影音科普:怎样看好声音的标准?一篇文章带你了解耳机或音响频响曲线怎么看。

2021-03-18 11:48发布

国际上有两个非常知名的声学研究室:音特美和哈曼,他们分别进行研究并发布自己的研究结果。其中音特美作为入耳式耳机发明者(没错,不是森海也不是AKG和拜亚,而是音特美发明的入耳式耳机),在20余年前推出的ER4系列,至今仍倍受尊崇。在这些年里,ER4也更新了好几代,分别代表着音特美实验室对入耳式耳机的目标曲线的变化要求:

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我们可以很容易看出音特美ER4和上面那张图的共同性,在佩戴良好的情况下,ER4具有无比的声音准确性,这使得它成为很多录音室常用的监听耳塞,也因此拥有一大批粉丝,简称小四党。

另一家实验室哈曼的研究和音特美略有不同,他们能过有聆听经验的人通过实际的聆听并选择自己喜欢的曲线。通过平均的方式给出理想的耳机曲线,并据此发布自己的目标耳机曲线。大约每两年更新一次,代表着不同时期听众的口味变化:

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我们也可以看到,这张图和上面那两张的共通性。国外有大量的研究论文讨论入耳耳机的理论,但结果都差别不大。一些第三方测评网站也据此有自己的理想耳机曲线,比如著名的golden ears的目标曲线如下(见下图虚线),总体上和上面几张图都差别不大。(图中实线为一只著名的入耳式耳机K3003的曲线)

对比哈曼和音特美曲线(以及hrtf及第三方评测网站的曲线),它们相同的地方都是3k左右突出10db,中频部分基本平直。区别主要是高频和低频的不同,这个与其理念有关。

比如,音特美的ER4耳机要求深佩戴,将耳塞塞入耳朵第二道弯--这样的佩戴几乎不会有漏音。因此,音特美曲线在低频上不需要补偿佩戴所损失的低频(理论上)。再比如,哈曼曲线通过抽样的人群,让他们听各种频响的声音并最终得出哪条曲线最符合好听的标准,然后得出自己的曲线(知道是为什么哈曼曲线会变了吧,那是因为抽样人群变了)。

三、如何理解音特美和哈曼曲线

首先可以肯定一点,音特美和哈曼都是好东西。符合音特美曲线的耳机可以相当准确的还原录音;而符合哈曼频响曲线的耳机除了还原录音外,也在一定程度上符合大众的审美。所以,它们都是好东西!通过实际耳机频响曲线与其的符合程度,我们能基本判断出一只耳机的声音走向,以及是不是有较大的问题,还有能否良好的再现录音及准确还原乐器的音色。

1. 音特美和哈曼曲线是好声耳机的唯一标准吗?

那么,是不是可以认为:只有符合音特美或哈曼曲线的耳机才是好声音,而不符合的耳机声音就不好了呢?

个人认为,答案是否定的!众所周知,很多监听音箱的频响曲线非常的平直。但实际并不好听,有些甚至很难听。而很多高价的hi-end音箱声音极为好听,但频响曲线并不太平直(它们也不把平直做为自己的卖点)。

这个也不并难理解。研究美学的人都知道,一个符合所有美学标准的美女,实际上并可能并不太美(当然,肯定不丑。网上有很多此类的图片可供参考)。但比起现实生活中的美女,她们或多或少缺少让人心动的美感。同样的情况也出现在音箱和耳机当中,很多能发现让人心醉声音的高端音箱或耳机,曲线真不是那么的平直。比如,大奥……,嘿嘿(大奥补偿后是真的不那么平的)

好声顾名思义就带有强烈的主观性,用客观的指标来硬性规定主观的东西本身就是容易出问题的。调音一方面是尽可能的还原录音,另一方面也需要符合用户的主观体验。因此,耳机或音箱的调音,除了技术外,也是门艺术。

在这方面甚至专业用户也是如此,很多专业人士都有多套器材的。用于录音或工作时是一套或多套专业音箱,而真正欣赏音乐时使用另一套(或多套)并不那么监听的器材。比如作曲家方岽清先生,他家里就有一间专业录音室,器材已经很专业了。

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但就在他家楼下,也有另外的器材用于平时的音乐欣赏。这些器材并不那么准确,但却更适合于欣赏音乐。可能不那么的准确,但却更具有美感!同样的情况在耳机中是同样适用的。

但就在他家楼下,也有另外的器材用于平时的音乐欣赏。这些器材并不那么准确,但却更适合于欣赏音乐。可能不那么的准确,但却更具有美感!同样的情况在耳机中是同样适用的。

对于耳机音箱而言,重现录音都是其基本功能。不能良好的重现录音的耳机/音箱是不能称之为高保真(hifi)的。

要想良好的再现录音,耳机或音箱的失真是造成其无法良好重要的主要原因。而这种失真包括两个方面:一是耳机/音箱的频响曲线不符合理想耳机曲线所带来的音色差异、三频比例的失衡,也就是线性失真;二是耳机/音箱的非线性失真,即互调失真和谐波失真所带来的对录音的扭曲。

