隨著汽車產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，越來越多的用戶開始在汽車的基礎(chǔ)功能使用之外追求娛樂功能體驗(yàn)。在音響技術(shù)不斷進(jìn)步的潮流當(dāng)中，汽車音響也緊隨著大環(huán)境，不斷跟進(jìn)發(fā)展步伐。探究了當(dāng)下中高檔車型中的沉浸式汽車音響技術(shù)，并主要以丹拿公司的汽車音響設(shè)計(jì)案例及汽車音響后裝技術(shù)為分析對(duì)象，進(jìn)一步探究沉浸式汽車音響技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：汽車音響; 3D 音響; 沉浸式音響; 環(huán)繞聲技術(shù); 丹拿( Dynaudio)

作者：何夢(mèng)凡，葉思成

01汽車音響中的 3D 環(huán)繞聲技術(shù)———

以 Dynaudio 汽車音響設(shè)計(jì)為例

環(huán)繞聲技術(shù)，旨在將重放信號(hào)中的各聲源的方向再現(xiàn)，使欣賞者有一種被來自不同方向的聲音包圍的感覺。與普通的雙聲道立體聲不同，環(huán)繞聲至少要有三個(gè)聲道以上，并且聽眾需處于各聲道的聲音重放包圍之中［1］。這種方式所產(chǎn)生的重放聲場(chǎng)，除了保留著原信號(hào)的聲源方向感外，還伴隨產(chǎn)生圍繞感和擴(kuò)展感( 聲音擴(kuò)散或有延時(shí)、混響的聽覺感受) 的音響效果。在聆聽環(huán)繞立體聲時(shí)，聆聽者能夠區(qū)分出來自前后左右的聲音，即環(huán)繞立體聲可使空間聲源由線擴(kuò)展到整個(gè)水平面乃至垂直面，因此可以逼真地再現(xiàn)演出廳的空間混響過程，具有更為3D 環(huán)繞聲技術(shù)在影院系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，為汽車音響制造者提供了創(chuàng)新的思路。除了上一篇文章［2］中提到的 Bang ＆ Olufsen 公司，Dynaudio 公司同樣也是十分有名的世界級(jí)汽車音響設(shè)計(jì)品牌，其設(shè)計(jì)作品不乏經(jīng)典，為駕駛者與乘客提供了良好的聽感享受［3］。

02Dynaudio 汽車音響設(shè)計(jì)理念及相

關(guān)案例分析

丹拿汽車音響的發(fā)展歷史可以追溯到上世紀(jì)九十年代。1994 年，沃爾沃接洽丹拿，致力于合作為 V70 雙門跑車開發(fā)一套高端音響系統(tǒng)。1997 年1 月，全新沃爾沃 V70 雙門跑車在底特律車展上展出，這也使之成為了丹拿研發(fā)的第一款量產(chǎn)車高端汽車音響系統(tǒng)。2001 年，丹拿開始與大眾合作并為它們的汽車開發(fā)新一代高端汽車音響系統(tǒng)。2004年第一款裝配有丹拿音響系統(tǒng)的大眾汽車問世。現(xiàn)如今，市場(chǎng)上的多數(shù)大眾系列汽車都由丹拿為其提供高級(jí)的汽車音響系統(tǒng)———即便在遙遠(yuǎn)的中國，大眾的丹拿高級(jí)汽車音響系統(tǒng)也獲得了巨大成功。

Dynaudio 的音響重放核心理———“真實(shí)而透明”的音樂再現(xiàn)

為豪華車輛打造一套高端音響系統(tǒng)絕非易事。揚(yáng)聲器單元可用的空間有限，它們被分散布置在內(nèi)飾，而非將它們布置在理想位置，也就是聽者前方。然后更多的是來自噪聲、振動(dòng)、溫度和濕度等極端條件變化方面的挑戰(zhàn)。丹拿的汽車音響設(shè)計(jì)核心理念與“音樂”的真實(shí)重放效果相契合，可以概括為對(duì)真實(shí)而透明的音樂再現(xiàn)效果的追求。

基于“真實(shí)而透明”整體設(shè)計(jì)理念

為了實(shí)現(xiàn)高頻的超高清晰度，丹拿將布質(zhì)材料的高音揚(yáng)聲器安裝于前部以及座艙后部，確保平衡的聲音分布。依據(jù)音響系統(tǒng)，汽車的前部使用雙路或四路系統(tǒng)，始終與后部專門匹配的雙路系統(tǒng)相結(jié)合。每個(gè)型號(hào)的“多維”( multi－sub) 概念通過在車門分別布置的 4 個(gè)低音單元來重現(xiàn)緊密、動(dòng)態(tài)的低音。丹拿的這種布置有效避免了單驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器或藏匿于中低音系統(tǒng)常見的低音不均勻的情況。低音揚(yáng)聲器膜采用鎂硅酸鹽聚合物( MSP) 制作———具有輕質(zhì)、外形穩(wěn)定且無共振的特點(diǎn)。膜片采用強(qiáng)大的雙磁鐵驅(qū)動(dòng)，在額定荷載下可保證最大的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)定性。

