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1、关于声场再现技术机理的探讨梁锡跃“Stere”这个英文单词是立方米的意思，后来随着两声道录音技术的出现，加上一个中缀“o”再加上 “sonic”就成了“Stereosonic ”，也就是立体声的意思。可能是嫌这个词太长了，现在一般常用的是“Stereo”这个词。Stereo 在大陆的意思为立体声，在港台地区它有一个非常有意思的译意，叫做“身历声” 。不管叫立体声也好，叫身历声也罢，其实都是一个意思，就是可以再现三维立体声场的意思，何谓立体？乃三维空间是也。那么 Stereo 系统真的可以再现原来的三维声场吗？回答是否定的。虽然现行的 Stereo 系统可以再现一部分的方位信息，但无法正确再现三
2、维的声场信息，原因是这种两路的记录重放系统先天的特性造成的，为了证明这一点，我们可以从理论上进行一番分析：我们一般常说的 Stereo 系统是一个标准的两路声音记录重放系统。从空间学的角度来说，两点可以决定一条直线，就是一维空间；三点可以决定一个平面，是两维空间；而四点可以决定一个立体，是三维空间。从这个定义来看，我们常用的 Stereo 系统应该再现一维空间应该没有问题，两维空间就已经是要求过分，三维空间则简直就是无理取闹了。的确，两路系统用来再现一维空间的方位感应该是非常轻松的事情。试想一下，如果一个两路系统如果连这点都不能做是不是太失败了？这一点从原理上解释也很容易，读者应该都知道，无须
3、我在此多费口舌。不过 Stereo 系统还可以超水平发挥，在一定范围内再现两维空间的信息。这决不是心理暗示，而是有相当的科学依据，当然这个现象解释起来要困难一些，需要多费一些口舌。听音的时候经常会听到有朋友说：这个乐手在这个方位，那个歌手在中间偏左一些，三角铁的位置要靠后些，小提琴有些突前等等。这说明 Stereo 系统不但可以刻画出方位，还可以产生纵深信息。原因究竟何在呢？三岁孩子都知道声源的远近会对声音的大小产生影响，同样大的声音在不同的距离上有不同的听音感觉近一些就觉得声音响一些，远一些就觉得声音小一些，不过这并不足以代表用声音大小可以判断距离。在雨果的夜深沉里有一段梆子从弱到强的演奏，
4、实际上梆子手自始至终一直没有挪动过半步，如果我们有那种由远及近的感觉的话，梆子手岂不成了化缘的和尚了。因此，要产生出决定距离的信息，仅靠声音的强弱是远远不够的，我们还应该引进另一个概念，就是混响。混响能够决定距离？是的。一般的情况下，我们都生活在声音的海洋里，周围到处除了声源以外，还有各种各样的反射声，由于各种无需证明的原理，反射声的强度永远小于直达声。在演出场所和录音室、演播室这些地方，声音会发生多次反射，反射分前期反射声和混响。在室内声学工程学中，将延时不超过 50 毫秒的称为前期反射声；而超过 50 毫秒的则称为混响声，当混响声的声能密度衰减 60dB 所需要的时间称之为混响时间。在一个
5、混响良好的场所，混响应该是很均匀的。也就是说，在这样的情况下，在任何点上的声源所产生的混响特性在任何点上都是相同的。基于这样的条件，声音的距离信息被记录下来也就很自然了。如上所述，在一个混响良好的场所，混响应该是很均匀的。当一个声源发出声音以后，在空间内的任意点产生的混响是一样的，这也就意味着在空间内任何点我们所接收到的混响声是一样的。然而，由于不同声源的距离是有可能不同的，因此所接收到的直达声的强度（声压）和时间（延时）是有相应的差异。换言之，所接收到的直达声和混响声的强度比例、时间差有相应的差异，而这样的差异被人耳朵接收以后会通过大脑的运算得出声源的相对距离。说到这里聪明的读者应该明白了，
6、如果我们在录音时将空间的混响也收录进来的话，在节目源里也就包含了距离的信息。这的确是一个非常巧妙的表现方式，因为它既适当的表现了距离的信息，又没有增加记录的通道。不过，尽管两路的 Stereo 系统可以超水平发挥，再现一部分二维空间信息，然而如果我们再要求它再现三维空间的信息也就过分苛求了。尽管有人会说他听出了某件乐器高些而另一件则低一些，还有诸如什么“雷声能上天，雨点能落地”等的说法。说实在的，这种体验我也有，但这并不是两路系统之功，而是由于室内的环境因素所致。因为室内的反射特性在不同的频率下有不同的表现，所谓“雷声能上天”主要是因为低频的波长较长，在天花板的转角处有较强的驻波和反射所造成的
7、（当然还有一些属于心理因素，但相对来说要次要一些） 。这种现象虽然可以丰富我们的听音体验，但我们应该意识到这是一种幻象，不是真实的声场再现，否则很容易进入误区。就像以前国内一些“大师”形容的可以准确听出每一位歌手的身高之类的话语，就有待商榷了。尽管有很多人在媒体上撰文曰某器材定位如何之精，再现的歌手口型如何之准，毫厘不差等等。其实声音的定位很难像视觉那么精准的，原因何在？其一为波长，另一为信息的接收方式，在此主要讨论波长的问题。为何 DVD 的光头不能使用 CD 的红外激光头？就是因为红外的波长偏长，不能读取 DVD 的高密度记录数据。由于蓝光的波长比红光还要短得多，因此现在研制出的蓝光 DV
