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从声学理念,探索索尼监听系列技术发展的幕后故事:北京国际耳机展专题及索尼松尾伴大专访


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游君屹 发布于 2024-09-20 ·

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去年在上海,我有幸两次参与SONY新品发布——「Sony Expo 2023 奇境漫游」和「For the Music 为音乐而生」的媒体分享交流会。


今年也不例外,在9月之初的北京,索尼出席了中国(北京)第六届国际耳机展。本次亮相的产品秉持着与「For the Music 为音乐而生」同样的宗旨,与会者不仅可以亲身体验索尼高品质音频产品(见下图),而且可以一站式了解索尼从创立之初到今天所构建的「创作-传播-聆听」的完整生态链。 


本次出展的新品是M1监听耳机(见下图所示)。可以说,它是按照现代音乐制作环境定制的一款监听耳机,可以同时满足监听、录音、母带等制作环节信号监测之用,同时它还支持索尼360空间音频,是一款全能型工作室耳机。在使用场景上,M1不仅适用于各类大小工作室、录音棚,而且对日渐普及的卧室音乐人也更加友好。这意味着M1在使用环境上更加大同化、大众化,即使房间不具备专业声学处理,它也能带来专业水准的监听体验。 


M1耳机是个人工作室高速发展下的产物,它延续了早期MDR-7506的精髓。同时,它与去年发布的MDR-MV1属于同批立项的产品,两者在性能上有着近乎相同的表现,而音色上却各有风格。以下我们将以时间线的形式展开上述三种型号的产品进化历程。

MDR-7506上市于1991年,定位于录音监听的一款封闭式耳机,采用40mm单元,频响范围10Hz-20kHz。它以三频均衡、音乐适应性广而闻名,后来成为经典。然而它的声场表现和声音的宽松度受限于封闭式结构而略显不足。时隔32年之后,MDR-MV1又以一种全新的方式出现。首先,在性能上它比7506更进一步。例如,5Hz-80kHz超宽频响范围、灵敏度和阻抗优化。最重要的是,MV1搭载了2023年索尼研发的360空间音频技术,并在适用性上全面支持混音和母带制作,这意味着以上制作环节可以使用“360空间音频技术”处理信号,该里程碑式的革命性应用赋予MV1极大的亮点,上市之后即获关注。那么最新发布的M1集合了前两款产品各自的优势,像一个幸运儿,带着更大的光环面世。



MDR-M1与7506/MV1相比,优势在哪里?

首先,从适用范围上来说,M1集合了7506和MV1各自的特性。一般情况下,M1可以很好地替代两款耳机应用,说它是建立在两者之间的全能型耳机也不为过。

性能上而言,M1继承了MV1超宽的频响范围(5Hz-80kHz),为精确再现原始音频信号和还原声场建立了良好基础。技术上,它采用了专门开发的发音单元。其中,核心部件的振膜历经数百次优化实验最终成型,见下图所示。 


振膜纹理对回放声音起着决定性的作用,因此振膜的形状、厚度,以及加强纹是耳机的核心所在。采用何种振膜,只有经过实验来确定,这个步骤不仅靠经验积累作为指导,还需要大量时间和反复测试。

去年索尼工程师在介绍MV1时,曾花费大量时间介绍振膜。今年的M1也没有例外,振膜依然是耳机技术的主导。从上图可以看到,两款耳机振膜有着本质的差别。最直观的视觉分辨,M1的振膜加强纹为螺旋放射状直线,而MV1的则为特定弧度的线条。当然,这只是单纯的表象。其实两者的纹理在线条宽度、深度,以及间隔上都有区别,加上上述的振膜形状、厚度等等,这就构成两者频响差异的主要因素之一。

其二,影响频响表现的另一个因素是调音(该问题我专门和索尼的耳机制作监制松尾伴大先生探讨过,详情见访谈部分内容)。作为耳机研发过程中声音控制的重要步骤,调音一直是各个厂商塑造辨识度和个性声音的手段。索尼在所有耳机产品上对于调音并没有约定的标准,他们更多是依靠工程师的经验和听感来完成调音。为了做到产品风格和技术的延续性,所有入职索尼的新生代工程师都要在老一代工程师的带领下有序传承,这或许是索尼得以稳固立足市场的根本吧。

声学结构差异。新款M1采用了封闭式结构,这与早期的7506一致。但是封闭式结构的弊端之一就是低频振动受限于腔体,影响瞬态响应。其解决方案分别是在外壳上添加导音孔(见下图所示),以及优化振膜,以此优化封闭式的声学环境,精确再现音源的声音细节和节奏响应控制。 


此外,M1耳罩部分也是从600多个耳型数据中优化而来,其设计符合人体工学原理,可以贴合多种耳形(耳罩为可更换部件,维护更方便)。材质上选用厚实、低回弹聚氨酯衬垫,确保具有优秀气密性和隔音效果的同时,也可以有效减少耳机声音外漏的风险。M1主体构架特征见下图所示。 


