Dirac Live ART—使用情境定義與設定指南

漢怡國際

Dirac Live ART—使用情境定義與設定指南
全文譯自官方PDF


Dirac Live ART (主動室內聲學處理)是一種多功能且高效能的數位空間校正技術，旨在優化聲音重現效果，並控制房間聲學對聆聽體驗的影響。

在低頻範圍內，這項技術是透過多聲道音場控制來實現的，利用輔助揚聲器補足主揚聲器缺失的低頻內容，並抵銷主揚聲器造成的不良房間聲學效應。此校正程式在 150 Hz 以下會使用輔助揚聲器進行修正，而高於 150 Hz 的頻率則僅透過主揚聲器應用的標準單聲道校正濾波器來調整。

「主揚聲器」通常是指負責主要音訊聲道的全頻揚聲器，例如家庭劇院系統中的前左、前右與中央聲道，或是任一環繞聲道。「輔助揚聲器」則可以是低音揚聲器（subwoofer），或任何能夠重現 150 Hz 以下頻率的揚聲器。因此，在許多情況下，全頻揚聲器（例如前左聲道）除了作為主揚聲器外，也能擔任其他主揚聲器的低頻輔助角色，前提是其頻率響應延伸至 150 Hz 以下。

雖然 ART具備高度適應性，但它的設計仍是針對特定的主流家庭娛樂系統與使用情境。若應用於這些預期之外的場合，其效能可能會有所不同。本文將說明這些主要使用情境，並提供關於最佳空間配置、揚聲器擺位與測量程序的建議，以達到最佳效果。我們也將嘗試為讀者提供一些質性上的見解，說明不同的空間與系統條件之間如何互相影響、它們如何影響音場校正演算法的表現，以及這些關係所牽涉的各種取捨。

主要預期使用情境

從最廣泛的層面來看，ART 空間校正技術的設計是為了解決以下兩種主要使用情境：

• 立體聲音樂聆聽：在家庭或錄音室環境中使用傳統雙聲道立體聲系統，通常搭配一顆或多顆超低音揚聲器，以增強音訊重現品質。
• 多聲道家庭劇院系統：針對多聲道家庭劇院系統進行聲音優化，用於播放電影或音樂，系統包含多個環繞聲揚聲器及一顆或多顆超低音揚聲器。
  

以下章節將進一步說明這些使用情境，包括對房間大小、揚聲器配置與測量方式的建議。

空間環境

ART 的設計可在面積約 12 平方公尺至 100 平方公尺（約 130 平方英尺至 1100 平方英尺）的空間中達到最佳效能。

推薦的房間環境範例如下：

• 家庭客廳：典型的家用空間，所有聆聽者集中坐在約 1 至 4 平方公尺範圍內，如沙發區或 2–4 張緊密排列的椅子上。
• 小型至中型家庭劇院：專用的家庭劇院空間，可容納最多約 10 位觀眾，例如分成三排、共九個座位的配置。
• 錄音控制室或家庭錄音室：為精準聲音重現而優化的工作空間，通常設計給一至兩位位於中央位置的聆聽者使用。
  

在一般情況下，聆聽區域的面積大約介於 1 平方公尺到 10 平方公尺之間，約占整體地板面積的 10–20%。建議聽者與牆壁保持適當距離，使揚聲器與超低音揚聲器能夠環繞分布，從而達到最佳表現。

為確保良好的聲學條件，請遵守以下建議：

• 避免大型、空曠、平坦的表面，這些表面容易產生顫動回聲（flutter echo）。
• 使用適量吸音材質，以達到類似一般有家具的居家空間的音響環境，混響時間控制在約 0.5 秒以內，最低頻段可能略長一些。
  

噪音考量

為了獲得精確的測量結果，空間應該保持安靜。請關閉或移除任何可能干擾校正過程的噪音來源，例如空調、風扇或冰箱。

音響系統：揚聲器配置

要使 ART 技術發揮最佳效能，良好的揚聲器配置至關重要。以下原則概述了有效揚聲器佈局的核心要點：

1.最大化低頻能力的揚聲器數量：

• 儘可能使用頻率響應涵蓋 100 Hz以下的揚聲器，以實現低頻控制與均勻的低音分佈。
  

2.全頻揚聲器的低頻延伸應充足：

• 前方（左、右與中央）以及適用的環繞聲揚聲器，理想上應能延伸至 至少 70 Hz 以下，越低越好。
• 在高頻範圍也應具備真正的全頻特性，至少能延伸至 20 kHz 或更高。
  

