继Dirac宣布其主动房间处理ART方法之后，Trinnov推出了他们的WaveForming技术。该技术提出了相似的主张和功能。
对房间校正领域的研究，特别是对先进的多输入多输出（MIMO）校正的研究，几十年来一直是人们感兴趣的领域。想要全面了解Trinnov的WaveForming技术如何不同于Dirac ART以及它如何代表尖端技术，请继续阅读。

首先概述MIMO（多输入多输出）在房间校正中的含义。虽然之前讨论过这个主题，但认识到室内声学固有的复杂性至关重要，过度简化问题及其解决方案只会导致非技术出身的玩家进一步困惑。

 

我们首先承认房间模式是一个高度复杂问题的一部分。当从声源（扬声器和超低音）发出的声波到达墙壁、从墙壁反弹并穿过房间时，它们就会出现，并在此过程中与其他反射相交。我们的听觉系统通常需要几个周期才能感知音调，特别是考虑到频率低于100Hz的周期长度。最后，我们可以主要辨别在整个旅程中经历了多次反射并多次与其自身相交的低音频率。这些现象产生了我们所说的房间模式或驻波。当这些波传播时，它们会在房间内产生干涉模式。尽管我们可以尝试用EQ来缓解这些问题，但重要的是，要认识到EQ只能解决高峰，而不能解决低谷。

 

此外这一校正过程引入了一种取舍，即改进一个位置会加剧其他位置的问题，EQ本身只能提供部分解决方案。我们真正需要的是音场稳定，从而需要减少有容易形成驻波模式的空间变化。

 

“多输入”是指采用多个麦克风位置来从房间内的各个位置获取数据。“多输出”是指我们想要进行EQ处理的扬声器。在传统系统中，我们通常依靠房间的单次测量（SISO）或多次测量（MISO）来为每个扬声器开发校正滤波器。虽然我们可能会考虑多个扬声器之间的交互作用，例如带有超低音的低频管理系统中的交互作用，但校正仍然仅限于单个扬声器或扬声器系统。我们在问题出现后对其进行纠正，并仅基于单个扬声器进行纠正（出于本次讨论的目的，低音管理扬声器和超低音组合被视为单一来源）。MIMO 从根本上改变了这种方法，它不仅结合了多个测量（需要对房间进行彻底采样并理解其行为），而且还结合了多个扬声器来解决问题。这代表了一种更强大的方法。

 

Dirac ART如何运作?

 

 

以Dirac为例，所有房间的声源都被利用来解决反射问题。虽然我之前主要讨论了驻波，但值得一提的是，我们会遇到各种除了驻波之外的问题。其中一个问题就是扬声器的边界效应（SBIR）。这些问题都是反射的结果，可能相当烦人。Dirac通过将超低音、LCR、侧环绕、后环绕，甚至顶部的ATMOS扬声器纳入校正过程来解决低音问题。Dirac采取了优化校正的方法，根据可用的声源进行调整。然而，Dirac并不提供有关扬声器选择的明确指导，也不旨在防止问题在第一次发生时出现。值得一提的是，所有这些方法，包括Dirac ART，在应用特定设计策略的情况下表现更佳。在房间中策略性地配置多个扬声器可以获得更好的效果。

 

 

另一个需要解决的挑战是在这些方法中利用扬声器作为主动降噪器。这些扬声器会接收经过特殊处理的信号，旨在在到达吸收器扬声器时完全抵消传入的声波。然而，主动吸收器也存在一个缺点。由于主动抵消来源于声源（扬声器），部分抵消讯号会成为房间中不需要的噪音，类似于添加了失真。这种噪音会在房间中传播，引入另一个需要抵消的元素。因此，纯粹的主动抵消方法可以被认为是不完美的。尽管有技术可以减轻这个问题并减少与主动降噪相关的人工瑕疵，但也存在其他方法可以提供更优越的效果。

 

例如，当与扬声器群组一起使用时，主动降噪抵消法可以达到最佳效果，这需要对3D音场进行准确映像并准确对齐扬声器。虽然不需要精确到英寸级的放置，但扬声器的位置需要相对精确，以最大程度地提高效果。仅仅把4个低音炮放在角落是不够的。实际上，它们甚至不能放在地板上。想象吊挂一个18英寸的超低音，并将其安装在墙的中间，这对一些人来说可能已经是一个噩梦了。

 

Trinnov WaveForming与Dirac有何不同？

 

 

Trinnov WaveForming是一种减轻声学问题的方法之一，其主要目的是在一开始就防止问题性的反射产生。如果反射是主要的担忧，关键在于首先避免它们的产生。这就是波导（waveguides）和可控制指向性的扬声器发挥作用的地方。

 

通过控制声音方向，我们可以最小化不需要的声音散射。然而，由于低音的波长较长，单极配置下的超低音为全向性声波辐射器。过去许多声学技术努力就某种程度去控制低音的指向性，主要在减少低频与房间互动和降低房间模式形成，特别是扬声器边界干扰效应（SBIR）的问题。许多被动方法在广泛的频率范围内很难充分缩小散射，这限制了它们大幅改变房间模式形成的有效性。

 

这就是Trinnov的WaveForming技术发挥关键作用的地方，它依赖于现代DSP和波束成形功能。Trinnov利用正确位置设置的超低音在前墙上缩小散射，弯曲低频辐射并将其限制在特定区域内。此外，并非所有的反射都是有害的。Trinnov的技术聪明地识别有益的墙面反射，同时避免不利的反射，这个概念被称为“房间匹配低音引导”。我们可以将房间本身想象成一个导波器，在这个类似波导的环境中，Trinnov优化后的低音在其中的传播，最小化来自地板、天花板和侧墙的失真。然而，这就引出了下一个挑战：令人困扰的后墙。

 

所有房间都会展现纵向模态，这是声波在房间长度行进时产生的反射，弹跳在后墙和前墙之间。这些模式往往会产生一些最为棘手且频率最低的共鸣。虽然波束成形和波导技术可以应对某些模式，但它们无法单独解决仅来自后墙的问题。这就需要一个替代解决方案。这就是Trinnov与其他方法不同的地方。如果我们将前墙上的超低音视为向房间发射声音，Trinnov在后墙上加入了一组额外的超低音，旨在捕获并抵消声波，防止纵向模式的形成。在实作中，后方群组可能不会完全吸收100%的反射以避免引入不需要的人工瑕疵。因此，一部分反射可能会弹回前方，但可以通过向前方群组发送信号进一步抵消掉。这种综合的方法被称为“Multiple Source Multiple Controller/MSMC（多声源多控制机制）”。利用系统中的所有扬声器来应对后墙带来的挑战。

 

什么是MSMC（多声源多控制机制）

 

 

MSMC，（Multiple Source Multiple Controller/多声源多控制器）是一种综合方法，结合了预防性和矫正性的校正方法，以实现最佳性能。

 

通过利用声波引导和主动抵消，MSMC有效地解决了最具挑战性的声学问题，同时避免了在一开始就造成问题的条件产生。这个概念起源于双低音炮数组（Double Bass Arrays/DBAs）的引入，长期以来它们以在房间环境中产生优越的低音而受到广泛认可。

 

DBAs的核心原则是形成一个平面波而不是球形波。通常，从扬声器辐射出的声音传播为球形波，这使得反射可以发生。然而，平面波均匀地延伸到所有边界，就像在吹入球体之前，泡泡片附着在魔法棒的边缘一样。类似地，房间中的低音波会附着在墙壁、地板和天花板上，而不会出现显著的反射。

 

 

MSMC依赖声学设计原则来预防声学问题的形成。虽然形成狭窄的低音束以覆盖特定座位区域（而不是侧墙）是一种可行的方法，但平面波方法提供了最佳解决方案。此外，一个平面波可以被一个具有相等且相反功率的相对平面波轻松抵消。传统的DBAs方法涉及应用简单的DSP技术，例如向后方群组发送一个反向信号，并使用与房间长度匹配的适当延迟。然而，DBAs通常只在完美的房间中有效，在房间偏离理想条件，如使用高脚椅或房间为非矩形形状时，执行上就会遇到困难。DBAs更需要准确地相对位置对准。

 

 

DBAs的主要倡导者Keith Yates强调了其实施相关的挑战。他的团队通常必须精心建构房间并反复解决问题，以确定每个单独低音炮的最佳位置和DSP处理。尽管Trinnov可能对许多爱好者来说遥不可及，但设置及优化DBAs对于大多数发烧友来说则是更大的挑战。

 

这就是MSMC的亮点所在。它可以利用DBAs，但它提供了一个明显的优势，即自动确定每个发送到超低音信号的最佳DSP处理，实现最佳性能。无需耗时迭代或使用像COMSOL这样的专用软件。如果房间发生重大变化，以前的方法将需要从头开始。

