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【重磅】听雅马哈工程师谈CX-A5100设计理念(下)
添加时间:03-09

【重磅】听雅马哈工程师谈CX-A5100设计理念(下)

在AVENTAGE的首款前后级AV放大器CX-A5000与MX-A5000问世2年后,我们推出了CX-A5000的后继机型——AVENTAGE CX-A5100前级。它的外形设计和基本结构继承了CX-A5000,但是电路板采用了全新设计,支持与Dolby Atmos等最新型3D环绕声格式以及Cinema DSP HD3的叠加使用,实现了全面的更新换代。此次,在滨松的雅马哈总部采访了CX-A5100首席工程师加纳真弥与负责开发新一代Cinema DSP HD3 的Cinema DSP 程序负责人汤山雄太,在访谈中了解了产品的开发经过以及新增功能。

记者:11声道功率放大器MX-A5000似乎还没有进行产品更新,目前仍在销售,关于这款产品,也想请您介绍一下相关情况。听说这款产品是以Z11功率放大器为原型而开发的,能否具体谈一谈它与Z11的区别?

加纳:首先,最大的区别在于,功率放大器的所有声道的输出功率相同,每个声道的输出功率都有所增加。Z11中前置高度、后置高度的4声道为50W(额定值,6Ω),其他7声道为140W(同),而MX-A5000的11声道全部统一为170W(同)。另外,还将电源变压器从EI型更改为环形变压器,而且重新设计了输入电路,配备了能够增加11声道的平衡性及分配扬声器的声道选择器(声道annel selector)等等。

记者:在音质方面,只是改变电源变压器,也会有很大影响吧?

加纳:是的。变压器的改变自不必说,最大的区别是,可以对包括数字电路部分在内的前置放大器进行分离。去掉数字电路部分后,电源供给变得更加充足,降低了箱体内的电磁噪声,另外通过简化音频通道,使声音的穿透力更强,信噪比更高,产品完成脱胎换骨的转换。Z11会发出明快而有力的咔嚓声,这种音色特征更适合表现电影等,重视震撼视听效果的场合,而MX的设计则相对简洁,它的音色特点是,具有高保真的空气感、低音域的穿透力更强,声音较为柔和。这款功率放大器非常适合环绕立体声电影、高分辨率、高保真音乐等当今时代的媒体形式。

记者:是否计划全部配装环形变压器?

加纳:主要看音质和转换效率的优劣。MX的机壳尺寸和Z11相同,但采用了更高的功率(Powerup),在现有条件下加载更大的变压器似乎有些困难。而外形小巧而容量较大的环形变压器却可以节省空间。当然,重量方面也有所减少(笑)。MX无疑是一款符合时代要求的功率放大器。

 

记者:所以,机身重量也变轻了(25.4kg)。有一个现实问题,如果放大器的重量太大,在改变室内布置或打扫卫生时,就会造成很大不便,而这款产品的大小应该在合理范围内。那么,采用这种大容量的环形变压器,成本应该很高吧?

加纳:老实说,的确很高。那么到底有多高呢?当时把价格告诉上司后,他惊讶道“你们疯了吗!?”(笑)。因为机壳的品质与音质直接相关,所以我们不想采用低档材料而降低成本,而是充分汲取Z11的优点加以继承,尽量缩减模具成本和开发费用,在无关音质和质量的环节努力做到减少浪费…。在不断精益求精、反复调整后,我们最终采用了目前的配置……

记者:因此制定了现在的价格标准。从配置来看,我认为这款产品的性价比还是很高的。另外,这款环形变压器并没有装在盒子里。A-S3000的前置放大部分也是如此,请问这是最近的行业趋势吗?

