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环绕立体声控制室超低音扬声器的设置和调试

2014-6-10 10:30| 发布者: admin| 查看: 825| 评论: 0|原作者: 杨跃麟 向海燕|来自: sound pro

摘要: 控制室声学环境和监听扬声器的摆放等因素会影响监听的声音。超低音扬声器是用来专门回放低频信号的监听扬声器,从主扬声器中接收低频部分的信号。
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众所周知,精确地重放是声音制品质量控制链中至关重要的一环。控制室声学环境和监听扬声器的摆放等因素会影响监听的声音。超低音扬声器是用来专门回放低频信号的监听扬声器,从主扬声器中接收低频部分的信号,例如低于120 Hz的信号。通过低频管理,一个或者所有主声道低频部分的信号都可以直接分配到超低音扬声器中。而通常采用的国际标准ITU-R BS.775并没有涉及超低音扬声器(简称SUB),这是因为低音的难以控制,其表现和控制室声学有着极强的互动,很难用简单的规则去概括。在笔者参与设计的云南电视台5.1环绕声录音室,实地调试时参考了大量与国际接轨的经验,取得了不错的效果。

1 声学环境

对于小型控制室(体积小于150 m³),平滑而深入的低频响应的基本需求有:恰当的混响时间,好的声音扩散性,足够的声压级,低本底噪声,没有回声(多次回声)。

很多录音师热衷使用的近场监听似乎可以避开不利的房间声学影响,如果只是简单缩混,用近场监听还算合格。但是,对于环绕声制作中要求的更精确的深度和空间感而言,没有一套在良好的建声环境中精心调试的中场或远场监听是不可以的。

缘于低频声波的非均匀传播,所有的房间中都会有驻波存在。房间的形状、尺寸以及房间长宽高之间的比例都决定了驻波所发生的频段。在所有墙壁平行的正方体或者是鞋盒状房间,大多数频率的驻波在角落处达到振幅最大值。所以,应避免房间出现平行墙面。这样最强的共振模式就可以抑制住了。总的来说,房间越大,能听到的低频驻波越少。事实上,声波不是停滞不动的,而是表现为声压的最大值和最小值出现在房间内固定的点上,而且在房间的边缘往往有声压级的最大值。

2 超低音扬声器的摆放

一个主音箱和超重低音扬声器组成的系统有极大地灵活性,让两者都可以发挥到最好。低音扬声器与主扬声器的的结合需要实地校准。除了房间声学,最佳的系统设定还取决于监听扬声器的放置位置和听音点以及分频点的选择等。主扬声器需放在坚固的支架上,远离侧墙、角落和地板的反射,以避免中频段的梳状滤波。超低音扬声器通常落地放置,需注意不能将其摆放在驻波最大点。

从心理声学的角度,低于120 Hz的信号是不含有任何方向感信息的。因此,应该将超低音扬声器放置在扩散性最好的位置上,这样才能充分发挥它的优势。在角落中放置低音扬声器可能导致低频的传播不均匀。只有在所有相对的墙壁不平行的时候,可以选择将低音扬声器安放在角落中。靠墙放置低音扬声器的情况十分普遍,而且很恰当。但请注意,如果两侧墙面是平行的,请不要将低音扬声器放置于两侧墙壁中间或间距的的四分之一处。

3 聆听为主的调试方法

笔者使用的是AIR扬声器附赠的测试信号CD,以及Chesky Records出品的CD,Rebecca Pidgeon,The Raven,第12首《Spanish Harlem》是一首慢歌,低音提琴奏出缓慢的音符,覆盖了大部分的低音频谱。这张碟片作为参考音乐在检测房间和扬声器的响应方面非常合适。

一个好的低音扬声器应该有不止一种办法与主系统连接,只要是不要对主音箱有任何影响。所以,笔者结合低通滤波频点的调整与低音扬声器的摆位来细调整个系统。

3.1 极性不是相位

极性是指一个正的信号给到音箱,单元是向外还是向里运动,要改变运动方向,只需正负反过来接即可。相位意味着相对的时间,相移意味着延时。调音台上的相位开关尽管有时被称作绝对相位,但千万不要和相位的概念混淆,准确地称为极性反转,和信号的时间无关。如果两个扬声器一起工作,他们的极性必须相同。因此,首先需要确认超低音扬声器的极性。

以70~80 dB声压级播放测试碟的全频粉噪,把分频点调至最高,相位0°,调整超低音扬声器增益直至能听见它。反转极性,再听。极性正确,重放的低音会更响。找到后,做上标记,不再改变。

步骤如下:

1) 低通滤波的分频点

滤波后的粉噪作为测试音,先预调分频点至63 Hz或80 Hz,注意聆听该粉噪的主导音,加入SUB以后,如果分频点不正确,那么该测试音在主扬声器的音调会受影响而偏移。让SUB极性反转至不正确的极性。SUB音量调至中等,从最低的频率开始,慢慢提高分频频率,直到听到测试粉噪主音调开始升高,略微地降低分频频率,回到主音调刚刚不受影响的位置即可。