然而对于Trinnov来说，这不是一个问题，因为它的假设是基于房间的实际特性，允许在需要时进行重新评估和调整。无论是增加更多的超低音、使用不同的超低音、更改座位安排还是搬迁剧院，Trinnov的MSMC都能在演变的环境中轻易调整。

 

 

这项技术的影响确实是革命性的。MIMO（多输入多输出）方法是实现如此显著成果的唯一途径。虽然我对Welti和Geddes所推崇的低音优化方法表示赞赏，但它们只能在一定程度上减少空间变化，并且在所有房间环境中并非普遍有效。随着座位区域变得更大，挑战逐渐升级，使得在每个座椅上都能达到令人满意的结果变得越来越困难。此外，某些房间存在着无法克服的障碍，具有破坏性干扰的低谷，只能通过大范围的扬声器和聆听位置重新安排来解决。

 

 

Trinnov的WaveForming技术消除了这些顾虑。通过遵循适当的低音扬声器布局原则并利用新算法，几乎可以在每个座位上实现完美的低音再现。尽管由于这项技术的新颖性，我在使用“几乎”一词时持谨慎态度，但在适当的设置下，它有潜力在每个座位上提供无瑕疵的低音表现。主要的限制因素则在于系统中低频（LF）源的数量和位置。随着声源数与墙壁尺寸的比例下降，声源之间的间距增加，导致系统带宽的上缘性能变差。

 

在我的家庭影院中，宽度约4.72m，天花板高度约2.99m，我发现两个超低音表现出奇得好。然而，为了在50～150Hz的范围内获得最佳效果，由于我的天花板高度，需要额外增加一层超低音。配置3个或4个超低音成三角形或正方形布局将显著降低上低音范围的变异性。这将我们引向了至关重要的一个方面：超低音的布局和数量。

 

实际上需要更多的超低音吗？

 

 

首先，必须揭示一个似乎关于Dirac ART和Trinnov WaveForming方面流传的误解。

 

有一种观念认为这些技术仅仅是为了销售更多的超低音，或者成功所需的超低音数量如此之高，只有极富裕的人才能负担得起。这完全是不真实的。由于这项技术的新颖性，我们目前缺乏足够部署的系统来充分理解其能力。

 

我的意思是，在实践中，我们发现设置条件不需要像预期的那么完美，即便使用不足理想数目的超低音和不理想的摆位，但最终结果通常会超出预期。因此，只有在前后分别使用12个超低音（总共24个）或者前面使用6个，后面也使用6个才能取得良好效果的假定，是不正确的。尽管这些配置在大房间中会产生出色的效果，但这并不是重点。在许多中等大小的影院中，只需在前墙正中央安装两个或三个超低音，并在后墙正中央安装两个，即可获得非常良好的效果。使用4个或5个超低音，就可以获得出色的结果。

 

然而，至关重要的是要避免将低音炮放在地板上或在墙壁的极端边缘。它们应该安装在墙上或者可能放在架子上。此外，仅使用单个超低音很难获得令人满意的效果，因此至少需要两支超低音，因为至少需要两个声源来有效地操作低频（低频）波。

有趣的是，输出效益主要来自于前方群组。例如，如果在前墙上安装了三支超低音，并在后墙上安装了两个，与仅使用一个低音炮相比，可以获得额外的9dB输出。后墙的低音群组不会为输出做出贡献；它的目的仅仅是矫正/校正。然而根据Arnaud的评论和我们对这项技术基础物理的理解，Audioholics认为这种说法并不完全准确。在20～25Hz以下，不需要进行校正，因为所有房间基本上都起到压力容器的作用，超低音均匀地影响着房间的压力。在这种情况下，我们可以向超低音提供一种不同类型的讯号，使它们共同努力以增强输出。优点在于我们可以使用较小的超低音。只要超低音在20Hz及以下产生任何输出，即使它很小，它们也可以共同做出贡献。在之前提供的范例中，使用五支超低音，我们观察到额外的9dB输出逐渐增加到大约14dB的额外输出。这种效果仅适用于音压均衡的聆听位置，但那也是最重要的位置。

 

我是否仍然需要房间处理？

 

让我们解答下一个误解。

 

与普遍观念相反，Trinnov并未声称这项技术使房间处理变得多余。相反，房间处理比以往更加关键。事实是，低音陷阱并不特别有效。它们的表现效率低下，而像MSMC这样的主动方法在处理低音抑制方面远远优于它们。

 

