出行如何聽出「彩」,未來汽車音頻黑科技

在2020年的CES展會上,5G、8K以及AI等關鍵詞無數次被提及,各種炫目的產品讓人目不暇接,科技為人們帶來的改變越來越豐富,其所影響的領域也更加寬廣。
 
近年來,汽車工業的平穩快速發展及持續旺盛的市場需求,車載多媒體音頻系統日益受到市場的關注和認可,成為不可或缺的一部分。傳統的車載收放機已經發展成為駕乘更舒適、更安全、更便捷的車載多媒體音頻系統,並向著功能多樣化、體驗個性化的趨勢發展。因此,如何設計出一款優質的車載多媒體音頻系統,並符合不斷變化的市場需求,是當前面臨的實際問題。

 
儘管您的汽車音頻如何優秀,都敵不過環境因數的影響。這次筆者要盤點一個關於最「未來」和最讓您得到舒適駕駛體驗或技術,在說這種技術之前,其實筆者並不會首先想到CES展會中的首發產品或重點對象。畢竟CES稱之為消費展,但今年的CES2020當中,最讓筆者「哇」出聲的一個黑科技來自於聽覺,關乎未來對汽車音頻的技術。
 
Bose為車載音頻施了一道科技魔法
對於中國的朋友來說,提起Bose了解更多的是耳機、音響等消費級產品,其實,Bose本質上是一家音頻技術公司。它目前已經有55年的歷史,並且所涉及的領域非常之廣,車載音頻/音響技術則是其中重要的一環。

 
在科技超速發展下,汽車這個誕生於18世紀60~80年代的代步工具如今也迎來了「新四化」的階段。人們也不單單在乎其性能、操作等傳統機械性能,而是為了更好的享受移動出行中的感受。這時音視覺體驗則是最直接提升感受的方式,這也促使了現在消費者買車時越來越重視音響效果。正因如此,Bose近幾年也發佈了越來越多關於車載空間的音頻科技。在CES期間,其更是展示了多款為不同汽車製造商量身定製的全新汽車音響系統,包括雪佛蘭科爾維特 Stingray、保時捷Taycan、日產JUKE和雷諾Clio。

 
本次Bose公布的車載音頻方案包括了從超級跑車到小型轎車,對於這些不同定位、不同功能以及不同大小的汽車,其背後的研發理念與難度也不盡相同。Bose本着對「聆聽體驗至關重要,聲音讓生活變得更美好。」這句話也是大家所追求的所在,無論是家裡、路上還是車上,一段美好的聆聽體驗,總會給我們帶來一絲愜意。這次Bose展示的新技術中,也是覆蓋了從超跑到緊湊型家用轎車等多種方案,其實在這些不同方案中,Bose都在努力專註於創造更優秀的音樂表現,從耳機、音響,從家中、路上最終擴展到車裡,讓用戶可以在不同的車型中都有最好的聽覺感受。

 
汽車也要降噪
雖然這種期望是好的,聽起來是簡單的,但在其背後卻有無數的問題會出現。第一就是噪音,在所有汽車音響的研發中,噪音都是天敵,僅僅駕駛一輛汽車就要伴隨發動機、輪胎以及風等多種噪音。Bose一直在努力尋找解決它們的最佳辦法,以便能讓聲音更加有凝聚力。為了解決各種噪音問題,Bose一方面是與整車廠商進行深度合作,尋求設計一套可以消除周期性噪音的系統,比如內燃機中的發動機以可預測的方式運行,氣缸在活塞運行到頂點的時候點火。因此,通過車上已有傳感器獲得的數據,消除諸如發動機諧波噪音之類的周期性噪音實際上變得非常容易。

