工程师访谈
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索尼“360空间声场映射”技术可提供焕然一新的聆听体验
随着大屏幕电视的普及和家庭娱乐需求的不断增长,家庭娱乐对音响的关注度越来越高。
在这一趋势下,索尼推出了HT-A9,这是一款采用新颖理念且有别于其他产品的家庭影院系统。借助四个无线扬声器,索尼360空间声场映射技术可为您带来广阔浩渺的360度立体音效体验。那么,这款新产品是如何制作而成的呢?请继续阅读,了解开发人员对这个问题的解答。
开发人员
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堀内
家用产品规划部门
家用产品业务部门
索尼公司
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铃木(正树)
家用产品部
家用产品业务部门
索尼公司
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二宫
家用机械设计部门
家用产品业务部门
索尼公司
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铃木(隆)
家用产品规划部门
家用产品业务部门
索尼公司
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酒井
家用产品技术部门
家用产品业务部门
索尼公司
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出口
第1工作室
创意中心
索尼公司
能先告诉我们一下,HT-A9是一款什么类型的产品吗?
铃木(正树):HT-A9是一款家庭影院产品,它在外形等多个方面都很特别。随着电视机尺寸的不断增大和质量的日益提高,加之如今视频流媒体服务的普及(得益于居家需求),在家中欣赏电影变得更加简单便捷。因此,人们对于在家中享受出色音质的需求显著增加。然而,现实情况却是:许多人的客厅没有足够的空间来安装功能齐全的家庭影院系统。也有许多人认为,自己安装一套成熟的家庭影院系统会很困难。于是,HT-A9应运而生。HT-A9采用了索尼新的“360空间声场映射(以下简称360SSM)”技术和自动声场优化技术,从而减少了从安装到使用所耗费的时间和精力,让大家都能轻松地享受令人惊叹的360度立体音效体验。
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能具体说说“HT-A9在在外形等多个方面都与其他回音壁不同”的含义吗?
铃木(正树):HT-A9是一款由四个独立无线扬声器和一个控制盒组成的产品。扬声器之间以无线方式连接,因此无需布设线缆将房间后端的扬声器连接到房间前端的控制盒上。这样用户就可以保持整洁、简约的外观。无线扬声器由水平前置扬声器和朝向天花板的向上发声扬声器组成。通过将这些扬声器与360SSM进行配对,索尼的360立体音效就此实现。
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能再多透露一点关于向上发声扬声器的信息吗?
酒井:向上发声扬声器是将声音向上投射并从天花板反射下来,这样就感觉声音仿佛是从头顶上“喷薄”而下。HT-A9的四个扬声器单元都配备了向上发声扬声器。通过360SSM,声音将在三个维度产生共鸣,而向上发声扬声器在这其中发挥着十分重要的作用。
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360SSM是一项什么技术?
酒井:360SSM采用了索尼的测距技术,可测量音箱之间、音箱到天花板的距离,然后再结合物理声场重现技术。该系统在每个无线扬声器上使用两个麦克风来测量扬声器的相对位置,并通过多达12个“幻象扬声器”(模拟声源)来重现声波前推,这些“幻象扬声器”假定存在于物理扬声器之外的某处。由于模拟扬声器存在于实际扬声器之外,因此它会让您感觉仿佛置身于一个似乎延伸到房间之外的广阔空间中。
幻象扬声器是不是就像模拟环绕音效的虚拟环绕音效扬声器一样?
酒井:不,它与虚拟环绕音效有点不同。虚拟环绕音效技术是利用心理声学技术来营造您仿佛在聆听立体音效的错觉,但对于360SSM来说,这可不是一种错觉。它会实实在在地产生声场。
能谈谈这种方法的优点吗?
酒井:虚拟环绕音效所带来的声音效果因人而异。因此,人们所感知到的声场扩散方式可能会有所不同。而360SSM可以再现真实的声场,因此在体验上不会因人而异。您可以在较大的空间环境内体验到逼真的环绕音效。
也就是说,它非常适合与一家人或一群人一起欣赏。是不是可以这么认为:自动声场优化功能也支持这项功能?
铃木(隆):是的,正如酒井所说的那样,每个扬声器中的两个麦克风可用于确定扬声器的相对位置并补偿每个扬声器所产生的声音。不仅可以测量水平方向的距离,也可以测量垂直方向的距离(到天花板的距离)。这样,即使由于空间限制而导致每个扬声器的高度不同,仍可以实现完整的环绕音效。
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360SSM可以带来什么样的体验?