为了更好适应长时间的母带处理或混音工作,M1采用了轻量化设计,整机重量仅为216克(7506为230克;MV1为226克)。根据应用场景的不同,耳机还可更换线材。其内部线路采用完全分离式设计,除了可使用随附的1.2m和2.5m 线材之外,还支持连接第三方的平衡线材。为确保线缆意外脱落,耳机和线缆之间是通过螺丝扣固定连接的,工作过程中杜绝了线缆脱落的风险。

M1的受众群体:

  • 专业音频工程师、录音师,在专业录音棚,用于录音内容监测/预混音;
  • 专业音乐创作者,在无声学装修的家庭工作室或移动环境,用于音乐小样制作/预混音;
  • 独立音乐制作人,在无声学装修的家庭工作室用于录音/混音;
  • HIFI发烧友,用于高品质聆听或音响器材测试;
  • 追求高音质的音乐爱好者,用于日常聆听/娱乐;


试听感受

2024年9月7日至8日,耳机展活动之一的“现场试听”于北京亚洲大酒店举行。此次汇聚了从声音创作到播放聆听的一系列革新音频产品(见下图),旨在提供卓越的音乐享受,同时也侧面体现了索尼七十余年对高品质音质不懈探索的精神。 


活动现场汇聚了众多音乐爱好者与专业人士,共同领略来自索尼的音频科技。见下图。 


展品中包含了最新发布的MDR-M1专业监听耳机。 


以下是我对M1试用的感受:

  • 外观和做工:M1外观延续了7506的特征,且头梁和耳罩等影响佩戴感的部位均有优化,佩戴更舒适。头梁伸缩部分提供了清晰的刻度,更便于调节;发音单元侧面设有定位盲点,用户可仅凭触摸就能快速分辨左右。可以说,设计方面非常注重细节。做工优秀,耳机整体轻盈圆润,各个部位手感相当不错。
  • 佩戴感:耳机很轻,无论上手还是头戴,都感觉不到明显的份量。经过数据库匹配的耳罩尺寸进一步增强了佩戴舒适感,耳廓可以完全被耳罩包围。内部的聚氨酯衬垫可以紧密贴合耳根部位,并形成一个相对密闭的聆听空间,实测可有效隔绝外部噪音干扰,而且耳部没有压迫感。
  • 音质:三频均衡,这是索尼耳机的一贯风格。个人非常喜欢其低频表现,弹性十足且具有清晰的形态感,深沉又不失灵动,可以展示出极好的下潜度和重量感。中频和高频呈中性色彩,光滑柔顺,可忠实呈现音源原始特质。高频虽远超人耳听力,但它所带来的微妙感受却是无法用文字描述的,而且超宽频响范围为回放带来极其丰富的音响质感,对于表现泛音丰富的乐器和人声非常有利,同时也适用于更高音频精度或高品质格式的混音/母带。


松尾伴大访谈实录(节选)

时间:2024年9月6日 下午 16:40

松尾伴大简介:2005 年入职索尼,从事耳机结构、机械结构设计。之后负责耳机声学设计,擅长入耳式和头戴式产品设计。下图为松尾伴大先生。


他设计的EX 800、Just ear 入耳式耳机,MA 900、XB 1000头戴耳机横跨了不同类型、不同声音风格的设计。同时,松尾伴大还是索尼第五代耳膜职人,从事耳朵模型研究(为耳机佩戴、外观提供符合人体工程学的支持)。下图所示为耳朵模型实物 


明年是Just ear的十周年,同时也是松尾先生的索尼职业生涯20 周年。


访谈内容概要:

问题1:MV1和M1都拥有5Hz到 80kHz的宽广频响范围,那么这个背后有哪些关键的技术去做支撑?同时M1相比于MV1有什么创新的地方?

回答:MV1和M1的单元直径都是 40 毫米,但是他们的振膜是不一样的。索尼的优势是会根据需求来设计驱动单元的振膜。为了实现宽广频响,我们对 M1的振膜进行了重新设计。对于高频区域来说,最重要的是振膜的形状。所谓的形状就是整体的形状和加强纹的设计。振膜在高频运动时非常快,低频的时候运动比较慢。为了实现宽广的频响,就要确保低频和高频运动时都不失真。因此,如何去平衡振膜在高低频时都不失真是非常重要的,我们的技术支撑来自于索尼多年做耳机驱动单元的历史。

谈到创新,其实两款型号是完全不一样的类型,MV 1 是开放式的,M1 是封闭式的。因此很难把这两个型号来做对比。MV1设计的理念是做空间音频创作的,因此它的声场需要做得非常的大,而且声音的定位要很精确。M1 的话,设计之初就是为了做录音和混音,因此它的声场还是很直接的给出来的。

问题2:M1支持360 音频空间音频,那么和您说的是不是有冲突?

