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要實(shí)現(xiàn)極富吸引力的家庭影院產(chǎn)品線,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(tǒng),消費(fèi)者期望無論在客廳還是臥室,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(yáng)聲器在特定房間中的位置分布都會(huì)顯著影響系統(tǒng)的音質(zhì),所以建立家庭影院系統(tǒng)從來都不是一件容易的事情,而在使用高端設(shè)備的情況下尤為如此。即便消費(fèi)者購買的是相對簡單的“家庭影院音箱 (HiTB)”系統(tǒng),仍然需要正確安裝、連接及配置多個(gè)揚(yáng)聲器,才能真正實(shí)現(xiàn)最佳環(huán)繞音效。
在很多情況下,配置家庭音響系統(tǒng)對消費(fèi)者來說太過復(fù)雜,需要技能嫻熟的技術(shù)人員才能完成。揚(yáng)聲器的擺位和定向必須正確,揚(yáng)聲器線纜需要在墻內(nèi)或地毯下進(jìn)行布線,而且設(shè)備需要進(jìn)行精心配置才能適應(yīng)房間的不規(guī)則性,比如家具、窗簾、不標(biāo)準(zhǔn)的揚(yáng)聲器擺放和收聽位置。在多數(shù)家庭中,環(huán)繞音效不理想的主要原因其實(shí)很簡單,就是安裝不當(dāng)。
聲霸 (Soundbar) 與揚(yáng)聲器 (sound projector) 代表著家庭影院音頻系統(tǒng)的最高水平,能實(shí)現(xiàn)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 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(jiān)控器下方。
這類精致緊湊型系統(tǒng)真正實(shí)現(xiàn)了在單個(gè)設(shè)備中高度集成包括A/V 接收機(jī)、揚(yáng)聲器乃至 DVD 播放器在內(nèi)的整套家庭影院。這種設(shè)計(jì)能大幅簡化安裝工作,只需將電源接通,用一根信號線纜與電視相連即可。此外,在預(yù)先知道系統(tǒng)所用揚(yáng)聲器特性的情況下,與HTiB 類似,開發(fā)人員可對每個(gè)特定的揚(yáng)聲器進(jìn)行預(yù)處理配置,從而不僅能夠?qū)崿F(xiàn)更理想的音效,還能顯著降低系統(tǒng)成本。聲霸與HTiB 相比還有一項(xiàng)獨(dú)特的優(yōu)勢,即在知道揚(yáng)聲器驅(qū)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(xiàn)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(tǒng)復(fù)雜程度,因?yàn)樵O(shè)計(jì)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(tǒng) (SoC) 音頻處理器技術(shù)及設(shè)計(jì)工具來避免算法開發(fā)與部署,設(shè)計(jì)人員不僅可顯著簡化設(shè)備開發(fā)過程,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(yáng)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眾的面前,但采用先進(jìn)的信號處理算法并運(yùn)用虛擬化技術(shù),仍可模擬出多個(gè)揚(yáng)聲器擺放在房間各個(gè)方位的音場,從而帶來身臨其境的感覺。最終結(jié)果是以單個(gè)揚(yáng)聲器箱實(shí)現(xiàn)了擺位良好的多聲道揚(yáng)聲器系統(tǒng)才能達(dá)到的音效。在較高端系統(tǒng)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(kuò)大最佳聽音位的范圍(最佳聽音位置),并補(bǔ)償非理想的房間聲學(xué)特性,從而帶來更精彩的聆聽體驗(yàn)。
雖然仍然需要一定的配置工作,但這一過程基本無需消費(fèi)者參與。對于某些系統(tǒng),配置工作的內(nèi)容是在系統(tǒng)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(tǒng)則僅需要消費(fèi)者在房間內(nèi)接近理想收聽位置的地方放置一個(gè)麥克風(fēng),進(jìn)行簡單的一次性設(shè)置就完成了。此后系統(tǒng)將自動(dòng)進(jìn)行配置。
虛擬化并非新技術(shù),其問世已經(jīng)超過 15 年之久了。過去,聲霸需要多個(gè)數(shù)字信號處理器 (DSP) 才能執(zhí)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,我們可以通過單芯片來實(shí)施高質(zhì)量的虛擬化,從而使聲霸及揚(yáng)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(yīng)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(shù)字組件。此外,雖然過去采用 DSP 進(jìn)行設(shè)計(jì)必須具備編程知識(shí)或?qū)I(yè)經(jīng)驗(yàn),但隨著近年來先進(jìn)軟件開發(fā)工具的不斷發(fā)展,對編程知識(shí)或?qū)I(yè)經(jīng)驗(yàn)的要求越來越低,甚至在某些情況下完全不需要。
產(chǎn)品差異化
