nebula Audio 通过创新音效标准增强双声道音响与耳机设备的音效体验

动态音效标准的强大驱动力量

人类对这个世界的完整认知和体验不会仅仅止步于视觉 —— 我们认为,声效[1]也是用户体验的重要参与者。nebula Audio 动态音效标准为用户体验提供了声场与声域的处理要求,焕发生机,如临其境。

毫无疑问,优秀的产品设计无法与科学的用户体验设计相分割。一个优秀的用户体验解决方案将为产品的成功提供一种绝佳的捷径。在 2014 年 Google 首次在开发者大会中推出 Material Design 用户界面设计标准以后,全世界的 APP 用户界面设计都开始讨论这套解决方案的可行性;同年,遵循 Material Design 的应用软件已经达到四分之一。与此同时,随着用户对用户体验的要求愈发严苛,应用程序在开发的过程中必然要首先考虑受众用户的审美标准与心理状态,进而制定符合要求的用户体验解决方案,以此迎合用户喜好,帮助应用更好地推向市场。

但优秀的用户体验方案绝不会止于视觉冲击。越来越多的用户体验设计者认识到,丰富的色彩与炫酷的动画越来越无法吸引信息爆炸时代下用户的眼球。于是,声效的概念出现在大众的视野中。它让人们首次认识到,人们对这个世界的认知,声效也扮演着重要的角色。星云软件工作室旨在优化这一不成熟的概念,推出了 nebula Audio 动态音效标准。nebula Audio 适当调整了频谱,使声音更加具有层次;动态调整的差分,使环绕效果更具感染力的同时,人耳不适的症状得以减轻。我们通过一种更为廉价的方式,帮助用户体验更上一层。

“我们相信,声音是可以与心灵触碰的、不自觉的存在。它们自创世伊始,与人类同行,而最终迈向一种超越想象的未来:依靠声音,人类通过这种与生俱来的本能来认识世界、发现世界、了解世界。”
—— Smith Harisen

焕发生机,如临其境

nebula Audio 能够模拟声音的所处位置

当有人在你的身后叫你时,你会怎么做?当然是应答,然后转身。但是,你为什么能够知道声音原是从身后传来的呢?

两耳辨别声音的方向的依据之一是两耳之间的时间差。如果一个声源在人的右边,声音到达右耳就比到达左耳早一刹那,这个时间差尽管小到比人所能意识到的短得多,而人的听觉神经系统就能够辨别出来,因此,就可正确地辨认出声音是来自哪一边。

另一个依据是两耳之间的声音强度差别。如果一个声源在头部中心平面左侧,则会向左耳传递强度略大的声音。这个微小强度差,听觉神经系统也能识别出来,这样就能准确地确定声音的位置是在头部中心平面的左侧。

将声音空间化的难点之一,是使人耳感受到来自身后的模拟音效。

nebula Audio 动态音效标准强调了这一概念,并将其归纳于“差分技术”中。利用差分技术,声音便具有了空间的概念,使双声道立体声也能使人如临其境。无论是来自于实验结果,还是人类的实际经验,都可以得出一个很简单的结论——即神经系统通过对比同一个音源到达两耳之间的时间差(Interaural Time Difference,简称 ITD)以及强度差(Interaural Intensity Difference,简称 IID),就可以判断出声源在水平方向上的位置。

30S Countdown background music.mp3

还原声音的本质

如果你使用一台19世纪的唱片机或电影放映机播放声音,虽然能够听得出播放的是什么,但总是觉得有些别扭——在压制声音进行数字化的过程中,声音会出现失真的现象。

音频失真主要表现在两方面。硬件方面,如果一个播放设备没有音效增益或扬声器使用了质量较差的音圈与磁体,播放的声音会略显刺耳,且携带杂音。 一般来说,低频扬声器的口径、磁体和音圈直径越大,低频重放性能、瞬态特性就越好,灵敏度也就越高。在声频方面,如若将1K声频适当降低,两侧(低音与高音)声频适当提高,便能屏蔽音频本身的失真问题。

兼容 Dolby Home Theater v4 的 nebula Audio 均衡方案

nebula Audio 动态音效标准设定的增强效果能够大幅解决是真问题的同时,对声域的影响也非常突出。 nebula Audio 将中频增益适当调低后,低频与高频会被凸显出来,造成声域的分层。这种声域的分层能使人感受到非自然的舒适,并确信能够提升音效体验。 与传统扬声器音效标准不同, nebula Audio 所形成的声域分层是动态的,即说明在播放音频的同时, nebula Audio 也能够根据当前的声音音域动态设定声频增益。 这种动态音效增益在实践中获得了客户认可。

nebula Audio 在实践中获得认可

nebula 与夏新科技(Amoi)和歌奈声学(Genaisky)合作项目所取得的成功证明了 nebula Audio 将在硬件声效的未来扮演愈加重要的角色。两家企业使用我们提供的 nebula Audio 动态音效标准,为自研产品带来了优廉的价格与无可比拟的市场竞争力。

