為什麼耳機的頻響曲線不是平直的?

這是個過於基礎的問題。對於3kHz左右為什麼應該有凸起,我實在不想再浪費口舌。

我這裡隻說一下為什麼耳機頻響曲線低頻也應該有增益。

1. 先從一個最常見的例子說起。

我們都知道音箱的頻響曲線應該是趨向於平直的,是的沒錯。但這是音箱在消聲室內的頻響,也就是音箱自身的頻響應該是平的。

而實際我們聽音的環境中,基本都屬於所謂的混響場,而不是消聲室模擬的自由場。而在我們實際聽音的環境中,高頻部分的能量容易被吸收房間的墻壁和地毯、沙發、窗簾等吸收,也就是說高頻部分的反射聲較少;而低頻部分的能量則不會完全損失掉,也就是說低頻部分的反射聲較多。也就是說,在不考慮駐波、梳狀濾波效應(我稍後會詳細寫篇文章講解梳狀濾波效應的危害)、立體聲之間的幹涉等情況的理想聽音環境下,如果使用pink noise或者速度較慢的sweep信號測量時,一個在消聲室內頻響平直的音箱在房間中的頻響曲線,應該是從低頻到高頻緩降的曲線,即低頻部分比高頻能量多。這條曲線也叫作房間穩態曲線。

而假如把音箱在房間內的曲線完全調平,則此時極有可能音箱自身的頻響的低頻部分是低於高頻部分幾個dB的,也就是說音箱在消聲室內的頻響曲線就不是平直的瞭。

總之,房間穩態曲線與音箱本身的頻響曲線並不是一回事。

2. 對於耳機曲線

我們日常聽音的環境,既不是擴散場也不是自由場。(看到那麼多人說哈曼曲線是基於擴散場曲線的,我真的都不知道說什麼是好)

一個基本的邏輯是,如果一個音箱+房間的系統有著很好的聲音表現,那麼把耳機的聲音(音質音色)做成類似的聲音也應該有很好的表現。低音屬於波動聲學區域,音箱的Sound Power起主要作用。所以耳機的低音與音箱在房間內的穩態曲線應該呈現類似的趨勢,所以耳機的低頻應該相對來說有一定的增益。

而具體這個增益大概是多少?

首先在哈曼參考聽音室內播放平直的穩態曲線的測試信號。再重復一遍,房間穩態曲線不等於音箱頻響曲線,如果音箱本身的頻響是平直的,那麼隻有在消聲室才能得到平直的穩態曲線。

對應的,G.R.A.S人工接收到的信號為:

圖中綠色虛線為此時人工耳的對房間中測試信號的頻響曲線。經過濾波器把虛擬耳機加載為綠色虛線。再通過聽音者主觀調節shelf濾波器,最終確定哈曼曲線。

當然,這個曲線是一直在修正的。並且對於入耳式耳機和頭戴式耳機而言是有所不同的。最新的哈曼曲線基於世界不同國傢的500人以上的樣本,采用受控盲聽和MOA方法。

當然,這裡的增益是preference,以我個人的專業聽音經驗,耳機參考低音應該比哈曼曲線要略少一些。

而不論是Floyd Toole博士所描繪的理想聽音環境,還是我們日常的聽音環境,既不是自由場也不是擴散場。實際上擴散場是很難實現的一種環境,而自由場通常是在消聲室內模擬,顯然,我們不在消聲室內聽歌。(註:常見的錄音師並不是消聲室,隻是有一些聲學處理材料,與聲學測試中的全消室以及所模擬的自由場完全是兩個概念)。所以對應的耳機曲線,既不應該是自由場曲線,也不應該是擴散場曲線。

實際上,通過實際的盲聽測試,類似的曲線也比傳統的自由場曲線和擴散場曲線主觀評分更高。

以上是心理聲學的解釋。

而聲學中有一種解釋,耳機這種壓力場的低頻頻率響應應該等效於音箱在自由場內+6B。當然,這是理想情況。不過,實際中這個數值會有所出入。

還有一種方法,是使用主觀評價方法本身,聽不同頻響曲線的耳機,找出三頻分佈均衡的耳機頻響曲線大致是如何。

當然,以上很多內容建立在耳機高頻頻響正確或相對正確的情況下。頻響曲線本身對聽感的影響有時是要考慮整個耳機頻響曲線的趨勢的,如果耳機高頻不足,那麼低頻同步減少一些有時反而更均衡,但是高頻不足本身就意味著可能存在的音質音色問題,而不隻是三頻均衡問題。


耳機頻響曲線低頻的增益,不論從心理聲學、聲學、主觀評價的角度都可以解釋,而且在相當程度上三者是等效的,或者說自洽的。或者說用不同的方法解釋瞭同一個問題。

其實耳機頻響曲線應該是所有聲學系統中最簡單的之一。很多相關問題在我看來就像1+1=2一樣基礎和簡單。但是即便如此還是經常有人用耳機頻響曲線應該是平的才是hifi的之類的言論,理(無)直(知)氣(無)壯(畏)的爭吵一些事情。其實,在我看來隻是缺乏心理聲學、聲學相關基礎知識,缺乏最基本的聽音能力,對參考聲音與系統以及三頻均衡毫無瞭解。或者說既不懂理論也不懂聽音。或者更直白的說,啥也不懂。

隻不過這樣的情況並不少見而已。而且從兩年前我開始在知乎上寫文章就一直存在。對基礎相關理論毫無瞭解也不想去瞭解,並且聽音能力幾乎為零的老燒也見瞭不少。我可能開始還解釋一下,但後來實在沒興趣也沒時間精力再解釋,偶爾能再回答一遍就回答一遍。

記得霍金的《時間簡史》的序章講瞭一個故事。一位著名的科學傢曾經作過一次關於天文學方面的講演。他描述瞭地球如何繞著太陽運動,以及太陽又是如何繞著我們稱之為星系的巨大的恒星群的中心轉動。演講結束之時,一位坐在房間後排的矮個老婦人站起來說道:“你說的這些都是廢話!這個世界實際上是馱在一隻大烏龜的背上的一塊平板!”這位科學傢很有教養地微笑著答道:“那麼這隻烏龜是站在什麼上面的呢?”“你很聰明,年輕人,的確很聰明,”老婦人說,“不過,這是一隻馱著一隻一直馱下去的烏龜塔啊!”

如果我是那個科學傢,我不會再解釋,轉身就跑。

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