 
此外,路噪的問題在於它是隨機的。這取決於輪胎的磨損程度,取決於路面是混凝土還是瀝青,是雪地輪胎還是夏季輪胎,路面是平滑的還是顛簸的……所有這些變量加在一起意味着需要一種不同的方式來消除噪音。Bose要做的是使用加速傳感器,在通常安裝汽車懸架的每個角的上方安裝一個3軸加速傳感器,這些傳感器會感應振動,並使用一些特殊算法來計算出振動將如何轉化為惱人的噪音,之後利用同相和異相抵消原理來減少道路噪音。Bose在一些入門級豪華轎車上做了相關測試,能夠有效提高這些汽車車艙的靜謐性,因此這是一個非常強大有效的工具。
 
結合不同車型配備不一樣的揚聲器
除了噪音外,車載音頻另一個問題就是空間。汽車座艙的空間始終是有限的,拋去儀錶、方向盤等必要的設備,又要增加儲物空間,又要加入合理的音響分配,光想想就非常困難。為此,Bose分享了一些設計思路:一輛車的音響分佈,可以視為一個空間局限的客廳或一個椅子,圍繞它去打造一個最佳的聲場,在這個空間內去布局5.1或7.1的音效。當然,這只是最初的設計方式,還要考慮不同車型的空間,放置合適大小、重量的揚聲器。

 
不過,就算有了合理的布局,但在座艙空間中,人的位置並不固定,在不同的偏差下都會對音效有影響。考慮到這個問題,Bose現在也加入了更多新穎的揚聲器位置,比如日產JUKE上的超近場揚聲器,其就是將揚聲器放在了頭枕上,增加音源的靈活性。當然,對於雪佛蘭科爾維特 Stingray這種頂級超跑來說,則需要最頂級的音響效果。Bose為其採用了全新Bose Performance至臻系列音響系統,其內置14隻揚聲器,採用先進的信號處理技術和定製調音,能夠為雙座跑車車艙帶來極為震撼且清晰的聆聽體驗。

 
在科爾維特發展歷史的最重要轉折時期(從傳統前置引擎布局改為中置引擎),Bose工程師與雪佛蘭共同開發了這款音響系統。為了解決發動機布局帶來的新問題,Bose在座艙內搭載了14隻精確布局的揚聲器。包括儀錶台上的兩隻6厘米和一隻8厘米Bose釹磁鐵Twiddler揚聲器,車艙後部的一對13厘米釹磁鐵寬頻揚聲器和三隻額外的8厘米釹磁鐵Twiddler揚聲器,以及每扇車門上方的一隻10厘米釹磁鐵寬頻揚聲器和一隻2.5厘米釹磁鐵高頻揚聲器,共同在車艙內營造出超越空間局限的廣闊聲場。
 
科爾維特與Bose的合作其實非常傳奇,作為美國本土最知名的超跑品牌和最知名的音響品牌,二者的合作可以追溯到1984年。時至今日,如果讓100個人來選一輛美國跑車,相信其中98個人可能會說科爾維特。這對於汽車本身和其音響效果來說,都是一個極高的認可和肯定。
 
BoseAware聲音信號導向的技術
Bose有一項名為Bose Aware聲音信號導向技術,拋開這些專業數據簡單解釋就是「聽聲辨位」。它可以通過Bose開發的UltraNearfield超近場頭枕揚聲器為依託,藉助專有算法,可將聲音的發聲位置在車內進行全方位規劃。

Bose SeatCentric座椅聲場技術,可以讓汽車座艙內每個座位上為駕乘者提供不同的音頻體驗。

 
當駕駛員開車行駛在路上時,該技術可以針對不同狀態進行音源方位的切換。開啟左右轉向燈時,車內提示音會根據不同方位進行提示;當左/右後方出現快速接近車輛時,其也能在左/右方向提供不同的警告。
 
這項技術的優勢從根本上在座艙環境中,利用聲音形成了更加明顯的空間感。以往安全警示、導航信息、來電等多種聲音信號從獨立的個體擁有了可感知的真實空間感,讓駕駛者的環境感知能力更進一步,從而有效提升駕乘安全。在座艙安全輔助的需求上,聲音要比顯示、光效等方式來的都更加直接。因為,駕駛員無論在什麼時候,都可以第一時間聽到聲音的變化,這也是人類的下意識反應,所以,駕駛者可以最快速的感受到危險信號。