主觀評(píng)價(jià)在汽車音響系統(tǒng)的應(yīng)用
這是我在2019年深圳國(guó)際音響展暨聲學(xué)樓十四周年年會(huì)上做的報(bào)告。對(duì)主觀評(píng)價(jià)在汽車音響系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。
自我介紹：
曾在松下從事藍(lán)光電影制作、哈曼國(guó)際軟件部門DSP、哈曼國(guó)際ASE部門主觀調(diào)音與聲學(xué)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)?，F(xiàn)在哈曼國(guó)際從事專業(yè)音響/耳機(jī)聲學(xué)系統(tǒng)研發(fā)。
國(guó)際音頻工程協(xié)會(huì)（AES）秘書
美國(guó)聲學(xué)協(xié)會(huì)ASA會(huì)員
百度貼吧正版藍(lán)光吧吧主
Floyd Toole博士所著《聲音的重現(xiàn)》第三版翻譯
一、主觀評(píng)價(jià)的兩個(gè)基本緯度
音質(zhì)音色比較簡(jiǎn)單，稍微介紹一下空間印象。
空間印象俗稱聲場(chǎng)，但是此聲場(chǎng)非彼聲場(chǎng)，和聲學(xué)里狹義上的聲場(chǎng)不同。
哈曼國(guó)際在聲音表現(xiàn)上的目標(biāo)主要是為了現(xiàn)場(chǎng)的感受。對(duì)于空間印象而言，現(xiàn)場(chǎng)舞臺(tái)表演和錄音室的舞臺(tái)寬度Soundstage通常是60度。所以在汽車內(nèi)，聲場(chǎng)感知寬度的目標(biāo)同樣也是60度，前提是立體聲模式。
并且需要注意的是，盡可能同時(shí)確保不同聽音位都有比較好的聲場(chǎng)表現(xiàn)（All passenger模式）。
關(guān)于舞臺(tái)寬度的還原，不但是哈曼國(guó)際的目標(biāo)，也是很多高端客戶的需求。
不過值得注意的是，除了在二維方面滿足現(xiàn)場(chǎng)的舞臺(tái)寬度，在三維上也要滿足舞臺(tái)高度，尤其是低音的定位以及低音與高音定位的一致性。
寶馬740Li未調(diào)音狀態(tài)，中低頻由于低音單元和中音單元的位置，定位并不在駕駛員的目視高度。
需要調(diào)音使得低音與高音高度一致。很多人跟我說感覺中低頻應(yīng)該是從腳底下出來的，這是由于長(zhǎng)時(shí)間聽不標(biāo)準(zhǔn)的汽車音響系統(tǒng)所導(dǎo)致的，高品質(zhì)的現(xiàn)場(chǎng)表演的低頻和中頻一定不是從下方發(fā)出的，而是前方。
與此同時(shí)，要保證音質(zhì)音色和空間印象在以下情況均有相似和穩(wěn)定的表現(xiàn)：
1.調(diào)節(jié)座椅位置和高度
2.人頭轉(zhuǎn)動(dòng)
3.不同聽音位的表現(xiàn)
二、汽車音響的特殊性
車載音響系統(tǒng)的特殊性主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：
1.非標(biāo)系統(tǒng)
2.無法進(jìn)行AB對(duì)比和MUSHRA測(cè)試
3.非對(duì)稱系統(tǒng)
4.多聲道系統(tǒng)
非標(biāo)系統(tǒng)則主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：
揚(yáng)聲器系統(tǒng)架構(gòu)的不同
不同數(shù)量的揚(yáng)聲器對(duì)應(yīng)不同的產(chǎn)品定位。
而不同種類的單元也對(duì)應(yīng)了不同的客觀和主觀表現(xiàn)，需要不同的調(diào)音策略。
揚(yáng)聲器的位置不同
比較容易理解的是高音位置的不同，會(huì)通過HRTF影響聲像定位和音色。高音分別位于車門、A柱和IP所需要的調(diào)音策略和方法是不同。