超低音揚聲器（Subwoofer）的特性：

• 應該盡可能下潛，理想為延伸至 20 Hz 或更低。
• 應與全頻揚聲器的頻率範圍重疊，理想上至少涵蓋至 100 Hz。
• 頻率範圍較窄的超低音揚聲器（例如 30 Hz – 80 Hz）在某些情況下也能表現良好，特別是當系統中有足夠數量的全頻揚聲器，其低頻延伸足夠深，可以與超低音揚聲器的頻段重疊，形成覆蓋性的低頻輸出時。
  

聆聽者位置配置

• 中央聆聽區域應與所有主揚聲器的距離大致相等，以盡量減少揚聲器到聽者之間的距離差異，確保聲音到達時間一致。
  

範例配置
強化低頻的立體聲系統：

• 傳統雙聲道立體聲系統，搭配 1 至 4 顆超低音揚聲器，分布於聆聽區域周圍。
• 若主立體聲揚聲器本身具有良好的低頻響應，可將超低音揚聲器放置在側牆或後牆，以進一步改善整體空間的低頻共振控制。
• 若主揚聲器低頻能力有限，則超低音揚聲器應放在靠近主揚聲器的位置，以有效補足直達聲中缺失的低頻內容。
  

環繞聲系統配置（如 5.1、7.1、7.1.4 等）：

• 揚聲器依照各自環繞聲格式的建議佈局安置於聽者周圍。
• 是否需要多顆超低音揚聲器，取決於主揚聲器的低頻能力：
• 若大多數前方與環繞揚聲器具有低頻能力，一顆超低音揚聲器可能已足夠。
• 若主揚聲器體積較小、缺乏低頻，則需要多顆超低音揚聲器，以確保聆聽區域內的低頻均衡。
  

一般考量
揚聲器擺位限制：

• 任一揚聲器與中央聆聽位置的距離不應超過 10 公尺。應盡量減少揚聲器到聽者的距離差異，以確保聲音從各揚聲器同步抵達。
  

時間對齊限制：

• 揚聲器間最大可容許的聲學延遲差應不超過 30 毫秒，對應的最大距離差約為 10 公尺。
• 若揚聲器內部含有數位訊號處理（DSP），其延遲不應超過 20 毫秒。
• 綜合揚聲器擺位與內部處理延遲，整套系統內任意兩揚聲器至聽者的總延遲差異（包括內部 DSP 延遲）應控制在 50 毫秒以內。
  

一般超低音揚聲器（Subwoofer）擺放策略：

• 超低音揚聲器的擺放應根據全頻揚聲器的低頻能力進行調整。
• 若某個全頻揚聲器的低頻輸出較弱，應將超低音揚聲器放置在其附近，以補強其直接音中的低頻部分。
• 若全頻揚聲器具備良好的低頻能力，超低音揚聲器可以安裝在替代位置（例如鄰近或對側牆面、或角落處），以更有效地管理整個空間的低頻分布，並抑制不必要的房間共振。
  

依循以上準則，可確保揚聲器系統針對 ART 技術做出最佳化配置，從而實現聲音均衡、環繞感強烈的聆聽體驗。

測量與麥克風擺放
精準的麥克風擺放是 ART 發揮良好效能的關鍵。以下準則可協助確保測量精度，避免導致音效失準的問題。

聆聽區域的涵蓋範圍：

• 麥克風擺放位置應完整涵蓋主要聆聽區域，可略微擴展至邊緣以外，但不要超出太多。
• 若測量區域過大，可能導致校正效果分散、不夠精確，使最佳化結果受損。
  

麥克風間距與擺放模式：

• 正確的麥克風間距有助於減少測量點之間的不可控變異。
  

建議的麥克風間距：

• 對於單人或雙人座位的配置：約 30–40 公分。
• 對於較大的座位區域：最多約 1 公尺。
• 為了在最高支援頻率下保持精準音場控制，每個波長至少應該有 兩個水平測點。（例如支援揚聲器最高工作頻率為 150 Hz，則麥克風間距應小於 1.15 公尺。）
  

