前情回顾

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CEDIA关于音频技术方面的推荐规范:

CEB22与RP22

在行业推荐规范方面,CEDIA针对全宅影音智能行业的特点,推出了多个不同领域的推荐规范指南。其中在家用领域就包含了音频技术类推荐规范、视频技术类推荐规范以及项目施工类推荐规范等。更为重要的是,为了获得更加权威的行业标准,CEDIA联手CTA(Consumer Technology Association)美国消费者技术协会共同成了R10技术规范专家团队。整个R10团队由CEDIA协会技术与标准高级总监Walt Zerbe主持,共有超过130名行业技术专家参与,包括了SMPTE美国电影与电视工程师协会、DTS与Dolby公司技术专家、内容创作者等等。今年,CEDIA针对近几年音视频行业的众多新技术,包括音频领域的沉浸式三维音效技术、视频领域的4K、8K与HDR技术等,正在修订新一代的音视频行业推荐规范,也就是RP22音频推荐规范以及RP23视频推荐规范,并计划在2023年内正式公布。

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接下来,我们先来集中了解一下CEDIA在音频技术方面的重要推荐规范,CEB22家庭影院音频设计推荐规范,同时也会透露关于新的RP22音频推荐规范在沉浸式三维音效技术方面的要点。

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CEB22家庭影院音频设计

推荐规范要点

尽管CEB22推荐规范是在2009年就已经推出,至今已经有10多年的时间,但家庭影院音频设计的整个大框架与我们要达到的音质目标并没有发生太大的变化,主要是增加了沉浸式三维音效的部分要点(这部分已经纳入RP22推荐规范之中),对于我们设计家庭影院整个音频系统依然有着相当高的参考标准的。值得留意的一点,CEB22这份推荐规范当中所涉及到的标准分别来自国际权威的组织与机构,包括Society of Motion Picture and Television Engineers(SMPTE)美国电影与电视工程师协会、Audio Engineering Society(AES)国际音频工程学会、International Telecommunications union  (ITU)国际电信联盟、European Broadcasting union  (EBU)欧洲广播联盟、International Electrotechnical Commission (IEC)国际电工委员会、International Organization for Standardization(ISO)国际标准化组织等,而当中也纳入了以下机构的行业推荐规范,包括杜比实验室、THX与ISF。

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家庭影院的主要用途是观看电影,同时也能满足用户听音乐、看电视、玩游戏等。CEB22推荐规范的目的是为了让我们设计的家庭影院音频系统能够达到国际上的行业标准,同时也能满足日常的娱乐需求。在整个家庭影院音频系统整体设计之中,最难解决的问题是房间固有的声学缺陷,我们需要利用各种不同的手段进行弥补,但必须注意音频设计并非盲目依照某种单一的解决思路就能解决问题,而是要根据实际的情况与客户的需求进行调整,以达到最佳的声学表现。

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1. 音频系统的性能要求

●No coloration重现的声音没有出现声染问题,同时整个系统中的所有扬声器都应该有着相近的音色,包括前置音箱与环绕音箱。

●A continuous, smooth sound stage实现一个连续与平滑的前置声场。前置声场对于家庭影院的音频重现是最重要的一环,左右音箱到中置音箱的位置与方向应该是完全一致的。

●Envelopment环绕扬声器系统能够提供令人信服的包围感。包围感主要是通过环绕扬声器来实现的,根据不同的使用环境来选择合适的环绕扬声器的工作状态。

●Dialogue intelligibility清晰可辨的人声对白。家庭影院中的人声对白是由中置音箱发出的,所以整个聆听位置都必须能清楚地聆听到中置音箱发出的声音,并且房间中的混响时间必须达到令人声清晰能辨的状态

●No perceptible distortion系统在大音量的情况下,没有出现可察觉的失真问题。这点对于整个音频系统而言是最基本的要求。

●Consistent performance在整个聆听座位区域都能带来连续的好表现,最佳的性能在主聆听位置上。最理想的家庭影院应该是每一个座椅位置都是最佳的位置,但实际上却很难做得到,不过要求整个聆听区域都有良好的声音表现并非不可能。

●Low-frequency accuracy不管是任何的节目类型,包括电影、音乐等,能够在各个位置上呈现出准确的低频性能,不会产生失真或轰鸣声。这点主要是解决低频驻波与超低音扬声器放置的问题。

