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第三部分:CEDIA CEB-22家庭影院音频设计推荐规范要点分析

家庭影院音频系统设计参考的其中一个重要标准

本期我们在这个针对定制安装专题的重点方向在音频系统的整体设计上,前面谈了房间比例与大小、沉浸式三维音效系统构建。接下来,我们就给大家讲讲来自美国CEDIA协会的CEB-22家庭影院音频系统设计方面的推荐规范要点。从整体上而言,CEDIA这份设计标准是目前国际上认可的家庭影院音频方面的设计执行规范,与我们熟悉的THX、Dolby、DTS、HAA等方面有着相同的理念,但也有着一些不同之处。此外,这份标准暂时还是基于5.1与7.1环绕声音箱系统组建而定的,并没有对目前热门的杜比全景声、DTS:X与Auro-3D进行深入的分析。但根据最新的消息,CEDIA目前正在研究并准备推出基于沉浸式三维音效的标准,我们将会在日后新标准正式推出之后为大家再深入讲解。此外,如果你所在企业是CEDIA会员,目前该标准的详细文件已经可以免费下载,里面有提到更多关于低音炮选择与安装摆位方面的推荐指引,非常值得仔细阅读。如果你想咨询加入CEDIA协会,成为CEDIA会员的相关事宜,可以留意我们关于CEDIA方面的相关培训活动。

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家庭影院音频系统主要的性能要求

1. 声音没有出现声染问题。所谓声染问题,主要集中体现在房间的低频部分,可以通过改良房间大小与形状,调整音箱与座椅位置来实现。

2. 实现一个顺滑与平衡的前置声场。前置声场对于家庭影院的音频重现是最重要的一环,是我们获取电影信息的主要途径。

3. 环绕音箱系统能够提供令人信服的包围感。包围感主要是通过环绕音箱来实现的,根据不同的使用环境来选择合适的环绕音箱的工作状态。

4. 清晰可辨的人声对白。家庭影院中的人声对白是由中置音箱发出的,所以整个聆听位置都必须能清楚地聆听到中置音箱发出的声音,并且房间中的混响时间必须达到令人声清晰能辨的状态。

5. 没有出现可察觉的失真问题。这点对于整个音频系统而言是最基本的要求。

6. 在整个聆听座位区域都能带来连续的好表现,最佳的性能在主聆听位置上。最理想的家庭影院应该是每一个座椅位置都是最佳的位置,但实际上却很难做得到,不过要求整个聆听区域都有良好的声音表现并非不可能。

7. 连续位置上能实现准确的低频性能。这点主要是解决低频驻波与超低音音箱放置的问题。

8. 听不到的背景噪声。控制背景噪声,是获得较大声音动态范围的关键。

9. 与隔壁空间实现完全的隔声,包括了出入口的位置。隔声控制能保证整个视听室的私密性。

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房间设计的基础要素

1. 房间的大小与形状、显示画面的尺寸、视线、音箱的位置与座位设置都是整个系统需要被最优化设计的关键部分。

2. 在家庭影院之中应该有一个为音频与视频最优化设计的主座椅位置。最佳的座椅位置是在房间中轴线的位置。

3. 其他的座椅位置应该能够提供不错的整体性能,而座椅的数量必须根据房间的大小而决定。

4. 音箱的类型与放置、声学处理以及房间的装潢都必须有针对性地进行处理,并且按照一定的规范来实行。

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环绕声音箱的要求与放置

1. 所有音箱都需要有着类似的音色特点(相同的品牌/系列)。许多影音爱好者在设计家庭影院的时候,往往会忽略这一点。CEDIA在这里特别指出了整个音箱系统都必须具备相同的音色,否则整个系统在表达声音的时候就会产生一种不协调感,影响整个聆听感觉。

2. L、C、R(左中右)前置音箱应该放置在人耳聆听的高度上(不要超过15度以上),如果前置音箱放置较高,应该利用指向性进行调整。需要注意这里所提及的音箱的高度是指高音单元的高度。

3. 全频音箱到所有聆听者之间的通道并无任何障碍,尤其是针对中置音箱。除了超低音音箱没有指向性之外,其他全频的音箱都具备一定的指向性,这时就需要留意这一点,特别是重现对白的中置音箱。

4. 中置音箱在房间长度的中轴线上。

5. 音箱前障板或箱体部分应该注意离偶与阻尼处理,以减少共振问题的发生。很多情况下,视听室中产生的噪声是由于音箱本身制造工艺又或采用了嵌入式音箱安装,前障板与箱体本身很容易会出现共振问题。因此,在安装整套音箱系统的时候,必须解决这一问题。

6. 左右声道音箱相互之间的水平角度应为45-60度,不要离屏幕太远。左右声道音箱应该内八字指向主聆听位置。所谓内八字的方式,实际上就是建议左右声道主音箱与主聆听位置形成一定的指向角度。毕竟对于音箱而言,最佳的声音来自在轴,可惜在国内绝大部分的家庭影院实际案例之中,往往都没有好好利用这一点。