值得注意的是，超重低音單元（低音炮）的安裝位置同樣非常重要，由于汽車內(nèi)部不同的位置（底盤、Rear Deck、備胎位、扶手箱、后備箱側(cè)面）具有不同的剛性，即便相同的低音炮在不同位置也會(huì)因?yàn)槠嚱Y(jié)構(gòu)的不同而導(dǎo)致聲學(xué)性能的差異，需要有不同的調(diào)音策略和方法。
第三點(diǎn)則是因?yàn)椴煌嚨慕Y(jié)構(gòu)不同
即便是非常相似的系統(tǒng)和完全相同的調(diào)音文件，在兩款容積和尺寸比較相似的車型上也會(huì)有截然不同的表現(xiàn)，尤其是在聲場(chǎng)上。
第四點(diǎn)則是由于內(nèi)飾不同
基本是同一款車型，也會(huì)因?yàn)椴煌膬?nèi)飾材料而導(dǎo)致聲音的差異。
綜上，由于汽車音響系統(tǒng)的種種特殊型，所以不存在標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)。經(jīng)常有人跟我講想做一套標(biāo)準(zhǔn)化的系統(tǒng)，但不論從聲學(xué)原理還是實(shí)際應(yīng)用，都不存在標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)。哈曼國(guó)際及其前身從1936年從事車載電子至今沒有發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)的可能性，所有車載音響系統(tǒng)必須有相對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)和調(diào)音才能在特定的車型內(nèi)達(dá)到最好的效果。
此外，不同的品牌在風(fēng)格上略有差異。
車載音響系統(tǒng)的第二個(gè)特殊性體現(xiàn)在無法進(jìn)行AB對(duì)比試聽和MUSHRA測(cè)試，其根本原因在于無法進(jìn)行快速切換，一個(gè)人不可能在一個(gè)汽車內(nèi)瞬間移動(dòng)到另一個(gè)汽車內(nèi)。所以需要調(diào)音師有極強(qiáng)的聽覺記憶能力，并且以參考聽音系統(tǒng)為評(píng)價(jià)尺度。
中文翻譯可能有些問題，實(shí)際上Reference Room是一套參考級(jí)聽音系統(tǒng)。
哈曼國(guó)際參考聽音室在全球范圍內(nèi)一共有4個(gè)。
分別位于美國(guó)Novi、德國(guó)、日本名古屋和中國(guó)蘇州。我曾是中國(guó)蘇州Reference Room的負(fù)責(zé)人。哈曼國(guó)際專門從事主觀評(píng)價(jià)的Global Benchmark部門和專門從事主觀調(diào)音的ASE部門均以Reference Room為參照進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)。
除此之外，哈曼標(biāo)準(zhǔn)的車載音響系統(tǒng)的特殊性還體現(xiàn)在：
至少200左右段EQ，復(fù)雜的系統(tǒng)可能有1000段EQ
每個(gè)聲道均有特定的延時(shí)、Limiter、增益
幾十至數(shù)百個(gè)參數(shù)調(diào)節(jié)的混音邏輯。由于目前大部分音源均為立體聲，但車載音響屬于多聲道系統(tǒng)，所以需要特殊的混音邏輯進(jìn)行預(yù)處理，包括中置聲道的處理和低頻管理等。
多種音效算法，包括Logic7、QLS等環(huán)繞算法。
需要數(shù)百至上千小時(shí)的主觀聽音。
以我個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，由于這樣的復(fù)雜程度和特殊性，車載音響系統(tǒng)的調(diào)節(jié)是所有聲學(xué)產(chǎn)品內(nèi)，調(diào)音和主觀評(píng)價(jià)要求最高的。
