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Waves 混音演算+瑞昱音訊處理,平價耳機也能聽取 3D 音質本色

時間:2017-06-13 08:02來源:Compotechasia 作者:任苙萍 點擊:
當視覺隨著高畫質進化後,雙聲道立體聲 (Stereo) 已難以滿足挑剔的耳朵,於是,高級音響多致力增加音箱數目實現 5.1、7.1 聲道的環場音效;不過,若這些音箱皆位於同一高度,依然無法做到真正的三維 (3D) 音頻,更遑論要在筆電或耳機體驗逼真音質。事實上,終端使用者要享受高質感的數位影音,光有頂級播放裝置未必能如願;更多時候,原始錄製方式、類比/數位轉換編碼以及頭端解碼設備將會掣肘最終視聽內容的呈現。
 
專精數位混音演算,Waves 深受音樂行家讚許
VR/AR 應用更需要所謂的「沈浸感」(immersion),標的物所在方位?相距多遠?將關係到遊戲的酣暢淋漓程度和最終戰果展現,或是職能/醫療訓練的成效。當然,一部擁有 3D「指向性」的揚聲器或耳機,更有將尋常網路串流如置身高級劇院/音樂廳的魔法,讓熱衷視聽饗宴者、或對音符有著超高鑑賞力的愛樂人,能恣意徜徉、陶醉其中。一個好消息是:現在,閱聽者只須借助一款外掛應用程式,就能使用現有頭戴式/入耳式耳機、真真切切感受聲音層次。
 
這意謂無需添購高檔音響設備,也不必忍痛汰換平時慣用的播放媒介;而專精數位混音演算經驗逾二十年的威富思 (Waves) 公司,正是握有神奇魔法棒的超能者。長久以來,業界多款廣受歡迎的等化器 (equalizers)、效果器 (compressors)、限制器 (limiters) 以及降噪、環繞聲工具,皆是出自 Waves。對於錄音師、混音師、音樂家等專業人士會有清楚辨識每種樂器音質與獨特音樂性的需求,Waves 能保持音質本色,完美重現錄音室/混音室的現場演出,已獲諸多行家認可。
 
Waves 亞太區行銷總監王家樂表示,迄今為止,3D 身歷聲僅能從「雙耳效應」麥克風錄製的音訊內容才得以品味。錄製音訊時,須將兩個麥克風放置在模擬人頭的耳道內進行錄製,以「還原」在真實世界中所聽見的聲音流向;意在將聲音設定在所處環境中的某個位置,以「模擬」真實世界的聲源模式。為使左、右聲道如實重現,音量大小、頻率與聲波到達左、右耳的時間差皆需精心設計——當聲音從右邊傳來時,左耳聽到的聲量會較小,音訊範圍也不同於右耳,反之亦然。
 

照片人物:Waves 亞太區行銷總監王家樂 (左) 在今年台北 COMPUTEX 展,為參訪者演示與瑞昱半導體共同開發的 Waves-Realtek WNX7000 嵌入式音效晶片
 
追踪頭部擺動變化、聲音更立體,消費電子再加分
當真實世界的聲音反射到牆面或附近物體時,會因空間大小而感知相異。此類手法稱為「心理聲學」,可營造具空間感的聲音;然而,過程繁複且所需特殊錄音設備要價不斐為其缺點。Waves 一款名為「Nx」的應用程式,將可擺脫這些束縛。它可在電腦 Windows / Mac 平台和手機 iOS / Android 系統運行,所有透過 Nx 播放的音訊都可獲得 3D 或 5.1 / 7.1 聲道立體環繞聲。尤其讓人驚艷的是:Nx 可依頭部位置調整聲音入耳方式,追踪閱聽者的頭部擺動而變化音場效果。
 

圖1:Waves Nx 演算法可優化消費電子的音質表現,為開發商提高附加價值
資料來源:Waves提供
 
挾此優勢,Waves 今年初與在多媒體及網路通訊表現出眾的瑞昱半導體,聯手推出內嵌 Nx 技術、具 VR 音訊能力的高解析數位訊號處理器 (DSP) 晶片——Waves-Realtek WNX7000。結合瑞昱音訊編、解碼技術及 Waves 演算法,加上 Cadence- Tensilica 易於移植且高傳真的音訊 DSP IP 的助攻,成功發展出低功耗、內建放大器的音訊元件,讓一般立體聲耳機瞬間變身為 3D 高檔播放器;即使未經特殊編碼的原始音訊內容,也能獲得家庭劇院般的 5.1 / 7.1 聲道高音質。
 
WNX 7000 尺寸非常小巧,便於內嵌在各式消費電子產品;經由 I2S 介面與 USB 橋接器相連,凡具備 USB 接口的終端裝置,皆能藉此通道將音訊串流送至 WNX 7000 進行訊號優化。另一方面,透過 UART 與 CMVR568 模組串接,根據頭部擺動狀態計算旋轉向量,作為感測器中樞或供感測器/演算法融合之用。王家樂及瑞昱相關產品線負責人透露,日前於 COMPUTEX 展示時已有不少開發商表達高度合作意願,最快在今年第三季便可導入設計。
 

圖2:WNX 7000 架構區塊圖
資料來源:Waves提供
 
不需特殊錄製工具與編碼處理,隨興訂做客製化 3D 聲場
王家樂進一步說明,Nx 利用運動感測器 (Motion Sensors) 追踪頭部位置,有兩種接入方式:一是將追踪器固定在耳機頭帶 (橫樑) 上,驅動內建藍牙功能的終端裝置;二是借用電腦內置或網路攝影機,捕捉閱聽者的一舉一動。「我們的強項在於:不需依賴雙耳效應麥克風錄製或經特別編碼處理,就能讓閱聽者身歷其境!」王家樂點出 Waves 的與眾不同。她介紹,Nx 的工作原理是讓 3D 身歷聲效驅使人類大腦相信聲音真實存在,進而刺激產生相對應的生理反應。
 
它還能設置頭部尺寸等個人化訊息及多種音效選項,測量頭部周長和兩耳間弧長,讓聽到的聲音比預設值更具現場感。如此一來,可加強語音、多媒體音質並創建電影院等不同音場,提供客製化音訊體驗。有了 Nx 參與,當我們在揚聲器上聽到 3D 音源時,如同被整個聲場包圍,但依然可清楚辨別聲音來自哪一個聲源?例如,當影片或遊戲中的車輛圍繞自己行駛時,可深刻意會到音源從左前方移動到中間、再從右前方移動到後方。
 
王家樂強調,3D 立體聲可將聲音「定位」在閱聽者身處虛擬環境的任何距離、從近到遠的任何位置,據以觸發該有的反射動作。電腦攝影鏡頭或 Nx 頭部追踪器,可告知 Nx 應用程式閱聽者的頭部和雙耳位置,以便調整聲音傳遞到耳朵的方式,構築一個動態的聲音環境,與閱聽者的頭部和身體動作相呼應,打造充滿臨場感、卻又「如影隨形」的聽覺,彷彿自己就是場中的一員。
「Nx 採用與專業混音相同的標準,經過事先細緻調音,演繹自然悅耳的音效;頭部追踪結合 Waves 數位訊號處理器的頂級演算法,將形塑令人心悅誠服的 3D 身歷聲」,王家樂說。
 

圖3:將 Nx 追踪器固定在耳機頭帶 (橫樑) 上,以 AAA 電池驅動藍牙裝置
資料來源:Waves提供
(責任編輯:helen)
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