7. 环绕音箱的放置应最优化包围感与准确性。对于5.1声道的配置,环绕音箱应该在中轴线位置110-120度的位置上放置。对于7.1声道的配置,侧环绕音箱相邻60-100度,后环绕则在135-150度之间。对于大型房间,多个环绕音箱能确保更好的包围感。对于环绕音箱的搭配,CEDIA相对其他机构的规范是相对灵活的,尤其是针对大型房间或者偏窄长型的房间都没有限定我们选择多少个环绕音箱,而是建议通过多个环绕音箱取得更好的包围感。另外,对于环绕音箱使用的类型,也并非一定要采用偶极性的方式,而是根据实际的需要来使用,毕竟在绝大多数的电影院之中仍然以传统的单极性为主导。

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低音炮数量选择与摆位推荐

1. 为了减少不同座位之间低音不同的问题,采用多个低音炮总是比使用一个能够实现更佳的效果。这种解决方案已经得到了理论与实例的证明。但是必须注意,多个低音炮的放置位置,这点才是最重要的。

2. 在一个接近矩形的房间中,按照一定规范使用2或4个低音炮能够得到更好的房间模式,能够实现在多个座椅位置上获得更好的低频响应。当一个视听室中不只一排座椅时,我们就要考虑选择多个低音炮的解决方案。

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座椅位置设计指引

1. 主聆听位置应该在音箱设计图中的几何中心位置上。这一点毫无疑问是最重要的。

2. 利用中轴线方面的座椅位置。因为在这个位置上能够获得更清晰与包围感更好的声音,是仅次于主聆听位置的选择。

3. 座椅不应紧贴着任何音箱。特别是要避免过于靠近环绕音箱,那样会直接影响到整个音箱系统的包围感。如果受到房间固定因素的限制,可以通过偶极性音箱与摆位来缓解这一问题。

4. 避免座椅设置在二阶房间模式的零点上,在每堵墙1/4长度的位置上。这是为了减低受到低频驻波干扰的问题,简单而言,在这些位置上,你基本上感受不了明显的低音。

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声学处理要点

1. 混响时间(RT)在500Hz频率下应该为0.2-0.5s。需要留意的是,这是500Hz的混响时间,而并非全频段的推荐数值。

2. 过短的混响时间会使到房间声音变得太过“死”,反而会影响整个体验。另外,过长的混响时间则会影响到声音的清晰度。

3. 一个典型的房间能够通过以下几个要点来提升房间的声音性能。a.地面铺设地毯;b.一个混合的吸声(最少3英寸)与扩散处理,不要超过墙面面积的50%,用于控制靠近聆听区域之间相邻墙面的回声颤动,控制第一次反射声(可选择)。值得留意的是,对于第一次反射声,CEDIA的建议是有选择性地进行控制处理,并非一定采用强吸收处理。

4. 所有的材料都需要达到A级的防火性能。对于声学处理材料的防火安全性,在国外是非常讲究的,因为绝大部分的材料都属于易燃材料,如果本身没有达到很好的防火性能,在出现火灾的时候会相当危险。

5. 房间中不应出现可听得到的振动。这点特别容易出现在商场中建立的家庭影院展示厅之中,主要的原因在于房间本身的坚固性问题,容易出现低频共振。

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背景噪声要求

应该≤30dB/A(RC mk II标准),理想是≤20dB/A。为什么要强调背景噪声?原因在于越低的背景噪声,我们想要获得越大的动态范围就越容易,对于整个系统的要求就更低,不必要一定采用超大功率的放大器进行驱动。

背景噪声控制处理

1. 采用特大的暖通与空调管道。大型的管道可以有效地割断声音的传播路径,还可以在其中加入声学处理材料进行吸声处理。

2. 采用低噪声的调光器。对于拥有智能灯光控制系统的家庭影院,这点是不能忽略的重要部分,很有可能会产生高频噪声。

3. 在水管处采用声学处理。在视听室中很有可能隐藏着下水道等装置,会极其容易出现不必要的噪声干扰,因此也必须注意噪声的控制。

4. 隔离暖通与空调设备、水泵等。

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总结

CEDIA CEB-22家庭影院音频设计推荐规范是CEDIA在2009年3月推出的,当中的推荐规范充分结合了SMPTE美国电影与电视工程师协会、AES国际音频工程学会、ITU国际电信联盟、EBU欧洲广播联盟、IEC国际电工委员会、ISO国际标准化组织、ASHRAE美国采暖、制冷与空调工程师学会、杜比实验室、美国THX公司、美国ISF影像科学研究所的相关标准与推荐规范,拥有十分权威的家庭影院音频系统的设计指引规范,是国内影音行业从业人员以及影音爱好者在设计家庭影院音频系统中一份非常值得参考的指引。唯一可惜的地方是暂时还是英文版本,如果想了解更加详尽的规范细则可以参加CEDIA家庭影院音频系统设计方面的相关课程。

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