CEDIA/CTA-RP22沉浸式音頻設(shè)計(jì)推薦規(guī)范要點(diǎn)分析3

文_編輯部

家庭影院音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要點(diǎn)

當(dāng)美國丹佛CEDIA 2023展會(huì)結(jié)束之后，CEDIA協(xié)會(huì)正式推出CEDIA/CTA-RP22沉浸式音頻設(shè)計(jì)推薦規(guī)范，將近幾年影音定制影院所關(guān)心的沉浸式音頻系統(tǒng)構(gòu)建所涉及到的方方面面，進(jìn)行了非常詳細(xì)的解析與重定義，并且?guī)砹吮姸鄬?shí)際項(xiàng)目施工相關(guān)的建議與說明，為構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一格式沉浸式音頻系統(tǒng)奠定了國際性的參考標(biāo)準(zhǔn)。我們在前面兩期詳細(xì)介紹了CEDIA/CTA-RP22推薦規(guī)范當(dāng)中，關(guān)于Performance Level selection性能等級、Seating layout座位布局關(guān)鍵細(xì)則。本期，我們將會(huì)繼續(xù)聚焦在CEDIA/CTA-RP22推薦規(guī)范關(guān)于沉浸式音頻設(shè)計(jì)中揚(yáng)聲器布局與揚(yáng)聲器性能方面。其中，在揚(yáng)聲器布局方面，集中討論揚(yáng)聲器安裝高度、增寬揚(yáng)聲器擺位、頂置揚(yáng)聲器擺位、揚(yáng)聲器合適安裝數(shù)量、揚(yáng)聲器指向性、揚(yáng)聲器入墻或障板安裝等關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)。而在討論揚(yáng)聲器性能方面，關(guān)注的重點(diǎn)則在Spinorama揚(yáng)聲器軸向測量體系、揚(yáng)聲器聲音指向性、極性、相位、延遲、聲壓級、傳播損失等方面。這些部分都是我們在打造沉浸式音頻系統(tǒng)之中的技術(shù)難點(diǎn)以及容易忽略的地方，值得每一位影音行業(yè)工作者、影音愛好者與發(fā)燒友參考與清楚掌握。

RP22沉浸式音頻設(shè)計(jì)推薦規(guī)范要點(diǎn)分析3：

揚(yáng)聲器布局

● 揚(yáng)聲器位置需要考慮聽眾頭部聲學(xué)遮擋問題

● 增寬揚(yáng)聲器推薦擺位

● 上層揚(yáng)聲器推薦擺位

● 為聆聽區(qū)域配置合適的揚(yáng)聲器數(shù)量

● 在所有格式中最大化上層揚(yáng)聲器的使用

● 揚(yáng)聲器指向性和最佳方位

● 揚(yáng)聲器指向參考傾聽位置

● 無指向角揚(yáng)聲器安裝指南

● 揚(yáng)聲器入墻或障板安裝指南

揚(yáng)聲器性能

● ANSI/CTA-2034-A，Spinorama揚(yáng)聲器軸向測量體系

● 揚(yáng)聲器聲音擴(kuò)散熱圖

● 揚(yáng)聲器間極性不匹配

● 揚(yáng)聲器間相位不匹配

● 揚(yáng)聲器群間組延遲不匹配

● 揚(yáng)聲器最大聲壓級范圍

RP22沉浸式音頻設(shè)計(jì)推薦規(guī)范，揚(yáng)聲器布局

揚(yáng)聲器位置需要考慮聽眾頭部聲學(xué)遮擋問題

當(dāng)聆聽區(qū)域內(nèi)并非只是設(shè)置單一座位，而是多個(gè)座位時(shí)，由于某些環(huán)繞揚(yáng)聲器到某一位置的聲音傳播路徑被坐在一旁或后方的聆聽者頭部所遮擋，可能會(huì)產(chǎn)生聲音遮擋問題。這可能導(dǎo)致聲音“陰影”效應(yīng)，并可能對聲音的音調(diào)平衡、聲源定位產(chǎn)生極大的負(fù)面影響。當(dāng)聆聽區(qū)域包含多排座位時(shí)，某些觀眾的視野也可能會(huì)被前排座位上觀眾的頭部部分遮擋。在這種情況下，就需要為前后排座位構(gòu)建階梯，讓前后排座位有一定的高度差，即從第二排開始，每排依次提升足夠的高度，以確保每個(gè)座位都有無障礙的視野。因此，此時(shí)環(huán)繞揚(yáng)聲器層與聽眾層不再是水平的，而是向前傾斜下降。