然而，这项技术确实有其局限性。在超出这些限制之外，传统的被动吸音器是必不可少的。挑战在于在主动吸音和被动吸音之间取得适当的平衡。仅仅在墙上挂上面板并认为完成了工作是不够的。结果会像下面的图像一样。

 

 

相反，需要仔细选择吸音材料，重点是在分频点附近实现吸音的关键集中。WaveForming不会在特定频率突然停止运作，就像被动吸音器不会有硬性的截止频率一样。例如，2英寸的吸音材料可以有效地工作到300Hz，但在那一点以下，它的效能逐渐降低。在125Hz时，其吸收系数约为0.2，相对较低。然而，通过足够的表面积，它仍然可以对总体吸收产生贡献。这个重迭区域是关键的，并且可能需要使用4英寸的吸音材料来增强在100～150Hz范围内的低频吸收。

 

这项新技术的显著效能带来的挑战是，为了实现适当的重迭，我们可能需要比中高频吸收更多的低频吸收面积，考虑到频率降低时吸音材料变得不那么高效。这意味着针对100～150Hz范围内的最大效率进行优化的特殊低音陷阱以提供显著的好处。请记住，这项技术可以在80Hz以上运作得很好，但实际上将受到群组中超低音的间距和为它们选择之分频点的限制。最终，这项技术减少了专门设计用于20～80Hz范围甚至更低频率的低音陷阱的需求。然而，我们必须承认这类产品要么极为罕见，或根本不存在（值得注意的是，在这么低的频率下测量吸收的实验室很少，也没有标准的测量方法）。

 

 

这项技术正准备改变扬声器和家庭影院的设计方式。将超低音放在墙上已经成为一个引人注目的提议，这需要开发能够提供出色输出、适于壁挂或嵌入式的超低音。目前市场上提供的这类产品不足，需要真正能满足这项技术需求的家庭影院超低音。尺寸也是一个关键考虑因素，因为过高的嵌入式低音炮将使得在典型墙上安装4、6或12个超低音发生困难。此外，整个房间内使用全音域扬声器也能够提供实际的好处，通过增加战略有利位置的低音源可用性。值得注意的是，前墙明显为最重要的区域，用于放置重要的低音源，使全音域主扬声器成为无价的资产。因此，扬声器设计和房间布局都必须经历大幅变化，以最佳方式支持这种范式转变。将超低音放在地板上靠近角落的传统方法不再是最佳的选择。特别是Trinnov系统从侧墙低音源中获得的益处有限。尽管它们可以使用，但它们并不是必需的。超低音的最佳位置是在前墙和后墙的25%和75%点之间间隔。许多人认为需要大型、笨重的超低音会妨碍实现高性能家庭剧院的目标。然而，有了这项技术，我们有机会将它们有效地隐藏在布幕和处理过后的后墙，从而提升性能和美感。随着我们迎接这个新时代，我们站在扬声器和家庭影院设计方面的转型先驱，重新塑造了沉浸式声音体验的可能性。

 

结论

 

总结来说，Trinnov WaveForming 技术的出现代表了家庭影院设计和低频模式控制方法的一次地震性变革。通过利用先进的算法和复杂的讯号处理，这一突破性技术提供了对低频声音再现无与伦比的控制，其影响深远而广泛。

 

它使我们能够重新想象超低音的放置方式，鼓励集成优化的壁挂或嵌入式超低音，以提供真正独特的低音体验。不再受限于传统的超低音位置，我们可以在前墙和后墙上策略性地放置这些超低音，利用它们全体的力量（以及Trinnov 技术的力量）来实现出色的输出和准确性。

 

此外，这项技术与整个房间内分布的全音域扬声器之间的协同作用，可以在战略位置解锁丰富的音源，真正将听众包裹在一个丰富而迷人的声音环境中。随着我们接受这种转变，扬声器设计和房间布局都必须发生变革，以充分支持 Trinnov WaveForming。将超低音隐藏在布幕和后墙，不仅提升了性能，也提升了家庭剧院的美感。

 

沉浸式音效体验的未来在召唤，而 Trinnov WaveForming 技术的吸引力驱使玩家在自己的家庭影院中拥抱这场革命。

 

现在是踏上音频卓越新时代的时候，让每部电影、每场游戏和每首音乐都带来超越想象的深度和清晰度，其可能性只受限于玩家拥抱尖端技术的执行意愿。

 

※    本文原载自HD CLUB（精研视务所）。原文作者为audioholics的Matthew Poes。米乐影音转载本文是基于技术交流、信息传递的目的，文中内容并不代表米乐影音的观点。

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