●No background noise背景噪声需要足够低,不会影响到现场的聆听体验。控制背景噪声,是获得较大声音动态范围的关键。

●Isolation与隔壁空间实现完全的隔声,包括了出入口与门窗等位置。隔声控制能保证整个视听室的私密性。

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2. 音频系统设计的基础要素

●房间的大小与形状、显示画面的尺寸、视线、扬声器的位置与座位设置都是整个系统需要被最优化设计的关键部分。

●在家庭影院之中应该有一个为音频与视频最优化设计的主聆听区域。最佳的座椅位置是在房间中轴线的位置。

●其他的座椅位置应该能够提供不错的整体性能。

●座椅的数量必须根据房间的大小而决定。同时,还有两个建议意见,一是观看视角与视线,二是低频的效果以及座位间的一致性。

●房间大小方面,应该首先和客户沟通安装座椅的大小以及过道的尺寸,另外是否需要增加额外的空间。在房间设计之中,座椅的布局能够协助确定房间的大小和形状。在任何情况下,矩形房间会更加容易设计。

●扬声器的类型与放置、声学处理以及房间的装潢都必须有针对性地进行处理,并且按照一定的规范来实行。

●当房间的尺寸、扬声器和座椅位置确定之后,就可以考虑进行室内的声学处理。声学处理当中的第一个要求是要确保人声对白的清晰度。另外声学处理需要能协助前置声道实现一个很好的声场,增强环绕声场的定位感,提升整个环绕声场的沉浸感与包围感。

●室内装潢设计也是影响家庭影院音频系统设计的一个重要因素。很多情况下,需要权衡室内装潢设计与房间声学设计两者之间的平衡,同时利用CEB22所涉及到的专业部分进行相应的调整。

3. 扬声器的要求与布局

确定扬声器系统的布局首先需要去定所采用的多声道环绕声系统的配置,例如说5.1、7.1、5.1.2、7.1.4等,之后再根据系统配置来确定每个扬声器到聆听位置的距离与角度。在CEB22推荐规范之中,主要分析5.1与7.1系统的布局需求,并没有涉及沉浸式三维音效系统。值得一提,前置LCR左中右扬声器的布局参考的是杜比实验室的推荐规范,而环绕扬声器的布局则参考ITU-R BS.775-2 (2006)标准。

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●所有扬声器都需要有着类似的音色特点(相同的品牌/系列)。许多影音爱好者在设计家庭影院的时候,往往会忽略这一点。CEB22在这里特别指出了整个音箱系统都必须具备相同的音色,否则整个系统在表达声音的时候就会产生一种不协调感,影响整个聆听感觉。

●L、C、R(左中右)前置扬声器应该放置在人耳聆听的高度上(不要超过15度以上),如果前置扬声器放置较高,应该利用指向性进行调整。需要注意这里所提及的扬声器的高度是指高音单元的高度

●扬声器到所有聆听者之间的通道并无任何障碍,尤其是针对中置扬声器。除了低音炮没有指向性之外,其他全频的扬声器都具备一定的指向性,这时就需要留意这一点,特别是重现对白的中置扬声器。

●中置扬声器在房间长度的中轴线上。需要特别留意的一点,中置扬声器的摆位应该在左右主扬声器所行程的幻象中置的位置,同时还需要确保左中右三只扬声器采用同样的朝向,或垂直摆放,或水平摆放。

●扬声器前障板或箱体部分应该注意离偶与阻尼处理,以减少共振问题的发生。很多情况下,视听室中产生的噪声是由于扬声器本身制造工艺又或采用了嵌入式音箱安装,前障板与箱体本身很容易会出现共振问题。因此,在安装整套音箱系统的时候,必须解决这一问题。

●左右声道扬声器相互之间的水平角度应为45-60度,不要离屏幕太远。左右声道扬声器应该内八字指向主聆听位置。所谓内八字的方式,实际上就是建议左右声道主扬声器与主聆听位置形成一定的指向角度。毕竟对于扬声器而言,最佳的声音是来自扬声器在轴辐射的。

● 环绕扬声器的放置应最优化包围感与准确性。对于 5.1声道的配置,环绕扬声器应该在中轴线位置110-120度的位置上放置。对于7.1声道的配置,侧环绕扬声器相邻60-100度,后环绕则在135-150度之间。对于大型房间,多个环绕扬声器能确保更好的包围感。对于环绕扬声器的搭配,CEB22是相对灵活的,尤其是针对大型房间或者偏窄长型的房间都没有限定我们选择多少个环绕扬声器,而是建议通过多个环绕扬声器取得更好的包围感。另外,对于环绕扬声器使用的类型,也并非一定要采用偶极性的方式,而是根据实际的需要来使用,毕竟在绝大多数的电影院之中仍然以传统的单极性为主。

未完待续

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