人類聽力等響曲線在影院調試中的巨大作用

對於影音愛好者,或有基本物理常識的理工科來說,等響度曲線這個主觀術語並不陌生,基本都是知道其大概的含義:人類的耳朵對聲音各頻率的主觀感受的響度是不同的,特別是對低頻的敏感程度,遠遠低於中高頻,對於人類耳朵的這個響度的這個特性大家都基本知道的,除此之外,還有一個很重要的特性,被大家所忽略,那就是人耳對響度不同低頻敏感程度也不同。今天我們就來淺析一下關於等響度的作用。

先鋪墊一下常識術語:

我們先來看一下國際化標準組織(ISO226)所採用的等響度曲線。每一條等響曲線都是1kHz參考頻率數值所定義。響度級的單位用”方”來表示。例如穿過一千赫茲處聲壓級為40dB的等響曲線,被稱為40方等響曲線(客廳相對維持私密性和影音安全的音量,1kHZ是40dB,20Hz為100dB,相差為60dB)。類似的80方等響曲線(發燒友踢館的大聲壓級, ,1kHZ是80dB,20Hz為120dB,相差為40dB )是穿過1kHz聲壓級為80dB的位置。

40方等響曲線展示了聲壓級在不同頻率是如何變化的,曲線上任何頻率處所對應的響度與1kHz處40方的參考響度是相同的。每一個等響曲線都是通過主觀音質評價方法獲得的。在實驗中,通過把不同頻率的聲音與1kHz的參考聲進行響度對比。並讓被試者從中找到與參考聲響度相同的那個聲音,每一組有13個不同的聲壓級,這些數據是利用純音來獲得的。故不能直接用於音樂或者其他複雜的聲音信號的評判。

響度是一個主觀術語,聲壓級是一個嚴格意義上的物理術語,響度級也是一個物理術語,它在聲音響度(單位為」宋」)的評價當中是非常有用的,然而響度級與聲壓級(SPL)的讀數是不一樣的,等響曲線的形狀包括了主觀信息,這是因為這是通過與1kHz響度對比獲得的。

從圖所示的曲線可以看出,人們對響度的感知會隨着頻率和聲壓級產生劇烈的變化。例如,在1Khz處,40dB的聲壓級會產生40方的響度級,但是對於20HZ來說,需要大於1kHz超過60dB的聲壓級才能獲得相同的響度級,而80方的響度級,在20HZ時只需要大於1kHz超過40dB,就可以獲得相同的響度級,可以看出,響度曲線在較大聲壓級的位置更加平直,落差更小,這表明我們的耳朵的響應在較高的聲壓級會更加一致。

對於100方的等響曲線來說,1kHz比20Hz只大30dB,同時,如果把等響曲線進行反轉,會產生人耳在響度級方面的頻率響響應曲線,在較低的聲壓下,耳朵對低頻會更加不靈敏,人類耳朵在低頻方面的這種缺陷,使得音頻內容重放受到音量設置的影響。在低聲壓級下聽到的內容與在高聲壓級下聽到的有着不同的頻率響應,同時這種差別還有體現在高頻上,只是相對沒有這麼明顯。

科普完等響度的原理之後,我們來說一下具體的應用;這是在全套系統調試完畢後,用杜比演示碟第三版里的7.1.4聲道測量碟來作實測,功放的音量0dB,嚴格意義上來說,這才是最準確的聲道電平調試方式,因為這個是全頻段信號從最低頻到最高頻都有粉紅噪聲,日系功放的電平調試的頻段是不完整的全頻段,只有1HZ為心的約3個倍頻,高頻和低頻是沒有的。

這是此全頻信號下的實測全頻頻響,可以看出,100HZ以下約80dB平直,200HZ以上約60DB上下起伏,功放音量開到了0,基本上屬於達到了多數人耳朵痛域的音量(我視聽室的動態保障是只要來的人受得了,設備就受得了,聽不到一絲毫可察覺的失真)

下面的是用功放的電平調試功能所測聲道電平為89.4dB(C) ,低音炮經過長久的人肉測試比聲道加大1-5dB後最終確定最佳主觀良好聽感的音量是比聲道大2dB,實測為91.3dB(C) ,因為我主系統是QSC的商業影院箱,所以THX或一般功放調試里的功放音量顯示0dB,實測各聲道調試到75dB(C)是不適用的,音箱靈敏度都比民用的大10幾dB

這是各聲道的電平相對值設置:

低音炮的頻響數據:

 

主觀聽感最佳的低音炮與音箱銜接的頻響數據: