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这是AI吗?——丹麦Dutch & Dutch 8C监听音箱升级BACCH® 3D Sound技术

作者:新音响New Audiophile 阅读数:1054 发布日期:2024-09-02

摘 要:位于美国旧金山的人工智能研究公司OpenAI,推出了全新对话式AI模型ChatGPT,上线不到1周时间就突破100万用户,2个月后已拥有上亿用户,成为史上用户增长速度最快的应用程序。TikTok达到1亿用户曾经用了9个月时间;Instagram则花了2年半时间。

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位于美国旧金山的人工智能研究公司OpenAI,推出了全新对话式AI模型ChatGPT,上线不到1周时间就突破100万用户,2个月后已拥有上亿用户,成为史上用户增长速度最快的应用程序。TikTok达到1亿用户曾经用了9个月时间;Instagram则花了2年半时间。投资OpenAI的微软不仅获得丰厚回报,股价更是一路高歌猛涨,终于在竞争对手谷歌面前硬气了一回。之后ChatGPT持续更新,智能程度有了质的飞越,在美国生物奥赛和GRE Verbal考试中,能击败99%的参赛学生。过去这一年,各方AI研究者神仙打架,2023年1月谷歌推出MusicLM模型,能从文本描述中生成高保真音乐;9月Stability AI推出音乐生成器Stable Audio,更高效更好用,以后作曲家还有饭吃吗?


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BACCH Labs这家软件应用公司就设在普林斯顿大学内

也许在未来几年,我们就能看到或听到由AI设计、制造的音响器材,它可以满足发烧友所有对音响元素的要求,很值得期待?还是会创造怪物?不管怎么说,AI的发展已经势不可挡,那些学会使用生成式人工智能,并适应这个新世界的公司和个人将成为赢家。对于音响发烧友来说,透过身体来操作音响器材并欣赏音乐,牵涉到环境、情感、个人经历与喜好等许多变量,这些是人工智能暂时无法取代的。不过来自荷兰的Dutch & Dutch 8C,已经尝试用更智能化的方式,提供既能符合录音室音色直白无染、频率响应平直、极低失真的要求;而在家中使用又内敛稳重,音质温暖好听的监听音箱。

赖总编曾介绍过Dutch & Dutch 8C音箱,它的规格参数优异,频率响应30Hz–20kHz ± 1dB,最大音压106dB,中高频的二次谐波失真只有-60dB(0.1%),简直是吓死人的好,没有任何一对家用音箱可与之相提并论。这对音箱的声音饱满丰腴,个性偏向内敛古典,少了一点直白多了一些温暖,高音可以说是几个竞争对手中相对比较暗的,却因此更加耐听好听。这对音箱的操作简便,连接网线后可以通过局域网内的PC或者手机进行设置,菜单非常丰富。这对音箱背面2只超低音单元负责100Hz以下的声音,Dutch & Dutch 8C在两侧都开孔,释放单元背波减少箱体内的压力与震动,并且与背墙打出的低频反射抵销,减低了靠近背墙反射的低频能量,透过DSP控制尽量让空间消失,不再局限于家中狭窄的空间,随时能达到宽广而精准的声音重播。像Dutch & Dutch 8C这样的有源音箱,可以视为未来音响的代表。

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Dutch & Dutch 8C只能说是体积较大的书架箱,却能发出不可思议的20Hz极低频

Dutch & Dutch 8C开发团队是荷兰代夫特理工大学声学实验室的研究生,他们先开发出一套特别的XTC(串音消除技术),后来把这套程序应用在有源音箱上,8C的本事可以用3个“A”来说明。

第一个A是All-in-One(多功能)。8C内建功放与顶级解码芯片,当然少不了算立强大的DSP。网络连接让它可以进行串流播放,一方面提供Roon Ready的播放途径,一方面还能透过iPad控制调整,所以在8C上已看不到实体按键旋钮。