加纳:这样做也许不太科学,但是在变压器中填充石英砂后装入盒子,可能会抑制铁芯的振动,音质会偏向于平缓,音像感比较强烈。MX需要营造一种所谓开放感……就是把声音的能量全部释放到空间里,所以我们认为没有盒子更好。当时是和A-S3000开发团队一起选定的变压器,我们一致认为采用这种方式可以产生不曾听过的、雅马哈所独有的音质,所以最终作出了决定。因此,CX-A5100则采用了填砂箱式EI型变压器。而前置放大器方面,考虑到使用者可能会连接远比MX高级、且能够播放更为开放式的声音的高端功率放大器,所以我们决定设计成略带音像感的音质。
记者:另外,用于分配扬声器的声道选择器功能似乎也比较简单易用。端子旁边就是转换开关,因此当前的连接情况一目了然。雅马哈在专业音响设备领域也处于领先地位,从我的感觉来说,似乎在开发过程中将专业领域的技术经验也运用到了这款产品中。

加纳:谢谢。这是在开发MX过程中我们急切想要引入的功能。不仅可以直接使用11声道,还能连接Bi-AMP,使用5声道,如同电影院一样,在大型屏幕背面配置3组中置音箱……诸如此类,希望能满足骨灰级用户的高端需求。要实现这种易用性,就必须把11声道全部收入1台设备中,这是本设备所独有的优势。如果电路设计得不合理,会使声道隔离性能变差,或影响音质,MX就是在综合考虑这些因素后,进行的优化设计。

记者:有不少家庭影院发烧友会用自己喜欢的Z11代替功率放大器,并连接CX使用,这是因为Z11与MX完全不同的缘故吗?

加纳:坦率地说,Z11始终定位于合并式放大器,而MX则作为单独的功率放大器进行设计,两者在音质的设计理念上完全不同。Z11哪怕只是用作功率放大器,也可穿过音量电路或选择器等前置放大用途的电路,而MX则在性能方面较有优势。而且,CX和MX支持平衡连接,MX的RCA输入还需要设计地面传感电路,在非平衡连接状态下也能接近于平衡连接时的音质传输质量。用户对Z11的厚爱固然值得欣慰,但是如果要作为功率放大器使用,仍然建议和专门设计的MX组合使用,只有这样才能淋漓尽致地感受到CX所蕴含的潜能。

记者:刚看到CX-A5100的最终参数时,最让我吃惊的依然是最新的环绕立体声格式,我没有想到能在这个时点实现Dolby Atmos和Cinema DSP HD3的叠加使用。把本来就需要高级处理能力的HD3,把以往的“基于声道的音频”理念用完全不同的声音对象(Objectbase)模式,且能够容纳大量信息的Dolby Atmo进行组合,光是想象就觉得很难。说实话,这些3D音频格式刚刚问世,还不曾为人所熟悉,我原本以为叠加使用功能会在下次的产品微调中有所涉及。

加纳:当初,我们也认为可能实现不了(笑)。总之,在开发之初,仅完成了1张Dolby Atmos软件的演示盘(Demo disk)……。从某种意义来看,也可以说是一次奇迹。

记者:听说,实现组合叠加使用的最大功臣是Cinema DSP负责人汤山先生。汤山先生您是2008年进入公司的,在团队中也属于年轻一辈,据说之前也负责过CX-A5000的研发。

汤山:是的。最初参加过2012年RX-V73系列产品的研发,之后陆续参与过CX-A5000与AVENTAGE 30系列的产品研发。

记者:Cinema DSP HD3首次在家庭影院中引入在“高度”方向具有良好表现力的声场构建技术而广受好评。冒昧地问一下常识性问题,如果将一直在“高度”方向包含有位置信息的环绕立体声格式和HD3进行叠加后,会有什么表现呢?会不会出现相互冲突的情况?

汤山:实际上,我们也会经常问自己“将Dolby Atmos和HD3进行组合是否有意义”,在反复考虑后得出的结论是,其实两者的作用各有不同,无所谓冲突或比较。首先,需要澄清一个误区,HD3并不是以创建高度为目的的处理模式。我们的宗旨是,忠实再现电影的音效设计意图,抛开电影院与家庭影院在环境及音箱数量方面的差异,使观众在不知不觉中融入作品中的世界。为了实现这种效果,我们采用了三维声场构建技术。Cinema DSP的基本处理方式是,把音视频中的声音成分作为“音源”,在该音源周围营造出宽广的空间。因此,Dolby Atmos等环绕立体声格式,能将“三维空间内的音源信息”灌入音视频中,具有作品创作者亲身营造各种场景的效果。换句话说,是在以往的二维“音源”中加入了三维空间内的“音源”,这是一种自然的产品进化过程,因此以音视频的音源为基础,使用户完全沉浸在作品中的Cinema DSP,其作用和理念对于三维格式也是具有价值的。做出这种改进后,可以将含有“三维空间上的音源”的音视频和“音源周围形成的三维空间”进行自然的结合,通过Cinema DSP HD3技术,可以在家庭影院中逼真还原创作者所希冀的、有效利用三维空间的各种高品质场景。

