浅析“数字音频解决方案”对扩声系统构建的影响

李飞 李鹏飞

摘 要 数字技术的快速发展带动相关各行业的快速发展和更迭，数字音频技术也不例外。不断发展完善的数字音频技术的运用对于“数字音频解决方案”提供了多重的选择和保障。扩声系统的构建在数字音频技术的发展下，解决了模拟时代许多不能解决的问题，提出了众多的“解决方案”。本文以“数字音频解决方案”为切入点，从“数字音频解决方案”的整体理解到具体实施展开讨论，重点分析“数字音频解决方案” 出现的多样化带来对扩声系统构建的影响问题，力争为不同需求的扩声系统构建提供参考。

关键词 音频技术;数字音频;方案;扩声系统;构建

数字音频技术的快速发展促使“数字音频解决方案”呈现出多样化的趋势。小到一个无线传声器的传输问题解决方案，大到一个扩声系统构建的方案，目的不同方案不同。加之音频产品种类的繁多，数字音频解决方案也出现了多种多样的形式。针对如此繁多的“数字音频解决方案”，如何进行构思成为一个颇为复杂的事情。基于以上情况，以“数字音频解决方案” 为基础，探讨它对数字扩声系统构建的影响就有了意义。

1概念的提出

“数字音频解决方案”是一种解决问题的思路，不是一个具体的方案，是从宏观角度解决众多数字音频问题的系统性思考。这个概念已经在数字音频应用领域出现，比如：产品供应商针对某一单位的某种音频功能定位，提供的系统性解决思考方略。这就是“数字音频解决方案”的具体应用，其概念的形成主要从技术发展到某类产品所组成的典型系统等逐步发展而来。

1.1 典型数字音频技术简介

数字音频技术现阶段的发展已经到了一个较为完善的地步，它为“数字音频解决方案”提供了强大的技术支撑，了解数字音频技术的发展对“数字音频解决方案”的概念的形成有着较为重要的作用。接下来，列举几类典型的数字音频技术，通过它们来了解数字音频技术对于“数字音频解决方案”的概念的形成：

（1）PCM

PCM（Pulse Code Modulation）又称脉冲编码调制，一般需要经历采样、量化、编码三个步骤，而在采样之前模拟信号需要通过一个低通滤波器，它的作用是限定最高频率确定采样频率和防止出现混叠失真，模拟信号经过了低通滤波器下一步骤就是采样。采样就是从一个时间上连续变化的模拟信号中取出若干个有代表性的样本值，用于表示这个连续变化的模拟信号，实际上就是将模拟信号在时间上离散化。每个采样值之间仍是一个连续变化的模拟量，还需将这个连续变化的模拟量进行离散化处理，这个过程就叫量化。量化其实就是动态上的离散化处理。经历采样量化之后的模拟信号还不是数字信号，还需要进行转化为数字编码脉冲，而这一过程称之为编码。

（2）PDM

PDM（Pulse Density Modlulation）又称为脉冲密度调制，同时也被称为Oversampled 1-bit Audio。PDM同PCM一样属于用数字信号表示的模拟信号的调制技术，PDM是如何实现的，它如何实现的呢？举个简单的例子，以量化16bit来讲将其比作16根木头，每一个都有着不同的高度，那是否可以用一根木头表示16根木头的高度的，这种方法类似到数字音频上使用1bit来表示音频信号的幅度的技术称之为脉冲密度调制。

PDM使用远高于PCM采样率的时钟采样调制模拟分量，只有一位输出，要不然是1，要不然是0.相比于PDM一连串的0和1，PCM的量化结果更加直观简单。

（3）1bit

相比较传统的PCM，采用16bit、24bit的量化，1bit量化的声音在很高的采样频率下，对信号进行1bit的量化。现阶段人们追求在声音重建时，失真尽量减少，使得1bit量化就变得尤为重要。采用1bit量化是非常粗糙的量化，必定产生大量的量化噪声。因此，唯有采用提高采样频率的方式，才可以减少量化噪声。数字音频技术的发展使得1bit技术应用越来越广泛。

（4）数字音频传输技术

数字音频传输技术种类较多，本文主要讨论二种数字音频传输技术一是AES3、二是Dante。

AES3也叫AES/EBU是一种串联连接格式，用于线性地表示数字音频数据。它允许把两个声道的数字音频信号信息（其中同时包含音频和非音频）从一台专业设备上送到另外一台专业设备上。这种技术规范在为专业的各种应用制定的标准之内提供了灵活性。AES3在不适用均衡的条件下可以传输的距离长达100米，若使用均衡传输距离会更远。并且AES3同时支持多声道和更高的采样频率。

