出行如何听出“彩”,未来汽车音频黑科技

在2020年的CES展会上,5G、8K以及AI等关键词无数次被提及,各种炫目的产品让人目不暇接,科技为人们带来的改变越来越丰富,其所影响的领域也更加宽广。
 
近年来,汽车工业的平稳快速发展及持续旺盛的市场需求,车载多媒体音频系统日益受到市场的关注和认可,成为不可或缺的一部分。传统的车载收放机已经发展成为驾乘更舒适、更安全、更便捷的车载多媒体音频系统,并向着功能多样化、体验个性化的趋势发展。因此,如何设计出一款优质的车载多媒体音频系统,并符合不断变化的市场需求,是当前面临的实际问题。

 
尽管您的汽车音频如何优秀,都敌不过环境因数的影响。这次笔者要盘点一个关于最“未来”和最让您得到舒适驾驶体验或技术,在说这种技术之前,其实笔者并不会首先想到CES展会中的首发产品或重点对象。毕竟CES称之为消费展,但今年的CES2020当中,最让笔者“哇”出声的一个黑科技来自于听觉,关乎未来对汽车音频的技术。
 
Bose为车载音频施了一道科技魔法
对于中国的朋友来说,提起Bose了解更多的是耳机、音响等消费级产品,其实,Bose本质上是一家音频技术公司。它目前已经有55年的历史,并且所涉及的领域非常之广,车载音频/音响技术则是其中重要的一环。

 
在科技超速发展下,汽车这个诞生于18世纪60~80年代的代步工具如今也迎来了“新四化”的阶段。人们也不单单在乎其性能、操作等传统机械性能,而是为了更好的享受移动出行中的感受。这时音视觉体验则是最直接提升感受的方式,这也促使了现在消费者买车时越来越重视音响效果。正因如此,Bose近几年也发布了越来越多关于车载空间的音频科技。在CES期间,其更是展示了多款为不同汽车制造商量身定制的全新汽车音响系统,包括雪佛兰科尔维特 Stingray、保时捷Taycan、日产JUKE和雷诺Clio。

 
本次Bose公布的车载音频方案包括了从超级跑车到小型轿车,对于这些不同定位、不同功能以及不同大小的汽车,其背后的研发理念与难度也不尽相同。Bose本着对“聆听体验至关重要,声音让生活变得更美好。”这句话也是大家所追求的所在,无论是家里、路上还是车上,一段美好的聆听体验,总会给我们带来一丝惬意。这次Bose展示的新技术中,也是覆盖了从超跑到紧凑型家用轿车等多种方案,其实在这些不同方案中,Bose都在努力专注于创造更优秀的音乐表现,从耳机、音响,从家中、路上最终扩展到车里,让用户可以在不同的车型中都有最好的听觉感受。

 
汽车也要降噪
虽然这种期望是好的,听起来是简单的,但在其背后却有无数的问题会出现。第一就是噪音,在所有汽车音响的研发中,噪音都是天敌,仅仅驾驶一辆汽车就要伴随发动机、轮胎以及风等多种噪音。Bose一直在努力寻找解决它们的最佳办法,以便能让声音更加有凝聚力。为了解决各种噪音问题,Bose一方面是与整车厂商进行深度合作,寻求设计一套可以消除周期性噪音的系统,比如内燃机中的发动机以可预测的方式运行,气缸在活塞运行到顶点的时候点火。因此,通过车上已有传感器获得的数据,消除诸如发动机谐波噪音之类的周期性噪音实际上变得非常容易。

 
此外,路噪的问题在于它是随机的。这取决于轮胎的磨损程度,取决于路面是混凝土还是沥青,是雪地轮胎还是夏季轮胎,路面是平滑的还是颠簸的……所有这些变量加在一起意味着需要一种不同的方式来消除噪音。Bose要做的是使用加速传感器,在通常安装汽车悬架的每个角的上方安装一个3轴加速传感器,这些传感器会感应振动,并使用一些特殊算法来计算出振动将如何转化为恼人的噪音,之后利用同相和异相抵消原理来减少道路噪音。Bose在一些入门级豪华轿车上做了相关测试,能够有效提高这些汽车车舱的静谧性,因此这是一个非常强大有效的工具。
 
结合不同车型配备不一样的扬声器
除了噪音外,车载音频另一个问题就是空间。汽车座舱的空间始终是有限的,抛去仪表、方向盘等必要的设备,又要增加储物空间,又要加入合理的音响分配,光想想就非常困难。为此,Bose分享了一些设计思路:一辆车的音响分布,可以视为一个空间局限的客厅或一个椅子,围绕它去打造一个最佳的声场,在这个空间内去布局5.1或7.1的音效。当然,这只是最初的设计方式,还要考虑不同车型的空间,放置合适大小、重量的扬声器。

 
不过,就算有了合理的布局,但在座舱空间中,人的位置并不固定,在不同的偏差下都会对音效有影响。考虑到这个问题,Bose现在也加入了更多新颖的扬声器位置,比如日产JUKE上的超近场扬声器,其就是将扬声器放在了头枕上,增加音源的灵活性。当然,对于雪佛兰科尔维特 Stingray这种顶级超跑来说,则需要最顶级的音响效果。Bose为其采用了全新Bose Performance至臻系列音响系统,其内置14只扬声器,采用先进的信号处理技术和定制调音,能够为双座跑车车舱带来极为震撼且清晰的聆听体验。

 
在科尔维特发展历史的最重要转折时期(从传统前置引擎布局改为中置引擎),Bose工程师与雪佛兰共同开发了这款音响系统。为了解决发动机布局带来的新问题,Bose在座舱内搭载了14只精确布局的扬声器。包括仪表台上的两只6厘米和一只8厘米Bose钕磁铁Twiddler扬声器,车舱后部的一对13厘米钕磁铁宽频扬声器和三只额外的8厘米钕磁铁Twiddler扬声器,以及每扇车门上方的一只10厘米钕磁铁宽频扬声器和一只2.5厘米钕磁铁高频扬声器,共同在车舱内营造出超越空间局限的广阔声场。
 
科尔维特与Bose的合作其实非常传奇,作为美国本土最知名的超跑品牌和最知名的音响品牌,二者的合作可以追溯到1984年。时至今日,如果让100个人来选一辆美国跑车,相信其中98个人可能会说科尔维特。这对于汽车本身和其音响效果来说,都是一个极高的认可和肯定。
 
BoseAware声音信号导向的技术
Bose有一项名为Bose Aware声音信号导向技术,抛开这些专业数据简单解释就是“听声辨位”。它可以通过Bose开发的UltraNearfield超近场头枕扬声器为依托,借助专有算法,可将声音的发声位置在车内进行全方位规划。

Bose SeatCentric座椅声场技术,可以让汽车座舱内每个座位上为驾乘者提供不同的音频体验。

 
当驾驶员开车行驶在路上时,该技术可以针对不同状态进行音源方位的切换。开启左右转向灯时,车内提示音会根据不同方位进行提示;当左/右后方出现快速接近车辆时,其也能在左/右方向提供不同的警告。
 
这项技术的优势从根本上在座舱环境中,利用声音形成了更加明显的空间感。以往安全警示、导航信息、来电等多种声音信号从独立的个体拥有了可感知的真实空间感,让驾驶者的环境感知能力更进一步,从而有效提升驾乘安全。在座舱安全辅助的需求上,声音要比显示、光效等方式来的都更加直接。因为,驾驶员无论在什么时候,都可以第一时间听到声音的变化,这也是人类的下意识反应,所以,驾驶者可以最快速的感受到危险信号。