機、揚聲器乃至 DVD 播放器在內的整套家庭影院。這種設計能大幅簡(jiǎn)化安裝工作,只需將電源接通,用一根信號線(xiàn)纜與電視相連即可。此外,在預先知道系統所用揚聲器特性的情況下,與HTiB 類(lèi)似,開(kāi)發(fā)人員可對每個(gè)特定的揚聲器進(jìn)行預處理配置,從而不僅能夠實(shí)現更理想的音效,還能顯著(zhù)降低系統成本。聲霸與HTiB 相比還有一項獨特的優(yōu)勢,即在知道揚聲器驅動(dòng)器相對位置的情況下,可以額外增加控制級別以實(shí)現更優(yōu)異的整體環(huán)繞音效。
這些技術(shù)進(jìn)步需要克服的唯一困難是不斷提高的系統復雜程度,因為設計人員不停地進(jìn)行組件集成,并對它們之間的搭配進(jìn)行優(yōu)化。但是,如果能利用高度集成的片上系統 (SoC) 音頻處理器技術(shù)及設計工具來(lái)避免算法開(kāi)發(fā)與部署,設計人員不僅可顯著(zhù)簡(jiǎn)化設備開(kāi)發(fā)過(guò)程,同時(shí)還能在特定的價(jià)格點(diǎn)提供最高質(zhì)量的音頻。
虛擬化的力量
聲霸與揚聲器的最大優(yōu)勢是避免了安裝多個(gè)喇叭的麻煩。盡管將所有喇叭都擺在了聽(tīng)眾的面前,但采用先進(jìn)的信號處理算法并運用虛擬化技術(shù),仍可模擬出多個(gè)揚聲器擺放在房間各個(gè)方位的音場(chǎng),從而帶來(lái)身臨其境的感覺(jué)。最終結果是以單個(gè)揚聲器箱實(shí)現了擺位良好的多聲道揚聲器系統才能達到的音效。在較高端系統中,使用先進(jìn)的房間校正技術(shù)與均衡算法,能進(jìn)一步擴大最佳聽(tīng)音位的范圍(最佳聽(tīng)音位置),并補償非理想的房間聲學(xué)特性,從而帶來(lái)更精彩的聆聽(tīng)體驗。
雖然仍然需要一定的配置工作,但這一過(guò)程基本無(wú)需消費者參與。對于某些系統,配置工作的內容是在系統啟動(dòng)之前手工選擇一般性的房間形狀和大小。而其它采用更先進(jìn)房間校正技術(shù)的系統則僅需要消費者在房間內接近理想收聽(tīng)位置的地方放置一個(gè)麥克風(fēng),進(jìn)行簡(jiǎn)單的一次性設置就完成了。此后系統將自動(dòng)進(jìn)行配置。
虛擬化并非新技術(shù),其問(wèn)世已經(jīng)超過(guò) 15 年之久了。過(guò)去,聲霸需要多個(gè)數字信號處理器 (DSP) 才能執行解碼、均衡、虛擬化以及其他音效功能。由于 DSP 技術(shù)的最新進(jìn)展,我們可以通過(guò)單芯片來(lái)實(shí)施高質(zhì)量的虛擬化,從而使聲霸及揚聲器的價(jià)格更為低廉。與通用的 DSP 不同,這些器件是為音頻應用而精心優(yōu)化的高效率音頻 SoC 解決方案,集成了進(jìn)一步降低成本所需的大量關(guān)鍵性模擬與數字組件。此外,雖然過(guò)去采用 DSP 進(jìn)行設計必須具備編程知識或專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗,但隨著(zhù)近年來(lái)先進(jìn)軟件開(kāi)發(fā)工具的不斷發(fā)展,對編程知識或專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗的要求越來(lái)越低,甚至在某些情況下完全不需要。
產(chǎn)品差異化
除了傳統的輸入與輸出支持數量,企業(yè)可通過(guò)多種途徑實(shí)現聲霸與揚聲器產(chǎn)品的差異化。鑒于較低端聲霸通常側重于最小化成本,因而這些產(chǎn)品包含二到六個(gè)固定揚聲器驅動(dòng)器、虛擬化和揚聲器均衡電路,能夠提供各種可選擇的音頻效果。流行的音效選擇包括可改善聲音圓潤度及深厚度的重低音效果;“深夜聆聽(tīng)模式”,以改善小音量下的清晰度。同樣,新一代“智能音量控制”算法正在興起。其主要目的是對電影、新聞以及廣告節目的音量變化進(jìn)行編程,從而增強聽(tīng)音體驗。例如,在傳統情況下,觀(guān)看者/聽(tīng)音者“被迫”根據不同的節目不斷上下調節音量,才能達到合適的聲音水平。此外,聲霸還支持純音樂(lè )特性,如增強 MP3 回放。這項功能可以擴展壓縮度極高的音頻流的頻率范圍,使在高質(zhì)量揚聲器上的回放音效更接近原始 CD。