Dante数字网络相比较于传统的优势：无须线缆，可将任意数量的输入/输出与网络连接、实际连接由软件控制，更加便捷、一根线缆即可提供超大带宽容量、集成媒体和控制，无须额外的线缆连接，网络就可包含控制信号、任何一台支持Dante的设备可与其他支持Dante的设备共享音频等。

1.2 整体性问题解决思维的出现

解决声音领域问题需要的知识面很多，声学角度涉及声音的产生、度量、传播、建筑声学等，技术角度涉及声音的录音技术、拾音技术、电子技术等，艺术角度涉及声音的评价及艺术学等，从音频问题解决的角度出发，整体性问题解决思维的出现已经在行业内逐渐被认可和采纳。

（1）整体性问题解决思维体现在系统构成上

在系统构成上，无论是哪种使用目的音频系统构建都要考虑整体性问题，例如在扩声系统构建中，方案的提出和设计必須坚持场地与设备的整体布局、声场与扬声器选型的整体布局、品质与品牌的整体性布局等等。

（2）整体性问题解决思维体现在艺术构思上

在艺术构思上，一个艺术节目的呈现整体性考虑是必然的，例如在扩声中为了达到一定的艺术效果，往往啸叫问题与拾音问题、响度问题与音乐情绪问题、整体性控制问题与局部调整问题，这些问题都影响着艺术呈现的构思，这些问题也都需要整体性思考、权衡。

（3）整体性问题解决思维体现在设备功能上

在整体性问题解决思维的影响下，数字设备逐渐向着集成化和功能的多样化发展。现在的数字设备变得越来越智能化;越来越便捷化。

例如，整体性问题解决思维的出现使设备研制商把数字音频处理（DSP）技术集成到功率放大器中，经过长时间的经验积累，现在功率放大器的功能覆盖了模拟信号及数字信号输入，广泛的扬声器操作、配置和保护功能、用户自定义均衡、延时和远程操作等。

（4）整体性问题解决思维体现在产品研发上

在产品研發上，数字音频产品的功能、应用、安装不在单一化，而是趋向多样、广泛。整体性问题解决思维应用在产品研发上的例子有很多。例如xc系列的音柱扬声器，它不仅可以通过手段解决声学扩声环境的恶劣，同时兼顾了优雅外观的完美解决方案。细长的外形利于垂直墙壁安装，而扬声器本身扩散特性俯角可根据听众区调节，有效满足广泛的应用安装的需要。

1.3 “数字音频解决方案”概念的形成

“数字音频解决方案”这一概念的形成是以数字音频技术发展为基础，以整体性解决思维为导向，以数字音频系列产品组成的音频系统为具体实践。即：数字音频解决方案是用数字技术解决音频系列问题的整体性思维方式。狭义的概念指一个解决具体问题的方案，广义的概念指用数字技术解决系列音频问题思维方法[1]。

2“数字音频解决方案”所涉及的内容

“数字音频解决方案”所能所涉及的内容主要包括以下4点：

2.1 方案的系统性

“数字音频解决方案”所涉及内容首先考虑的就是方案的系统性，“数字音频解决方案”的系统性体现的就是，从所要解决的问题出发对整体的构成元素以及元素与元素之间的一种影响或者是改变，其中元素所指是调音台、音源输入、还音系统、艺术效果等。一个合适的“数字音频解决方案”在系统性的设计上必然是十分契合所要解决问题的，并对系统的其他构成元素的影响是整体趋于好的方向发展的，还有就是对于整体效果的提升也会十分显著的。从所要解决的问题面上出发，用整体的眼光来看待，并在最后呈现出较好的效果，那就可以说这个“数字音频解决方案”的系统性是适合的。

2.2 技术的兼容性

“数字音频解决方案”的第二项内容便是技术的兼容性。技术的兼容性主要指数字音频的硬件设备之间、软件设备之间或者是软硬件之间的相互协调、相互工作的程度，因为“数字音频解决方案”提供解决方案解决问题之后总归是要使用的。这就体现出了技术兼容性的可贵之处。比如拿Dante数字网络来讲，拥有Dante数字网络传输的设备可以直接与其他同样拥有Dante数字网络传输的设备共享音频，不论它们的厂家或品牌是不是一样的。这就带给了我们操作上的灵活性与便捷性。