丹拿音響系統(tǒng)的另一個(gè)亮點(diǎn)是揚(yáng)聲器音圈。和普通揚(yáng)聲器不一樣，丹拿揚(yáng)聲器的音圈不是用銅制作，而是使用輕質(zhì)的鋁，這樣使得線圈直徑可以更大，振動(dòng)特性更加精確，從而實(shí)現(xiàn)真實(shí)、透明的音樂重現(xiàn)。

致力于重現(xiàn)最好音樂的獨(dú)特?fù)P聲器技術(shù)

在丹拿汽車音響系統(tǒng)中，所有揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)單元都使用丹拿獨(dú)特設(shè)計(jì)的鎂硅酸鹽聚合物( MSP) 膜片材料( 如圖 1 所示) 。MSP 具有可以非常精確鑄模的優(yōu)點(diǎn)。這意味著錐體本身可以整塊完美地幾何成形，從而可以完全控制聲頻擴(kuò)散模式。這樣也省略幾乎所有其他低音揚(yáng)聲器中都需要使用的單獨(dú)防塵罩。除此之外，由于 MSP 材料本身固有的剛性，沒有防塵罩也進(jìn)一步提高了結(jié)構(gòu)的完整性。

圖 1 丹拿鎂硅酸鹽聚合物( MSP) 膜片材料

改善聲場(chǎng)的中置揚(yáng)聲器

丹拿公司為了真實(shí)再現(xiàn)音樂而做出的另一大努力是將專用的中置揚(yáng)聲器安裝至音響系統(tǒng)中。額外的中置聲道與汽車兩側(cè)的揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)單元完美地匹配，從而使汽車內(nèi)部聲音達(dá)到十分均勻的平衡狀態(tài)。作為一項(xiàng)特殊功能，中置和后置揚(yáng)聲器的聲音分布可以由乘客按照其喜好分別調(diào)節(jié)［4］。

先進(jìn)的功放技術(shù)

650 W 的數(shù)字功率放大器完善了丹拿汽車音響系統(tǒng)( 如圖 2 所示) 。該放大器代表了丹拿最新的數(shù)字技術(shù): 全程使用數(shù)字信號(hào)處理，與所有單獨(dú)揚(yáng)聲器單元提供完美匹配。對(duì)于放大器和相關(guān)線路，使用模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器來保護(hù)其清晰度和保真度。放大器配備 12 聲道來驅(qū)動(dòng)每個(gè)揚(yáng)聲器，在每個(gè)音量水平上都提供干凈、清晰和動(dòng)態(tài)的聲音。

圖 2      丹拿汽車音響功放模塊

數(shù)字信號(hào)處理

使用數(shù)字信號(hào)處理( DSP) ，丹拿的工程師們仔細(xì)測(cè)繪了內(nèi)部每條曲線和每個(gè)表面對(duì)聲音的反射，然后在計(jì)算機(jī)幫助下延遲每只揚(yáng)聲器的信號(hào)，以便與它們的位置距離相匹配。乘客可以體驗(yàn)到同樣純凈的聲音，仿佛音樂就面前一樣觸手可及。

案例一: 大眾帕薩特———丹拿Confidence 汽車音響系統(tǒng)

新丹拿 Confidence 音響系統(tǒng)特別針對(duì)最新一代大眾帕薩特 B8 設(shè)計(jì)和制造，由兩個(gè) 3 路揚(yáng)聲器組成，揚(yáng)聲器配備新設(shè)計(jì)的 MSP 中音單元和軟球頂高音單元，新鐵氧體磁鐵系統(tǒng)安裝在前門中，專用全頻中置聲道揚(yáng)聲器單元安裝在儀表板中，兩個(gè) 2 路揚(yáng)聲器安裝在后門中，還有一個(gè)新開發(fā)的雙音圈低音炮;因此總計(jì)有 12 個(gè)精確定位的高級(jí)丹拿單元，最新一代的先進(jìn)數(shù)位信號(hào)處理器( DSP) 和一個(gè)精密的 16 通道數(shù)字放大器，呈現(xiàn)純粹、自然且強(qiáng)有力的聲音［5］。

為打造純正音樂體驗(yàn)，在車內(nèi)呈現(xiàn)音樂廳般的3D 環(huán)繞聲效果，Confidence 音響系統(tǒng)在汽車前排區(qū)域布置了全頻中置揚(yáng)聲器單元、兩個(gè)大口徑低音單元、兩個(gè)全新設(shè)計(jì)的中音單元和兩個(gè)蠶絲膜軟球頂高音單元( 如圖 3 所示) 。前排區(qū)域左右車門分別配置由低中高音組成的 3 分頻揚(yáng)聲器系統(tǒng)，并且特別增加了通常在家庭環(huán)繞聲系統(tǒng)里才會(huì)擁有的中置全頻單元。在汽車后排區(qū)域，工程師們布置了兩個(gè)低音、兩個(gè)蠶絲膜軟球頂高音單元和一個(gè)低音炮，提供了家庭環(huán)繞聲設(shè)置的后置聲道和低音炮聲道，從而產(chǎn)生一種從起居室過渡到車內(nèi)環(huán)境的強(qiáng)烈立體環(huán)繞體驗(yàn)。其相關(guān)配置見表 1。

圖 3    Confidence 音響系統(tǒng)具有特殊涂層軟罩的60 mm 高音揚(yáng)聲器

表 1 大眾帕薩特———Dynaudio Confidence 汽車音響系統(tǒng)相關(guān)配置

案例二: 大眾輝騰———Temptation 音響系統(tǒng)

Temptation 音響系統(tǒng)配備了 12 個(gè)高精密度丹拿揚(yáng)聲器，通過先進(jìn)的 12 通道的 1 000 W 數(shù)字功放進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，可呈現(xiàn)非常純正而自然的聲音，它的面世重新定義了人們對(duì)新型豪華汽車音響系統(tǒng)的印象，如表 2 所示。除此之外，該套音響系統(tǒng)的特點(diǎn)之一就是創(chuàng)新的位于前座乘客周圍的 4 通道揚(yáng)聲器系統(tǒng)，它一共包括 4 個(gè)獨(dú)立設(shè)置的低音單元，可表現(xiàn)強(qiáng)勁且密集、細(xì)節(jié)而豐富的聲音，并且，不會(huì)造成高音和中音頻率的不均衡［6］。Temptation 音響系統(tǒng)幫助乘客無論坐在車的什么位置，都能在數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的輔助下獲得最佳音效體驗(yàn)。當(dāng)揚(yáng)聲器判定將一個(gè)或多個(gè)座位作為聲音聚焦點(diǎn)之后，DSP 會(huì)為該特定設(shè)置計(jì)算出最準(zhǔn)確的聲場(chǎng)，因此，系統(tǒng)可以為駕駛座、前排或后排乘客的位置進(jìn)行優(yōu)化，而不會(huì)對(duì)音質(zhì)或聲壓水平產(chǎn)生任何影響。

表2      大眾輝騰———Temptation 音響系統(tǒng)相關(guān)配置

案例三: 大眾高爾夫———Excite 音響系統(tǒng)

大眾高爾夫丹拿 Excite 音響系統(tǒng)( 見表 3) ，由9 個(gè)高性能揚(yáng)聲器單元組成，車輛前排和后排區(qū)域有 2 路揚(yáng)聲器，汽車后備箱內(nèi)獨(dú)立安裝的雙音圈低音炮，都由一個(gè)精密的 400 W 數(shù)字功放驅(qū)動(dòng)。每套2 路系統(tǒng)都配備了一對(duì)丹拿軟球頂高音單元和 MSP中音/低音揚(yáng)聲器單元，與低音炮完美地進(jìn)行了整合，為整個(gè)車輛內(nèi)部提供均衡的聲音，低音表現(xiàn)力驚人，不僅強(qiáng)勁，且細(xì)節(jié)豐富。除此之外，丹拿創(chuàng)新的揚(yáng)聲器單元技術(shù)和強(qiáng)大的電子元件進(jìn)行了完美的結(jié)合，可以發(fā)出清晰而精準(zhǔn)的聲音，即使在聲壓水平很高的情況下，亦具有逼真的動(dòng)態(tài)效果，丹拿 Excite 為緊湊型高級(jí)汽車音響系統(tǒng)樹立了新的標(biāo)桿。

表 3   大眾高爾夫———Excite 音響系統(tǒng)相關(guān)配置

案例四: 大眾途銳———Confidence 音響系統(tǒng)