此外,高端揚聲器能支持多達 40 個(gè)揚聲器驅動(dòng)器以及更加多樣化的音效,如全自動(dòng)配置和高級房間校正,從而適應某個(gè)房間獨特的聲學(xué)特性。
揚聲器所支持揚聲器驅動(dòng)器的數量對預期的聲音質(zhì)量有影響。例如,配備四個(gè)揚聲器驅動(dòng)器的聲霸較配備兩個(gè)揚聲器驅動(dòng)器的聲霸能產(chǎn)生更加理想的環(huán)繞音效。一般來(lái)說(shuō),揚聲器驅動(dòng)器不足五個(gè)的系統將采用神經(jīng)聲學(xué)虛擬化 (psychoacoustic virtualization) 技術(shù)來(lái)創(chuàng )建全面的三維聲場(chǎng)。神經(jīng)聲學(xué)虛擬化能在不同的時(shí)間,從不同的揚聲器發(fā)出不同的信息,從而虛擬出寬闊的聲場(chǎng)。由于使用較少的揚聲器驅動(dòng)器,神經(jīng)聲學(xué)虛擬堪稱(chēng)是較低端聲霸的低成本解決方案。
另一種可提供虛擬環(huán)繞音效的技術(shù)是使用機械虛擬化,也稱(chēng)為波束形成 (beam forming)。高端聲霸一般采用該技術(shù),因為其需要更多的揚聲器驅動(dòng)器 —— 40個(gè)以上,才能營(yíng)造虛擬環(huán)繞音效。與使耳朵產(chǎn)生幻覺(jué)、讓人心里感覺(jué)聲音來(lái)自不同方向的神經(jīng)聲學(xué)不同,機械虛擬化可讓聲波在房間內反射,以真實(shí)地營(yíng)造環(huán)繞聽(tīng)音者的聲場(chǎng)。
現代 SoC 集成技術(shù)高度集成了模擬與數字組件以及所有必要的音頻外設,從而使單個(gè)處理器為整個(gè)聲霸系統提供核心動(dòng)力成為可能。對于較低端的設備,由于各組件之間的協(xié)作已獲得優(yōu)化,因而采用 SoC 可大幅度降低設計復雜度,從而加速產(chǎn)品上市進(jìn)程。
特別值得一提的是,設計人員可根據性?xún)r(jià)比從引腳兼容、軟件兼容的 DSP 產(chǎn)品系列中選擇獨立的 DSP,然后在一塊印刷電路板 (PCB) 上進(jìn)行各種引腳兼容的 DSP 簡(jiǎn)單組合,并加載軟件支持的各種特性,從而開(kāi)發(fā)出各種高性?xún)r(jià)比的聲霸產(chǎn)品系列。例如,德州儀器 (TI) 的 DA7xx 系列音頻 DSP 由三款引腳與軟件均兼容,且各自處于不同價(jià)格與性能水平之上的 DSP 構成。
在價(jià)格低廉、性能要求不高的情況下,可以讓高價(jià)值的聲霸?xún)H支持杜比與 DTS 5.1 解碼與虛擬化;中端產(chǎn)品則可增加對房間均衡、重低音增強與其他音頻后處理的支持;高端產(chǎn)品可添加與藍光播放機兼容的高清 (HD) 音頻解碼器。所有這些都可通過(guò) DSP PCM 設計來(lái)實(shí)現
對于較低端的聲霸產(chǎn)品而言,價(jià)格和上市速度是最主要的問(wèn)題,設計人員可以選擇高度集成的 SoC 器件,比如 TI 的 TAS3x 處理器系列。與該處理器系列配套的、簡(jiǎn)單易用的“拖放型 (drag-and-drop)”開(kāi)發(fā)軟件,可以大幅度降低系統復雜性、縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間、降低開(kāi)發(fā)成本。產(chǎn)品差異化和性能優(yōu)化可通過(guò)軟件實(shí)現,硬件平臺則可被多種產(chǎn)品重復利用。
在每種情況下,開(kāi)發(fā)人員都可以通過(guò)支持的具體特性而非實(shí)施過(guò)程來(lái)實(shí)現差異化。這意味著(zhù)應使用現成的算法或者專(zhuān)門(mén)的音頻系統開(kāi)發(fā)工具,而不是手動(dòng)優(yōu)化 DSP 代碼來(lái)實(shí)施標準音頻功能。這樣,進(jìn)一步的產(chǎn)品差異化將集中于通過(guò)擴展音域,改善音質(zhì)來(lái)優(yōu)化具體揚聲器的音效,而非僅讓揚聲器回放音頻。 |