并且，主觀評(píng)價(jià)占到調(diào)音過程中的絕大部分。
但這里并不是說客觀測(cè)試不重要，客觀數(shù)據(jù)是基礎(chǔ)，尤其對(duì)于低頻部分。只不過由于車載音響的特殊性和人耳對(duì)多聲道系統(tǒng)的聽覺特性，使得主觀評(píng)價(jià)尤為的重要。
多聲道系統(tǒng)與立體聲系統(tǒng)的區(qū)別
基于Floyd Toole博士的理論，由于人類對(duì)于直達(dá)聲和反射聲的人耳聽覺心理聲學(xué)特性，通常在房間內(nèi)實(shí)測(cè)的SP頻響曲線不應(yīng)該是平直和平滑的。
但依然有類似CEA2034A的標(biāo)準(zhǔn)可以在一定程度上量化立體聲音箱系統(tǒng)的音色表現(xiàn)。
而對(duì)于車載音響系統(tǒng)，頻響曲線同樣不應(yīng)該是平直和平滑的，但原因則更加復(fù)雜：
1.虛擬聲像
2.聽覺窗口
3.掩蔽效應(yīng)
4.雞尾酒會(huì)效應(yīng)
雖然傳統(tǒng)的立體聲系統(tǒng)大多數(shù)聲像也是虛擬聲像，但至少Soundstage和感知生源寬度可以有立體聲音箱的位置大致確認(rèn)和計(jì)算。
但是對(duì)于汽車音響而言，由于Soundstage的目標(biāo)和實(shí)際音響單元的位置完全不同。所以相對(duì)平直的曲線有時(shí)會(huì)是image定位劣化，前提是不考慮算法的情況下。
上圖中，綠色為實(shí)際單元位置，紅色為目標(biāo)聲像位置。
第三點(diǎn)則是由于汽車內(nèi)部的聲學(xué)環(huán)境所致，即便是位置相近的聽覺窗口內(nèi)，一個(gè)聲道的頻響曲線也會(huì)有巨大變化，所以，單一聲道的頻響曲線平直本身就是一個(gè)偽命題，理論上是無法實(shí)現(xiàn)的。
與此同時(shí)，同一聲道在汽車內(nèi)不同聽音位的頻響曲線也有著巨大的差異，如果在某一個(gè)位置將某一個(gè)聲道的頻響曲線條平，則很有可能導(dǎo)致其他位置頻響曲線進(jìn)一步惡化。
以上兩張圖片均為未調(diào)音狀態(tài)的RAW DATA。
掩蔽效應(yīng)和雞尾酒會(huì)效應(yīng)則是常見的人耳聽覺心理聲學(xué)特性。
多個(gè)揚(yáng)聲器會(huì)在不同的頻段有著不同的相互掩蔽，這種掩蔽不僅包括頻域掩蔽，也包括時(shí)域掩蔽，因?yàn)椴徽撌荝AW DATA還是調(diào)音之后的聲音，每一個(gè)聲道到達(dá)每一個(gè)位置的延時(shí)都是不同的。
所以基于以上種種特性，最終的FSB頻響應(yīng)該是類似于這樣的。
汽車音響音色的主觀評(píng)價(jià)
由于人耳聽覺的心理聲學(xué)特性，汽車音響的調(diào)音應(yīng)該以主觀評(píng)價(jià)為主。
這里最特殊的當(dāng)屬中置音箱的調(diào)節(jié)。
前后兩組曲線是僅調(diào)節(jié)中置音箱0.2ms延時(shí)的頻響差異，可以說是微乎其微的。其實(shí)不只是頻響，其他常見的聲學(xué)指標(biāo)也幾乎沒有差異。但是音質(zhì)音色和中央虛擬聲像的表現(xiàn)差異是極其巨大的，尤其是聲像。這一點(diǎn)如果做過汽車音響調(diào)音的人應(yīng)該不會(huì)陌生。
其原因主要是前文提到的雞尾酒會(huì)效應(yīng)，由于單元尺寸、磁路、靈敏度、聽覺窗口曲線、混音邏輯和算法等的不同，中置音箱的音色本身和其他聲道的差異很大，人耳聽覺會(huì)優(yōu)先注重這個(gè)差異點(diǎn)。這種差異遠(yuǎn)高于0.2ms/6.8cm的影響。
再考慮到對(duì)汽車內(nèi)各個(gè)聽音位的均衡（All passenger mode），F(xiàn)SB總頻響應(yīng)該是類似于這樣的曲線。