對稱性：

• 麥克風應以中央甜蜜點為基準對稱擺放，以獲得空間中立、平衡的測量資料。
  

包含垂直變化：

• 避免所有麥克風都位於同一平面，可在 高度方向增加變化（上下約 ±10–20 公分），提高測量的穩定性與準確性。
  

測量位置數量：

• 避免測量點過少：否則會導致聲場資訊不足、產生過度擬合，造成濾波過度激進、並無法控制測量點之間的聲音行為。
• 最低建議：一般系統建議 至少進行 9 個測量點。
• 測點數量與支援揚聲器比例：測量點數量應與每聲道所使用的支援揚聲器數大致相當。
• 最大上限：對於包含許多支援揚聲器的系統，超過 16 個測點可能在實作上不切實際、耗時，且效益遞減。
  

這些設計變因是如何互相連結的？
ART 的效能會受到數個彼此互相影響的設計變因影響，這些變因與揚聲器的擺放位置、聆聽區域的大小以及測量覆蓋範圍有關。由於房間聲學的複雜性，使得我們難以建立明確的數值關係，不過能夠對這些關係有至少基本的質性理解，再加上一些實用的經驗法則，會是非常有幫助且強烈建議的。這樣的理解，對於那些願意嘗試、找出適合自己房間與系統配置中取捨平衡的使用者而言，尤其有價值。

主要設計變因

以下因素會彼此互動，決定 ART 的整體效能：

• 每個頻率範圍內的有效揚聲器數量：指在某個特定頻段內，參與聲音重播的所有揚聲器總數，這包括主揚聲器和為該聲道選定的支援揚聲器。
• 聆聽座位區域的大小：指校正作用與麥克風測量所涵蓋的空間範圍。
• 麥克風位置的數量：指分布於聆聽區域內的測量點密度。
• 房間大小與混響時間：空間的實體尺寸與聲學特性，會影響聲音反射與共鳴的傳播、交互與衰減方式。
  

基本的取捨關係
在調整上述變因時，會出現一些無法避免的權衡：

聆聽區域大小與校正精度的取捨：

• 聆聽區域越大，就越需要更多支援揚聲器，才能維持所有座位的一致低頻響應。
• 因為越大的區域就需要更多聲源、更多聲學自由度，才能達到對聲場的有效控制。
• 若在揚聲器數量不變的情況下擴大測量區域，雖然會降低該區域內的校正精度，但可能會讓區域外的低頻響應變得更平順。縮小聆聽區域通常會提升校正區內的低頻一致性與緊實度。不過，若校正只針對極小的範圍，可能會使該區域過度特化，導致牆邊或角落等未測量區域產生過度低頻增強。
  

揚聲器數量與校正精度的取捨：

• 在固定的聆聽區域中，增加有效揚聲器數通常會改善低頻的一致性與緊實感。
• 不過，在某些極端情況下，若支援揚聲器數量過多且測量點不足，可能會導致未測區域出現異常的低頻表現。
• 若要減少支援揚聲器數，則必須同時縮小聆聽區域，以維持一定的校正精度。
  

測量點數量與濾波器平滑度的取捨：

• 在聆聽區內使用較多的測量點，能產生更均衡且不激進的校正濾波器。
• 缺點是會延長測量過程，也需要花更多時間設定。
  

房間大小與混響時間與音效提升的關係：

• 在吸音效果很強的空間（例如混響時間為 0.2 秒或更短）中，ART 的房間共振消除功能可能不明顯。
• 但根據揚聲器的類型與低頻能力，ART 的低頻補強功能仍能發揮整合主揚聲器與超低音揚聲器的優勢。
• 在幾乎沒有吸音的空間中（例如混響時間接近一秒甚至更長），即使有大量支援揚聲器，ART 也可能無法達到最佳效能。這樣的限制一方面來自 ART 本身在濾波器複雜度上的設計限制，另一方面則是因為高共鳴空間本身具有極高的不穩定性。在這樣的空間中，聲音表現會對溫度與氣壓變化極為敏感，可能出現早上校正完、下午就因溫差而失效的情況。
  

daniel0810

ART即將更加大鳴大放，重要指南值得參考喔！