淺析“數(shù)字音頻解決方案”對擴聲系統(tǒng)構(gòu)建的影響

李飛 李鵬飛

摘 要 數(shù)字技術(shù)的快速發(fā)展帶動相關(guān)各行業(yè)的快速發(fā)展和更迭，數(shù)字音頻技術(shù)也不例外。不斷發(fā)展完善的數(shù)字音頻技術(shù)的運用對于“數(shù)字音頻解決方案”提供了多重的選擇和保障。擴聲系統(tǒng)的構(gòu)建在數(shù)字音頻技術(shù)的發(fā)展下，解決了模擬時代許多不能解決的問題，提出了眾多的“解決方案”。本文以“數(shù)字音頻解決方案”為切入點，從“數(shù)字音頻解決方案”的整體理解到具體實施展開討論，重點分析“數(shù)字音頻解決方案” 出現(xiàn)的多樣化帶來對擴聲系統(tǒng)構(gòu)建的影響問題，力爭為不同需求的擴聲系統(tǒng)構(gòu)建提供參考。

關(guān)鍵詞 音頻技術(shù);數(shù)字音頻;方案;擴聲系統(tǒng);構(gòu)建

數(shù)字音頻技術(shù)的快速發(fā)展促使“數(shù)字音頻解決方案”呈現(xiàn)出多樣化的趨勢。小到一個無線傳聲器的傳輸問題解決方案，大到一個擴聲系統(tǒng)構(gòu)建的方案，目的不同方案不同。加之音頻產(chǎn)品種類的繁多，數(shù)字音頻解決方案也出現(xiàn)了多種多樣的形式。針對如此繁多的“數(shù)字音頻解決方案”，如何進行構(gòu)思成為一個頗為復(fù)雜的事情。基于以上情況，以“數(shù)字音頻解決方案” 為基礎(chǔ)，探討它對數(shù)字擴聲系統(tǒng)構(gòu)建的影響就有了意義。

1概念的提出

“數(shù)字音頻解決方案”是一種解決問題的思路，不是一個具體的方案，是從宏觀角度解決眾多數(shù)字音頻問題的系統(tǒng)性思考。這個概念已經(jīng)在數(shù)字音頻應(yīng)用領(lǐng)域出現(xiàn)，比如：產(chǎn)品供應(yīng)商針對某一單位的某種音頻功能定位，提供的系統(tǒng)性解決思考方略。這就是“數(shù)字音頻解決方案”的具體應(yīng)用，其概念的形成主要從技術(shù)發(fā)展到某類產(chǎn)品所組成的典型系統(tǒng)等逐步發(fā)展而來。

1.1 典型數(shù)字音頻技術(shù)簡介

數(shù)字音頻技術(shù)現(xiàn)階段的發(fā)展已經(jīng)到了一個較為完善的地步，它為“數(shù)字音頻解決方案”提供了強大的技術(shù)支撐，了解數(shù)字音頻技術(shù)的發(fā)展對“數(shù)字音頻解決方案”的概念的形成有著較為重要的作用。接下來，列舉幾類典型的數(shù)字音頻技術(shù)，通過它們來了解數(shù)字音頻技術(shù)對于“數(shù)字音頻解決方案”的概念的形成：

（1）PCM

PCM（Pulse Code Modulation）又稱脈沖編碼調(diào)制，一般需要經(jīng)歷采樣、量化、編碼三個步驟，而在采樣之前模擬信號需要通過一個低通濾波器，它的作用是限定最高頻率確定采樣頻率和防止出現(xiàn)混疊失真，模擬信號經(jīng)過了低通濾波器下一步驟就是采樣。采樣就是從一個時間上連續(xù)變化的模擬信號中取出若干個有代表性的樣本值，用于表示這個連續(xù)變化的模擬信號，實際上就是將模擬信號在時間上離散化。每個采樣值之間仍是一個連續(xù)變化的模擬量，還需將這個連續(xù)變化的模擬量進行離散化處理，這個過程就叫量化。量化其實就是動態(tài)上的離散化處理。經(jīng)歷采樣量化之后的模擬信號還不是數(shù)字信號，還需要進行轉(zhuǎn)化為數(shù)字編碼脈沖，而這一過程稱之為編碼。

（2）PDM

PDM（Pulse Density Modlulation）又稱為脈沖密度調(diào)制，同時也被稱為Oversampled 1-bit Audio。PDM同PCM一樣屬于用數(shù)字信號表示的模擬信號的調(diào)制技術(shù)，PDM是如何實現(xiàn)的，它如何實現(xiàn)的呢？舉個簡單的例子，以量化16bit來講將其比作16根木頭，每一個都有著不同的高度，那是否可以用一根木頭表示16根木頭的高度的，這種方法類似到數(shù)字音頻上使用1bit來表示音頻信號的幅度的技術(shù)稱之為脈沖密度調(diào)制。