其中，100Hz左右的凹陷是為了均衡不同位置的低音表現(xiàn)。200～400Hz如果對(duì)于普通的藍(lán)牙音響和立體聲音響系統(tǒng)，可能會(huì)主觀上感覺人聲偏厚、突出。但由于我之前所講人耳聽覺的心理聲學(xué)特性，此時(shí)人主觀上不會(huì)覺得人聲中頻突出。如果執(zhí)意把頻響調(diào)平，會(huì)導(dǎo)致人聲偏薄，適得其反。
于此同時(shí)，低頻部分相較于1kHz的突出，是為了掩蔽汽車NVH和行駛過程中的路噪、胎噪、風(fēng)噪等問題。如果有ANC的車型也需要不同的策略和銜接算法。
并且調(diào)音過程中，要考慮汽車量產(chǎn)裝配公差的影響，防止由于調(diào)音導(dǎo)致的異音等NVH問題。這需要對(duì)不同車型NVH的熟悉程度。
以上所有均為靜態(tài)調(diào)音的基本介紹，實(shí)際調(diào)音還要考慮SDVC（速度音量控制）、SDEC（速度EQ控制）。
汽車音響聲場(chǎng)的主觀評(píng)價(jià)
以下是一些常見的汽車音響聲場(chǎng)的問題，均需要通過調(diào)音解決。
聲音是很難通過問題描述的，我上述所講的一些最常見的基本問題，并不是特別容易理解。
對(duì)于聲場(chǎng)的精確評(píng)價(jià)（不同樂器的位置、寬度、距離）以及調(diào)音過程中克服聽覺適應(yīng)和保持參考聽音系統(tǒng)準(zhǔn)確的聽覺記憶的能力需要大量的聽音訓(xùn)練。
由于LS/RS高音揚(yáng)聲器位置導(dǎo)致的聲場(chǎng)不對(duì)稱，想要均衡每個(gè)位置的聲場(chǎng)表現(xiàn)是很有難度的，因?yàn)樗麄兺腔ハ嚓P(guān)聯(lián)的。
以我個(gè)人的經(jīng)歷和我對(duì)全球范圍內(nèi)全職主觀評(píng)價(jià)/調(diào)音工程師的了解，基本都需要半年～一年的訓(xùn)練。
我個(gè)人從來沒有見過有人可以在沒有經(jīng)驗(yàn)的情況下，半年內(nèi)完成上述調(diào)音評(píng)價(jià)和工作。
汽車音響聲場(chǎng)和音色的綜合評(píng)價(jià)
Klippel的實(shí)驗(yàn)表明，人耳主觀評(píng)價(jià)中，音質(zhì)和空間印象（聲場(chǎng)）的表現(xiàn)都非常重要，甚至聲場(chǎng)的表現(xiàn)要更重要一些。
我之前所講，汽車調(diào)音有幾百甚至上千個(gè)參數(shù)和1000～10000條曲線。
改變?nèi)魏我粋€(gè)參數(shù)，均會(huì)導(dǎo)致聲音發(fā)生變化。但這種變化有時(shí)是相互矛盾的。
對(duì)某個(gè)參數(shù)調(diào)節(jié)，可能會(huì)使得某個(gè)位置的音質(zhì)表現(xiàn)更好，但與此同時(shí)，該聽音位的聲場(chǎng)表現(xiàn)會(huì)變差。對(duì)某個(gè)參數(shù)調(diào)節(jié)，可能會(huì)使得某個(gè)位置的聲場(chǎng)表現(xiàn)更好，但與此同時(shí)，該聽音位的音質(zhì)表現(xiàn)會(huì)變差。
前面講了，一輛高品質(zhì)的車載音響系統(tǒng)通常有十幾個(gè)甚至幾十個(gè)聲道、音效算法、混音、延時(shí)、limiter。這其實(shí)和調(diào)音臺(tái)是很相似的，而不論如何調(diào)音，對(duì)于汽車音響系統(tǒng)這樣一個(gè)十分特殊的聲學(xué)系統(tǒng)，很難兩全其美，所以到底該擁有什么，該舍棄什么，如何權(quán)衡，我個(gè)人認(rèn)為需要對(duì)音樂本身有比較深刻的理解。
就像我之前所說，一輛高品質(zhì)汽車音響需要幾百上千個(gè)小時(shí)的調(diào)音，短短的半個(gè)小時(shí)無法講解全部。而且很多內(nèi)容尚屬于公司機(jī)密，無法講解。而我所講的不過只是不到10%的比較基礎(chǔ)的部分。汽車音響國(guó)內(nèi)起步較晚，希望能夠給各位帶來一點(diǎn)微小的幫助。
