Waves 小贴士:声音科技——Waves NX 技术为耳机带来了 3D 的声音

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· Dark$ide 添加于 2017-01-03 · 共有 1 条评论

创新:厂商视角


全部在你的脑海中

Waves NX 技术为耳机带来了 3D 的声音

原作者:MATAN BEN-ASHER 

编译:Hotwill

在过去 25 年中,Waves Audio 已经引领了音频数字化的革命。现在,我们打算进行下一步革命 - 这一次我们将改变专业人士和消费者聆听音乐的方式,以及耳机的传播方式。这是我们想透过 Waves NX 技术所传达的信息。

Waves Nx 是一种全新的算法技术,能够为耳机带来与真实世界一样的空间感以及方向感,以至于使用者会有一种声音是来自外部空间,而不是耳机的错觉。这个神奇的效果很大程度上大得归功于 Nx 头部追踪技术:通过摄像头或者专用的 Nx 头部追踪器,Nx 软件就会根据头部的动态进行调整,将你置身于 3 维虚拟音频空间中。

在 2016 年 1 月,我们发布了第一款采用 Nx 技术的产品 - Nx 虚拟混音室。这是一款可以让音频工程师通过耳机获得真实声音维度的插件,就像置身于专业录音室的甜蜜点中。通过在耳机中创造出高端录音室的空间感和声场,Nx 虚拟录音室打破了音箱监听与耳机监听的界限。这对于那些没有条件拥有专业录音室或者需要在旅途中进行混音的音频工程师来说是十分重要的,甚至你还可以在普通的立体声耳机上进行 5.1 和 7.1 环绕声混缩。同时 Nx 虚拟混音室也会让耳机工作变得更加舒服,减轻耳朵因长时间工作而产生的疲劳。这款插件已经获得了积极的反馈,目前全世界已经有超过 15,000 位音频工程师在使用这套系统。

除了专业音频领域,Waves 也打算把 Nx 技术带到消费者当中。为耳机打造的 Nx 3D 音频软件将会支持一般的桌面电脑、笔记本和移动设备,并兼容多种操作系统。我们的目标是让任何人都能够通过普通的耳机感受到更加立体,甚至是 5.1 和 7.1 这样的三维声音体验。

所以 Nx 技术的工作原理是?

其实人在现实世界的听感是一个非常复杂的作用结果:除了声音原本的声波,它在不同的空间中会产生不同的反馈,然后我们的头部和耳朵也会对它进行反馈,最后由我们的大脑再对其进行诠释。

而耳机的听感则是一种完全不同的体验。为了进行更好的解释,我们将使用一个简单的案例来对比耳机上的立体声以及相同音频在音箱上的声音体验。以下列出了几个不同点:

1. “声道交织”:立体声像

当你在使用立体声音箱时,左边音箱的声音信号会传达到你的左右耳,只不过左右耳之间有着不同的声音延迟 - 右边的音箱也是一样。但当你使用耳机来听同样的声音内容时,你的左耳只会接收到左声道的信息,右边的耳朵只会接收到右声道的信息。

2. 注意:头部和耳朵自带滤波和延迟效果

在经过空气的 “处理” 和到达耳膜之前,来自外置音箱的声波会因为耳朵和头部的大小和形状产生不同的滤波和延迟效果,而结果就是每个耳膜会在不同的时间接收到声波,甚至接收到的频率也有所不同。然而当你使用耳机时则有明显的差异,每个声道的声音信号几乎都是直接传递到你的耳膜上,略过了上面说到的那种效果。

3. 反射声波:你不是一个人

在现实世界中,你听到的并不仅仅是直接来自音源的声音。你听到的是原本的声音以及周围环境,比如墙体和其他物体对其进行反射后的声音。你的大脑会在一定程度上使用这些信息,包括这些反射声音到达的时间和方向,以此来构造一个你身处的空间声像。在耳机上这一切都不会发生,音源发出的声音将会之最传递到你的耳朵,而不会经过环境空间的处理。

4. 头部动态

上述所有的情况还得考虑方向的因素,每当抬起一点点头都会对声场造成完全不同的改变,因为外面的真实世界并不会随着你的头一起移动。人的大脑对于这些改变相当敏感,并且记得原本的声音是从哪里来的,以及现在在哪个位置,并且结合这些信息来判断你的头部位置已经发生了改变(而不是音源),然后使用这心来判断音源在环境中的位置。而当你使用耳机时,头部的移动并对声场产生任何的影响,大脑也不会产生这样一个搜寻和判断的过程。一个是直接把小小的声场塞进你的脑袋,一个是宽广且具有多种方向的声场空间,差别十分明显。

Waves 的研发工程师在开发 Nx 技术的时候,就是想要使用能够体验到声音在自然环境中的深度、反射以及大脑能够产生在物理环境中得到全景声像 - 但却是在耳机上实现这样的效果。Nx 的独特算法会把这些缺失的元素加入声音信号当中,让大脑觉得声音是从空间中实体音箱中产生,无论是立体声还是环绕声。

虽然对于环境的声场研究已经进行了 10 年之久,但头部运动的追踪解决方案一直是难以达成的元素,既要精准又要舒适,而且还得让消费者可以负担得起。Nx 技术第一个达成了所有这些需求。Waves 意识到头部追踪必须要成为一个普通的消费级产品,而 Waves 则通过让用户使用电脑摄像头来追踪头部运动得以实现,当然你还可以使用 Nx 头部追踪器来获得更好的头部追踪体验 - 这是专门为 Nx 技术设计的配套设备。

Waves 有个值得骄傲的事情是,Waves 的产品都是由音乐人创造,并且为音乐人服务。Waves 首先要满足的就是这个世界上耳朵最挑剔的人 - 混音以及录音工程师。开发 Nx 的主要难度就在于只为创造空间声场添加必要的元素,而没有任何的声音润色。通过滤波和声场的调试创造一个更加纯净的声场空间,把频率变化降低到最小,这样声音就会产生类似于空间做出的变化而不是绝对均衡的声音。Nx 经过了产业中最严格的耳朵进行调试,只为了创造出接近真实声音内容的声场。这是个相当漫长的过程,但我们最终能够自豪的推出这个我们认为是最真实并且亲民的奢华 3D 声音体验。希望大家都能喜欢!

Matan Ben-Asher - Waves Audio 研发工程师,空间和多模音频项目领导人



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