作為一家歷史悠久的德國豪華汽車品牌,奧迪將“聲效”二字奉為整車質量的重中之重,并且將這一理念匹配到旗下任何一款車型當中。在奧迪看來,聲效和聲學遠不僅僅是娛樂系統的效果。車主期待車內環境不僅要做到令人心潮澎湃,更要給予無限靈感。他們需要的是沒有背景噪聲的聲學空間,信號、警示和信息音和諧統一,激活聲效不顯突兀。
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人們會在車里聽到什么噪聲?噪聲來自哪里?
汽車內的背景聲音來自各種混合在一起的噪聲和聲音。一般駕駛員頻繁聽到的駕駛噪聲包括發動機的聲音、輪胎在道路上滾動的聲音,以及底盤氣流發出的空氣聲學噪聲。除此以外,還有一些短暫出現的噪聲源:車窗升降器輕輕的轉動聲或門關緊的聲音。理想狀態下信號音和信息音應當流暢而不突兀地傳達功能信息,其中就包括信號燈的咔噠聲和MMI顯示屏觸控操作的聲音反饋。按鍵和開關啟動時應當產生輕柔而明顯的聲響。只有在必要情況下,車輛才會發出干擾性警示音,要求乘客注意力高度集中。
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奧迪如何對干擾噪音溯源?
奧迪從整體上考慮減噪問題。從整車到底盤開發到質量保證,來自各個專業領域的專家組成“噼里啪啦”團隊(Rustle and Rumble),為了這一目標共同協作。奧迪每一輛新車都會在道路、振動車道和hydropulse設備上接受“噼里啪啦”團隊專家的測試和評估。hydropulse設備指的是使車輛振動的四柱伺服液壓測試臺架,在最高50赫茲的低振動頻率下,車輛振動時乘客艙會出現嘎啦聲和吱吱聲。為檢查和找到噪聲來源,奧迪會測試單個零件或整個底盤的振動反應。噪聲出現處不一定能聽到聲音。車輛的聲振平衡對駕駛者的舒適度有明顯影響。
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內燃機汽車和電動車在聲學系統上有區別嗎?
與內燃機不同,電機幾乎不會產生任何震蕩、振動或機械噪音。在電動車環境中,以前沒那么容易聽見的噪聲可能會更突出,包括空氣聲學和輪胎滾動聲。奧迪不遺余力,盡量最小化噪聲影響。比如,奧迪對e-tron車型上所有可能通過底盤傳輸的噪聲都采取了特殊的隔音措施。底盤中所有設計的開口和腔體都填充了超細纖維絨布,輪艙則鋪設紡織布料和超細纖維絨布吸收聲音。除此以外,如地板等相關表面都覆蓋了能減少金屬板振動的特殊材料。
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車輛前圍有復雜的多層結構防止前方噪音侵入內部。車輛后部亦采用類似裝置,因為新的電動車架構額外添加了后軸電機。另外,電機以降噪膠囊結構完整包裹。甚至地板下的覆層也有吸聲設計。車內地板上鋪的腳踏墊背后使用泡沫制作,保持車內安靜。奧迪e-tron內部舒適氛圍的第二大關鍵在于空氣聲學設計。一般車速達到每小時85公里及以上時,風噪聲最為明顯。但奧迪e-tron噪音極低,并幾乎無法進入車輛內部,這是因為車門密封條、外后視鏡和排水溝槽等以極致精度打造。即便車輛高速行駛,乘客依然可談笑自若。擋風玻璃標配雙層結構,若有進一步要求,車主可為側車窗選配隔音玻璃。
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奧迪是否也使用了放大車內聲音或主動抵消聲音的技術?
近年來,主動聲學處理技術愈發重要。例如,主動降噪(ANC)可以減小部分發動機聲音。該系統以ANC麥克風為基礎,這些麥克風內置在車頂內襯,用于測量車內聲級??刂蒲b置反轉噪音聲波,并通過重低音揚聲器發射反相聲波。另一方面,奧迪SQ5 TDI甚至在排氣系統中設有執行器,增強所需聲音。性能強大的揚聲器使發動機聲音更加動態飽滿。在奧迪e-tron GT電動跑車中,駕駛模式選擇系統下的音頻系統可以動態產生極具運動感的音效。
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車內如何營造愉快卻不擾人的氛圍?
這就是聲音開發人員的職責。他們負責處理所有聲音,在必要時調整、抑制或增強聲音,因為每一處聲音都對車內的和諧聲場有所貢獻。除了許多噪音源外,每輛汽車本身作為聲學空間也帶來了特殊挑戰:乘客坐在不同位置時,空間容積根據車內人數的變化而變化。有些車配備全景車頂,有些車則沒有。另外,織物等內飾材料或皮革覆蓋物對聲音的反射或抑制有所不同。最重要的是,聲音從揚聲器傳至聽眾的耳朵所需時間也不同。
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3-D音響系統如何運作?
