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进一步探讨X曲线

日期:2016-12-15    作者:本站原创

  2016年7月,译自MKPE报告

 

        X曲线是应用于当今所有影院的频响曲线。在这个时代,相对廉价的实时分析仪(RTA)在非专业技术人员手中,X曲线很好的帮助了他们,因而被频频叫好。把影院与RTA上的X曲线对应将产生比没有经验的技术员试图调整到平坦曲线得到更好的结果。(如果你有能力尝试这一点,你会很快明白我的意思)

        但随着时间的推移,X曲线成为目标曲线,是否需要呢?一旦影院的声音混合被假定为持平,那么没有声谱渲染。但今天,越来越多的证据表明,从其他媒体声音中分离出很多专家都考虑渲染的电影声音是不复存在的情况,也不会有人反对说是无色的,或平的。在过去的一年半时间里,有一些电影声音和X曲线的研究结果发表,这提供了再次回顾这个问题的机会。 

        电影声音有一个频率响应曲线的历史。在上个世纪70年代,约安艾伦推动杜比进入电影行业,他撰写了翔实的文章题为“X曲线:它的起源和历史”,其中描述了电影的响应曲线的历史。在电影发展初期,杜比的挑战之一是频率响应在影院音响系统中的极端衰减。曲线的清晰度是当时音响系统质量的反映。国际标准化组织正试图使电影响应曲线标准化,并最终建立了两个标准,一个是正常的N曲线,一个是根据实验的X曲线。X曲线是杜比推荐的改进曲线。它有一个以2kHz开始的高频滚降的-3dB八度音,比N曲线有明显改善。

        当时,以及之后的许多年,在空间响应捕获X曲线滚降假定是由空间混响造成的。声音被认为是在“稳定状态”的反应和“直接”的反应,或“率先到达”,率先到达是指耳朵最先听到的声音,而不是稳定状态的声音,其中包括房间的混响和反射。率先到达是最重要的,因为我们的大脑识别声音的方向是在率先到达的基础上,无论房间混响来自墙壁还是天花板。率先到达的声音测量,没有混响的声音干扰,在杜比刚进入电影行业时是不可能的。如今实时分析仪已成为成熟的技术,它能够测量稳定状态的响应。X曲线一直与空间的稳态响应相关。因此,X曲线的衰减是一个空间的混响产物而非平坦信号产物。

        然而,随着时间的推移,技术也有了进步。快速傅里叶变换(FFT)测量工具现在(有些年)一应俱全。用FFT测量装置,通过扬声器播放的一个足够短的“鸟鸣”,以至于测量的时间窗口可以排除任何房间的混响和反射。总之,FFT是测量率先到达声音的一个很好的工具。它工作的频率足够高,其中的率先到达信号可以区别空间稳态响应,通常是几百赫兹。2014年10月,SMPTE发表了一份详尽的报告题为“TC-25CSS 电影播放和配音阶段的B链频率和时间响应分析“这也许是唯一发表的比较RTA测量与FFT测量的研究。报告中的结果之一是通过RTA和FFT测量得到的频率响应曲线非常相似。

        如果FFT测量率先到达的声音,并且RTA测量稳态声,这两个测量相似,就可以认为测量RTA响应的空间混响影响最小。奇怪的是,SMPTE报告忽略了这个结论,简单地陈述了,当校准空间X曲线的频率响应时,FFT可替代RTA。但空间混响的看似无关紧要的影响是相当重要的。在用RTA测量时,X曲线的设立是为了抵消空间混响的影响。约安艾伦在他的X曲线的文章讨论了这点,这与我早年在杜比与约安一起工作时的个人认知是一样的。然而,如果空间现在这样设计,以致于在测量响应时空间混响不再需要补偿,就必须要问一个问题:为什么还用X曲线?

        对于X曲线的说法是,它现在是一个公认的目标曲线,混音室和影院都能满足。对使用X曲线的说法是,混音室和电影院可以对准平坦响应,并且能得到同样好的结果,如果没有更好的结果。它也将影院录得的声音与整个媒体景观录制平列。反对变化的那些人关注向后兼容性。而那些变革的人还没有探索全球影院的变化会产生什么影响。

        关于这个主题的令人迷糊的论文都是演变出来的荒诞说法。最近有几个处于重要位置的人告诉我,X曲线存在因穿孔银幕造成的衰减。一个竟然说“我们的祖先”不了解银幕造成的衰减,导致X曲线。这是我遇到过的最明显的错误理解之一。我们 “祖先”的见闻,最好的例子是在80年代初,THX的Tom Holman的工作。THX处理分频,扬声器和银幕作为一个组件,他们的集体频率响应应该是平的。

        众所周知,穿孔银幕在高频率引入一个重要的衰减。这种衰减特性因不同的银幕而有所不同。THX选择了一个普通的银幕补偿,由以4kHz开始的每倍频升压6分贝组成。加速器内置于THX的电子分频器中,设计与Altec A7 “影院声音”扬声器配合使用,同时提供由银幕所造成的高频衰减补偿。电子分频器,扬声器,和银幕被视为一个系统。

        该系统被设计为尽可能接近平坦响应。但是在这有一个警告。在80年代,由于模拟音轨的动态范围的限制,提升频率净空并不需要超过6dB。随着数字影院的出现,所有频率净空应为20db。实现提高频率可能是一个挑战,虽然有现代多路扬声器系统,不像两路的Altec A7一样困难。

        如今,我们听到专家说,他们不需要银幕补偿。相反,银幕上的补偿高频衰减是用来满足作为目标曲线的X曲线。这一声明仅显示有些事情已经改变从80年代中期到现在。

        不幸的是,改变它似乎并不是一个简单的任务。我们新一代的音响工程师们认为X曲线的衰减是空间校准规范。SMPTE正在进行的工作强调了使用FFT测量,一种测量率先到达声音以对齐空间和X曲线的工具,其最初的目的在于衡量稳态声。

        这个错误并没有在学术界被忽视。最近几年一些优秀的论文已经出现,这些文章讨论了在电影院平坦响应的条件,特别是弗洛依德图勒博士,哈曼(JBL的母公司)一位退休研究员,和Linda Gedemer,目前任职哈曼,如下清单。同时下面列出的是Ioan Allen X曲线历史的有趣评论,和本报告中讨论的SMPTE B链报告。在现代工作中的一个共同的主题是,不同于银幕补偿,很少有人处理高频率下的均衡,更大的问题是低音管理。

 

1、约安艾伦:X曲线的起源和历史

2、SMPTE: TC-25CSS 电影播放和配音阶段的B链频率和时间响应分析

3、弗洛依德图勒:还音系统的校准和测量

4、Linda A. Gedemer:从消声扬声器数据预测影院室内响应

5、Linda A. Gedemer:基于混音师调查的SMPTE X曲线评估

6、Francis Ramsey:电影声音再现

 

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