波場(chǎng)合成是一種空間音頻再現(xiàn)方式，能夠重建從球面波、柱面波到平面波等任意的波陣面，基于這種原理，Holoplot公司開(kāi)發(fā)了一套音頻解決方案，可以通過(guò)獨(dú)立地控制一系列的揚(yáng)聲器單元來(lái)合成聲場(chǎng)。
該圖顯示了Orion系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)音頻的準(zhǔn)確定位
波束控制本身并不是一個(gè)最新的探索領(lǐng)域。然而，Holoplot公司首席技術(shù)官Adrian Lara Moreno強(qiáng)調(diào)稱他們?cè)诖嘶A(chǔ)上更進(jìn)一步，開(kāi)發(fā)了Orion系統(tǒng)，這套系統(tǒng)可以在水平和垂直方向整體進(jìn)行波束控制，并合成三種不同類型的聲波，同時(shí)在空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)精確的指向性。
首席技術(shù)官Adrian Lara Moreno
在介紹Orion系統(tǒng)的設(shè)計(jì)緣由時(shí)，Moreno解釋說(shuō)：“我們的主要目標(biāo)是解決當(dāng)前音頻行業(yè)所面臨的一些挑戰(zhàn)，包括無(wú)指向性的聲波，這些不可控的聲波將在各個(gè)方向上進(jìn)行傳播。而反射聲干擾、聲音在長(zhǎng)距離傳播中的衰減，以及不理想的語(yǔ)音清晰度也將導(dǎo)致聲學(xué)方面的問(wèn)題，這些都可以通過(guò)Orion系統(tǒng)來(lái)解決。此外，遠(yuǎn)距離的聲源也是一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)榧幢悴捎矛F(xiàn)代多聲道的揚(yáng)聲器系統(tǒng)，也無(wú)法將聲音拉近至聽(tīng)眾。”
Moreno指出，Orion系統(tǒng)在研發(fā)時(shí)的優(yōu)先側(cè)重點(diǎn)便是操作簡(jiǎn)便性。“主要的系統(tǒng)組件是Io Audio Module模塊，其適用的數(shù)量取決于應(yīng)用需求、預(yù)期結(jié)果、房間聲學(xué)以及播放內(nèi)容等因素。同時(shí)，根據(jù)具體應(yīng)用可以選擇集中式系統(tǒng)或分散式系統(tǒng)兩種安裝方式。除此之外，你還需要一臺(tái)Eta Processor處理器、連接至模塊的接頭和線纜（每個(gè)Io Module都配有一根信號(hào)線）、一個(gè)溫度傳感器、一些網(wǎng)線以及一個(gè)音頻播放源，整套系統(tǒng)非常簡(jiǎn)單。”對(duì)于永久性固定安裝，一旦系統(tǒng)配置完成后，就不再需要連接電腦上的Orbit軟件，也無(wú)需任何人機(jī)交互。
Orion系統(tǒng)主要由Eta核心處理器和lo音頻模塊組成
提升音量
“這一解決方案提供了一致的聲音和音量，我們實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的方法是使用平面波技術(shù)，”Moreno介紹道，“點(diǎn)聲源揚(yáng)聲器會(huì)在各個(gè)方向上傳輸能量，這會(huì)導(dǎo)致在長(zhǎng)距離傳輸時(shí)能量（音量）的衰減。而在Holoplot的解決方案中，我們?cè)趽P(yáng)聲器中使用了數(shù)量眾多的換能器單元，從而將聲壓分布限制在揚(yáng)聲器表面（矩陣）范圍內(nèi)，這種平面波方式的還音可以在距離上保持能量的恒定，避免音量的衰減。正因如此，聲壓的衰減僅僅與空氣的阻力有關(guān)。”
當(dāng)被問(wèn)及在不損失音量和/或語(yǔ)音清晰度的情況下，聲音的最遠(yuǎn)傳輸距離時(shí)，Moreno插話道，這取決于幾個(gè)因素。“在保證令人滿意的聲壓級(jí)前提下，系統(tǒng)所能覆蓋的距離取決于系統(tǒng)的尺寸、用戶設(shè)置的聲源相關(guān)頻譜以及所需達(dá)到的聲壓級(jí)。音頻傳輸永遠(yuǎn)不可能沒(méi)有任何損失，這些損失主要集中在高頻段。陣列的規(guī)模越大，對(duì)于較低頻率和系統(tǒng)功能的控制能力便會(huì)越強(qiáng)。我們的系統(tǒng)具備三維指向性控制，因此用戶可以在水平和垂直面上控制聲音波束。系統(tǒng)越龐大，波束指向的控制能力便會(huì)更加精確，尤其是在較低頻段。為了獲得最佳的聲壓級(jí)，并在遠(yuǎn)距離上實(shí)現(xiàn)均衡的頻率響應(yīng)，我們能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行配置，針對(duì)不同的觀眾區(qū)合成多個(gè)不同的平面波。通過(guò)使用平面波，我們能夠盡可能地保持一致的聲壓級(jí)，加上面向不同區(qū)域提供不同的聲波，還有助于我們輕松地對(duì)每個(gè)聲波單獨(dú)進(jìn)行均衡處理，以補(bǔ)償空氣阻力和環(huán)境所造成的聲音損失。”
首席執(zhí)行官Roman Sick獲獎(jiǎng)
通過(guò)將平面波與恒定的聲壓級(jí)相結(jié)合，并控制系統(tǒng)的指向性，Moreno表示這些系統(tǒng)能夠在混響較大的空間內(nèi)重放相對(duì)干凈的音頻，從而提高語(yǔ)音清晰度。
“通過(guò)使用平面波，也可以盡可能的減少反饋聲和反射聲，因?yàn)槁晧涸诰嚯x上保持穩(wěn)定，因此當(dāng)你將一只話筒移向揚(yáng)聲器系統(tǒng)時(shí)，不會(huì)增加太多音量，從而避免觸及反饋臨界點(diǎn)。而對(duì)于傳統(tǒng)的點(diǎn)聲源揚(yáng)聲器而言，話筒靠近時(shí)音量會(huì)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，從而產(chǎn)生了嘯叫的風(fēng)險(xiǎn)。此外，由于較高的指向特性，也抑制了反射聲的產(chǎn)生，而低頻段的指向性則跟系統(tǒng)的尺寸相關(guān)。”
多樣化應(yīng)用
目前，Orion系統(tǒng)的應(yīng)用是獨(dú)特且廣泛的。“通過(guò)在Orion中加入了這項(xiàng)技術(shù)，我們希望能夠通過(guò)改善聲音定位和語(yǔ)音清晰度、提供一致的聲音覆蓋范圍，并為相互獨(dú)立的空間帶來(lái)來(lái)自中央系統(tǒng)的不同音頻內(nèi)容，從而提升幾乎在任何應(yīng)用場(chǎng)景中的聽(tīng)覺(jué)體驗(yàn)。因此，系統(tǒng)的應(yīng)用充滿創(chuàng)意性和復(fù)雜性，” Moreno評(píng)價(jià)道。
車(chē)站便是Holoplot公司希望迅速占據(jù)主導(dǎo)地位的一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，這可能是Orion系統(tǒng)在最復(fù)雜和最繁忙的環(huán)境中改善語(yǔ)音清晰度并提供指向性聲音的最具有說(shuō)服力的例子。
法蘭克福中央車(chē)站11個(gè)位置安裝了23組模塊組成的測(cè)試系統(tǒng)來(lái)驗(yàn)證提高站臺(tái)的語(yǔ)言清晰度
其他應(yīng)用領(lǐng)域包括需要?jiǎng)?chuàng)造“具有焦點(diǎn)的聲音對(duì)象以及沉浸式聲音場(chǎng)景”的博物館，還有要求更高的語(yǔ)音清晰度及更寬廣的覆蓋范圍的會(huì)議廳等。此外，為了創(chuàng)造更加身臨其境的購(gòu)物和休閑體驗(yàn)，零售空間和藝術(shù)展覽也是該技術(shù)的另外一個(gè)潛力市場(chǎng)，這也是這家初創(chuàng)企業(yè)希望在中東地區(qū)開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)市場(chǎng)。“很多項(xiàng)目都是在中東地區(qū)進(jìn)行的，因?yàn)檫@些項(xiàng)目中廣泛使用了玻璃和混凝土材料，且房間尺寸普遍較大，因此這種設(shè)計(jì)方案會(huì)導(dǎo)致較長(zhǎng)的混響聲。而我們的技術(shù)，憑借其波束控制能力，能夠?yàn)檫@些建筑提供有效的解決方案，創(chuàng)造更出色的語(yǔ)音清晰度，”Moreno表示。其他對(duì)于該公司存在著廣闊發(fā)展前景的區(qū)域市場(chǎng)還包括歐洲和亞洲。
Holoplot公司并不諱言其技術(shù)可能帶來(lái)的商業(yè)利益。“這套系統(tǒng)存在很多可以節(jié)省運(yùn)營(yíng)成本的環(huán)節(jié)，比如說(shuō)減少揚(yáng)聲器數(shù)量或者減少沉浸式系統(tǒng)搭建安裝時(shí)的開(kāi)銷(xiāo)，因?yàn)橛脩糁恍枰倭康模踔敛恍枰~外的揚(yáng)聲器，”Moreno補(bǔ)充說(shuō)，“這一解決方案提供了前所未有的聲學(xué)表現(xiàn)，減少了串音并改善了整個(gè)觀眾區(qū)的聲音均勻覆蓋，實(shí)現(xiàn)了最佳的語(yǔ)音清晰度。這并不是一套坐下來(lái)欣賞音樂(lè)的系統(tǒng)，但對(duì)于復(fù)雜的環(huán)境來(lái)說(shuō)，干凈清晰的聲音是首要要求，因此它成為一項(xiàng)重要的音頻技術(shù)開(kāi)發(fā)成果。”
“沉浸式”這個(gè)詞在這個(gè)行業(yè)中出現(xiàn)過(guò)很多次，甚至Moreno也對(duì)其頻繁使用和錯(cuò)誤使用表示擔(dān)憂，因?yàn)檫@有時(shí)會(huì)給Holoplot這樣的公司帶來(lái)困擾。
“正是由于‘沉浸式’這個(gè)詞的過(guò)度使用，使得我們將一套真正沉浸式的解決方案推向市場(chǎng)中時(shí)，卻很難在周?chē)泥须s議論聲中引起行業(yè)的關(guān)注。在我們看來(lái)，真正沉浸式的音響是一種體驗(yàn)，在這種體驗(yàn)中，一個(gè)人能夠感覺(jué)到自己被拖進(jìn)了一個(gè)不同于物理空間的虛擬空間，同時(shí)仍然能夠執(zhí)行任何人類憑直覺(jué)做出的動(dòng)作。舉例來(lái)說(shuō)，如果你發(fā)現(xiàn)自己身處于叢林之中，你在聽(tīng)到后方有動(dòng)物的聲音時(shí)便想轉(zhuǎn)過(guò)身，或者在轉(zhuǎn)角處聽(tīng)到瀑布聲音時(shí)想走近去看。最重要的是，和你身邊的人在身體和情感兩個(gè)方面上分享這些感受。因此，我們認(rèn)為沉浸式音頻終于在市場(chǎng)中找到了充滿現(xiàn)實(shí)意義的解決方案。”
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