淺析“數字音頻解決方案”對擴聲系統構建的影響

李飛 李鵬飛

摘 要 數字技術的快速發展帶動相關各行業的快速發展和更迭，數字音頻技術也不例外。不斷發展完善的數字音頻技術的運用對于“數字音頻解決方案”提供了多重的選擇和保障。擴聲系統的構建在數字音頻技術的發展下，解決了模擬時代許多不能解決的問題，提出了眾多的“解決方案”。本文以“數字音頻解決方案”為切入點，從“數字音頻解決方案”的整體理解到具體實施展開討論，重點分析“數字音頻解決方案” 出現的多樣化帶來對擴聲系統構建的影響問題，力爭為不同需求的擴聲系統構建提供參考。

關鍵詞 音頻技術;數字音頻;方案;擴聲系統;構建

數字音頻技術的快速發展促使“數字音頻解決方案”呈現出多樣化的趨勢。小到一個無線傳聲器的傳輸問題解決方案，大到一個擴聲系統構建的方案，目的不同方案不同。加之音頻產品種類的繁多，數字音頻解決方案也出現了多種多樣的形式。針對如此繁多的“數字音頻解決方案”，如何進行構思成為一個頗為復雜的事情。基于以上情況，以“數字音頻解決方案” 為基礎，探討它對數字擴聲系統構建的影響就有了意義。

1概念的提出

“數字音頻解決方案”是一種解決問題的思路，不是一個具體的方案，是從宏觀角度解決眾多數字音頻問題的系統性思考。這個概念已經在數字音頻應用領域出現，比如：產品供應商針對某一單位的某種音頻功能定位，提供的系統性解決思考方略。這就是“數字音頻解決方案”的具體應用，其概念的形成主要從技術發展到某類產品所組成的典型系統等逐步發展而來。

1.1 典型數字音頻技術簡介

數字音頻技術現階段的發展已經到了一個較為完善的地步，它為“數字音頻解決方案”提供了強大的技術支撐，了解數字音頻技術的發展對“數字音頻解決方案”的概念的形成有著較為重要的作用。接下來，列舉幾類典型的數字音頻技術，通過它們來了解數字音頻技術對于“數字音頻解決方案”的概念的形成：

（1）PCM

PCM（Pulse Code Modulation）又稱脈沖編碼調制，一般需要經歷采樣、量化、編碼三個步驟，而在采樣之前模擬信號需要通過一個低通濾波器，它的作用是限定最高頻率確定采樣頻率和防止出現混疊失真，模擬信號經過了低通濾波器下一步驟就是采樣。采樣就是從一個時間上連續變化的模擬信號中取出若干個有代表性的樣本值，用于表示這個連續變化的模擬信號，實際上就是將模擬信號在時間上離散化。每個采樣值之間仍是一個連續變化的模擬量，還需將這個連續變化的模擬量進行離散化處理，這個過程就叫量化。量化其實就是動態上的離散化處理。經歷采樣量化之后的模擬信號還不是數字信號，還需要進行轉化為數字編碼脈沖，而這一過程稱之為編碼。

（2）PDM

PDM（Pulse Density Modlulation）又稱為脈沖密度調制，同時也被稱為Oversampled 1-bit Audio。PDM同PCM一樣屬于用數字信號表示的模擬信號的調制技術，PDM是如何實現的，它如何實現的呢？舉個簡單的例子，以量化16bit來講將其比作16根木頭，每一個都有著不同的高度，那是否可以用一根木頭表示16根木頭的高度的，這種方法類似到數字音頻上使用1bit來表示音頻信號的幅度的技術稱之為脈沖密度調制。

PDM使用遠高于PCM采樣率的時鐘采樣調制模擬分量，只有一位輸出，要不然是1，要不然是0.相比于PDM一連串的0和1，PCM的量化結果更加直觀簡單。

（3）1bit

相比較傳統的PCM，采用16bit、24bit的量化，1bit量化的聲音在很高的采樣頻率下，對信號進行1bit的量化。現階段人們追求在聲音重建時，失真盡量減少，使得1bit量化就變得尤為重要。采用1bit量化是非常粗糙的量化，必定產生大量的量化噪聲。因此，唯有采用提高采樣頻率的方式，才可以減少量化噪聲。數字音頻技術的發展使得1bit技術應用越來越廣泛。

（4）數字音頻傳輸技術

數字音頻傳輸技術種類較多，本文主要討論二種數字音頻傳輸技術一是AES3、二是Dante。

AES3也叫AES/EBU是一種串聯連接格式，用于線性地表示數字音頻數據。它允許把兩個聲道的數字音頻信號信息（其中同時包含音頻和非音頻）從一臺專業設備上送到另外一臺專業設備上。這種技術規范在為專業的各種應用制定的標準之內提供了靈活性。AES3在不適用均衡的條件下可以傳輸的距離長達100米，若使用均衡傳輸距離會更遠。并且AES3同時支持多聲道和更高的采樣頻率。