记者:也就是说,无论音视频作品是2D还是3D,其基本理念是相同的。

汤山:是的。电影的音色制作者主要负责利用各种音效,制作各种场面,使作品更具感染力,而我们的工作是,最大限度地找出视听环境中的各种有利要素。如果用食物作比,就如同在农田栽培作物的人,与制作美食的厨师之间的关系。在找出素材的优势方面有着异曲同工之妙。

记者:不过,无论5.1声道还是7.1声道,基于声道的音源和基于声音对象的音源相比,两者的实际管理方法应该发生了很大变化吧?

汤山:即便是基于声音对象,也不代表全部都是对象,只是在以往基于声道的基础上增加包含位置信息的对象。例如,AV放大器识别出“空间的这一边应该发出声音”的信息,通过调整多个扬声器中发出的各种音源的音量大小和延迟时间等参数,制作声音。这一过程被称之为渲染(rendering),它与基于声道的不同之处在于,相同信号混入多个扬声器的可能性非常大。与以往相同,在此基础上叠加Cinema DSP的声场后,声场出现单声道化,声音变得较为沉闷,从而无法感受到空间的广度。加之,声音的重心也随之变高,失去平稳沉静的质感。如何消除空间干扰等外部因素成为目前最大的课题。

说到Dolby Atmos,其低音域的范围非常宽。在现实的Atmos电影院中,为了表现宏大而震撼人心的场面,会动用几十台音箱,一齐发出强劲有力的低音,如果在音箱数量较少的家庭影院中使用该系统,低音嗡嗡作响缺乏清透的感觉。起初想必须通过调整声场程序的每个参数设法改善这种情况,但是时间上比较赶,已经来不及了。开发周期被拉得过长,如果所播放的音视频发生改变,就很可能达不到理想的效果。

记者:如果走进不断小幅调整的死胡同,可能会出现意想不到的漏洞吧?

加纳:不错。和模拟的音质调整一样,既有调整零部件后发出的声音,也有改变电路结果之后才能发出的声音。不能一味地随意改动参数,而应该从改变算法的根本之策入手,只有这样才能使用户放心而愉悦地欣赏各种音视频……。

汤山:这种声道之间存在的低音域干扰,就是启用声场后出现“单声道化”现象的最大原因。正如我们所了解的,首先,从发出的低音中产生反射声,然后在其上叠加声场……就像这样,实际输出的声音和声场互相干扰,出现单声道化现象。经过反复试验,检测出原来的声音来自哪个方向,明确分离声音的成分,使听者能够清楚地分辨来自“左和右”的声音,换言之,就是设计出能够控制声音成分的方向性和起因率的算法。

加纳:我们是赶在开发进入收尾阶段时发现的这种算法,成功搭上了研发的末班车。当时苦于找不到算法的突破点、迟迟理不清头绪,研发最后期限近在咫尺,于是我们两人决定“一整天待在工作室里,进行反复试验,找出根本的解决办法!”我本人不会编程,所以把我的想法和解决方案告诉汤山,但是调整后再试听,仍然觉得有些问题,就像这样我们进行了不断尝试…这一天终究还是无果而终。

汤山:经过讨论我们决定“放弃改变算法,着手进行参数调整……”,然后各自回家了。不想,第二天上班后,突然萌发灵感,便迫不及待地进行了试验,于是这个算法就应运而生(笑)。当时,还和加纳击掌庆祝了一下(笑)。在一番辛苦的探索之后,终于实现了突破。

记者:真可谓一部跌宕起伏的情节剧(笑)。在Cinema DSP的发展历史中,这一发现可以称得上是2007年推出HD3以来最大的一次技术创新。加纳:当时真切地感受到这就是能够创造附加价值的技术开发,这是因为这一改变不仅优化了听感,在理论上也指明了正确的方向。

汤山:也就是说,它符合“重视立体声的理念,以及尊重电影作品创作意图”的各型号Cinema DSP的声场设计哲学。

自然的64bit高精度EQ纯粹的来自自然的音响效果

记者:说到突破,就不得不提到视听环境优化系统“YPAO”中新晋采用的64bit高精度EQ。相对于巨大的信号处理量来说,似乎是一次缺乏充分论证的轻率挑战,您怎么看?

