打破玄学 ( 一 ):什么是自由场曲线、扩散场曲线、哈曼曲线

August 22, 2021 ☼ 耳机玄学自由场曲线扩散场曲线哈曼曲线

最近研究了下耳机,感觉中国大陆这边的解释要么过于玄学 ( 纯听感,水的要命 ),要么“科学 HiFi”的嘲讽力度过大 ( 鬼斧神工等人的解释方法真的是,2 年后才解释了什么是自由场、什么是扩散场 ),让普通消费者难以理解,于是,便有了这个系列——由于我并没有这方面专业知识的支持,因而只能是编译国外的让我觉得“合理解释”的文章。

注:会尽量保证文章的流畅性 ( 无法完全保证,因为工作的原因,其实大量书写的时候,我自己也会用一些英语句式,即使是在中文下 ),以及对于部分“废话”会进行删除。


原文链接Differences between the Harman Curve and Diffuse Field Curve作者 oratory1990。

1. 扬声器的频响曲线应该是什么样的?

根据几十年的相关人员研究结果,简单的说就是:

  1. 在消音室里时,扬声器频响曲线应该是平直的。

  2. 而在一个稍微有混响的“正常人”房间里时,把扬声器被放在听众正前方,并将其频响曲线中低音约增加 4dB、高音约减少 2dB,这样的情况下,人听到音乐时的频响是平的。

目前录音室用着符合 b. 的设备去录音、监听、混乐,然后听众去听录音室做出来的音乐。那么,如果假设听众应该听到“音乐原本应该被听到的样子”,理论上,听众就应该去买相似频响表现的设备去听音乐,否则就无法还原歌手和录音师的本意。

2. 耳机的频响曲线应该是什么样的

很遗憾,我们没法想上面那样简单的说。

因为对于扬声器来说,在一个标准的距离上放一个校准过的麦克风,就可以开始测量频响曲线。而这对于耳机来说几乎不可能,因为没有听众的头型都长得不一样。

一般通用的方法是在人工头、耳朵、耳道上进行耳机测量。但这样做的问题是,由于头型、耳型和耳道对声音有很大的影响,比如,耳机需要在 3000 Hz 有 10 ~ 20dB 的上升,从而让人耳在真实听音乐到时在 3000 Hz 是平直的 ( 人耳的生理构造导致在 3000 Hz 时下凹 )。但是这个“上升”曲线具体应该是怎样的呢?这很难给出一个标准。

3. 自由场曲线 ( Free Field Curve ) 和扩散场曲线 ( Diffuse Field Curve )

国际电信联盟提出了自由场曲线:在消声室中放置一个扬声器,并在其前面放置一个人工头,然后测量出一个可以让人工头曲线为平直的扬声器频响曲线。

这个曲线便是“自由场曲线”,在 3000 Hz 有 15dB 的上升,在 5000 Hz 以上则非常的“波动 ( 这是因为特定角度和距离的回响导致,同时,这也让我们很难制造出能完全正确再现这些“波动”的耳机 )。

因此,扩散场曲线诞生了。搭建测量扩散场曲线的条件非常苛刻:房间墙壁需要非常坚硬,并合理摆放许多扬声器和反射器。这样,房间里的声音来自四面八方,这便模拟了耳机覆盖着整个耳朵进行发声。

扩散场房间

在这个基础上测出的频响曲线 ( 扩散场曲线 ),5000 Hz 以上相对平稳了很多。

自由场和扩散场曲线对比

4. 哈曼曲线

但对于上面两个曲线,就职于哈曼公司的 Sean Oliver 提出,它们都不够“理想”。因为测量这两种曲线的场景,都不会在正常人听歌的场景里发生,因而要有另一套曲线:将一对扬声器放在一个类似于录音室或混音室的房间里,然后用一个人工头来测量出频响曲线是平直的,那么这个扬声器的曲线便是哈曼曲线。

接着,如果我们在那个在录音室里的人工头上测量耳机,获取的曲线与刚才用扬声器的频响曲线相同,那么这时候,那么这个耳机的曲线是“理想的 ( 我们听到的,便是录音、混音师想让我们听到的声音 )”。在后续的研究中,也证明了哈曼曲线是“理想”的曲线,大多数受过训练的和未受过训练的听众都更加喜欢哈曼曲线,而不是其他的曲线。


编译者的想法

这是不是意味着,多数人在多耳机对比后,都喜欢的是高还原,而不是动次大次?