雅馬哈建筑聲學研究所開始著手音場研究時,曾經借助AV事業部和電器音響研究所的力量,取得了劃時代的變革成果。為了收集素材以作為研究的基礎,他們周游世界各地著名的音樂會大廳、教會、劇場以收集音場數據,然后將其數字化,直接連接到機器內部的專用LSI上,這可謂是采用了新手法。相當于現在雅馬哈AV功放上搭載的Cinema DSP程序中的“classical”“live/club”等商品。為了方便,直接采用了過去的名稱——“HiFi-DSP”。
樂器和聲音中,為了把動聽的聲音演奏和歌唱完全呈現出來,需要達到這種效果的空間。“即使不是實際的聲音,而是CD或者黑膠唱片等再現音樂,本身音樂這種東西就應該送回到更適合它的地方去,不是嗎?”─ 開發人員的意識當中藏著這樣一個夢——用更為立體的再現系統,對正確的空間信息進行再現。
其實在“HiFi-DSP”登場以前,已經出現了很多模擬音場,對其進行再現的技術。這些技術和雅馬哈創造的“HiFi-DSP”有何不同呢?以下將進行詳細介紹。
作為表示音樂會大廳及演唱會現場的音場特性的指標,一般使用直接音(從臺階上直接傳來的聲音)和反射音(直接音反射到墻壁表面和天花板傳來的聲音)的時間變化進行記錄的曲線圖,如圖1所示。我們稱之為“回響模型”,縱軸表示聲音等?,橫軸表示時間變化。從這個圖上我們可以了解到聲音是按照以下順序傳播到我們的耳朵里,即(1)直接音,(2)初始反射聲音(次于直接音的較早反射的聲音),(3)殘響聲音,然后是聽眾的耳朵(或者是采音麥克風)。在這當中,殘響音可以通過電氣回路等方式,比較容易再現,這作為“疑似環繞立體聲”在一般的家庭影院或者音頻器械中廣泛普及使用。但是,雅馬哈所關注的并非殘響音,而是第2個到達的初始反射聲音。原因是什么呢?因為初始反射聲音和殘響音相比,比較容易受到反射墻面以及天花板距離、形狀等的影響,因此各個空間音響特性更為真實地反映出來。雅馬哈通過對每一個初始反射聲音進行嚴密的測量,不僅是音階,還包括聲音到達的方向,從而得到其實測音場數據,“HiFi-DSP”實現了不依賴人工殘響音的音場創造。
圖2將這種初始反射聲音的實測音場數據以圖表的形式呈現出來。剛才的回響模型(圖1)是表示采音點中一次聲音的變化,與此相反,初始反射聲音數據是采用具有二次范圍的分布圖進行表示的,從圖上我們一目了然。圖的上方是音階方向,中心是采音點(視聽位置),同心圓所描繪的線是將反射聲音的延遲換算為距離所表示的范圍。圖中的1m相當于大約3/1000秒的延遲。另外,每個小圓是假定反射聲音的到達方向的延長線上有音源的前提下,以此表示假想音源。從中心(采音點)看到的小圓的位置表示反射聲音的到達方向,距離表示延遲時間,直徑表示反射聲音的強度。
在測量音場中所使用的是和雅馬哈共同研究的早稻田大學音響工學研究室的山崎芳教授提出的“緊聚四點聲音收集法”。這種裝置是在x-y-z共3個軸上,加上原點(共4個點)上精密設置無指向性麥克風,從采集到的反射聲音中對同一對象進行相關性處理,然后進行檢測,分配每一個反射聲音的假想音源位置和強度。順便說一下,當時測量音場需要足以裝滿一輛面包車的器材和5~6名操作人員,去歐洲或者美國的現場,花費1個月的時間不斷重復進行測量,花費了大量的勞力和財力。
就這樣,在“把您的視聽房間改造為音樂會大廳!”這一宣傳語下,“HiFi-DSP”被成功研發出來,登上了歷史舞臺。1986年公布的數字環繞立體聲音場處理器——“DSP-1”,實現了通過數字技術創造音場的夢想。其在始于1954年的雅馬哈AV的歷史上,也是一個非常重要的轉折點。
這些數據、技術訣竅、技術的儲備支撐著雅馬哈家庭影院的開發,環繞立體聲格式和處理技術,即使發展到今天,仍然沒有被埋沒在時代的洪流中,而是得以被持之以恒、不斷進化發展傳承下來。