Dante數字網絡相比較于傳統的優勢：無須線纜，可將任意數量的輸入/輸出與網絡連接、實際連接由軟件控制，更加便捷、一根線纜即可提供超大帶寬容量、集成媒體和控制，無須額外的線纜連接，網絡就可包含控制信號、任何一臺支持Dante的設備可與其他支持Dante的設備共享音頻等。

1.2 整體性問題解決思維的出現

解決聲音領域問題需要的知識面很多，聲學角度涉及聲音的產生、度量、傳播、建筑聲學等，技術角度涉及聲音的錄音技術、拾音技術、電子技術等，藝術角度涉及聲音的評價及藝術學等，從音頻問題解決的角度出發，整體性問題解決思維的出現已經在行業內逐漸被認可和采納。

（1）整體性問題解決思維體現在系統構成上

在系統構成上，無論是哪種使用目的音頻系統構建都要考慮整體性問題，例如在擴聲系統構建中，方案的提出和設計必須堅持場地與設備的整體布局、聲場與揚聲器選型的整體布局、品質與品牌的整體性布局等等。

（2）整體性問題解決思維體現在藝術構思上

在藝術構思上，一個藝術節目的呈現整體性考慮是必然的，例如在擴聲中為了達到一定的藝術效果，往往嘯叫問題與拾音問題、響度問題與音樂情緒問題、整體性控制問題與局部調整問題，這些問題都影響著藝術呈現的構思，這些問題也都需要整體性思考、權衡。

（3）整體性問題解決思維體現在設備功能上

在整體性問題解決思維的影響下，數字設備逐漸向著集成化和功能的多樣化發展?，F在的數字設備變得越來越智能化;越來越便捷化。

例如，整體性問題解決思維的出現使設備研制商把數字音頻處理（DSP）技術集成到功率放大器中，經過長時間的經驗積累，現在功率放大器的功能覆蓋了模擬信號及數字信號輸入，廣泛的揚聲器操作、配置和保護功能、用戶自定義均衡、延時和遠程操作等。

（4）整體性問題解決思維體現在產品研發上

在產品研發上，數字音頻產品的功能、應用、安裝不在單一化，而是趨向多樣、廣泛。整體性問題解決思維應用在產品研發上的例子有很多。例如xc系列的音柱揚聲器，它不僅可以通過手段解決聲學擴聲環境的惡劣，同時兼顧了優雅外觀的完美解決方案。細長的外形利于垂直墻壁安裝，而揚聲器本身擴散特性俯角可根據聽眾區調節，有效滿足廣泛的應用安裝的需要。

1.3 “數字音頻解決方案”概念的形成

“數字音頻解決方案”這一概念的形成是以數字音頻技術發展為基礎，以整體性解決思維為導向，以數字音頻系列產品組成的音頻系統為具體實踐。即：數字音頻解決方案是用數字技術解決音頻系列問題的整體性思維方式。狹義的概念指一個解決具體問題的方案，廣義的概念指用數字技術解決系列音頻問題思維方法[1]。

2“數字音頻解決方案”所涉及的內容

“數字音頻解決方案”所能所涉及的內容主要包括以下4點：

2.1 方案的系統性

“數字音頻解決方案”所涉及內容首先考慮的就是方案的系統性，“數字音頻解決方案”的系統性體現的就是，從所要解決的問題出發對整體的構成元素以及元素與元素之間的一種影響或者是改變，其中元素所指是調音臺、音源輸入、還音系統、藝術效果等。一個合適的“數字音頻解決方案”在系統性的設計上必然是十分契合所要解決問題的，并對系統的其他構成元素的影響是整體趨于好的方向發展的，還有就是對于整體效果的提升也會十分顯著的。從所要解決的問題面上出發，用整體的眼光來看待，并在最后呈現出較好的效果，那就可以說這個“數字音頻解決方案”的系統性是適合的。

2.2 技術的兼容性

“數字音頻解決方案”的第二項內容便是技術的兼容性。技術的兼容性主要指數字音頻的硬件設備之間、軟件設備之間或者是軟硬件之間的相互協調、相互工作的程度，因為“數字音頻解決方案”提供解決方案解決問題之后總歸是要使用的。這就體現出了技術兼容性的可貴之處。比如拿Dante數字網絡來講，擁有Dante數字網絡傳輸的設備可以直接與其他同樣擁有Dante數字網絡傳輸的設備共享音頻，不論它們的廠家或品牌是不是一樣的。這就帶給了我們操作上的靈活性與便捷性。