無論多座位聆聽層是否水平或者傾斜，都應(yīng)該避免聆聽者的頭部被遮擋，以減少座位間聲音的變化，并讓揚(yáng)聲器最大限度重現(xiàn)播放內(nèi)容的聲音本質(zhì)。這可以通過調(diào)整揚(yáng)聲器的垂直和水平位置的方法來解決。

●垂直方向的頭部空間，往往需要輕微提升整個(gè)環(huán)繞揚(yáng)聲器平面高度，略高于聽眾層，以使所有聽眾都能夠從對應(yīng)的揚(yáng)聲器位置聽到聲音，高過其他人的頭部。這通常需要大約30cm(12英寸)的高度提升，但具體數(shù)值可能因聽眾區(qū)域的大小、與墻壁的距離和天花板高度的不同而有所不同。需要注意的是，將環(huán)繞揚(yáng)聲器提升得太高，會(huì)使環(huán)繞聲場與上層聲場相合并，直接影響頭頂上方聲場的準(zhǔn)確性。

●水平方向的頭部空間，往往需要前后移動(dòng)每個(gè)環(huán)繞揚(yáng)聲器的位置，以確保它們與相鄰的座位行處于同一直線上，為所有聆聽者清除聲音傳統(tǒng)路徑上的障礙。需要注意，這應(yīng)與保持環(huán)繞揚(yáng)聲器之間維持等間距擺放。

總的來說，需要確保從每個(gè)座位都能清晰與完整地看到每一個(gè)環(huán)繞揚(yáng)聲器。

為了避免出現(xiàn)頭部聆聽被遮擋的問題，需要對環(huán)繞揚(yáng)聲器進(jìn)行輕微的擺位調(diào)整

增寬揚(yáng)聲器推薦擺位

在完成屏幕揚(yáng)聲器的擺位之后，如果發(fā)現(xiàn)屏幕揚(yáng)聲器最外側(cè)的左右揚(yáng)聲器與最前排的環(huán)繞揚(yáng)聲器之間，存在一個(gè)較大的聲場空隙，這個(gè)時(shí)候我們就可以使用前置增寬揚(yáng)聲器來填補(bǔ)這個(gè)空隙。具體有以下兩種方法可以實(shí)現(xiàn)。

1.中位角法。從前左或前右揚(yáng)聲器到對應(yīng)的第一對環(huán)繞揚(yáng)聲器的距離中點(diǎn)，與參考聆聽位置所形成的角度。例如，如果前左揚(yáng)聲器(FL)到環(huán)左揚(yáng)聲器(SL)的距離為3米，則前置增寬揚(yáng)聲器應(yīng)該放置在1.5米的位置。中位角則是相對于參考聆聽位置所形成的角度。

圖4顯示了IVY數(shù)據(jù)庫中符合模型條件的72組圖像的VC(D,wα,c)+f(D,wα)與對比度的關(guān)系，橫坐標(biāo)表示對比度，縱坐標(biāo)表示舒適度評分與包含D+W變量的函數(shù)的和，從中可以看出兩者間存在相關(guān)關(guān)系.在Matlab中使用最小二乘法做曲線擬合得到式(13)，將f(D,wα)右移整理得舒適度模型為式(14).在本文中，(9)～(14)中D的取值范圍均為0.50≤D≤2.00.

2.二等分角法。前左或前右揚(yáng)聲器到參考聆聽位置的角度和對應(yīng)的第一對環(huán)繞聲揚(yáng)聲器角度的半角。例如，如果前左揚(yáng)聲器相對于中置揚(yáng)聲器的角度是30度，環(huán)左揚(yáng)聲器的角度是90度，則二等分角是(90度-30度)/2=30度，即是前左揚(yáng)聲器外30度，或者與中置揚(yáng)聲器60度的位置。這也表示兩個(gè)增寬揚(yáng)聲器之間的夾角為120度。

相比二等分角法，中位角法讓增寬揚(yáng)聲器更接近屏幕，這更接近于電影院中的情況。值得注意的是，杜比和DTS都推薦將前置增寬揚(yáng)聲器放置在聽眾層中，相隔120度(相對于中置揚(yáng)聲器的角度為±60度)。