大眾和丹拿唯一的目標(biāo)是在越野車細(xì)分市場(chǎng)中，實(shí)現(xiàn)高端音質(zhì)的新層面，而為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，丹拿公司為途銳打造了丹拿 Confidence 音響系統(tǒng)( 見表 4) 。該系統(tǒng)擁有獨(dú)特的高性能 3 通道系統(tǒng)，專為前置聲道而研發(fā)，每扇前車門都分別配備一個(gè)8 in MSP 低音單元、一個(gè)專用中音單元和一個(gè)軟球頂高音單元，每扇后車門都配備一個(gè)高音單元和一個(gè)中/低音單元的 2 通道系統(tǒng)，而儀表板中則安裝了一個(gè)專用 2 通道中置聲道揚(yáng)聲器。同時(shí)，工程師將 12 個(gè)獨(dú)立高性能丹拿揚(yáng)聲器單元完美整合到途銳的豪華內(nèi)飾中，并根據(jù)車輛進(jìn)行了聲學(xué)優(yōu)化，使得音響系統(tǒng)可根據(jù)路況實(shí)時(shí)校正。因而途銳的乘客無論選擇哪種音樂類型，都可以享受到平衡的、最真實(shí)的聆聽體驗(yàn)。

表 4    大眾途銳———Confidence 音響系統(tǒng)相關(guān)配置

丹拿汽車后裝市場(chǎng)揚(yáng)聲器技術(shù)

隨著汽車音響設(shè)計(jì)的成熟與發(fā)展，丹拿公司還看到了另一個(gè)汽車音響領(lǐng)域的商機(jī)———汽車后裝市場(chǎng)。越來越多的汽車發(fā)燒友追求優(yōu)質(zhì)的汽車音響體驗(yàn)，這也意味著后期汽車音響改裝市場(chǎng)的發(fā)展前景十分樂觀。針對(duì)此發(fā)展趨勢(shì)，丹拿提出了 Esotec 系列高端后裝市場(chǎng)汽車音響揚(yáng)聲器。此系統(tǒng)包括 MD 102 軟球頂高音單元、MD 142 軟球頂中音、MW 152 低音單元、MW 162 低音單元、MW 162 GT低音單元、MW 172 低音單元、MW 182 低音單元等;此外，還 擁 有 Esotec X252 雙 通 道 分 頻 器、EsotecX362 三路分頻器，Esotec System 222，242，242 GT雙通道組件套，并擁有 Esotec System 342，362 三路組件系統(tǒng)等組件組合方式，滿足駕駛者的高品質(zhì)音響追求( 如圖 4 所示) 。

圖4         Esotec System 362 三路組件系統(tǒng)( 包括一對(duì) MD 102軟球頂高音單元、一對(duì) MD 142 軟球頂中音單元、一對(duì)MW 172 低音單元以及 X 362 分頻器)

在 Esotec 系列高端后裝市場(chǎng)汽車音響揚(yáng)聲器成功推廣的基礎(chǔ)上，公司又推出了后裝市場(chǎng)汽車基準(zhǔn)旗艦系列: Esotar2 系列。此系列增加了 Esotar2110高音單元、Esotar2 430 中音單元、Esotar2 650 低音單元、Esotar2 1200 低音炮以及 Esotar2EX2－430 分頻器、EX2－650 分頻器和 EX3－650 分頻器，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)的揚(yáng)聲器性能與換能器效率?？梢哉f，Esotec 和 Esotar2 系列，為汽車音響后裝系統(tǒng)提供了更加多樣化的改裝方案，使得汽車音響愛好者們能夠根據(jù)私家車輛的特點(diǎn)進(jìn)行選擇與配置，從而擁有更為精準(zhǔn)而真實(shí)的環(huán)繞聲體驗(yàn)。

03結(jié)語

本文在上篇《沉浸式汽車音響技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用( 上) ———以 Bang ＆ Olufsen 公司汽車音響設(shè)計(jì)為例》文章的基礎(chǔ)之上，結(jié)合代表性汽車音響設(shè)計(jì)品牌———Dynaudio 的核心技術(shù)以及音響設(shè)計(jì)案例，通過對(duì)沉浸式汽車音響技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，繼續(xù)深入了解國內(nèi)外的汽車 3D 環(huán)繞聲的現(xiàn)狀，從而對(duì)當(dāng)下沉浸式汽車音響技術(shù)高端化、精密化的發(fā)展現(xiàn)狀和愈加廣泛而普遍的應(yīng)用前景有了一定程度的了解。希望筆者的梳理與分析能給讀者提供一些思考，對(duì)文章不足之處也期待相關(guān)領(lǐng)域的專家學(xué)者給予批評(píng)指正。

【參考文獻(xiàn)】

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