除了傳統(tǒng)的輸入與輸出支持?jǐn)?shù)量,企業(yè)可通過多種途徑實(shí)現(xiàn)聲霸與揚(yáng)聲器產(chǎn)品的差異化。鑒于較低端聲霸通常側(cè)重于最小化成本,因而這些產(chǎn)品包含二到六個(gè)固定揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器、虛擬化和揚(yáng)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(jié)目的音量變化進(jìn)行編程,從而增強(qiáng)聽音體驗(yàn)。例如,在傳統(tǒng)情況下,觀看者/聽音者“被迫”根據(jù)不同的節(jié)目不斷上下調(diào)節(jié)音量,才能達(dá)到合適的聲音水平。此外,聲霸還支持純音樂特性,如增強(qiáng) MP3 回放。這項(xiàng)功能可以擴(kuò)展壓縮度極高的音頻流的頻率范圍,使在高質(zhì)量揚(yáng)聲器上的回放音效更接近原始 CD。
此外,高端揚(yáng)聲器能支持多達(dá) 40 個(gè)揚(yáng)聲器驅(qū)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(yīng)某個(gè)房間獨(dú)特的聲學(xué)特性。
揚(yáng)聲器所支持揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器的數(shù)量對預(yù)期的聲音質(zhì)量有影響。例如,配備四個(gè)揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器的聲霸較配備兩個(gè)揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器的聲霸能產(chǎn)生更加理想的環(huán)繞音效。一般來說,揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器不足五個(gè)的系統(tǒng)將采用神經(jīng)聲學(xué)虛擬化 (psychoacoustic virtualization) 技術(shù)來創(chuàng)建全面的三維聲場。神經(jīng)聲學(xué)虛擬化能在不同的時(shí)間,從不同的揚(yáng)聲器發(fā)出不同的信息,從而虛擬出寬闊的聲場。由于使用較少的揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器,神經(jīng)聲學(xué)虛擬堪稱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(jī)械虛擬化,也稱為波束形成 (beam forming)。高端聲霸一般采用該技術(shù),因?yàn)槠湫枰嗟膿P(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器 —— 40個(gè)以上,才能營造虛擬環(huán)繞音效。與使耳朵產(chǎn)生幻覺、讓人心里感覺聲音來自不同方向的神經(jīng)聲學(xué)不同,機(jī)械虛擬化可讓聲波在房間內(nèi)反射,以真實(shí)地營造環(huán)繞聽音者的聲場。
現(xiàn)代 SoC 集成技術(shù)高度集成了模擬與數(shù)字組件以及所有必要的音頻外設(shè),從而使單個(gè)處理器為整個(gè)聲霸系統(tǒng)提供核心動(dòng)力成為可能。對于較低端的設(shè)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(shè)計(jì)復(fù)雜度,從而加速產(chǎn)品上市進(jìn)程。
特別值得一提的是,設(shè)計(jì)人員可根據(jù)性價(jià)比從引腳兼容、軟件兼容的 DSP 產(chǎn)品系列中選擇獨(dú)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 簡單組合,并加載軟件支持的各種特性,從而開發(fā)出各種高性價(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(gòu)成。
在價(jià)格低廉、性能要求不高的情況下,可以讓高價(jià)值的聲霸僅支持杜比與 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(qiáng)與其他音頻后處理的支持;高端產(chǎn)品可添加與藍(lán)光播放機(jī)兼容的高清 (HD) 音頻解碼器。所有這些都可通過 DSP PCM 設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)
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題,設(shè)計(jì)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、簡單易用的“拖放型 (drag-and-drop)”開發(fā)軟件,可以大幅度降低系統(tǒng)復(fù)雜性、縮短開發(fā)時(shí)間、降低開發(fā)成本。產(chǎn)品差異化和性能優(yōu)化可通過軟件實(shí)現(xiàn),硬件平臺(tái)則可被多種產(chǎn)品重復(fù)利用。
在每種情況下,開發(fā)人員都可以通過支持的具體特性而非實(shí)施過程來實(shí)現(xiàn)差異化。這意味著應(yīng)使用現(xiàn)成的算法或者專門的音頻系統(tǒng)開發(fā)工具,而不是手動(dòng)優(yōu)化 DSP 代碼來實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)音頻功能。這樣,進(jìn)一步的產(chǎn)品差異化將集中于通過擴(kuò)展音域,改善音質(zhì)來優(yōu)化具體揚(yáng)聲器的音效,而非僅讓揚(yáng)聲器回放音頻。 |