波場合成是一種空間音頻再現(xiàn)方式，能夠重建從球面波、柱面波到平面波等任意的波陣面，基于這種原理，Holoplot公司開發(fā)了一套音頻解決方案，可以通過獨立地控制一系列的揚聲器單元來合成聲場。
該圖顯示了Orion系統(tǒng)如何實現(xiàn)音頻的準(zhǔn)確定位
波束控制本身并不是一個最新的探索領(lǐng)域。然而，Holoplot公司首席技術(shù)官Adrian Lara Moreno強調(diào)稱他們在此基礎(chǔ)上更進(jìn)一步，開發(fā)了Orion系統(tǒng)，這套系統(tǒng)可以在水平和垂直方向整體進(jìn)行波束控制，并合成三種不同類型的聲波，同時在空間內(nèi)實現(xiàn)精確的指向性。
首席技術(shù)官Adrian Lara Moreno
在介紹Orion系統(tǒng)的設(shè)計緣由時，Moreno解釋說：“我們的主要目標(biāo)是解決當(dāng)前音頻行業(yè)所面臨的一些挑戰(zhàn)，包括無指向性的聲波，這些不可控的聲波將在各個方向上進(jìn)行傳播。而反射聲干擾、聲音在長距離傳播中的衰減，以及不理想的語音清晰度也將導(dǎo)致聲學(xué)方面的問題，這些都可以通過Orion系統(tǒng)來解決。此外，遠(yuǎn)距離的聲源也是一個問題，因為即便采用現(xiàn)代多聲道的揚聲器系統(tǒng)，也無法將聲音拉近至聽眾。”
Moreno指出，Orion系統(tǒng)在研發(fā)時的優(yōu)先側(cè)重點便是操作簡便性�！爸饕南到y(tǒng)組件是Io Audio Module模塊，其適用的數(shù)量取決于應(yīng)用需求、預(yù)期結(jié)果、房間聲學(xué)以及播放內(nèi)容等因素。同時，根據(jù)具體應(yīng)用可以選擇集中式系統(tǒng)或分散式系統(tǒng)兩種安裝方式。除此之外，你還需要一臺Eta Processor處理器、連接至模塊的接頭和線纜（每個Io Module都配有一根信號線）、一個溫度傳感器、一些網(wǎng)線以及一個音頻播放源，整套系統(tǒng)非常簡單�！睂τ谟谰眯怨潭ò惭b，一旦系統(tǒng)配置完成后，就不再需要連接電腦上的Orbit軟件，也無需任何人機交互。
Orion系統(tǒng)主要由Eta核心處理器和lo音頻模塊組成
提升音量
“這一解決方案提供了一致的聲音和音量，我們實現(xiàn)這一目標(biāo)的方法是使用平面波技術(shù)，”Moreno介紹道，“點聲源揚聲器會在各個方向上傳輸能量，這會導(dǎo)致在長距離傳輸時能量（音量）的衰減。而在Holoplot的解決方案中，我們在揚聲器中使用了數(shù)量眾多的換能器單元，從而將聲壓分布限制在揚聲器表面（矩陣）范圍內(nèi)，這種平面波方式的還音可以在距離上保持能量的恒定，避免音量的衰減。正因如此，聲壓的衰減僅僅與空氣的阻力有關(guān)。”
當(dāng)被問及在不損失音量和/或語音清晰度的情況下，聲音的最遠(yuǎn)傳輸距離時，Moreno插話道，這取決于幾個因素�！霸诒ＷC令人滿意的聲壓級前提下，系統(tǒng)所能覆蓋的距離取決于系統(tǒng)的尺寸、用戶設(shè)置的聲源相關(guān)頻譜以及所需達(dá)到的聲壓級。音頻傳輸永遠(yuǎn)不可能沒有任何損失，這些損失主要集中在高頻段。陣列的規(guī)模越大，對于較低頻率和系統(tǒng)功能的控制能力便會越強。我們的系統(tǒng)具備三維指向性控制，因此用戶可以在水平和垂直面上控制聲音波束。系統(tǒng)越龐大，波束指向的控制能力便會更加精確，尤其是在較低頻段。為了獲得最佳的聲壓級，并在遠(yuǎn)距離上實現(xiàn)均衡的頻率響應(yīng)，我們能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行配置，針對不同的觀眾區(qū)合成多個不同的平面波。通過使用平面波，我們能夠盡可能地保持一致的聲壓級，加上面向不同區(qū)域提供不同的聲波，還有助于我們輕松地對每個聲波單獨進(jìn)行均衡處理，以補償空氣阻力和環(huán)境所造成的聲音損失�！�
首席執(zhí)行官Roman Sick獲獎
通過將平面波與恒定的聲壓級相結(jié)合，并控制系統(tǒng)的指向性，Moreno表示這些系統(tǒng)能夠在混響較大的空間內(nèi)重放相對干凈的音頻，從而提高語音清晰度。
“通過使用平面波，也可以盡可能的減少反饋聲和反射聲，因為聲壓在距離上保持穩(wěn)定，因此當(dāng)你將一只話筒移向揚聲器系統(tǒng)時，不會增加太多音量，從而避免觸及反饋臨界點。而對于傳統(tǒng)的點聲源揚聲器而言，話筒靠近時音量會呈指數(shù)級增長，從而產(chǎn)生了嘯叫的風(fēng)險。此外，由于較高的指向特性，也抑制了反射聲的產(chǎn)生，而低頻段的指向性則跟系統(tǒng)的尺寸相關(guān)。”
多樣化應(yīng)用
目前，Orion系統(tǒng)的應(yīng)用是獨特且廣泛的�！巴ㄟ^在Orion中加入了這項技術(shù)，我們希望能夠通過改善聲音定位和語音清晰度、提供一致的聲音覆蓋范圍，并為相互獨立的空間帶來來自中央系統(tǒng)的不同音頻內(nèi)容，從而提升幾乎在任何應(yīng)用場景中的聽覺體驗。因此，系統(tǒng)的應(yīng)用充滿創(chuàng)意性和復(fù)雜性，” Moreno評價道。
車站便是Holoplot公司希望迅速占據(jù)主導(dǎo)地位的一個應(yīng)用領(lǐng)域，這可能是Orion系統(tǒng)在最復(fù)雜和最繁忙的環(huán)境中改善語音清晰度并提供指向性聲音的最具有說服力的例子。
法蘭克福中央車站11個位置安裝了23組模塊組成的測試系統(tǒng)來驗證提高站臺的語言清晰度
其他應(yīng)用領(lǐng)域包括需要創(chuàng)造“具有焦點的聲音對象以及沉浸式聲音場景”的博物館，還有要求更高的語音清晰度及更寬廣的覆蓋范圍的會議廳等。此外，為了創(chuàng)造更加身臨其境的購物和休閑體驗，零售空間和藝術(shù)展覽也是該技術(shù)的另外一個潛力市場，這也是這家初創(chuàng)企業(yè)希望在中東地區(qū)開發(fā)的重點市場�！昂芏囗椖慷际窃谥袞|地區(qū)進(jìn)行的，因為這些項目中廣泛使用了玻璃和混凝土材料，且房間尺寸普遍較大，因此這種設(shè)計方案會導(dǎo)致較長的混響聲。而我們的技術(shù)，憑借其波束控制能力，能夠為這些建筑提供有效的解決方案，創(chuàng)造更出色的語音清晰度，”Moreno表示。其他對于該公司存在著廣闊發(fā)展前景的區(qū)域市場還包括歐洲和亞洲。
Holoplot公司并不諱言其技術(shù)可能帶來的商業(yè)利益�！斑@套系統(tǒng)存在很多可以節(jié)省運營成本的環(huán)節(jié)，比如說減少揚聲器數(shù)量或者減少沉浸式系統(tǒng)搭建安裝時的開銷，因為用戶只需要少量的，甚至不需要額外的揚聲器，”Moreno補充說，“這一解決方案提供了前所未有的聲學(xué)表現(xiàn)，減少了串音并改善了整個觀眾區(qū)的聲音均勻覆蓋，實現(xiàn)了最佳的語音清晰度。這并不是一套坐下來欣賞音樂的系統(tǒng)，但對于復(fù)雜的環(huán)境來說，干凈清晰的聲音是首要要求，因此它成為一項重要的音頻技術(shù)開發(fā)成果。”
“沉浸式”這個詞在這個行業(yè)中出現(xiàn)過很多次，甚至Moreno也對其頻繁使用和錯誤使用表示擔(dān)憂，因為這有時會給Holoplot這樣的公司帶來困擾。
“正是由于‘沉浸式’這個詞的過度使用，使得我們將一套真正沉浸式的解決方案推向市場中時，卻很難在周圍的嘈雜議論聲中引起行業(yè)的關(guān)注。在我們看來，真正沉浸式的音響是一種體驗，在這種體驗中，一個人能夠感覺到自己被拖進(jìn)了一個不同于物理空間的虛擬空間，同時仍然能夠執(zhí)行任何人類憑直覺做出的動作。舉例來說，如果你發(fā)現(xiàn)自己身處于叢林之中，你在聽到后方有動物的聲音時便想轉(zhuǎn)過身，或者在轉(zhuǎn)角處聽到瀑布聲音時想走近去看。最重要的是，和你身邊的人在身體和情感兩個方面上分享這些感受。因此，我們認(rèn)為沉浸式音頻終于在市場中找到了充滿現(xiàn)實意義的解決方案�！�
|