2.3 问题的针对性

从“数字音频解决方案”的本质出发，它的提出就是对已经出现的问题或者预期所要出现的问题进行解决，说到底是为了解决问题而存在的。每一个“数字音频解决方案”的提出实际上是来解决问题的，它是对所解决问题的整体性的解决思路，因此“数字音频解决方案”对所解决问题是有针对性的。能不能解决问题是“数字音频解决方案”最为硬性的指标。

2.4 品质的对应性

品质的对应性是指经“数字音频解决方案”后，最后呈现出来的艺术效果是否与我们设计之初所设想的吻合。因为品质才是最后检验“数字音频解决方案”是否合格的最为重要指标。只有呈现出来的艺术效果与我们设计之初所想象的艺术效果相吻合，我们才能是说这个“数字音频解决方案”是成功的[2]。

3对数字扩声系统构建的影响

“数字音频解决方案”对数字扩声系统、数字录音系统、数字广播系统的方方面面都有着影响，本篇幅以“数字音频解决方案”对数字扩声系统构建的影响为出发点，通过系统构建思路、系统调试方法、系统操作理念、系统扩展功能四点进行讨论。

3.1 系统构建思路的影响

“数字音频解决方案”对于数字扩声系统构建上带来的影响主要体现在以往的构建思路考虑面比较窄，对于整体的把控不好。而现在“数字音频解决方案”的出现弥补了之前构建思路上的空缺，它不仅只是对数字扩声设备进行挑选，它其中的要素还包含了声场、听众、人员、资金等的相关问题。

“数字音频解决方案”的出现对数字扩声系统构建思路的一个重要表现就是构建数字扩声系统会从整体去考虑，不仅仅只看重一点，而是更多地考虑了数字扩声系统的整体性、兼容性、便捷性、效率性等方面。

3.2 系统调试方法的影响

“数字音频解决方案”下对于数字扩声系统调试方法上的影响最为直接的就是智能化和便捷性。让“数字音频解决方案”做到这一点的直接授予者就是数字音频技术的发展。之前调试一场的播放音乐活动，所带的设备尽管精减还是有不少，在“数字音频解决方案”的影响下，简单的扩声活动变得简单、便捷、智能、高效益。

3.3 系统操作理念的影响

数字音频技术的快速发展，带来了许许多多的新产品。而这些为“数字音频解决方案”的多样化提供了可能，同时也逐渐改变了数字扩声系统操作理念。之前我们构建一套扩声系统光组装系统所花费的时间是很长的，并且扩声系统、录音系统、监听系统、混音系统之间的联系较大，没法实现一起共同调试。但在“数字音频解决方案”下这些都得到了有效的解决，使得调试数字扩声系统变得高效率。

3.4 系统扩展功能的影响

“数字音频解决方案”对与扩声系统的影响体现在了设备功能的增加、系统设计人性化等方面。最为直白的体现主要是在单个设备功能的增加，使之使用操作便捷、安装迅速、携带便捷等，“数字音频解决方案”的出现在一定程度上使扩声活动变得轻松[3]。

4结束语

在“数字音频解决方案”的影响下，去构建数字音频扩声系统不再仅仅只是去考虑数字音频扩声系统构建要素及其之间关系，而是将眼光放到了整体。用整体、全面的眼光去看待数字音频扩声系统，以求对数字扩声系统的整体有具体的把控。这样一方面来将对于调音师，他会对整体数字扩声系统的各个组成要素及其至今联系更加了解，操作上也会更加智能化、便捷化。另一方面对整体艺术效果的呈现起到了促进的作用。在相同条件下，因为有“数字音频解决方案”的存在，艺术效果的呈现会相较于其他有较为显著的区别，并且在一定程度上对于增强演出观众参与意识，增强观众对空间声学效果的感知（比如对活动声源、空间感和临场感的感知）有促进作用。

参考文献

[1] 卢官明，宗眆.数字音频原理及应用[M].北京：机械工业出版社， 2017：109.

[2] 匿名.理论性文章写作技巧[N].百度文库，2018-06-30.

[3] 王庆华.浅析数字音频的原理和理论应用[J].通讯世界，2015，（16）： 81-82.

作者简介

李飞，学历：硕士研究生，云艺文华音乐舞蹈学院副院长，录音艺术系主任，讲师职称，现就职单位：云艺文华音乐舞蹈学院。