前置增寬揚(yáng)聲器應(yīng)與前左或前右聲道揚(yáng)聲器放置在同一水平面上，并指向聆聽位置。這可能需要特殊的安裝方式或帶有一定指向性的揚(yáng)聲器。由于需要考慮到聲音指向性的緣故，因此并不建議采取嵌入側(cè)墻的安裝方式，除非安裝方式或揚(yáng)聲器本身設(shè)計(jì)已經(jīng)具備適當(dāng)?shù)闹赶蛐越嵌取?/p>

按中位角法，前置增寬音箱應(yīng)放置在前左或前右聲揚(yáng)聲器和第一對環(huán)繞聲揚(yáng)聲器直線距離中點(diǎn)的位置

上層揚(yáng)聲器推薦擺位

在上層揚(yáng)聲器的擺位的建議方面，各種沉浸式音頻格式之間的差異最為明顯。不過，仔細(xì)分析各個(gè)沉浸式音效格式想要實(shí)現(xiàn)的效果，實(shí)際上可以得出一些特定的擺位建議。這些建議對所有格式都比較適用。

所有沉浸式音頻格式基本上都采用20-45度之間仰角的上層揚(yáng)聲器擺位。例如，杜比全景聲建議30-45度，建議天花上方(頂部)的位置沿兩條直線線擺放(與前左右揚(yáng)聲器垂直對齊或稍微內(nèi)側(cè))。DTS:X建議更寬的20-45度的范圍，但建議角度在更高的范圍內(nèi)。Auro-3D建議25-40度，目標(biāo)是30度，在與前左、前右屏幕揚(yáng)聲器處于同一豎直平面上的墻面上方。

這些上層揚(yáng)聲器的擺位建議，適用于單個(gè)座位情況，需要留意的是，如果是多個(gè)座位，則需要根據(jù)空間的具體情況來進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。當(dāng)聆聽者遠(yuǎn)離參考聆聽位置時(shí)，上方聲場的聲像定位會(huì)出現(xiàn)問題。通過仔細(xì)調(diào)整上層揚(yáng)聲器的數(shù)量和位置，以及左右兩排上層揚(yáng)聲器之間的垂直角度，可以優(yōu)化所有座位的上方聲場聲像定位。當(dāng)然關(guān)鍵之處，取決于聽音區(qū)域位置、大小和天花實(shí)際高度。

沉浸式音頻的一個(gè)基本目標(biāo)是確保聆聽區(qū)域中的所有聽眾都能獲得同樣出色的聲音體驗(yàn)。當(dāng)一個(gè)音效被混響到前方高處位置時(shí)，每個(gè)聽眾都應(yīng)該感知到它來自高處的前方。當(dāng)一個(gè)音效被混響到后方高出位置時(shí)，每個(gè)聽眾都應(yīng)該感知到它來自高處的后方。如果僅根據(jù)參考聆聽位置確定揚(yáng)聲器位置，而不考慮整個(gè)聆聽區(qū)域的長度與寬度，很容會(huì)導(dǎo)致聆聽區(qū)域內(nèi)的某些位置感受不到來自上方聲場的音效變化。

不同的上層揚(yáng)聲器與相鄰行座位的垂直角度

因此，在具有多排座位的家庭影院空間中，可根據(jù)以下準(zhǔn)則，根據(jù)聆聽區(qū)域來調(diào)整所有上層揚(yáng)聲器的擺位，則可以為所有座位保留基本的聲像定位。

1.所有上層前置揚(yáng)聲器都應(yīng)該在聆聽區(qū)域的前部。這條規(guī)則確保沒有任何聽眾會(huì)聽到上層前置揚(yáng)聲器的聲音來自頭頂?shù)暮蠓健?/p>

2.所有上層后置揚(yáng)聲器都應(yīng)該在聆聽區(qū)域的后部。這條規(guī)則確保沒有任何聽眾會(huì)聽到上后置揚(yáng)聲器的聲音來自頭頂?shù)那胺健?/p>

3.最好使所有上左/右揚(yáng)聲器沿前后天花成一直線對齊，間距不應(yīng)比聆聽區(qū)域窄，也不應(yīng)比前左或前右右揚(yáng)聲器寬。這條規(guī)則確保沒有任何聽眾會(huì)聽到上左揚(yáng)聲器的聲音來自右方，反之亦然。然而，如果與前左或前右揚(yáng)聲器相比較寬，可能會(huì)導(dǎo)致上左揚(yáng)聲器和上右揚(yáng)聲器之間的距離過大，從而影響參考聆聽位置的效果。

4.頂中揚(yáng)聲器(包括中央頂置揚(yáng)聲器)位于從左至右橫跨的區(qū)域，應(yīng)該在參考聆聽位置的前后50cm(20英寸)范圍內(nèi)。

上層（頂部/增高）揚(yáng)聲器擺位推薦安裝位置大致范圍

為聆聽區(qū)域配置合適的揚(yáng)聲器數(shù)量

推薦的上層揚(yáng)聲器數(shù)量取決于以下主要因素。

●聽眾區(qū)域的長度。理所當(dāng)然，距離更長的聽眾區(qū)域需要數(shù)量更多的上層揚(yáng)聲器覆蓋。RP22推薦規(guī)范建議至少使用4個(gè)上層揚(yáng)聲器。關(guān)于上層揚(yáng)聲器的垂直角度要求，RP22推薦規(guī)范建議范圍是從80°(行數(shù)較少的上層揚(yáng)聲器)到50°(行數(shù)較多的上層揚(yáng)聲器)。

●聽眾層揚(yáng)聲器到天花板的距離。對聽眾而言，天花高度越低需要越多頂置揚(yáng)聲器。更多的揚(yáng)聲器數(shù)量可以提供更多音效定位點(diǎn)，而且通過減少呈現(xiàn)聲像所需的跨度范圍，可以更好地為大多數(shù)觀眾保持準(zhǔn)確的定向感和沉浸體驗(yàn)。

如果使用向上發(fā)聲的揚(yáng)聲器，需注意天花高度和天花的反射特性，其中聲音反射角度指向聆聽區(qū)域。

在所有格式中最大化上層揚(yáng)聲器的使用

盡管不同沉浸式格式在上層揚(yáng)聲器的數(shù)量和擺位上存在差異，但依然能夠做到求同存異，最大化上層揚(yáng)聲器的使用率。

●杜比全景聲最多提供10個(gè)獨(dú)立的上層揚(yáng)聲器通道:

o 1對前增高通道(墻面/天花)，3對頂置通道(天花)，1對后增高通道(墻面/天花板)

●Auro-3D最多提供6個(gè)獨(dú)立的上層揚(yáng)聲器通道:

o 前左/中/右增高通道(墻面)，1對后增高通道(墻面)，單個(gè)中央頂置通道(“上帝之聲)

●DTS:X提供4個(gè)獨(dú)立的上層揚(yáng)聲器通道:

o 1對前增高/頂置通道，1對后增高/頂置通道

●DTS:X Pro和MPEG-H最多各提供13個(gè)獨(dú)立的上層揚(yáng)聲器通道:

o 前左/中/右增高通道，3對頂置通道(天花)，后左/中/右增高通道，單個(gè)頂置中央通道

關(guān)于上層揚(yáng)聲器的性能等級分類，包括使用使用向上發(fā)聲揚(yáng)聲器，上層揚(yáng)聲器的垂直角度要求、上層揚(yáng)聲器之間的聲壓級差

揚(yáng)聲器指向性與最佳朝向

除了揚(yáng)聲器的實(shí)際擺位，揚(yáng)聲器指向性的不同方式對于聆聽區(qū)域獲得空間均勻性高的聲場起著很大的影響，不管是聲像定位的準(zhǔn)確性還是不同座位的聲壓級均勻性。

考慮到大多數(shù)揚(yáng)聲器都屬于點(diǎn)聲源的類型。根據(jù)項(xiàng)目需求和預(yù)算，存在多種不同的揚(yáng)聲器指向性與朝向方式。最常見的三種如下。

1.指向參考傾聽位置。

2.不帶角度表面或嵌入式安裝。

3.入墻式或障板安裝。

揚(yáng)聲器指向參考傾聽位置

為了真正實(shí)現(xiàn)Hi-End沉浸式音效再現(xiàn)，RP22推薦規(guī)范建議，在可能的情況下，所有揚(yáng)聲器都應(yīng)該指向參考傾聽位置(RSP)，正如專業(yè)影院和專業(yè)沉浸式音頻錄音室所規(guī)定的。