2.3 問題的針對性

從“數字音頻解決方案”的本質出發，它的提出就是對已經出現的問題或者預期所要出現的問題進行解決，說到底是為了解決問題而存在的。每一個“數字音頻解決方案”的提出實際上是來解決問題的，它是對所解決問題的整體性的解決思路，因此“數字音頻解決方案”對所解決問題是有針對性的。能不能解決問題是“數字音頻解決方案”最為硬性的指標。

2.4 品質的對應性

品質的對應性是指經“數字音頻解決方案”后，最后呈現出來的藝術效果是否與我們設計之初所設想的吻合。因為品質才是最后檢驗“數字音頻解決方案”是否合格的最為重要指標。只有呈現出來的藝術效果與我們設計之初所想象的藝術效果相吻合，我們才能是說這個“數字音頻解決方案”是成功的[2]。

3對數字擴聲系統構建的影響

“數字音頻解決方案”對數字擴聲系統、數字錄音系統、數字廣播系統的方方面面都有著影響，本篇幅以“數字音頻解決方案”對數字擴聲系統構建的影響為出發點，通過系統構建思路、系統調試方法、系統操作理念、系統擴展功能四點進行討論。

3.1 系統構建思路的影響

“數字音頻解決方案”對于數字擴聲系統構建上帶來的影響主要體現在以往的構建思路考慮面比較窄，對于整體的把控不好。而現在“數字音頻解決方案”的出現彌補了之前構建思路上的空缺，它不僅只是對數字擴聲設備進行挑選，它其中的要素還包含了聲場、聽眾、人員、資金等的相關問題。

“數字音頻解決方案”的出現對數字擴聲系統構建思路的一個重要表現就是構建數字擴聲系統會從整體去考慮，不僅僅只看重一點，而是更多地考慮了數字擴聲系統的整體性、兼容性、便捷性、效率性等方面。

3.2 系統調試方法的影響

“數字音頻解決方案”下對于數字擴聲系統調試方法上的影響最為直接的就是智能化和便捷性。讓“數字音頻解決方案”做到這一點的直接授予者就是數字音頻技術的發展。之前調試一場的播放音樂活動，所帶的設備盡管精減還是有不少，在“數字音頻解決方案”的影響下，簡單的擴聲活動變得簡單、便捷、智能、高效益。

3.3 系統操作理念的影響

數字音頻技術的快速發展，帶來了許許多多的新產品。而這些為“數字音頻解決方案”的多樣化提供了可能，同時也逐漸改變了數字擴聲系統操作理念。之前我們構建一套擴聲系統光組裝系統所花費的時間是很長的，并且擴聲系統、錄音系統、監聽系統、混音系統之間的聯系較大，沒法實現一起共同調試。但在“數字音頻解決方案”下這些都得到了有效的解決，使得調試數字擴聲系統變得高效率。

3.4 系統擴展功能的影響

“數字音頻解決方案”對與擴聲系統的影響體現在了設備功能的增加、系統設計人性化等方面。最為直白的體現主要是在單個設備功能的增加，使之使用操作便捷、安裝迅速、攜帶便捷等，“數字音頻解決方案”的出現在一定程度上使擴聲活動變得輕松[3]。

4結束語

在“數字音頻解決方案”的影響下，去構建數字音頻擴聲系統不再僅僅只是去考慮數字音頻擴聲系統構建要素及其之間關系，而是將眼光放到了整體。用整體、全面的眼光去看待數字音頻擴聲系統，以求對數字擴聲系統的整體有具體的把控。這樣一方面來將對于調音師，他會對整體數字擴聲系統的各個組成要素及其至今聯系更加了解，操作上也會更加智能化、便捷化。另一方面對整體藝術效果的呈現起到了促進的作用。在相同條件下，因為有“數字音頻解決方案”的存在，藝術效果的呈現會相較于其他有較為顯著的區別，并且在一定程度上對于增強演出觀眾參與意識，增強觀眾對空間聲學效果的感知（比如對活動聲源、空間感和臨場感的感知）有促進作用。

參考文獻

[1] 盧官明，宗眆.數字音頻原理及應用[M].北京：機械工業出版社， 2017：109.

[2] 匿名.理論性文章寫作技巧[N].百度文庫，2018-06-30.

[3] 王慶華.淺析數字音頻的原理和理論應用[J].通訊世界，2015，（16）： 81-82.

作者簡介

李飛，學歷：碩士研究生，云藝文華音樂舞蹈學院副院長，錄音藝術系主任，講師職稱，現就職單位：云藝文華音樂舞蹈學院。