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铃木(正树):它可以营造一个比物理扬声器所处的实际空间更大的广阔声场区域,让用户在欣赏内容时都有一种“身临其境”般的感觉,即使是在客厅里或普通的家庭环境中。如果是观看电影,它就会营造一种影院氛围;如果是现场音乐类型的内容,它就会让您感觉如同亲临音乐会一样。即使是在自己家中,您也能够像在现场一样体验各种声音,这就是HT-A9的特点。
堀内:到目前为止,我已经参与开发了许多种不同的产品,包括AV接收器和回音壁(大体上就是你们所说的“高端”音频系统)。但是,当我头一次在HT-A9原型机上接触到360SSM时,我还是对其广阔的声场惊诧不已,它与我迄今为止所使用过的产品大有不同。尤其是它的声音可以上下移动和向上旋转,这让我感到十分惊讶。我希望每个人都能体验到这项令人兴奋的技术。
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要想享受HT-A9所提供的立体音效,内容上是否需要满足什么要求?
铃木(正树):它支持基于对象的格式,例如用于视频内容的Dolby Atmos或DTS:X。但是,传统的5.1声道环绕立体声声源也可以通过处理来得到环绕音效体验。
酒井:原本5.1声道环绕立体声声道中只包含水平面的信号,但通过信号处理技术,还可以从原始信号中生成高度信息。尤为特别的是,这样听起来就像是环境声被充填到空间中。
对于信息量比5.1声道要少的2声道音频又怎么样呢?它适用于电视节目等立体声音频内容吗?
酒井:是的,即使是2声道的内容也可以享受到立体音效。
HT-A9提供了出色的音效体验。能告诉我们在开发过程中遇到了哪些挑战吗?你们又是如何克服的?
堀内:这里面涉及的工作太多了,真是一言难尽。(笑)但我还是先说一说用于控制四个无线扬声器的控制盒吧。尽管最后我们将控制盒缩小到了这么一个尺寸,但在开发之初,我们认为它必须与标准AV接收机一样大才能正常工作。
AV接收机可能是这个控制盒的两倍大,对吧?
堀内:没错。我们一开始之所以考虑这么大的尺寸,首先是为了保证无线性能。我们需要开发一种新的系统和配置,不仅能够与四个无线扬声器进行通信,而且还要针对无线操作进行优化,以确保与外部设备一起使用时的通信稳定性。
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你们是如何将这些功能整合到一个紧凑的机身中的?
堀内:通过与我们内部无线专家团队和机械工程师的合作,我们开发了新的天线。我们逐渐细化了多个天线的排列和形状,使它们不会相互干扰。经过数十次重复的模拟和原型试验,我们最终得到了目前这种紧凑的尺寸。
这种反复试验的过程到底是什么样的?
二宫:控制盒里有三块用于天线的电路板。由于我们不得不把它们装进这个小的机身里,因此很难让它们完全隔离,从而避免相互干扰。于是,我们在控制盒中设置了两层金属板及其他一些部件,用于分隔前、后端天线。为了提高灵敏度,我们还留意了其他许多细节,包括天线的角度。
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坦率地说,即使控制盒没有这么小巧,或者说即使它有AV接收机那么大,也可能不会受到任何抱怨。你们让它变得这么小,有什么别的原因吗?
出口:客户首先看到的是扬声器,而最终带给客户体验的也是扬声器,但我们认为:如果控制盒(相当于是隐形指挥官)太大,就会影响到体验。当然,最重要的还是它与电视机的搭配。我们在决定视觉特性时,不仅考虑了尺寸,还考虑到了控制盒与电视机放在一起时的颜色和表面纹理。我们认为这对于控制盒而言是必不可少的,并请设计团队帮助我们实现了这一点。
堀内:我们实际上做了一个原始大小的黑匣子,并一遍又一遍地告诉自己:“看到了吗?这太大了。”
铃木(正树):最后,当看到AV接收机大小的东西缩小到这么小的尺寸后,说起来可能有点难为情,但我确实意识到:有志者,事竟成。(笑)
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除了天线外,其他组件怎么样?你们在开发控制盒时还遇到了哪些困难?
铃木(隆):为了弄清楚如何对控制盒内部进行散热,我们的确遇到了一些困难。我们确定了热量产生的来源,并多次模拟了散热的机制和框架,以确保它们与无线配置兼容。在不影响散热效率的情况下提高无线性能和缩小尺寸尤为困难。
关于控制盒设计的重点,你们还有什么要补充的吗?