8、D 记录密度比现在我们使用的 DVD 要高得多。其实不管声波也好，光波也罢，对于细节的分辨力取决于波长是公认的。为什么飞机在雷达上只显示为一个小亮点而不能显示为一个飞机的图形呢？用来探测的雷达波的波长远比光波要长就是缘故之一。这也是为什么美国的 B-2 轰炸机不能为雷达所发现的原因之一，事实上 B-2 的雷达波反射面并非为零，而是有约一平方米的有效反射面。如果用更高频率的电磁波，再使用更高灵敏度的接收系统，B-2 一定无所遁形，当然这种做法带来的技术难度非我们所研究的课题。人耳所能接受的最高频率（很多人都达不到）是 20kH，对应的波长为 17 毫米。从理论上讲，最高的分辨力应该为厘米级。然而
9、人耳和眼睛的结构乃至工作原理又有天壤之别，所以实际的分辨精度比这还要低得多。在这样的条件下有关口形的大小甚至形状的讨论无疑是一种奢谈，声称有此体验的人更多是出于想象。虽然两路系统可以再现深度信息，但如果要真的达到理想的效果还是有一些难度，关键的是对重放的器材提出了严格的要求。如我们在前面所说，深度信息与混响有相当大的关系，准确的说与直达声与混响的关系有关。其实混响声与直达声远非简单的混合，而是一种非常复杂的交织。因为声音是一种时域的信息，除了最先发出的直达声外，后面的直达声都不同程度的和混响声互相交织。在这种交织过程将会派生出许多新的声音频率，有些频率会很高，而有些又会很低，如果系统的带宽不够
10、宽、响应不够平直，将会丢失这些宝贵的信息或导致直达声和混响之间关系发生畸变，最终使得声音的空间感严重下降。另外如果系统的瞬态特性不良也会使得深度信息丢失，因为瞬态失真会掩盖相当多的混响信息。还有一种失真也会导致空间感的损失，就是相位失真。因为相位失真会改变原来信号的波形，这实际上也是改变了它们之间的相对关系。这也是我为何要强调相位问题的重要原因之一。因此上如果要得到很好的声场体验，你的系统要有足够平、足够宽的响应范围，还要有很低的瞬态失真和很小的相位失真，如果要真的同时达到这几点还真是有一定的难度的。就象有朋友问我：你设计的扬声器声场如何？其实我在设计扬声器的时候根本就不去考虑声场的问题，我认
11、为当你把各方面都做的很好的时候，声场自然而然的就出来了！根本无需刻意去追求的。可能有不少朋友都会有这样的体验：从音响里面听到的声音总是和实际的声音有相当的差别，不管你用多么好的器材都是如此，这又是为什么？难道是所有的器材太差？非也！至少不能完全这么说。正所谓成也萧和败也萧和，其实这也是混响惹的祸。为什么这么说？因为录音是在一个有混响的环境下进行的，因此在记录的软件中包含了录音时的混响信息（这些恰恰是包含深度感的主要信息） ，当我们重放的时候，这些信息也被释放出来了。可别忘记，我们的听音环境也有自己的混响特性，因此我们所听到的声音是经过了“二次混响” ，它同时带有录音环境和听音环境的混响特性，除
12、非是在无反射的环境下录音或者在无反射的环境下重放，否则总会有一些特别的感觉，这是否也可以算是一种失真“混响失真”？在这一点上，美国的 Dr. John Dunlavy 非常清醒的认识到了，他的 Dunlavy 实验室就曾经做一次真声与录音的对比。对比设在 DAL（Dunlavy Audio Lab） ，使用一对 SC-V（由 Dr. John Dunlavy 所设计的）的音箱，左右分开约 3 米，中间放乐器，播放的录音是在 DAL 的一个大消声室（三维尺寸为 7 米；6 米；5 米）中，使用经过校正的、仪器匹配的全指向话筒和专业的 DAT 录音机来完成的。他们请了一些有经验的爱好者来，用盲听法
13、来分辨声音到底是由音箱还是由乐器所发出的，后来这些请来的人的分辨结果接近随意猜测。这证明了二次混响对声音还原的影响，当然同时也证明了 Dunlavy 博士音箱的水准（如果是普通货色的产品，包括某些国际、国内的所谓名牌恐怕就是在太空里录也是难以达到这样的水准） 。说了这么多，并不是希望大家以后就用消声室的录音，因为没有混响的录音会丢失深度的信息；也不是要大家在消声室里听音，不仅因为很多人不具备这个条件，即使具备这些条件也不希望这么做，因为人在这种环境下会很不舒服。音乐是让人享受、让人愉悦的，如果变成了受罪那还有何意义？说这些只是要给大家揭开问题的真相，以客观的态度来评价器材，不过这绝不是某些 L
14、ow Fi 低劣音质的借口。最后再说些题外话，我听到有些人在形容器材的声场再现能力的时后会说这个声场有多少米宽；多少米深；多少米高等，我就不明白：难道你用尺子量过吗？如果量过，这么一个虚幻的环境你是如何量的？如果没有量过，这么精确的尺寸你又是如何得出的？其实说白了这里面更多的是“皇帝新衣”效应：言者这么说，显示自己与众不同的工夫；听者如果敢说听不出，不是傻瓜就是耳朵太烂：这么明显的都听不出！估计绝大部分人都不喜欢当傻瓜，也不愿意别人觉得自己耳朵比别人差。于是不管是否听出，也跟着一起鼓噪，以显示自己不是傻瓜，结果都成了真的傻瓜，很多人都落入了这一个怪圈。这的确是一件令人感到沮丧、可悲的事情，可悲的不是我们的耳朵没有听出大师们说的感觉，而是我们失去了对大师们说不的勇气；失去了追求真理的勇气。至于详细情况的我会在另一篇文章里跟大家讨论。