如果低音扬声器是正确放置的,那么极性参数为180°时,会导致在分频点处的完全的相位抵消。如果不是这样,以下就应该调整提到的相位参数了。

2)相位

如果空间上有距离并且涉及到分频,那么一定存在相位差,相位必然需要校准。使SUB恢复正确极性。重新播放刚才的测试音,慢慢调整相位,直至感觉音调升高,将相位度数退回去一点,保持主音调不受影响。

3)幅度

这是系统正确设置的关键一步:分频点处,SUB和主扬声器有相同的电平。因为有带音调的测试粉噪,SUB的电平调整就像照相机镜头聚焦一样容易。播放测试粉噪,只有将SUB调至正确的幅度系统才会有正确的音调。幅度变大变小分别对应测试音调的升高或是降低。连接或断开SUB,测试音调不受影响,如果要更为精确的话,还是慢慢提升幅度至音调刚好升高,再略微地降低幅度,音调刚好不受影响的位置就是幅度正确的位置。

4)校验

重放Rebecca的《Spanish Harlem》,如果所有的低音音符都一样响的话,那么系统设置就算成功了。分频点高了的话,某些重低音的音符听起来会大声,反之亦然。不要去改变SUB的幅度,回到步骤1),重新设置分频点,并在不影响音调的频点左右徘徊试听,确认正确的设置。有一首测试用音乐是再理想不过的了,因为分频点在1/3的范围内变化音调也会有明显的改变。

3.3 精细调整---立体声SUB的空间间距和分离度

立体声的超低音带来的包围感可以产生在音乐厅里听音乐相同的感受。如果是立体声的SUB,那么其空间间距和左右分离度也是需要精细调整的。播放《Spanish Harlem》,关掉SUB,低音贝司的声像清晰地位于主扬声器正中间的位置,如果中央声像模糊,就意味着左右主扬声器分开太远。加入SUB,低音贝斯的声像既没变远,也没靠近,也没变宽或模糊,调整2只SUB的间距,使得其加入以后,声像不受干扰。这样就是一个整合完善的系统。再回到步骤1),仔细调整另一只SUB的分频点、相位和幅度。至此,调试完成。聆听时感觉不到SUB的存在,无论是位置还是幅度,无缝地构成了一个完美的重放系统。

4 音调检测法如何起作用

1/3倍频程的窄带粉噪(也称为多音测试信号)音调是其中心频率,不论是朝频谱的高端还是低端移动,都体现为音调改变。当主扬声器和SUB信号在电平、频谱分布和相位上匹配的话,听到的只是音量增大,而没有音调改变。聆听主扬声器,关掉SUB然后再加入,通过简单的对比聆听,可以很容易判断出SUB和主扬声器在分频点处相位是否对齐。

当然,前提是SUB和主扬声器都是线性的,很精确地各自在高、低频滚降,两者的滚降曲线很容易整合。调试成功与否很大程度上基于上述条件是否满足。

诠释《Spanish Harlem》的重放时,不要过分拘泥于某些音符的微小衰减,耳朵对衰减判断远不如对提升客观。首先处理共振的音符,然后再关注衰减的问题。设定SUB是帮助主扬声器回放音阶中超低的音符,这意味着分频点正确,可是主扬声器的某些音符受到了影响,那么首先应该考虑的是SUB的位置是否合适,要么就是SUB频响不正常。随着SUB向角落移动,反射增加,先前的衰减变成了提升,移动SUB会使其和主扬声器之间发生的抵消或衰减复杂地变化。这是取得低频平滑响应行之有效的手段。

5 进阶的技术---结合频谱分析仪、用耳朵来整合系统

Smaart live等高性价比的测试软件借助计算机技术取代了曾经昂贵的实时频谱仪。首先,聆听《Spanish Harlem》,找出有问题的频点。主扬声器和SUB分别重放宽带的粉噪,用1/3倍频程的频谱分析仪来测量。分析仪将测试信号与重放信号时间上校准后进行比较,很容易地区分出直达声和反射声。分析仪显示控制室在40 Hz时有提升,在63 Hz左右有衰减,与聆听Rebecca感觉个别音符较弱相符,轻微地移动SUB,直至63 Hz周围的衰减变成了提升,并且不影响其他的频点。

这个方法的优势在于将人耳强大的比较判断功能与分析仪超级强大的功能进行整合。我们用分析仪来判断总体的趋势而不是绝对的幅度,测试话筒必须位于调音师耳朵的位置,当你不需要审听判断的时候,使用耳塞让耳朵休息,保持听力的鲜活。SUB位置改变后,用前述步骤重新调校分频点、相位和幅度。

6 小结

监听校准的重要性无论如何强调都不过分,优秀的录音作品绝对不只是感性的产物,艺术的高度很大程度上取决于技术平台的高度。经过精心调试,云南电视台的环绕声录音棚声音质量有了较为明显的改进,标准的监听为录音师提供了完全无忧的创作环境。目前,国内的环绕立体声制作尚处于起步阶段,系统调试方面更多依赖于设备销售商提供的技术支持。真正具备系统整合优化能力、值得信赖的音频工程师可谓凤毛麟角,我们的团队正朝着这个目标努力。

参考文献:

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[4] 刘书兰. 环绕立体声浅议[J].电声技术,1999,23(1):14-16.

[5] 钟家献,韦岗. 一种虚拟环绕立体声技术[J].电声技术,1999,23(3):36-40

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