【专题】环绕声音响系统的灵魂,创刊25周年总结与回顾(低音炮篇)(中)

影音中国 2023-03-16 15:34:56

前情回顾

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全球第一款低音音箱

真正意义上的全球第一款低音音箱出现在1960年代。在1964年,美国加州的一名叫Raymond Dones人获得了第一项低音音箱的专利(美国专利US3150739A),目的是为了增强立体声音响系统的低频范围,能重播出最低15Hz的低频。而且他把低音单元安装在箱体的底部,让单元朝地面辐射声波,通过地面反射往四面八方扩散,从而实现在听感上无方向的低频效果。后来Raymond Dones的专利变成产品,并以商品名The Octavium于1960年代初期到1907年代中期在市场上销售。The Octavium受到了一些乐手使用。如,比较有名的乐队Grateful Dead,后来也被一些精品级电影院(为上流人士服务的小型电影院)使用,用来重现1974年电影《大地震》(earthquake)里面的低音效果。同时,The Octavium也受到了一些影音媒体的好评。

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另一种早期面向家用或音频工作室的低音音箱是New Technology Enterprises公司的Servo Statik 1,是一个使用主动式反馈修正技术的低音音箱,由Arnold Nudell和Cary Christie主导设计。它有专用功放驱动,低音单元使用Cerwin-Vega的18英寸低音单元进行改装,加入了反馈线圈反馈至功放,目的在于降低失真。后来两人找到了投资方组建了著名的Infinity公司,然后把这种低音音箱配合静电喇叭使用。

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同样地,在1960年代后期,一位名叫Jonas Miller的音响店老板销售高端的静电喇叭,因为客人觉得静电喇叭的低音不够好。所以他就找到自己的商业合作伙伴Ken Kreisel设计了一个有源低音音箱来解决问题。在1973年,Ken Kreisel与Jonas Miller两人共同创立了Miller & Kreisel Sound,把他们的低音音箱应用到专业录音棚里,首次用于后期制作的是Steely Dan摇滚乐队的第三张录音室专辑“Pretzel Logic”的混音工作。到了1976年,Miller & Kreisel Sound就推出了卫星扬声器+有源低音音箱2.1的组合,命名为“David and Goliath”。

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电影音效制作的发展,让低音音箱的地位越来越重要

刚刚说到,1974年有一部电影《大地震》上映。正是这部电影,低音音箱在商业电影院的重要性被大肆宣传了一把!与此同时也展示了Cerwin-Vega与环球影业联合开发的Sensurround音响系统。Sensurround的特点就是通过专用的低音音箱和电子线路来增强低音效果,而且这种低频效果是要通过身体感受的,而不是用耳朵听的,这样才能重现震撼的地震音效。后来1976年上映的《中途岛》、1977年的《过山车》、1978年的《星际传奇》剧场版等好几部电影都采用Sensurround音响系统播放。Sensurround音响系统,它的扬声器部分由Cerwin-Vega制造,功放由BGW System提供,再结合一个伪随机数发生器来产生低频效果。而低音音箱一共使用4个,2个安装在屏幕下方,另外2个安装在观众席后方,能够在17~120Hz频响范围输出110~120dB的声压级。

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在1976年,杜比实验室推出Dolby Stereo 70mm Six-Track,并应用到米高梅电影《Logan’s Run》(中文名:逃离地下天堂)里面。杜比实验室实际上是从Todd-AO 6声道系统改过来的,Todd-AO 6声道包含了前置左、中、右3个声道,再加上前置左中、右中2个以及1个后置环绕声道。实际上很多电影公司并没有真正的把6个声道应用起来,而是使用前置左、中、右和后置环绕声道共4个声道。杜比实验室觉得空出来的2个声道很浪费,所以把它们利用起来,做了低频管理电路,用两2个低音音箱来重播低音信息。后来把环绕声道变成2个音箱播放,称之为Dolby Surround。在1992年,杜比实验室推出Dolby Digital AC-3就有了原生的5.1声道,有一个独立的LFE(低频效果声道)回放低频信息,这就是0.1声道。 

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对于电影音效制作,大概从1980年代就开始电影公司越来越多的使用合成音效,使得电影音效里面出现频率很低的低频信息,商业电影院不但需要配置独立的低音音箱,而且对低音音箱的性能要求也逐步地提高。例如,Altec就推出一款8182的专业低音音箱,配合Model 1270功放和SS5001滤波器,能够实现20Hz(-6dB)的低频下限。

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低频管理

我们在使用家庭影院AV功放的时候都需要设定分频点、LFE频率、LFE模式、音箱类型(是“大”,还是“小”)等参数,其实这就是AV功放的低频管理功能。为什么需要做低频管理呢?我们的家庭影院环绕声系统里面的低音音箱究竟是重播什么低频信息呢?

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以杜比实验室5.1、5.1.2声道等环绕声配置为例,最理想的状态是主声道和环绕声道(包括天空声道)具备全频播放的性能,LFE就只是单纯地播放环绕声格式里面的0.1声道。对商用电影院由于空间环境大,可以容纳大型的专业扬声器系统,大功率功放,相对容易实现理想的播放性能。但实际上,有些情况下也需要做针对性的低频管理手段。例如,环绕声道扬声器(包括两侧,后方和天空声道)扬声器因为需要挂墙或吊装,不能用体积太大的音箱,这类音箱的低频响应都会受到限制,所以就需要针对性的做低频管理,专门增加低音音箱配合环绕声道实现全频播放。

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在家庭环境里面的情况就不一样了,不是每个用户都用得起大型扬声器系统和大功率功放,低音管理的第一个目的是为了减负。可以减轻功放和音箱的负担,要重播低频往往需要更大的功率,而且音箱在低频部分的失真也会加大。因此,把所有声道的低频信息都分给低音音箱来播放就能一定程度上解决这个问题。其二,小房间的驻波问题会音箱低频重播效果,将低频信息分给低音音箱之后,可以通过低音音箱的摆位,甚至多只低音音箱同时播放来改善驻波问题,提高低频重播质量。当我们使用AV功放的低频管理功能时,低音音箱实际上是播放电影音轨里面的0.1(LFE)声道的信息,同时也播放其他声道的低频信息。

未完待续

编辑:邓冠奇

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