PDM使用遠高于PCM采樣率的時鐘采樣調(diào)制模擬分量，只有一位輸出，要不然是1，要不然是0.相比于PDM一連串的0和1，PCM的量化結(jié)果更加直觀簡單。

（3）1bit

相比較傳統(tǒng)的PCM，采用16bit、24bit的量化，1bit量化的聲音在很高的采樣頻率下，對信號進行1bit的量化。現(xiàn)階段人們追求在聲音重建時，失真盡量減少，使得1bit量化就變得尤為重要。采用1bit量化是非常粗糙的量化，必定產(chǎn)生大量的量化噪聲。因此，唯有采用提高采樣頻率的方式，才可以減少量化噪聲。數(shù)字音頻技術(shù)的發(fā)展使得1bit技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛。

（4）數(shù)字音頻傳輸技術(shù)

數(shù)字音頻傳輸技術(shù)種類較多，本文主要討論二種數(shù)字音頻傳輸技術(shù)一是AES3、二是Dante。

AES3也叫AES/EBU是一種串聯(lián)連接格式，用于線性地表示數(shù)字音頻數(shù)據(jù)。它允許把兩個聲道的數(shù)字音頻信號信息（其中同時包含音頻和非音頻）從一臺專業(yè)設(shè)備上送到另外一臺專業(yè)設(shè)備上。這種技術(shù)規(guī)范在為專業(yè)的各種應(yīng)用制定的標準之內(nèi)提供了靈活性。AES3在不適用均衡的條件下可以傳輸?shù)木嚯x長達100米，若使用均衡傳輸距離會更遠。并且AES3同時支持多聲道和更高的采樣頻率。

Dante數(shù)字網(wǎng)絡(luò)相比較于傳統(tǒng)的優(yōu)勢：無須線纜，可將任意數(shù)量的輸入/輸出與網(wǎng)絡(luò)連接、實際連接由軟件控制，更加便捷、一根線纜即可提供超大帶寬容量、集成媒體和控制，無須額外的線纜連接，網(wǎng)絡(luò)就可包含控制信號、任何一臺支持Dante的設(shè)備可與其他支持Dante的設(shè)備共享音頻等。

1.2 整體性問題解決思維的出現(xiàn)

解決聲音領(lǐng)域問題需要的知識面很多，聲學(xué)角度涉及聲音的產(chǎn)生、度量、傳播、建筑聲學(xué)等，技術(shù)角度涉及聲音的錄音技術(shù)、拾音技術(shù)、電子技術(shù)等，藝術(shù)角度涉及聲音的評價及藝術(shù)學(xué)等，從音頻問題解決的角度出發(fā)，整體性問題解決思維的出現(xiàn)已經(jīng)在行業(yè)內(nèi)逐漸被認可和采納。

（1）整體性問題解決思維體現(xiàn)在系統(tǒng)構(gòu)成上

在系統(tǒng)構(gòu)成上，無論是哪種使用目的音頻系統(tǒng)構(gòu)建都要考慮整體性問題，例如在擴聲系統(tǒng)構(gòu)建中，方案的提出和設(shè)計必須堅持場地與設(shè)備的整體布局、聲場與揚聲器選型的整體布局、品質(zhì)與品牌的整體性布局等等。

（2）整體性問題解決思維體現(xiàn)在藝術(shù)構(gòu)思上

在藝術(shù)構(gòu)思上，一個藝術(shù)節(jié)目的呈現(xiàn)整體性考慮是必然的，例如在擴聲中為了達到一定的藝術(shù)效果，往往嘯叫問題與拾音問題、響度問題與音樂情緒問題、整體性控制問題與局部調(diào)整問題，這些問題都影響著藝術(shù)呈現(xiàn)的構(gòu)思，這些問題也都需要整體性思考、權(quán)衡。

（3）整體性問題解決思維體現(xiàn)在設(shè)備功能上

在整體性問題解決思維的影響下，數(shù)字設(shè)備逐漸向著集成化和功能的多樣化發(fā)展。現(xiàn)在的數(shù)字設(shè)備變得越來越智能化;越來越便捷化。

例如，整體性問題解決思維的出現(xiàn)使設(shè)備研制商把數(shù)字音頻處理（DSP）技術(shù)集成到功率放大器中，經(jīng)過長時間的經(jīng)驗積累，現(xiàn)在功率放大器的功能覆蓋了模擬信號及數(shù)字信號輸入，廣泛的揚聲器操作、配置和保護功能、用戶自定義均衡、延時和遠程操作等。

（4）整體性問題解決思維體現(xiàn)在產(chǎn)品研發(fā)上

在產(chǎn)品研發(fā)上，數(shù)字音頻產(chǎn)品的功能、應(yīng)用、安裝不在單一化，而是趨向多樣、廣泛。整體性問題解決思維應(yīng)用在產(chǎn)品研發(fā)上的例子有很多。例如xc系列的音柱揚聲器，它不僅可以通過手段解決聲學(xué)擴聲環(huán)境的惡劣，同時兼顧了優(yōu)雅外觀的完美解決方案。細長的外形利于垂直墻壁安裝，而揚聲器本身擴散特性俯角可根據(jù)聽眾區(qū)調(diào)節(jié)，有效滿足廣泛的應(yīng)用安裝的需要。

1.3 “數(shù)字音頻解決方案”概念的形成

“數(shù)字音頻解決方案”這一概念的形成是以數(shù)字音頻技術(shù)發(fā)展為基礎(chǔ)，以整體性解決思維為導(dǎo)向，以數(shù)字音頻系列產(chǎn)品組成的音頻系統(tǒng)為具體實踐。即：數(shù)字音頻解決方案是用數(shù)字技術(shù)解決音頻系列問題的整體性思維方式。狹義的概念指一個解決具體問題的方案，廣義的概念指用數(shù)字技術(shù)解決系列音頻問題思維方法[1]。

2“數(shù)字音頻解決方案”所涉及的內(nèi)容

“數(shù)字音頻解決方案”所能所涉及的內(nèi)容主要包括以下4點：

2.1 方案的系統(tǒng)性

“數(shù)字音頻解決方案”所涉及內(nèi)容首先考慮的就是方案的系統(tǒng)性，“數(shù)字音頻解決方案”的系統(tǒng)性體現(xiàn)的就是，從所要解決的問題出發(fā)對整體的構(gòu)成元素以及元素與元素之間的一種影響或者是改變，其中元素所指是調(diào)音臺、音源輸入、還音系統(tǒng)、藝術(shù)效果等。一個合適的“數(shù)字音頻解決方案”在系統(tǒng)性的設(shè)計上必然是十分契合所要解決問題的，并對系統(tǒng)的其他構(gòu)成元素的影響是整體趨于好的方向發(fā)展的，還有就是對于整體效果的提升也會十分顯著的。從所要解決的問題面上出發(fā)，用整體的眼光來看待，并在最后呈現(xiàn)出較好的效果，那就可以說這個“數(shù)字音頻解決方案”的系統(tǒng)性是適合的。

2.2 技術(shù)的兼容性

“數(shù)字音頻解決方案”的第二項內(nèi)容便是技術(shù)的兼容性。技術(shù)的兼容性主要指數(shù)字音頻的硬件設(shè)備之間、軟件設(shè)備之間或者是軟硬件之間的相互協(xié)調(diào)、相互工作的程度，因為“數(shù)字音頻解決方案”提供解決方案解決問題之后總歸是要使用的。這就體現(xiàn)出了技術(shù)兼容性的可貴之處。比如拿Dante數(shù)字網(wǎng)絡(luò)來講，擁有Dante數(shù)字網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)脑O(shè)備可以直接與其他同樣擁有Dante數(shù)字網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)脑O(shè)備共享音頻，不論它們的廠家或品牌是不是一樣的。這就帶給了我們操作上的靈活性與便捷性。

2.3 問題的針對性

從“數(shù)字音頻解決方案”的本質(zhì)出發(fā)，它的提出就是對已經(jīng)出現(xiàn)的問題或者預(yù)期所要出現(xiàn)的問題進行解決，說到底是為了解決問題而存在的。每一個“數(shù)字音頻解決方案”的提出實際上是來解決問題的，它是對所解決問題的整體性的解決思路，因此“數(shù)字音頻解決方案”對所解決問題是有針對性的。能不能解決問題是“數(shù)字音頻解決方案”最為硬性的指標。

2.4 品質(zhì)的對應(yīng)性

品質(zhì)的對應(yīng)性是指經(jīng)“數(shù)字音頻解決方案”后，最后呈現(xiàn)出來的藝術(shù)效果是否與我們設(shè)計之初所設(shè)想的吻合。因為品質(zhì)才是最后檢驗“數(shù)字音頻解決方案”是否合格的最為重要指標。只有呈現(xiàn)出來的藝術(shù)效果與我們設(shè)計之初所想象的藝術(shù)效果相吻合，我們才能是說這個“數(shù)字音頻解決方案”是成功的[2]。

3對數(shù)字擴聲系統(tǒng)構(gòu)建的影響

“數(shù)字音頻解決方案”對數(shù)字擴聲系統(tǒng)、數(shù)字錄音系統(tǒng)、數(shù)字廣播系統(tǒng)的方方面面都有著影響，本篇幅以“數(shù)字音頻解決方案”對數(shù)字擴聲系統(tǒng)構(gòu)建的影響為出發(fā)點，通過系統(tǒng)構(gòu)建思路、系統(tǒng)調(diào)試方法、系統(tǒng)操作理念、系統(tǒng)擴展功能四點進行討論。