二宫:与扬声器一样,我们非常注重隐藏HT-A9上的螺丝孔。严格地说,只有背面的一个螺丝孔稍微可见。其他所有的螺丝孔,包括底部的螺丝孔,都是看不见的。在很多情况下,像这样的产品底部都会有一块外露的银色金属板,但HT-A9设计了一个额外的盖板组件来遮挡这块板。
这是设计团队做出的决定吗?
出口:我认为这不仅是设计团队的共识,也是开发团队的共识。之前提到过,我们有考虑HT-A9与电视机放置在一起时的外观。此外,如果HT-A9被放在更高的位置,不仅可以看到螺丝孔,还可以看到底部的金属板。为了防止这种情况发生,我们没有偷工减料,而是把该隐藏的东西隐藏起来,从而让它完全融入到室内环境中。
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这需要对该产品做出深思熟虑……
出口:我们很高兴您这么认为。进一步讲,我们还对侧面用于散热的狭缝形状进行了一些思考。狭缝采用了对角设计,因此从正面看不到电路板和其他内部组件。
接下来,能介绍一下扬声器的不同部件吗?你们侧重于哪些方面?在开发过程中遇到了哪些困难?
酒井:HT-A9扬声器单元是带有高音扬声器和全频扬声器驱动单元的2声道扬声器。全频扬声器利用空间平衡扬声器单元以很小的失真提供清晰的声音。另一个重要举措是我们将全频扬声器打造成为一个带有轻薄振膜的超薄单元。超薄单元可以进一步扩展声音的指向性。出于同样的原因,我们将机身的左右边缘以一定角度进行切割,以防产生衍射(声波在拐角处弯曲),同时以完整的球形来实现声音扩散。
二宫:我们不仅以一定角度切割了机身的左右边缘,还出于同样的原因切割了顶部边缘,但这一点很难辨识,因为它被扬声器的格栅挡住了。这里需要有一个框架来固定格栅,而具体到这个框架应该有多宽或多厚,我们可是进行了相当多的反复试验。
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哇,所以说这个结构真的是专门用来强化声音扩散的了,是吗?
酒井:是的,就360SSM而言,声源的位置被定义为一个点,并且是基于从该点发出球形声波的假设进行测量,因此我们的目标是为扬声器打造一个尽可能接近于该点的声学机制。扬声器单元的振膜由泡沫云母制成,这是近年来索尼产品中一贯使用的材料。泡沫云母的特性是重量轻、坚固、阻抗刚刚好,这使其成为制作振膜的优秀材料。这些特性使得振膜能以较高的质量生成从低音到高音在内的各种声音,但就HT-A9而言,泡沫云母的作用还在于让振膜变得更薄。此外,它还使用了强磁路磁铁,其力度足以让振膜提供强劲的低音。
靠近扬声器单元前部的箱体开口是喇叭形的,旨在确保从向上发声扬声器发出的声音不会被聆听者直接听到,而是以精确的方式向上扩散,以便从表面反射回来。为了开发出适合的喇叭形状,我们花费了大量时间反复进行模拟、测量,然后利用这些结果来制作更合适的形状。
扬声器格栅选用金属材质是出于什么理由?
出口:HT-A9能够播放高解析度音频,但为了重现这种声音,如果格栅是金属制成的,那么格栅孔就需要这么大。如果您再靠近一点看,还会发现前部和后部格栅孔的大小是不同的。
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哦,确实不一样。为什么它们的大小不同呢?
出口:我们不得不把孔做得更大,以便让向上发声扬声器发挥更好的性能。作为设计团队,我们当然希望孔尽可能小,但需要在性能要求和外观之间取得平衡。
堀内:顶部和前格栅所需的规格存在一些矛盾,为了尽可能兼顾好这两者,我们进行了大量讨论。我们不仅在孔的大小和孔密度方面尝试了各种组合,还尝试了不同的格栅厚度。
你们在扬声器设计上还特别注意了些什么?
