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家庭影院设计中CEDIA的三大设计规范 :CEB-22音频设计要点

人气:741    发表时间:2017-07-01 10:38:17

1989 年成立于美国的CEDIA 全称为 Custom Electronic Design and Installation Association( 消费电子设计与定制安装协会 ),面向的是整体家庭智能影音网络电子系统的构建设计与安装调试。对于家庭影院的设计,CEDIA 共有三大部分的行业推荐规范,其中CEA/CEDIA CEB-22 是关于家庭影院音频设计的推荐规范。此规范的内容与我们以往所提及的 THX、Dolby 与 DTS 等企业所带来的家庭影院音频设计标准相比,在整体理念上是一致的,都是追求真实再现音频信号源的本质,不过在实施规范细节方面则有所区别,非常注重实际应用的规范使用。


家庭影院音频设计的整体目的众所周知,音频设计是整个家庭影院设计当中的难点。CEDIA 在家庭影院音频部分设计的目的是要真实重现信号源当中的音频内容,不管是哪一方面的信号源,包括电影、电视或视频游戏方面,都必须依照行业的规范与标准,克服实际设计当中的种种难点。这里所提及的行业标准主要包括了两大部分,一是电影工业领域的行业标准,二是 CEDIA 旗下的推荐规范。

对于家庭影院音频设计而言,最难解决的问题是房间固有的声学缺陷,我们需要利用各种不同的手段进行弥补,但必须注意音频设计并非盲目依照某种单一的解决思路就能解决问题,而是要根据实际的情况与客户的需求进行调整,以达到最佳的声学表现。


主要的性能要求

● 声音没有出现声染问题。所谓声染问题,主要集中体现在房间的低频部分,可以通过改良房间大小与形状,调整扬声器与座椅位置来实现。

● 实现一个顺滑与平衡的前置声场。前置声场对于家庭影院的音频重现是最重要的一环,是我们获取电影信息的主要途径。

● 环绕扬声器系统能够提供令人信服的包围感。包围感主要是通过环绕扬声器来实现的,根据不同的使用环境来选择合适的环绕扬声器的工作状态。

● 清晰可辨的人声对白。家庭影院中的人声对白是由中置音箱发出的,所以整个聆听位置都必须能清楚地聆听到中置音箱发出的声音,并且房间中的混响时间必须达到令人声清晰能辨的状态。

● 没有出现可察觉的失真问题。这点对于整个音频系统而言是最基本的要求。

● 在整个聆听座位区域都能带来连续的好表现,最佳的性能在主聆听位置上。最理想的家庭影院应该是每一个座椅位置都是最佳的位置,但实际上却很难做得到,不过要求整个聆听区域都有良好的声音表现并非不可能。

● 连续位置上能实现准确的低频性能。这点主要是解决低频驻波与超低音扬声器放置的问题。

● 听不到的背景噪声。控制背景噪声,是获得较大声音动态范围的关键。

● 与隔壁空间实现完全的隔声,包括了出入口的位置。隔声控制能保证整个视听室的私密性。


设计的基础要素

● 房间的大小与形状、显示画面的尺寸、视线、扬声器的位置与座位设置都是整个系统需要被最优化设计的关键部分。

● 在家庭影院之中应该有一个为音频与视频最优化设计的主座椅位置。最佳的座椅位置是在房间中轴线的位置。

● 其他的座椅位置应该能够提供不错的整体性能,而座椅的数量必须根据房间的大小而决定。

扬声器的类型与放置、声学处理以及房间的装潢都必须有针对性地进行处理,并且按照一定的规范来实行。


扬声器的要求与放置

● 所有扬声器都需要有着类似的音色特点 ( 相同的品牌 /系列 )。许多影音爱好者在设计家庭影院的时候,往往会忽略这一点。CEDIA 在这里特别指出了整个音箱系统都必须具备相同的音色,否则整个系统在表达声音的时候就会产生一种不协调感,影响整个聆听感觉。

● L、C、R( 左中右 ) 前置扬声器应该放置在人耳聆听的高度上 ( 不要超过 15 度以上 ),如果前置扬声器放置较高,应该利用指向性进行调整。需要注意这里所提及的扬声器的高度是指高音单元的高度。

● 全频扬声器到所有聆听者之间的通道并无任何障碍,尤其是针对中置扬声器。除了超低音扬声器没有指向性之外,其他全频的扬声器都具备一定的指向性,这时就需要留意这一点,特别是重现对白的中置扬声器。

● 中置扬声器在房间长度的中轴线上。

● 扬声器前障板或箱体部分应该注意离偶与阻尼处理,以减少共振问题的发生。很多情况下,视听室中产生的噪声是由于扬声器本身制造工艺又或采用了嵌入式音箱安装,前障板与箱体本身很容易会出现共振问题。因此,在安装整套音箱系统的时候,必须解决这一问题。

● 左右声道扬声器相互之间的水平角度应为 45-60 度,不要离屏幕太远。左右声道扬声器应该内八字指向主聆听位置。所谓内八字的方式,实际上就是建议左右声道主扬声器与主聆听位置形成一定的指向角度。毕竟对于扬声器而言,最佳的声音来自在轴,可惜在国内绝大部分的家庭影院实际案例之中,往往都没有好好利用这一点。

● 环绕扬声器的放置应最优化包围感与准确性。对于 5.1声道的配置,环绕扬声器应该在中轴线位置110-120度的位置上放置。对于 7.1 声道的配置,侧环绕扬声器相邻60-100度,后环绕则在135-150度之间。对于大型房间,多个环绕扬声器能确保更好的包围感。对于环绕扬声器的搭配,CEDIA 相对其他机构的规范是相对灵活的,尤其是针对大型房间或者偏窄长型的房间都没有限定我们选择多少个环绕扬声器,而是建议通过多个环绕扬声器取得更好的包围感。另外,对于环绕扬声器使用的类型,也并非一定要采用偶极性的方式,而是根据实际的需要来使用,毕竟在绝大多数的电影院之中仍然以传统的单极性为主。


超低音扬声器设计指引

● 为了减少不同座位之间低音不同的问题,采用多个超低音扬声器总是比使用一个能够实现更佳的效果。这种解决方案已经得到了理论与实例的证明。但是必须注意,多个超低音扬声器的放置位置,这点才是最重要的

● 在一个接近矩形的房间中,按照一定规范使用2或4个超低音扬声器能够得到更好的房间模式,能够实现在多个座椅位置上获得更好的低频响应。当一个视听室中不只一排座椅时,我们就要考虑选择多个超低音扬声器的解决方案。

座椅位置设计指引

● 主聆听位置应该在扬声器设计图中的几何中心位置上。这一点毫无疑问是最重要的。

● 利用中轴线方面的座椅位置。因为在这个位置上能够获得更清晰与包围感更好的声音,是仅次于主聆听位置的选择。

● 座椅不应紧贴着任何扬声器。特别是要避免过于靠近环绕扬声器,那样会直接影响到整个音箱系统的包围感。如果受到房间固定因素的限制,可以通过偶极性扬声器与摆位来缓解这一问题。

● 避免座椅设置在二阶房间模式的零点上,在每堵墙 1/4长度的位置上。这是为了减低受到低频驻波干扰的问题,简单而言,在这些位置上,你基本上感受不了明显的低


声学处理

● 混响时间 (RT) 在500Hz频率下应该为0.2-0.5s。需要留意的是,这是500Hz的混响时间,而并非全频段的推荐数值。

● 过短的混响时间会使到房间声音变得太过“死”,反而会影响整个体验。另外,过长的混响时间则会影响到声音的清晰度。

● 一个典型的房间能够靠以下的几点来提升房间声音的性能。a.地面铺设地毯;b.一个混合的吸声(最少3英寸)与扩散处理,不要超过墙面面积的50%,用于控制靠近聆听区域之间相邻墙面的回声颤动,控制第一次反射声 (可选择)。值得留意的是,对于第一次反射声,CEDIA 的建议是有选择性地进行控制处理,并非一定采用强吸收处理。

● 所有的材料都需要达到 A 级的防火性能。对于声学处理材料的防火安全性,在国外是非常讲究的,因为绝大部分的材料都属于易燃材料,如果本身没有达到很好的防火性能,在出现火灾的时候会相当危险。

● 房间中不应出现可听得到的振动。这点特别容易出现在商场中建立的家庭影院展示厅之中,主要的原因在于房间本身的坚固性问题,容易出现低频共振。


背景噪声要求

应该≤30dB/A(RC mk II标准),理想是≤20dB/A。为什么要强调背景噪声?原因在于越低的背景噪声,我们想要获得越大的动态范围就越容易,对于整个系统的要求就更低,不必要一定采用超大功率的放大器进行驱动。


背景噪声控制处理

● 采用特大的暖通与空调管道。大型的管道可以有效地割断声音的传播路径,还可以在其中加入声学处理材料进行吸声处理。

● 采用低噪声的调光器。对于拥有智能灯光控制系统的家庭影院,这点是不能忽略的重要部分,很有可能会产生高频噪声。

● 在水管处采用声学处理。在视听室中很有可能隐藏着下水道等装置,会极其容易出现不必要的噪声干扰,因此也必须注意噪声的控制。

● 隔离暖通与空调设备、水泵等。