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对音箱来说,频响所带来的影响相对更为小一些。主要原因是因为音箱的目标曲线要求很简单(消音室内平直),而且国际和国家标准都对高保真音箱频响曲线有详细规定。不满足这个要求的音箱,你可以自称影院音箱,也可以自称多媒体,但不能自称高保真(hifi)音箱。

高保真音箱的频响基本要求是标称范围内+/-3db。这个要求对音箱来说并不高,因为某一个频段两种都满足+/-3db的音箱相差最大可到6db之多,听感上已经是非常明显的差异了。这也是为什么虽然目标曲线一致,标准也一样,但hifi音箱声音仍然风格各异的重要原因

但如果放到耳机里面,按音特美曲线要求,全世界能达到这个要求的耳机,大约不会超过5条吧,一只手都能数过来!如果是哈曼或gold-ears网站或hrtf的目标曲线,那笔者得遗憾的说,就笔者所知:一条都没有!!(如果有自称可以在全频段满足+/-3db的要求的,请放上曲线来看看,笔者会非常高兴的收回这段话)。因此,那怕只能满足基本的频响高保真要求的音箱,在频响上的失真也优于市面上的所有笔者已知的耳机!

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上图为知名的森海塞尔旗舰动圈耳机HD800的频响经golden ears的目标曲线(极度类似哈曼2013)补偿后的频响曲线。可以看出其满足+/-3db仍然是有相当距离的。虽然满足+/-5db问题不大,而HD800已经是只频响非常优秀的耳机了。换成塞子,同样的森海塞尔家的旗舰ie800的频响曲线如下(未经补偿,虚线为目标曲线),大家可以看出,只有可怜巴巴的+/-10db水平。

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对音箱而言,非线性失真更为重要。这是因为由于扬声器工作时振动幅度很大,而其线性冲程Imax是有限的,线圈工作在极限状态所带来的失真会很大,总失真常常达到百分之三甚至更多。音箱为了减少这些失真,不得不使用更大的扬声器或用多只单元并列的方式。

就频响而言,实际上,一只6.5寸最多8寸单元的两分频音箱在频响上已经可以覆盖音乐频率所需的范围了。通常音乐重播所需的频响范围一般为40-15k Hz,考虑到极少的低频乐器,重播30hz也足够了。考虑到高频,延伸至30k Hz也足够了。而一只使用现代喇叭单元的6.5寸的两分频音箱可以重播从40-30k+/-3db,在30hz的响应仍然是足够的。在这里科普一下,倒相式音箱的低频衰减大约是24db/倍频,而封闭式音箱低频响应衰减非常慢,一般只有12db/倍频。那为什么要使用更大、更多的喇叭单元,主要是为了减少音箱重播音乐过程中的非线性失真。

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实际上,许多旗舰级的大型扬声器系统的低频截止频率并不很低,比如上面这对JBL的经典音箱4429,其频响范围也仅为40-40khz+/-3db水平。而著名的ATC SCM100,其频响仅为65-20k+/-2db而已,而在32hz时,仅衰减了6db!它们采用如此巨大的喇叭单元的重要原因主要是减少失真。

而对耳机而言,由于聆听方式的变化,所需发出的能量很小,振膜需要振动的范围也小,音圈的活动范围远小于单元的线性冲程。因此不仅失真低,高低频响应也好。

上图为ie800耳机的THD曲线,全频段轻松满足低于1%的水平,甚至只有0.1%。而其低频在20hz时完全没有衰减,高频响应动圈耳塞算差的,但满足20k仍然不是事。而小编公司出的自然声NS5,其失真全频段也就0.3%水平(在90db响应时测试结果)。频响可以轻松满足10-40k基本不衰减的要求。

综上所述,对hifi耳机而言,主要的问题是频响曲线不标准所带来的三频不均衡、音色扭曲并带来听感上的不自然。而对hifi音箱而言,主要问题是在低频下潜变好的同时减少非线性失真。

因此,对耳机而言,由于非线性失真很低,通过EQ这种方式实现耳机频响上的调整是完全可行的。某些软件甚至可以让耳机在频响上极度符合理想的耳机曲线,这对听感改善相当明显。但对音箱而言,通过EQ或DSP这些改善频响尤其是低频下潜是很不可取的,因为由此所带来的失真会让原本不佳的非线性失真雪上加霜。在这里哆嗦两句,个人认为,相当多的低端有源监听频响上并没达到高保真的要求,某些中端的在频响上没问题,但非线性失真很大,离hifi的要求仍然是有距离的,原因即是如此。

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另外需要指出的是:音箱频响曲线平直是在消室音下的要求!音箱频响曲线平直是在消音室下的要求!音箱平直曲线是在消音室下的要求!

在实际的聆听环境中,由于有直达声和环境反射声,以及聆听距离对高频衰减。我们声学处理较好的听音室聆听时的音箱频响应为低频有所抬升(3-6db),高频逐渐衰减的(这也是哈曼曲线为什么如此的原因)。如果真的在室内听一条完全平直的频响曲线的音箱,那么会有低频略少、高频略多的感觉(这也是为什么很多有源监听音箱不好听的原因之一)。


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