[Adam Audio] 空間補償技術：拆解解析 (第1部分)

2024年12月9日讀畢需時 4 分鐘

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在過去的十年間，空間補償技術或許是錄音室和音樂製作領域中最重要的進展之一。然而，空間補償（或適應）技術往往被誤解。因此，在這篇文章中，我們將解析這項技術的運作原理及潛在的優勢，並且當然也會提及其在音樂製作中可能帶來的一些潛在問題。

簡單來說，空間補償透過對房間聲學進行複雜的分析，確保監聽喇叭在聆聽位置的頻率響應是平坦的，從而提供準確的音調參考，確保音訊在其他播放系統上也能良好呈現（如果你想快速了解“頻率響應”的概念，可以參考這篇解釋）。但在全面剖析空間補償技術之前，我們最好先用幾段文字解釋一下為什麼房間需要進行補償。

為什麼房間需要補償？

首先，我們所說的“房間”是什麼？通常，我們指的是錄音、混音和監聽的空間，也可能是創作和錄製音樂的地方。這個空間可能是專業設計的高端錄音室，也可能只是臥室的一個角落，又或者介於這兩者之間的某個範圍。

然而，一旦在房間內放置了一對監聽喇叭，這個空間便會對喇叭的聲音產生影響。因此，如果你希望創作的音樂能在其他房間、車內、耳機或其他設備上良好呈現，就需要注意你的房間對聲音的“印記”。而空間補償技術正是用來將房間的影響盡可能排除在外。

但為什麼高品質、具有平坦頻率響應的監聽喇叭還不夠呢？

房間如何影響聲音？

問題在於，當你聆聽監聽喇叭時，聽到的不僅僅是喇叭直接傳到耳朵的聲音，還包括經過一次、兩次甚至更多次房間邊界（牆壁、地板和天花板）反射的聲音。你的大腦會將所有到達耳朵的聲音混合在一起進行感知，其中有相當一部分帶有房間（以及喇叭離軸頻率響應）的“印記”。此外，房間內的設備擺放也會影響聲音，但這種影響通常集中在低中頻（>100 Hz）及高頻範圍。

除了房間“印記”，房間還會產生明顯的低頻共振效應，稱為“房間模式”。房間模式的出現頻率與房間的主要尺寸和聲波波長相吻合。例如，一間4米寬、5米長、2.5米高的房間，理論上會出現以下模式頻率：34 Hz、43 Hz、68 Hz、86 Hz、103 Hz、129 Hz、137 Hz 和 172 Hz。

房間模式通常在低頻段以過度的低音形式明顯聽到，但並非所有模式都一樣突出。部分模式會導致聲音能量的峰值，而其他模式則可能導致不太明顯的聲音衰減。但某些模式會在低頻段占主導地位（形成共振），使得準確評估聲音質量變得更加困難。

空間補償技術如何運作？

鑒於監聽喇叭與房間之間的複雜交互，空間補償技術如何將房間影響從聲音中排除？這項技術的原理在理論上相對簡單，分為三個階段：“分析”、“構建”和“實施”。

1. 分析（Analysis）

空間補償技術的第一步是分析喇叭在房間中的表現。此過程需要使用測量麥克風（通常是具備頻率響應校準的小振膜全指向性麥克風）和數學定義的測試信號（通常是20 Hz到20 kHz的正弦波掃頻信號）。喇叭播放測試信號，測量麥克風記錄房間內的聲音。一般來說，空間補償技術要求在多個測量位置分別測試每個喇叭。例如，Sonarworks SoundID Reference 需要在37個測量位置進行測試，以繪製房間內聲能分布的地圖。

為什麼需要多個測量位置？有兩個原因：

只有通過測繪整個房間，補償技術才能確定在主要聆聽位置出現的頻率響應峰值或衰減是由房間模式造成的，還是喇叭本身的特性所致。
儘管音樂製作通常在固定位置進行聆聽，但也有例外情況。例如，在商業錄音室中，通常會在主聆聽位置後方放置一個“客戶沙發”，為在此位置聆聽的客戶提供良好的聲音體驗。

2. 構建（Fabrication）

在這個階段，空間補償技術會利用分析數據建立房間內聲能分布的虛擬地圖，並生成一組參數均衡器設定（包括頻率、增益和Q值），以平坦化主要聆聽位置的頻率響應。一些補償產品還允許設定非平坦的目標響應或替代聆聽位置。在這個階段，當代的軟體和訊號處理技術發揮了重要作用，這也是為什麼這項技術直到數位音訊和高效運算技術普及後才得以實現。

3. 實施（Implementation）

最後一步是將補償均衡器的參數應用於喇叭，這可以通過上傳至喇叭或監聽控制器的內部DSP實現，也可以通過DAW插件或DAW主控應用程式完成。例如，在ADAM Audio A系列監聽喇叭和Sonarworks SoundID Reference的案例中，均衡參數會被上傳至喇叭。不論具體方式如何，當均衡參數應用於喇叭後，其固有的頻率響應會被調整，以確保在主要聆聽位置的房間與喇叭的綜合響應是平坦的（或達到其他設定目標的形狀）。

自行嘗試（DIY）

最後，對於那些想以更經濟的方式嘗試空間補償技術的人，還有一種稍微簡化的DIY方法可供選擇。這需要一支測量麥克風（價格相對便宜），而房間測量與分析則可以使用一款功能強大的捐贈軟體“Room EQ Wizard”（簡稱REW）。完成房間分析後，可以在DAW輸出總線上應用針對性的均衡器，或者在ADAM Audio A或S系列監聽喇叭的控制應用程式或後面板均衡設置中進行調整。網上有許多關於REW及其用途的資源可供學習，感興趣的話建議從REW的官網開始探索。