3-D音響指在聲學上能夠重現空間內所有三個維度的音響。錄音技術剛出現時,聲音通過單一揚聲器再現——單聲道。無法實現立體聲,聲音是扁平的。20世紀60年代,立體聲出現:兩個麥克風從不同位置記錄音樂?;胤艜r,錄制的音頻信息——單聲道信號分配至兩個不同的聲道,通過一左一右揚聲器播放。由此聲音出現了空間感,即立體聲效果。“1-D”就是指這種立體聲。
"2-D"指環繞聲。這種多聲道技術大約從千禧年伊始就已廣泛應用。音樂出自一個重低音揚聲器和位于前面、后面和側面的幾個揚聲器,根據揚聲器數量不同,有5.1和8.1標準之分。盡管如此,在此技術層面,每個聲音效果都只分配給一個揚聲器或只分配給一個特定的揚聲器組。
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要達到3-D音效,需要一個技術水平更高的附加聲源。當前的奧迪Q7車型自2016年推出以來,已搭載提供3-D音效的Bang & Olufsen音響系統,能夠再現高度上的空間維度。該音響系統為此使用了幾個附加的寬帶揚聲器,內置在A柱中,與A8和Q8一樣,揚聲器也內置于B柱以及車頂內襯。車內成為一個大舞臺,提供音樂廳一般身臨其境的音質。這項技術背后的算法由奧迪與弗勞恩霍夫研究所共同開發。Symphoria 2.0 3-D算法使用立體聲或5.1錄音來計算第三維信息,并為3-D揚聲器進行處理。這使得聲音效果在空間內可以靈活呈現。在Bang & Olufsen高級音響系統中,作為全尺寸級別的最高配置水平,1920瓦的強大功放系統由數字信號處理器、24個聲道、23個揚聲器構成。這項技術為乘客艙提供更廣闊的聲學空間。但奧迪在緊湊級車型中也毫不吝嗇對聲音質量的追求。相反,它只為空間條件量身定做技術概念。例如,奧迪A1中有四個內置于儀表板的中音揚聲器,揚聲器垂直向上,將擋風玻璃作為反射面。由此,即使是緊湊級汽車也能夠實現高質量的3-D音效,在同級別車型中出類拔萃。
數字化在聲學發展中扮演什么角色?
與對應的車型相協調是聲學發展的一個核心要素。奧迪針對這些特殊要求開發了soundCUBE音響系統。這一音頻軟件解決方案大大減少了多版本問題和相應的開發時間。通過soundCUBE系統,奧迪為其合作伙伴公司提供了框架,該框架具有自己的功能配置以及統一的操作和聲學理念,簡而言之:一個絕佳的開發環境。合作伙伴公司只需整合該框架,從某種程度上說,它定義了奧迪的DNA。由此,通過持續優化的軟件,奧迪可以一步一步從現有的硬件中獲取最優質的現代聲音。
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另一項創新是使用通過統一音頻總線操作的功放器。背景:聲音由當前MIB 3信息娛樂系統主單元中的軟件產生。在高級音響系統中,功放器提供控制高性能揚聲器的附加服務,這也簡化了系統架構。
在超現代的數字聲音實驗室中,奧迪正在通過虛擬技術完善新的聲音解決方案。利用仿真模擬,專家甚至在樣車出現之前就能夠對各車系的聲音調諧進行調整,由此分析虛擬參考空間中每個座位的聲音配置,以確保每位乘客在所處位置獲得最佳的聽覺體驗。
奧迪如何從與Sonos的新伙伴關系中獲益?
通過奧迪Q4 e-tron,奧迪開啟新的高保真合作關系,同時忠實于其自然、未加修飾的聲音。奧迪為高端音響系統做出這一選擇,以更好地滿足客戶所想。盡管Bang & Olufsen以其出色的聲音模式完美適配中型和全尺寸車型,但作為奧迪的新合作伙伴,Sonos以其重低音集中吸引了年輕目標群體。因此,該音響品牌與新款緊湊型SUV完美契合,這也是奧迪進入電動未來的起點。與Sonos相聯結的動態聲場和調音理念將在今年年中推出的緊湊型級別其他車型上呈現。
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下一個重磅:奧迪的聲音開發人員目前正在研究什么?
即便此時,奧迪的聲學專家們也在聲音實驗室中緊鑼密鼓地研究未來的整體音響體驗。我們所說的沉浸式3-D音響便是其中的核心。在傳統的3-D環繞聲中,聲音根據特定的算法分配至特定的揚聲器。與這種基于聲道的播放模式不同,沉浸式3-D聲音是面向對象的。在此過程中,音頻文件中的聲音已與元數據連接,這些元數據涵蓋精準信息,負責聲音在實際空間中的對應播放方式和位置,完美再現了錄音時的聲學場景。沉浸式音效是全新娛樂體驗中的重心,調動體驗者的所有感官。但只有當未來人們坐進自動駕駛汽車,無需再為駕駛全神貫注時,他們才能夠解放所有感官,全身心享受此般聽覺盛宴。
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下一個大動作:5G高速移動通信標準的未來分布正在開辟全新、高質量的流媒體渠道。此前,很多人在車上使用智能手機作為音頻流媒體服務的主要接收器。如今更為便捷:只需用藍牙將音頻傳輸至汽車。但由于藍牙無線技術的帶寬有限,因此有時會遭遇音質受損的瓶頸。在不久的未來,奧迪將通過內置的SIM卡和高性能接收器模塊,首次把汽車本身作為接收器,實現真正的多聲道音頻流。奧迪聲學工程師認為,這是未來道路上的另一里程碑。