加纳:众所周知,64bit下的声音比以往的水平要高出一个层次。当初启动5100研发项目的目的,就是想通过大幅改进音质,使5000的用户产生升级换代的强烈欲望,研发5000的模拟部分时,时间也非常赶,所以只进行了微小的调整,音质并未发生大的变化。如果包括模拟系统、AV放大器——Cinema DSP、YPAO在内的所有音质没有得到大幅提升是没有意义的。刚开始我们还担心如果音色过于优美,会不会失去音乐所具有的韵味,但是当最后设计出新的音质后,其效果完全超出了想象。

汤山:说得一点都不错。高精度EQ带来的惊喜是无法估量的。声音的穿透力极佳,仿佛天籁之音,之前从来没有听到过。即使启用音响效果,音色仍然清晰通透,仿佛声音不是从扬声器中传出,声场极为开放,声音连贯而顺畅……。

加纳:丝毫没有启用DSP或均衡器的感觉。此外还有一些辅助效果,YPAO音量的听感校正极为自然,即使在小音量情况下,听感也非常舒服。刚才我曾说过,为了解决Cinema DSP和Dolby Atmos组合后,声场出现单声道化的问题,特别设计了新的算法,而实际上还有一个原因能够造成单声道化,那就是低音域的分辨率不足,而64bit高精度EQ可以通过直接作用于Cinema DSP和YPAO的方式加以解决。而且,采用新型电子音量装置的模拟电路设计也能有助于低音域分辨率的提高……在这层意义上,“低音域的分辨率”也是本设备创造音色的主要课题。

记者:给我的感觉是,分别开发的功能汇聚为一个课题,反过来考虑,通过推出像Dolby Atmos一样的新格式,使之前隐藏在背后的部分也能受到应有的重视。

汤山:人们关注的焦点往往集中在新的环绕立体声格式上,即使重新欣赏传统的5.1声道或7.1声道格式,也能感受到低音域所不曾有过的移动感,并清晰地感觉到创作者的表现意图。真心期盼顾客能够亲身领略其中的奥妙。记者:距离推出上一个型号CX-A5000仅仅2年时间,就取得了这么大的进展,这真是令人难以置信。作为旗舰级产品而言,这一研发周期似乎有些过短。

加纳:我们在开发产品时,一直把“如何尽到最大努力,不断提高顾客的满意度”作为首要的考虑对象和职责。尤其,要购买旗舰机型的顾客,所听到的音质与我们在工作室里听到的相同,无论优点还是缺陷都一目了然。对于绝不逊色于专业人员的顾客而言,即使不对其进行讲解,他们也能仅凭声音了解产品全貌,所以如果偷工减料,必然会被他们识破。老实说,自从CX-A5000研发完成后,我的头脑就被下一个项目所占据。正是在2年前下定“要开发出性能远超上一代产品”的决心,我们才能在短时间内顺利完成这次研发任务。

汤山:自从参加Cinema DSP项目,已经过了将近3年的时间。此次的CX-A5100产品是旗舰机型,而且包括Dolby Atmos在内的最新格式和雅马哈开发的新一代环绕声体验有着很多亮点,因此我们怀着“与Cinema DSP HD3的组合项目必须成功”的信念,投入了本次研发工作。当初觉得毫无成功的希望,在实际工作中也进行了无数次的反复试……但是在坚持不懈地认真工作后,就发现完成度超过了最初的预期,一想到能够制作用户满意的产品,就会感到巨大的成就感和喜悦感。

记者:这次的算法可以说是一项宝贵的财产。

加纳:我想,像Cinema DSP一样,拥有将近30年历史的数字信号处理技术是很少见的。我再一次深刻体会到,正是因为历任开发负责人秉承一贯的职业精神,紧紧跟随音视频类型和时代发展的步伐,不断开拓创新,才会受到广大用户的厚爱和支持。我们不能满足于前人创造并孕育的智慧和成果,而是不忘继承其本质,向着更高的目标不断前进。

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