酒井:如前所述,全频扬声器中有一些高声功率扬声器单元。但是,这可能会对此类设备产生不利影响,导致扬声器外壳易于震动。外壳的过度抖动会破坏声像并对高音扬声器和向上发声扬声器产生不利影响。为了解决这个问题,我们在扬声器单元的背面安装了一个厚厚的桥形组件,以提供一个可以从后面支撑它的坚固结构。
二宫:我非常清楚地记得第一个原型机是如何被扬声器轰倒的,整个机身就在那里震动不止。为了防止出现这种情况,除了在扬声器单元的背面增加了桥形组件之外,我们还采取了许多其他对策。我们不仅在底座部分增加了
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铃木(隆):在电气设计方面,为了充分发挥我们的独创性,并在有尺寸限制的情况下尽可能地提高音质,我们开发并投入使用了新设计的功放和专为HT-A9打造的强大电源。
能多谈一谈它的作用吗?
铃木(隆):对于放大器和电源,就像AV接收机中那样,我们采用了高音质电解电容器。对于功率放大器,我们则采用了S-Master HX,以提高输出并缩小电路板尺寸。我们正是以S-Master HX作为基础,着眼于提供所需的电气特性,从而实现HT-A9的高保真声音重现。此外,我们还经历了一个组件的选择过程,通过聆听每个方案所播放的实际声音来进行评估,直到得到最终产品。重要的是,为了在使用小电路板的情况下也能获得良好的音质,我们优化了每个组件的放置,使电路的走线尽可能直,也尽可能短。在满足安全标准的前提下,我们还让电路的宽度尽可能大。正是这些创新让声音感觉更加独立于扬声器,并提升了HT-A9的广阔声场表现。
还有其他什么功能要说一说吗?
铃木(正树):我们还将无线低音炮作为一个选项,用于增强HT-A9的声音体验。当然,扬声器本身就是为提供出色的低音而设计的,但如果您想得到更强劲的低音效果,我们还是希望您尝试一下使用无线低音炮。根据您的房间大小和所要获得的声音体验,有两种类型可供选择,分别是SA-SW5和SA-SW3。
酒井:使用额外的低音炮后,低音就感觉像是来自地面。如果您在找寻一种电影院般的体验,即感觉周围的空气都在震动,我建议您增加一个低音炮。听音乐时,您应该能够体会到里面的差异之处,尤其是像EDM这样的合成音乐,其中充盈着人类听觉范围内的各种声音。
铃木(正树):连接低音炮的另一个好处是,您可以将低音重现的任务交给低音炮,而让扬声器专注于其余的音域。这样可以更精确地重现寂静感和不同的氛围。
*目前支持的Bravia型号:Z9J、A90J、A80J、X95J、X90J、X91J系列等。
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它如何与外部设备相结合以提高性能?
铃木(正树):与外部设备搭配使用时,如果使用的是索尼BRAVIA电视,则可以使用名为“中置声场同步模式”的功能进一步提升声音体验。
这个功能有什么作用?
铃木(正树):过去几年间发布的BRAVIA机型(如OLED机型)都支持“银幕声场旗舰版”,这是一种从屏幕本身发出声音的原创声学技术。“中置声场同步模式”将这种声学技术与HT-A9结合在了一起。在获得只有本机才能得到的环绕音效感的同时,屏幕上的人物对话则由BRAVIA播放,从而营造出影像和声音之间的统一感,并提供更自然的声音体验。
堀内:为了实现这一目标,电视与音频部门展开密切合作。OLED电视“银幕声场旗舰版”与LCD电视多声道屏幕声场的声学技术完全不同。最重要的是,每种产品之间也存在一定差异。为了解决这个问题,我们的工程师进行了交流并对功能做出了微调,以确保在每一款产品上都能享受到出色的音质。
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用户是否需要在设置中指定所要连接的电视机?
堀内:不,没有必要。当控制盒通过HDMI线缆连接到电视机时,控制盒会自动识别机型并以合适的设置与电视进行连接。
铃木(正树):当连接到BRAVIA电视时,HT-A9的功能可以在一个图形用户界面上进行控制,而该界面则可通过BRAVIA遥控器进行操作。我认为即便是一个有一桌子遥控器的人,使用起这个功能来也会感到得心应手。
尽管之前已提及过多次,但你们能再透露一些关于HT-A9的设计吗?