帶指向性的揚(yáng)聲器可以構(gòu)建更寬的聆聽區(qū)域、更準(zhǔn)確的聲源定位和更統(tǒng)一的音調(diào)平衡，使得各種音效在空間中自由移動(dòng)。如果很難實(shí)現(xiàn)完全精確的聲像定位，也可以合理地使用帶有預(yù)設(shè)角度障板的墻面或天花內(nèi)揚(yáng)聲器，使其盡可能地指向參考聆聽位置。這種揚(yáng)聲器指向參考聆聽位置的安裝方式，減少了房間聲學(xué)的因素，聲音投射到的聆聽區(qū)域之外的能量被最小化。

無指向角度的揚(yáng)聲器可能會(huì)使聲音成像偏向最近的揚(yáng)聲器

無指向角揚(yáng)聲器安裝指南

除了前面所建議的整個(gè)揚(yáng)聲器系統(tǒng)采用指向參考聆聽位置的安裝方式之外，如果對音效的要求不算太高，也可以選擇直接在天花與墻面上安裝無指向性的揚(yáng)聲器(有時(shí)稱為“淋浴式”安裝)。但是，這里需要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，所采用的揚(yáng)聲器需要有寬廣的聲音擴(kuò)散特性。

對于距離參考傾聽位置較遠(yuǎn)的聽眾，這種安裝方式會(huì)使得其所獲得的聲像定位和沉浸感降低。主要的原因在于容易受到離其最近的揚(yáng)聲器所影響，相鄰兩個(gè)揚(yáng)聲器之間所形成的幻象聲像也隨之偏移。

此外，使用無指向性的揚(yáng)聲器也會(huì)更容易受到房間聲學(xué)的影響，畢竟大部分的揚(yáng)聲器聲音能量被反射到相鄰和相對的墻面上，產(chǎn)生更強(qiáng)的聲反射和混響。不過，這種安裝方式便于施工，客戶的接受度高，畢竟可以獲得更好的室內(nèi)美學(xué)效果。

這里需要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)，應(yīng)該始終避免前增寬音響采用無指向性的嵌入式安裝方式。在這種情況下，它們相對于聆聽區(qū)域的屬于過度離軸聲音擴(kuò)散的狀態(tài)(30°至50°)，聲壓級和頻響都容易出現(xiàn)問題。

關(guān)于揚(yáng)聲器布局的其他性能參考標(biāo)準(zhǔn)，包括在推薦位置外允許采用的環(huán)繞、增寬與上層揚(yáng)聲器的數(shù)量，座位間頻響的差異性

入墻或障板安裝指南

采用入墻或障板的安裝方式，可以有效改善低頻響應(yīng)的平滑性，并在300Hz以下獲得更好的聲音細(xì)節(jié)與層次。

專為入墻式安裝而設(shè)計(jì)的揚(yáng)聲器(包括入墻式低音炮)應(yīng)齊平安裝在墻壁上(可能帶有一定的指向角度)，同時(shí)應(yīng)該盡量減少其周圍的障礙物與空腔。傳統(tǒng)落地?fù)P聲器最好安裝在障板內(nèi)或者距離墻面1米以上的距離。不適合采用這種安裝方式的揚(yáng)聲器，需要使用均衡處理來減少由于障板或入墻安裝所產(chǎn)生的過多低音。

揚(yáng)聲器，尤其是低音炮，不應(yīng)與能夠產(chǎn)生聲音輻射能量的表面相接觸(機(jī)械耦合)，這可能會(huì)產(chǎn)生不必要的聲音干擾，例如額外的共振、聲音相消以及非線性失真，包括震動(dòng)聲。這適用于房間墻面和屏幕聲障墻的安裝。

如果采用入墻或障板安裝，需要注意以下幾點(diǎn)。

●障板材料應(yīng)該非常惰性且有很好的阻尼，能夠吸收或消除振動(dòng)能量。它通常是具有加強(qiáng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固且沉重的材料。

●揚(yáng)聲器不應(yīng)與擋板直接接觸。它們應(yīng)該放在隔振墊上，應(yīng)該用封閉泡沫徹底密封，切口位置應(yīng)該大于揚(yáng)聲器。

如果無法正確地實(shí)現(xiàn)障板安裝，最好避免使用它，只需要在屏幕揚(yáng)聲器周圍簡單使用吸聲材料即可。

RP22沉浸式音頻設(shè)計(jì)推薦規(guī)范，揚(yáng)聲器選擇

揚(yáng)聲器性能

在RP22推薦規(guī)范關(guān)于“音頻性能目標(biāo)和等級”的章節(jié)之中，指出大多數(shù)的音頻系統(tǒng)性能表現(xiàn)都會(huì)受到揚(yáng)聲器，包括低音炮的選擇所影響。因此，在選擇揚(yáng)聲器時(shí)，應(yīng)該考慮下列的性能參數(shù)。

●揚(yáng)聲器頻率響應(yīng)

●揚(yáng)聲器指向指數(shù)

●揚(yáng)聲器聲功率

●揚(yáng)聲器聲擴(kuò)散

●揚(yáng)聲器聆聽覆蓋范圍

●揚(yáng)聲器之間的音色、頻譜和相位精度

●揚(yáng)聲器和低音炮輸出聲壓級能力

考慮到系統(tǒng)整體性能要求，還需要了解和使用以下的數(shù)據(jù)：

●ANSI/CTA-2034-A(Spinorama揚(yáng)聲器軸向測量體系)

●揚(yáng)聲器聲擴(kuò)散熱圖

●揚(yáng)聲器短期和長期最大聲壓等級范圍

Spinorama揚(yáng)聲器軸向測量體系

Spinorama揚(yáng)聲器軸向測量系統(tǒng)

目前關(guān)于家用揚(yáng)聲器頻率響應(yīng)、極性輻射、指向性和最大輸出聲壓級方面的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有很多，其中一種近年來越來越受到關(guān)注與重視的標(biāo)準(zhǔn)是ANSI/CTA-2034-A，簡稱為“Spinorama” 揚(yáng)聲器軸向測量體系。ANSI/CTA-2034-A標(biāo)準(zhǔn)是基于Floyd E.Toole博士早年所進(jìn)行的研究成果，被廣泛認(rèn)為是一種準(zhǔn)確的測試方法，用于預(yù)測揚(yáng)聲器在典型家用房間環(huán)境下的整體性能表現(xiàn)。

“Spinorama” 揚(yáng)聲器軸向測量體系是在垂直和水平方向，以10°增量的位置在揚(yáng)聲器周圍設(shè)置70個(gè)麥克風(fēng)，并以1/20倍頻程精度的方式測量揚(yáng)聲器。需要注意的是，測量出來的原始數(shù)據(jù)將會(huì)轉(zhuǎn)換成多個(gè)不同的曲線來揭示在家用聆聽環(huán)境下，聆聽位置所接收到的直達(dá)聲與反射聲的本質(zhì)。

在對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和匯總后，Spinorama測量數(shù)據(jù)具體以下列6個(gè)指標(biāo)圖形化曲線表示揚(yáng)聲器性能，具體如下。

1.軸向頻率響應(yīng)。使用1/20倍頻程精度測量揚(yáng)聲器在人耳聆聽頻率范圍內(nèi)的幅度響應(yīng)。這部分主要反映關(guān)于坐在軸向方位聆聽者所聽到的最先到達(dá)人耳的直達(dá)聲。

Spinorama測量數(shù)據(jù)示例

2.傾聽窗口。這里主要是關(guān)于9個(gè)幅度響應(yīng)的聲場空間均勻度的數(shù)據(jù)，麥克風(fēng)在揚(yáng)聲器垂直±10°和水平±30°角之間測量。這個(gè)曲線反映的是多個(gè)座位聆聽者所接收到的平均直達(dá)聲。它可以像是在消聲室中所測量出來的單一軸向曲線，消除某些能夠聽得到的的聲學(xué)干擾。

3.早期反射聲。這個(gè)數(shù)據(jù)反映的是在典型房間中到達(dá)參考傾聽位置的所有一次反射聲的估量值。這些通常是到達(dá)聆聽位置第二響的聲音(直接聲最響)。因此對這條曲線做出貢獻(xiàn)的非軸向聲就非常重要了，是聲音品質(zhì)預(yù)測的重要組成部分。早期反射聲曲線在500Hz以上是穩(wěn)態(tài)房間曲線的良好預(yù)測指標(biāo)，盡管僅憑這條曲線本身并不一定是可靠的聲音品質(zhì)指標(biāo)。

4.聲功率。這個(gè)數(shù)據(jù)是以頻率響應(yīng)方式呈現(xiàn)，指的是揚(yáng)聲器輻射的聲音總功率，包括從各個(gè)不同方向達(dá)到聆聽者位置的聲音，是使用70個(gè)麥克風(fēng)測量值所計(jì)算出來的。每個(gè)麥克風(fēng)測量值都進(jìn)行加權(quán)估計(jì)，揚(yáng)聲器球形范圍內(nèi)的不同區(qū)域的聲音能量。聲功率是“空間均衡”的最終表達(dá)方式。因此，聲功率是識(shí)別揚(yáng)聲器中可能存在共振的一個(gè)重要因素。如果Spinorama頻率響應(yīng)曲線中存在明顯的峰值，則表示異常。

5.聲功率指向指數(shù)(SPDI)。傾聽窗口和聲功率曲線之間的差值。SPDI值越高，揚(yáng)聲器的指向性越強(qiáng)。

6.早期聲反射指向指數(shù)(ERDI)。傾聽窗口和早期反射曲線之間的差值。小房間聲學(xué)的特性和聲反射之間的相互關(guān)系，對判斷聲音品質(zhì)有很大影響。ERDI曲線的平滑度是衡量揚(yáng)聲器聲音品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)。

揚(yáng)聲器聲音擴(kuò)散熱圖

關(guān)于揚(yáng)聲器的擴(kuò)散性和指向性測試圖形，也就是俗稱的熱圖，有時(shí)也被稱為“指向性坐標(biāo)圖”或“指向性地圖”。之所以稱為熱圖，是因?yàn)樗念伾愃朴跍囟葴y試圖。其中較暖的顏色表示較高的振幅。這對于預(yù)測揚(yáng)聲器的聽眾覆蓋范圍以及所有座位位置的頻率響應(yīng)的一致性(±3db, ±6db等)非常有用。

熱圖也可以用于確定是否需要將揚(yáng)聲器指向聆聽區(qū)域。這主要是針對無法進(jìn)行指向性安裝的揚(yáng)聲器，其中以平面安裝的增寬揚(yáng)聲器和增高揚(yáng)聲器就是例子。

需要注意，試圖通過應(yīng)用電子均衡處理的方式，來補(bǔ)償離軸輻射的揚(yáng)聲器所減少聲壓級，可能會(huì)對音質(zhì)產(chǎn)生不良影響。

某揚(yáng)聲器關(guān)于水平與垂直指向性熱圖

揚(yáng)聲器間極性不匹配

由極性引起的揚(yáng)聲器間的極性不匹配，即揚(yáng)聲器接線出現(xiàn)問題，正極連接到放大器負(fù)極接口，負(fù)極連接到正極接口，會(huì)導(dǎo)致該揚(yáng)聲器完全失去與任何其他正確連接的揚(yáng)聲器所形成聲像的能力。

揚(yáng)聲器間相位不匹配

兩個(gè)同相揚(yáng)聲器所發(fā)出的相同聲波會(huì)合成為一個(gè)特定的振幅，但如果在任何給定頻率下，揚(yáng)聲器間存在相位不匹配,則會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)峰值之間的振幅損失。振幅損失量與相位偏移的程度相對應(yīng)，45°≈1.4dB損失，60°≈2.5dB損失，90°≈6dB損失。90°相位移位時(shí)，開始出現(xiàn)聆聽方面問題，隨著相位接近180°，問題將愈發(fā)嚴(yán)重。

在有限的頻率范圍內(nèi)，所產(chǎn)生的揚(yáng)聲器間相位不匹配，可能在整個(gè)房間內(nèi)都是可以聽到的。在參考聆聽位置，它可能會(huì)帶來明顯的不適感。當(dāng)采用不同結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)揚(yáng)聲器組建系統(tǒng)時(shí)，在某些頻段可能會(huì)發(fā)生這種相位不匹配。例如:

●混合使用3路分頻揚(yáng)聲器和2路分頻揚(yáng)聲器

●外形相近但采用不同分頻電路的揚(yáng)聲器

●同一制造商但不同型號的揚(yáng)聲器

●垂直朝向的揚(yáng)聲器與建議水平放置使用的揚(yáng)聲器

●相同型號但性能一致性較差的揚(yáng)聲器

揚(yáng)聲器群間組延遲不匹配

揚(yáng)聲器群組延遲是衡量不同頻率下聲相的變化速度以及這些頻率下聲波延遲的測量。影響因素包括驅(qū)動(dòng)器類型、高通和低通濾波器。雖然群組延遲作為揚(yáng)聲器特性是一般認(rèn)為主要影響低頻部分，但具有不同群組延遲特征的揚(yáng)聲器會(huì)導(dǎo)致基于時(shí)間頻段的偏移。這成為群組延遲不匹配，它會(huì)導(dǎo)致聲像模糊并且產(chǎn)生音色方面的變化。例如屏幕揚(yáng)聲器采用的高音單元擴(kuò)散結(jié)構(gòu)與環(huán)繞揚(yáng)聲器的并不相同，而導(dǎo)致高音方面的兩者不匹配。

揚(yáng)聲器間相位不匹配與群組延遲不匹配相關(guān)聯(lián)。例如，200Hz處的0.1ms延遲對應(yīng)7°的偏移。當(dāng)不同的揚(yáng)聲器在一起使用時(shí)，揚(yáng)聲器間相位不匹配總是存在。

揚(yáng)聲器最大聲壓級范圍

揚(yáng)聲器和放大器的規(guī)格可用于粗略預(yù)測安裝后系統(tǒng)的短期和長期聲壓級容量，誤差在±3 dB目標(biāo)水平內(nèi)。通過相關(guān)的評估，就可以了解系統(tǒng)的聲壓級容量能否滿足電影大動(dòng)態(tài)范圍音效的長時(shí)間播放要求。

SMPTE(美國電影電視工程師協(xié)會(huì))關(guān)于商業(yè)電影標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定了放映廳長度方向2/3處獲得85dB經(jīng)校準(zhǔn)的測量聲壓級，而屏幕揚(yáng)聲器峰值聲壓級需要達(dá)到105dBC，其余所有揚(yáng)聲器的最大聲壓級需要達(dá)到102dBC。LFE通道的最大聲壓級需要達(dá)到115dBC，相比屏幕揚(yáng)聲器高出10dB。

揚(yáng)聲器聲源類型和傳播損失

聆聽區(qū)域中任何位置的座位都會(huì)受到揚(yáng)聲器聲源特性，以及隨著不同聲音傳播距離變化而產(chǎn)生聲音的傳播損失。在實(shí)際音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，往往都會(huì)采用平方反比定律來預(yù)測傳播損耗，假設(shè)揚(yáng)聲器處于自由聲場的空間之中。

揚(yáng)聲器可以概括為兩種聲源類型:

●線聲源——產(chǎn)生圓柱波擴(kuò)散，在自由聲場中每增加1倍距離僅衰減3dB。但是，在實(shí)踐應(yīng)用之中，這類揚(yáng)聲器在體積大小與硬件功能上可能會(huì)令聲波傳播產(chǎn)生變化，具有一定的垂直擴(kuò)散特性，這會(huì)導(dǎo)致距離加倍時(shí)，損失在3dB和6dB之間。線源揚(yáng)聲器通常僅適用于聽眾層。

●點(diǎn)聲源——在自由場中產(chǎn)生球面波擴(kuò)散，每增加1倍距離衰減6dB。實(shí)際上，聲音傳播的方向性通常隨頻率的增加而增加。但是，揚(yáng)聲器制造商可以通過使用特定的驅(qū)動(dòng)器(或可能是多個(gè)驅(qū)動(dòng)器)、波導(dǎo)和分頻器來調(diào)整聲音傳播方向性特性。點(diǎn)源揚(yáng)聲器適用于沉浸式音頻系統(tǒng)的聽眾層和上層。

在一個(gè)實(shí)際的視聽室房間之中，由于墻面與天花反射聲的作用，測量出來的穩(wěn)態(tài)最大聲壓級可能會(huì)更高。對于揚(yáng)聲器傳播損失的預(yù)估，可以通過麥克風(fēng)測量聆聽位置的直達(dá)聲，以及揚(yáng)聲器到聆聽位置的直線距離來獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)。