《物语永无结篇:暴君与神使》篇的游戏化计划正在筹备中,该计划正筹措使用 nebula Audio 环绕声技术与 nebula Audio 动态频谱技术。

该计划将在Windows与Linux(Ubuntu)平台推出内置 nebula Audio 的一个可随时调用的集成 SDK ,SDK 将开放源代码。

星云软件工作室曾参与杜比实验室的 Dolby Atmos for Unity 项目开发。目前该项目已全面开放上线,为 Unity 驱动的游戏程序带来无可比拟的环绕声高清音效体验。

根据 nebula Audio 音效标准对音响设备进行校正是一项极为细致的工作,它必须考虑软件与硬件两方面因素。 如果这两方面都能够达到 nebula Audio 的指定标准,音响设备便能够经受多种环境考验,这是在之前的合作中从未想到的。 目前我们的新一代音响设备在客户群体中响应良好,而且使用 nebula Audio 后我们的产品成本也没有提升太多,产品销售价格也非常低廉。

-- 吴业庆,夏新科技总经理

“声效一直是我们的研究重点之一。我们曾尝试通过硬件或软件的单一方面去改善听觉体验,但效果不尽人意,而且差异明显;我们还与甜源实验室合作尝试采用新技术与新材料来抵御来自外界环境的对声效的干扰,但也未能实现。直到 nebula Audio 的成熟,我才知道我们不是缺少提升声音体验的方法,而是缺少一种统一的声音体验标准。”
—— Hanawa Hinata

改变更少,体验更优

遵循 nebula Audio 标准实现低成本产品研发

一款售价25元人民币的入耳式耳机,或许与上百元的入耳式耳机无法攀比;而在低成本耳机的研发过程中投入过高的成本,则有可能会影响最终的产品盈利。 因此,重点之一就是要保证低成本耳机在研发过程中不会产生较高的研发成本。在这一方面,nebula Audio 提供了一种廉价的解决方案。 其背后的想法非常简单:研发投入必须要与售价成正比。

nebula Audio 动态音效标准可同时满足硬件与软件的研发需求,为产品的一系列声效问题提供解决方案。nebula Audio 的一项特别优势在于与硬件的同步方面的超高效率。虽然使用了同样的硬件设备与硬件总线系统,但是 nebula Audio 在数字处理上的超高效率将能够满足一种超越体验的震撼。

搭载了 V4A 音效[2] 的 Android 设备将为部署 nebula Audio 提供诸多便利

移动设备的音效体验是最难把控的,因为设备所使用的扬声器不一而足。另外,兼容3.5mm的耳机扬声器从10块钱的地摊货到上万元的专业级耳机都有,但是使用的体验可千差万别。在驱动层面兼容市面的所有耳机是一项复杂的挑战,我们在尽力提高廉价耳机设备的音质体验,高档耳机的体验也会更上一层。

-- Hanawa Hinata

nebula Audio 声频定向系统

声频定向系统目前在世界上又被称作参量声学阵(parametric acoustic array)、参量扬声器(parametric loudspeaker)、音频聚光灯(audio spotlight)、声束扬声器(audio beam loudspeaker)、超声频声音(hypersonic sound)、指向性声学系统(directional acoustic system)等等,尚未形成统一称谓。与传统扬声器发出的声波全向传播不同,nebula Audio 声频定向系统可将可听声控制在空间中某一区域内定向传播(相应技术被称作“nebula Audio 声频定向技术”)。在此区域外听到的声音将很微弱或根本听不到声音。声频定向系统的这种独特声波产生能力使其成为了第一种可实现可听声定向传播的声源。

作为一种新概念声源,声频定向系统目前在世界上还处于研究的初级阶段,其相关理论及技术还不很成熟。这些理论与技术上的不成熟阻碍了声频定向系统的进一步发展,解决这些问题对于推动声频定向系统的进一步发展具有重要意义。

声频定向系统是通过利用超声波在空气中的非线性传播效应产生高指向性可听声的(即实现声频定向)。这种非线性过程可通过Helmholtz提出的非线性声学理论进行初步的解释。

非线性交互作用

根据Helmholtz的非线性声学理论,两平面波在不均匀介质中非线性传播的二阶场可描述为如图所示的关系。当向超声换能器输入两列频率分别为关、关的电信号时,超声换能器通过机械振动向空气中发射两列频率分别为f1、f2的超声波。这两列超声波在空气中传播的过程中将产生非线性交互作用,从而生成了包括基频f1、f2,其和频f1+f2、差频f1-f2及各阶谐波在内的复杂声波。由于声衰减系数a与频率的平方成正比,频率较高的超声波信号f1、f2、f1+f2及各次谐波将很快被空气吸收掉,剩下处于声频范围内的差频信号f1-f2在空气中继续传播。

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