回答:M1设计之初就是为了适配多元的创作环境需求,因此也考虑了空间音频的创作需求。但就客观和事实来讲,如果真的是要做空间音频的话,我们是更推荐用 MV 1的。比如说你如果是只有一个M1,拿它来做录音、混音和空间音频也可以。但是如果有更高的要求,还是建议用 MV1 会更好。

问题3:那么 M1 和7506,还有MV1,在这个技术上有什么突破吗?

回答:7506主要用途是录音返听,其设计集中在人声再现,调音方面,因此频响就做的比较窄。但是对M1来说,可以用于录音、编曲和混音,因此它的频响范围非常宽,而且整个频段之内的声音平衡做得很好,和7506相比,其最大的变化、优势和突破点都集中在频响方面。

问题4: M1是封闭式耳机。一般来说,封闭式耳机容易存在一些缺陷。比如说声音不自然、腔体的耳压比较大、佩戴不舒适,还有声场相对狭窄等这些问题,对此将怎么解决?

回答:先来说说耳压大和佩戴舒适问题。如果耳机佩戴很紧的话,肯定会不舒适,所以解决它的一个很好的办法就是把耳机做轻,因为如果耳机轻的话,就能够很稳固地戴在头上,不需要给很大的耳侧压力。然后对于声音来说,超宽的频响,可以使每个频段之间比较自然的过渡,能够解决声音不自然以及声场的那些问题。

问题5:振膜设计如何影响耳机的整体音质?比方说在音色、音准、音频解析力方面有什么具体的表现?

回答:为了让声音能够更精确地再现,振膜运动需要和音源频率完全一致,因此振膜的形状非常的重要。比如M1和MV1的振膜形状以及加强纹,其实是不一样的。实现这些其实没有什么秘诀,就是不断地耐心尝试。按照我们的内部流程,会先去计算一个声音参数,根据这个参数再推演出理想的振膜形状。然后做出一个样机进行测试,如果有需要调整的地方,再返回去继续计算声音参数。就是用这一整套流程不断的去测试、对比、优化,最终得到理想的结果,并没有一次就能实现的,事实上就是在不断测试。

问题6:现在很多耳机调音都涉及到哈曼曲线、音特美曲线,请问索尼在调音上采用什么标准?

回答:其实,索尼的工程师并不会去参考这类声音曲线,因为曲线只是作为参照或检测,它并不代表音质本身。当然,我们的每一款耳机都会去检测它的频响曲线,但是工程师,尤其是声学工程师,他们并不是 100 信任这个曲线。对于声学的最终的表现,他们可能还是更相信自己的耳朵。因为设计师非常严谨,只会相信他自己的耳朵,甚至别人的耳朵他也不那么信任。

每个人的耳型,包括耳朵的结构都不一样。其实人耳听到各种音质,都是根据耳朵的形状和耳廓反射出来的,因此每个人都有自己的参考曲线。如果我们根据预先设置好的理想曲线来做,那么就意味着这条线并不适合每个人,所以可能真的还是要通过自己的耳朵来感受。

问题7:未来监听耳机还可以往哪些方向去做创新?有哪些新的应用场景?

回答:从整个监听耳机的发展趋势来看,它是伴随着音乐创造来做改变的。也就是说,先有音乐格式,然后我们再去做能满足这种音乐创作需求的耳机。比如最初的单声道,然后到立体声、环绕声,以及到现在的360临场音效等等。首先是顾客的需求和音乐创作的需求,然后促使监听耳机来做同步的发展。

此外,耳机的发展更多是看音乐创作趋势和潮流。比如以前,很多音乐都出自专业录音工作室、录音棚。然而现在的音乐很可能用一台电脑和一个监听耳机就做出来了。以我对行业的观察来看,监听耳机会变得越来越重要。在我刚从事这个行业的时候,很少有人用耳机听歌。而现在大部分人都会选用耳机来听歌,因此可以说,这二十年里面整个行业、状态、环境发生的很大的变化。索尼也能够去应对这种变化,开发出不同的耳机。


后记: 

索尼的音乐产业链包括了「索尼音乐」和「音频业务」两大部分。作为全球三大唱片公司之一,「索尼音乐」为自家旗下的音频业务提供了极大的施展空间。其“360空间音频技术”就是一个很好的范例。它全方位覆盖了「For The Music」所描述的「创作-传播-聆听」全部环节。

该技术不仅作为一种音乐格式而存在,它更是在多维混音方面付诸于实践。同时,也极大推动了音乐制作方式的进步。我们很高兴地看到一种独立于「单声道」和「立体声」之外的又一种推进聆听体验的技术。

这两年的展会可以明确感受到索尼在贯通「创作-传播-聆听」全链路方面所做的努力。例如,「创作」设备的监听耳机和麦克风产品;「传播」环节的Hi-Res、索尼音乐精选,以及上面提到的360空间音频;「聆听」设备包括各种索尼耳机、播放器、黑胶唱机等等。索尼正是坚持点对点的方式,满足生态链上各个环节的需求,用探索、积累和突破诠释着「For The Music」的理念。

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