第二个A是Adaptive(适应性)。8C内建的DSP可进行EQ调整,包括粗略地调整高中低频量感(+/-6dB每0.5dB一级),还有多达24组滤波器选择,每一组都可自订频段的增减量。开始用时,用家要输入音箱离背墙和侧墙的距离,DSP会自动进行空间适应,因此就算8C离背墙10公分也没问题。


第三个A是Accurate(准确)。其一是它像尺一样平坦的响应曲线,在35Hz-20KHz范围内仅有+/-0.5dB误差,在同等体积音箱上堪称世界冠军,在这个价位的产品里也是绝无仅有。第二是它精准的相位,因为没有被动分音器,加上有DSP控制,因此相位精准度比起一般的被动音箱更高,利于音场与定位呈现。第三是所有单元都经过配对,不是根据单元测试数据进行配对,而是透过DSP计算,把每一只单元的数据都输入计算机,然后修正每一对喇叭的特性到完全一致。



3“A”是Dutch & Dutch 8C最大的特色,当然还有一些细部的设计才能把效果发挥得淋漓尽致。首先说到箱体。8C的扎实箱体一共用上两层,外层以19mm的橡木实木制成,内层则是18mm的桦木积层夹板,透过不同材质抑制谐振,而且在交接处还使用榫接技法,如此内部就不需要添加吸音材损耗细节。前障板采用一体成形的ABS塑钢材料,高音和中低音单元都做了圆号角导波设计,原厂说前障板形状花了两年时间才定案。最后他们还把经验写成技术白皮书,介绍导波器怎么设计的。这厉害之处主要有两点,一个是水平扩散角度更宽广,即使偏离中央的皇帝位,还是有非常平直均衡的响应曲线。二是圆号角完全不影响音色与频率响应。


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侧面两个长方形开口是避免频段互相干扰,导出有害背波的导气孔,属于声学的物理调教手段,使8C具备了特殊的心形指向性

虽然透过DSP修正可以改变一些物理特性,但Dutch & Dutch还是特别挑过性能优秀的单元。高音是一1英寸铝镁合金凸盆单元,在人耳可听范围内全无谐振,连同导波器发出平直的响应并维持准确相位。中低音是8英寸的铝合金单元,振膜本身的内阻极高,加上悬边有抑制谐振功能,长冲程的铝合金套筒音圈可承受高功率且不受温度影响。背后还有两只8英寸的铝合金超低音,采完全密闭设计,低Q值的设定,让低频快速而且容易受到控制。为了解决中低音单元背波问题,箱体内部做了特殊的导流设计,称为“被动式心状箱体”。8C两侧靠近前方有两个长条状开口,前有金属面板遮蔽,这不是用来导出背波的气孔,此设计可以减少15dB的背波干扰。

高音和中音的分频点1250Hz, 采4阶滤波最大程度减少互相干扰。8C不用传统被动式分音而是主动电子分音,透过数字滤波器避免相位失真。8C内有独立腔室安装功放模块及其他电子线路,Pascal的D类模块与乐林Jeff Rowland功放系出同源,一个250W模块推高音,一个250W模块推中低音,一个500W模块推超低音。音箱底部可以看到一排孔洞,那是散热风扇的所在处,风扇非常安静,完全听不到风扇噪音。

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8C背后还有2只铝合金长冲程超低音,采密闭式低Q值设计,能产生既快速又下潜的效果

8C背后有一组XLR平衡输入,两组XLR输出(一个是Thru,另一个给超低音),一个RJ45的乙太网络端子。XLR输入可用作AES数字输入,也可当作模拟输入。模拟输入有高低增益可选,至于数字输入得先把数字线接上其中一只8C,然后再透过Thru数字输出到另一声道,8C还允许用家添购更多只音箱串连成多声道系统。至于网络端子,除了可以透过它使用Roon进行串流播放以外,还可以进行韧体更新,甚至可以让原厂进行远端检修。使用时请先连上网络打开App,会在iPad上看到8C音箱的编号。接下来的操作都很直觉,记得先把音箱离背墙和侧墙距设置好。原厂建议8C与后墙的摆位在10-50公分之间,聆听位置距离音箱1公尺以上,与两只音箱构成正三角形的关系。如果要体会录音室的近场监听效果,音箱可以大角度内倾,这时直接音最多细节最清楚,定位和结像最明确精准;反之内倾角度越少,空间反射音会越加,音场比较开阔而声音更丰润活生。

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标准版的Dutch & Dutch 8C已经非常厉害,最近他们又升级了BACCH® 3D Sound技术,这是有史以来第一个用于扬声器的第三方软件插件,需要另外付费购买。BACCH Labs由James Mentz、美国普林斯顿大学3D3A实验室Edgar Choueiri教授,还有工程副总裁Sam Caldwell一起创立,他们所开发的3D空间音频软件,已经在包括VR虚拟和AR增强现实、汽车音频、专业音频、游戏、影院、电话会议和移动设备等领域有很多应用。BACCH® 3D的核心是一种先进的专利串扰消除技术,可通过一对扬声器从双耳和常规立体声录音产生更生动、准确、丰富的3D成像。该技术不是制造幻象,而是利用声音到达聆听者耳朵时间、幅度和音调的差异来创建精确的音像定位,简单说,它克服了从两个扬声器再现声音时出现的耳间串扰问题,仿佛把一层纱布掀开,我们因此可以毫无遮览的“看到”录音实的原貌。

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工程师在消声室中对D&D 8C搭配BACCH  3D Sound进行测量

普林斯顿大学Edgar Choueiri教授研究方向主要是用音箱虚拟出3D效果的方法,包括波场合成、立体混响和用两只音箱得到的双耳音频效应。Choueiri介绍说,“你可以听到鸟儿飞过头顶,你可以听到有人出现在背后,如果录制音乐演奏,更能听到每件乐器的精确位置。”实际上有几家公司都在研究双耳音频效应,比如Oculus Rift、索尼的VR耳机项目Morpheus和三星的Gear,他们的理论基础都是模仿人类大脑工作方式。我们厚厚的头骨和海绵状大脑两侧各有一只耳朵,听到的声音在不同时间进入左右耳。如果一只狗在左耳边叫,则叫声传到右耳需要多花几微秒,声压也会略小一点。此外,声波与听者的身体结构如耳廓(外耳)、头部和躯干,还有周围的空间相互作用,创造出听者专属的声音变化,这些都有所谓的头部相关传输函数。大脑分析这些极小的时间和强度差别,从而精确地定位声音。

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3D音频和家庭影院的环绕声不同,后者使用多个音箱在听者周围提供360°的声场。3D音频是通过精确重塑指定场景中耳朵所听到的声音,用二只音箱就能实现更自然的3D效果。相关研究很早就出现了,1881年法国工程师Clement Ader设计出了电话戏剧,这是一种使用电话传送并播放巴黎歌剧秀的系统,许多麦克风有序放置在舞台前方,覆盖了从左到右的整个范围。表演的声音信号通过电话接收器传输给另一端的听众。1933年AT&T贝尔实验室在芝加哥世博会上展示名为Oscar的人工头,在两颊、耳朵前面放置了麦克风。Oscar坐在玻璃房内捕捉声音,而游客聚集在外面用耳机聆听人工头收录到的声音。但是这两项发明的音质都很差。直到1973年德国Neumann推出突破性的KU-80假人头,麦克风放在耳膜处,捕捉的声音比之前更精准。1992年改良为KU-100,换用全指向麦克风,能更好收录到完整空间讯息。在法国电话戏剧结束一个世纪后,投资者又开始把目光转移到3D音频技术上,索尼的VR耳机项目Morpheus指明,以声音作为视觉的辅助刺激,虚拟体验可信度就极大增加。比起视觉上的3D效果,3D音频提供的体验内容更丰富,它不会受到显示器的视野局限,可以带来完整的360度体验。Choueiri教授研究的内容,就像看3D电影的时候不戴3D眼镜,而且3D效果体验不只局限在一个最佳听音位置,ACCH® 3D Sound加入BACCH-dSP,类似头部追踪,可以在更大聆听范围内都保持3D效果。用发烧友的话来说,它创造了一个超越扬声器边界的3D音场,让音箱很容易就消失不见了。

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与其他串扰消除技术不同,BACCH® 3D Sound不会产生音调失真,并且可以根据听众的头部和耳朵形状(指耳机部分)、扬声器的特定响应及聆听空间形状进行个性化定制。Jawbone公司的Jambox蓝牙音箱上已经使用了BACCH®3D Sound技术,某宝上面暂时还搜寻不到相关产品。Chesky唱片的负责人David Chesky很早前就强调身历其境声场的重要,所以制作了多张测试片,告诉大家什么是3D声场效果,现在他也引进BACCH技术用于假人头双耳录音,据说该技术可以呈现复杂管弦乐中微弱的细节和层次变化,增强空间感描绘与乐器定位清晰度。

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笔者在汕头泽森音响的听音室中,欣赏由Aurender MC10时钟+A20数播搭配Dutch & Dutch 8C监听音箱的组合,地方很大,有利于表现20Hz极低频的效果。音箱摆位并没有按原厂的正三角形大角度内倾,以直接音为主的方式,而是更多发烧友都习惯的正面对其摆位,事先在操控App中输入了音箱与三面墙的距离,以及与聆听者的距离。然后比较BACCH®3D Sound插件的使用效果,包括流行、爵士与古典音乐,笔者觉得效果最惊奇的还是Chesky唱片,还有其他用假人头方式进行的录音。如果是传统录音,打开BACCH®3D时感觉声场比较开阔,空间感变大,但中间结像会受影响,视录音不同而有差异,有些更立体突出,有些则松散些。可是播放假人头录音(Binaural Recording)时,一切都改变了,巨大的改变!笔者甚至敢断言,没有在Dutch & Dutch 8C音箱上透过BACCH®3D插件欣赏过Chesky的录音,别说你听到真的音场!喜欢流行音乐的朋友建议听听林俊杰《和自己对话》专辑,也是假人头录音。共七首区子分别在不同情境下录制,从音乐厅、房间、街头、Live House、野外营火再到汽车里,过BACCH®3D仿佛就能感受林俊杰在你身边哼着歌。

毫不夸张地说,这时8C音箱完全消失,声音充塞在整个听音房中,每一个角落都有细节。这种感觉与 Google CardBoard、HTC VIVE等头戴式的显示装置类似,相对于最早在平面显示器上体验的“虚拟实境”,新的VR配合加速度感应器,以及陀螺仪侦测使用者的动作、方向,让使用者不仅能有视觉上的虚拟实境感受,更能随着头部转动看到非常逼真的环景影像。在耳机上更容易实现环场包围的AR效果,8C音箱暂时还无法让声音随着视觉方向移动,我们还是静坐在皇帝位上,用耳朵感受四面八方随时可能出现的音乐细节。而BACCH®3D最大贡献可能是空间感的还原,在录音室、教堂、音乐厅、别墅等不同地方进行的录音,现在8C能轻易还原出所有空间情报,乐器的间隔、屋顶的高度、麦克风的位置,几乎是一清二楚,历历在目。

美国Chesky唱片这些以假人头录音的CD,透过D&D 8C搭配BACCH 3D Sound技术,已经能还原让人目瞪口呆的临场效果


虽然Dutch & Dutch 8C音箱升级BACCH® 3D Sound技术,还不能算AI,但已经够让人惊讶得嘴巴合不拢了。随着突飞猛进的AI发展,说不定哪天我们真能透过二只音箱,带来更逼真、更直接的身历其境效果,别不信哦!


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