3.1 系統(tǒng)構(gòu)建思路的影響

“數(shù)字音頻解決方案”對于數(shù)字擴聲系統(tǒng)構(gòu)建上帶來的影響主要體現(xiàn)在以往的構(gòu)建思路考慮面比較窄，對于整體的把控不好。而現(xiàn)在“數(shù)字音頻解決方案”的出現(xiàn)彌補了之前構(gòu)建思路上的空缺，它不僅只是對數(shù)字擴聲設(shè)備進行挑選，它其中的要素還包含了聲場、聽眾、人員、資金等的相關(guān)問題。

“數(shù)字音頻解決方案”的出現(xiàn)對數(shù)字擴聲系統(tǒng)構(gòu)建思路的一個重要表現(xiàn)就是構(gòu)建數(shù)字擴聲系統(tǒng)會從整體去考慮，不僅僅只看重一點，而是更多地考慮了數(shù)字擴聲系統(tǒng)的整體性、兼容性、便捷性、效率性等方面。

3.2 系統(tǒng)調(diào)試方法的影響

“數(shù)字音頻解決方案”下對于數(shù)字擴聲系統(tǒng)調(diào)試方法上的影響最為直接的就是智能化和便捷性。讓“數(shù)字音頻解決方案”做到這一點的直接授予者就是數(shù)字音頻技術(shù)的發(fā)展。之前調(diào)試一場的播放音樂活動，所帶的設(shè)備盡管精減還是有不少，在“數(shù)字音頻解決方案”的影響下，簡單的擴聲活動變得簡單、便捷、智能、高效益。

3.3 系統(tǒng)操作理念的影響

數(shù)字音頻技術(shù)的快速發(fā)展，帶來了許許多多的新產(chǎn)品。而這些為“數(shù)字音頻解決方案”的多樣化提供了可能，同時也逐漸改變了數(shù)字擴聲系統(tǒng)操作理念。之前我們構(gòu)建一套擴聲系統(tǒng)光組裝系統(tǒng)所花費的時間是很長的，并且擴聲系統(tǒng)、錄音系統(tǒng)、監(jiān)聽系統(tǒng)、混音系統(tǒng)之間的聯(lián)系較大，沒法實現(xiàn)一起共同調(diào)試。但在“數(shù)字音頻解決方案”下這些都得到了有效的解決，使得調(diào)試數(shù)字擴聲系統(tǒng)變得高效率。

3.4 系統(tǒng)擴展功能的影響

“數(shù)字音頻解決方案”對與擴聲系統(tǒng)的影響體現(xiàn)在了設(shè)備功能的增加、系統(tǒng)設(shè)計人性化等方面。最為直白的體現(xiàn)主要是在單個設(shè)備功能的增加，使之使用操作便捷、安裝迅速、攜帶便捷等，“數(shù)字音頻解決方案”的出現(xiàn)在一定程度上使擴聲活動變得輕松[3]。

4結(jié)束語

在“數(shù)字音頻解決方案”的影響下，去構(gòu)建數(shù)字音頻擴聲系統(tǒng)不再僅僅只是去考慮數(shù)字音頻擴聲系統(tǒng)構(gòu)建要素及其之間關(guān)系，而是將眼光放到了整體。用整體、全面的眼光去看待數(shù)字音頻擴聲系統(tǒng)，以求對數(shù)字擴聲系統(tǒng)的整體有具體的把控。這樣一方面來將對于調(diào)音師，他會對整體數(shù)字擴聲系統(tǒng)的各個組成要素及其至今聯(lián)系更加了解，操作上也會更加智能化、便捷化。另一方面對整體藝術(shù)效果的呈現(xiàn)起到了促進的作用。在相同條件下，因為有“數(shù)字音頻解決方案”的存在，藝術(shù)效果的呈現(xiàn)會相較于其他有較為顯著的區(qū)別，并且在一定程度上對于增強演出觀眾參與意識，增強觀眾對空間聲學(xué)效果的感知（比如對活動聲源、空間感和臨場感的感知）有促進作用。

參考文獻

[1] 盧官明，宗眆.數(shù)字音頻原理及應(yīng)用[M].北京：機械工業(yè)出版社， 2017：109.

[2] 匿名.理論性文章寫作技巧[N].百度文庫，2018-06-30.

[3] 王慶華.淺析數(shù)字音頻的原理和理論應(yīng)用[J].通訊世界，2015，（16）： 81-82.

作者簡介

李飛，學(xué)歷：碩士研究生，云藝文華音樂舞蹈學(xué)院副院長，錄音藝術(shù)系主任，講師職稱，現(xiàn)就職單位：云藝文華音樂舞蹈學(xué)院。