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出口:在一组名为“A系列”的音频产品(包括HT-A9)中,我们在设计上使用了“全指向性模块”的概念。这些单元要能够与所连接的可选设备(例如低音炮)搭配使用,而它们在外观上的和谐则强化了它们作为一个系列的一致性。但是,HT-A9的设计却利用了本机的独创性,它体现了一种新的音效体验。
话虽如此,这并不是说我们要让设计过于新颖。从某种意义上说,扬声器就像一件乐器,当您对其特性进行微调时,扬声器的理想形状自然也就水到渠成了。因此,我们这次所做的就是力求让这些特征变得更加显而易见。
结果就是像我们在这里看到的那样了。
出口:是的,最终的形状就是这种圆柱形。前面酒井和二宫曾提到过,机身边缘采用了对角切割方式,以有助于声音的扩散。而通过这种形状,我们能够对内部进行大胆的切割。当然,这种形状也让设备看起来比相同尺寸的方形扬声器更小。无论您如何放置,它都看起来很自然。因此,360SSM的声音特性得以用一种直接的方式进行传达。此外,我们还切掉了背面的一部分,让平坦的表面和墙壁贴合,以便更容易了解声音所要覆盖的区域以及该如何放置设备。这样也使它更容易靠在墙上或挂在墙上。
除了设备背面的这些特性外,还有一个隐藏式挂钩可用于将设备挂在墙上,一个隐藏式螺丝孔可用于将设备安装到支架上。用于连接电源线的端子也位于设备底部的空腔内,因此当设备正常放置在表面上或安装在墙上或支架上时,将看不到电源线的多余部分。此外,所有不常用的按钮也都隐藏在底部。
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所以,就像控制盒一样,在视觉上可能会分散注意力的东西都被隐藏了。
出口:是的,也正是由于这个原因,主机的颜色也是浅灰色的,以便能与家居内饰搭配。这种浅灰色不只是一种纯灰色。我们将细小的黑白珠子混入油漆中并喷涂,从而使黑色和白色均匀地散布于表面。由此形成的纹理,即便它只有一种颜色,也能带给人深度感。在较暗的地方,黑色珠子可以起到突出白色珠子的作用;而在光线充足的地方,白色珠子又可以起到突出黑色珠子的作用,二者相得益彰。我们这样做的目的,就是打造一种既美丽又与不同空间互补的质感。顺便说一句,电源线也专门采用了浅灰色调,以匹配主体颜色。
最后,你们想对我们的读者说些什么吗?
堀内:HT-A9是一款采用新立体声技术的家庭影院系统,可提供不同以往的空间音效体验。所以,我们既兴奋又担心:影音专业人士在听到这个系统上的声音重现时会怎么想?我们有幸请美国索尼影业的音响工程师试用了HT-A9,并在实际影片制作中听到了非常积极的反应和评论,说声音与他们预期的一样,这给了我们很大的信心。我们希望这篇文章的读者也能观看一下这段采访的视频。也希望有更多的人能够享受到HT-A9所带来的新音效体验。
铃木(正树):正如堀内所说,HT-A9会给您带来不同以往的体验。360SSM是一项新的技术,它所带来的声音体验会让您感受到来自客厅以外的声音,这在以前是不曾有的。加之越来越大的电视屏幕和高清影像,这款产品会让您感觉仿佛置身于屏幕上正在发生的场景之中。此外,该产品还消除了一些复杂设置,而在以往只有通过复杂的设置才能享受到良好的音质。作为一款全家人都可以轻松享受的出色产品,它还将为您提供出众的声音体验。我们希望大家造访附近的Sony零售店,以亲身体验这种音效。
酒井:人们倾向于认为家庭影院系统是为狂热的电影迷准备的,但我真的很希望HT-A9成为那些刚开始对家庭影院体验产生兴趣的用户的良好选择。它不仅可以搭配丰富的电影内容,还可以为电视节目和流媒体视频等内容带来理想的音效体验。
铃木(隆):对于HT-A9来说,自动声场优化功能是享受360SSM的重要一环。即使您的客厅形状略有不规则,很难实现理想的扬声器布置,该产品也会适当地抵消这一点影响。因此,我希望那些因为此类原因而放弃环绕音效环境的用户能来一试。
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二宫:即使面临棘手的设置问题,即右侧扬声器放置在电视旁边,而左侧扬声器安装在墙上,它也可以灵活应对。安装本产品时无需调整电视周围的房间布局。灵活放置它也能适应不同人的不同生活方式。此外,它的外形也非常紧凑,安装起来应该较为轻松。
出口:正如铃木(隆)和二宫所说,我们在设计这款产品时的首要任务是让用户可以随心所欲地放置和使用它。另外,我觉得这款产品在外观与实际性能的对比上也是很令人满意的。这款产品可为您提供饱满的音色和广阔的空间声音体验,而这种体验很难想象是从这般紧凑、注重内里的外观中发出的。我们希望有尽可能多的人能够体验到这种惊喜的感觉。