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用声音还原超真实现场,三星Neo QLED 8K背后的声画科技

雨夜,一家人聚在客厅裹着毯子看电影,为了营造出最强烈的氛围,特意将沙发推到离电视很近的位置。…

  雨夜,一家人聚在客厅裹着毯子看电影,为了营造出最强烈的氛围,特意将沙发推到离电视很近的位置。试问,他们还能如何进一步提升观影的沉浸感呢?

  精益求精的三星电子改进了Neo QLED 8K系列的音响系统, 通过分析电视所处空间的大小以及安装方式,将声音校准到最佳设置,并通过八个扬声器输出真实的音画追踪声音,使用户能够完美体验到大屏电视的沉浸音效。在上文提到的“家庭电影之夜”场景中,当家里的厚毯子会吸收部分中高音域的声音时,电视机的扬声器将及时予以补偿;而当全家人坐得离屏幕更近时,扬声器则可以将立体声从屏幕角落均匀地扩散至中心位置。

  为了进一步了解三星电视如何根据放置位置校准声音,以及如何通过音效技术让电视成为沉浸式家庭娱乐工具,小编采访了三星电视的研发团队。

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▲ (左起)三星电子影像显示事业部工程师Jongbae Kim、Sungjoo Kim和Sunmin Kim。

  空间自适应音效科技:为不同空间量身定制声音设置

  如今,随着用户观看电视场景的延伸,客厅、工作室、卧室、露台等,或躺或坐,在不同的时间,人们的观看姿态也在改变。现在,越来越多的用户倾向于根据自己的生活环境来定制自己的观看体验。因此,三星的研发人员致力于通过技术创新,使电视能自动分析用户的观看环境,确保他们总是能享受最好的音效。于是,空间自适应音效技术诞生了,该项技术可自动检查生活空间的变化,并相应地校准声音设置。

用声音还原超真实现场,三星Neo QLED 8K背后的声画科技

  在空间自适应音效技术的支持下,电视的内置麦克风可以识别影响声音的元素,如窗帘、地毯和墙壁等。假设电视机放在用户的客厅里,客厅里有一块地毯,它可能会吸收中高频声音。在这种情况下,空间自适应音效技术将通过优化声音设置,自动提高中高频声音。若把电视机移近墙壁,电视机后面的空间就会变窄,这可能会影响低频声音。在空间自适应音效技术的支持下,电视机将会注意到这些环境变化,并通过调整设置从而输出更清晰的声音。

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  很关键的一点是,所有这些过程都是自动进行的。正如工程师Sunmin Kim所说:“空间自适应音效技术具备高度的智能化,不需要用户按下按钮,设备也不会发出‘测试’声音。只要打开或关闭它,电视就会根据播放内容的声音来分析周围环境,用户只需享受屏幕上播放的内容。”

  这项业界首创的技术之所以成为可能,得益于大量数据和人工智能技术的创新。从吸音区域,例如在声学工程中被称为“消音室”(Dead Room)的区域,到声学反射空间,研究小组在观察环境方面考虑了全部问题。

  Sunmin Kim说:“由于要考虑的变量太多,我们建立了一个庞大的学习数据库,并使用算法进行分析。三星开发的人工智能技术就是从这里开始的。”他还指出,这一功能“几乎可以覆盖任何可放置电视的典型空间”。

  音画追踪OTS Pro技术:使用八个扬声器从屏幕的各个角落输出3D声音

  如今,高品质的视频内容正在加入丰富的声音信息,用户享受这些内容的方式也在悄然改变中。随着家庭娱乐生活的丰富,超宽屏幕和电影等高品质视频打造的沉浸式体验,正变得越来越流行,多人一起欣赏同一视频内容也变得越来越普遍。这里的关键是要拓宽观影“最佳位置”的范围——用户即使坐在电视屏幕的边缘位置,也可以享受到同样精彩的声效体验。随着视频内容越来越多样,电视屏幕越来越大,声效技术也必须持续改进,以不断提升用户的观影乐趣。

用声音还原超真实现场,三星Neo QLED 8K背后的声画科技

  音画追踪OTS技术是一项利用电视的多声道扬声器,与屏幕上物体的移动相得益彰的功能,它将用户的观影体验提升到了一个全新的高度。Neo QLED 8K包含增强版的音画追踪OTS技术,并且在之前的六个扬声器的基础上增加了两个中央扬声器,扬声器数量达到了八个之多。当屏幕上的物体移动时,位于最佳位置的扬声器会发出声音,与观看者在屏幕上看到的声音相匹配。身临其境的声音设置,丰富了左右立体声和3D声效体验,让用户感觉自己就站在画面之中,将观影体验提升到了新的高度。

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  工程师Jongbae Kim介绍说:“在大屏幕上观赏视频内容时,通常两边观看电视的人都会注意到,屏幕中央产生的声音似乎只在一侧发声。所以我们在屏幕左右两边各加了一个中央扬声器。新增加的中央扬声器与音画追踪OTS技术相结合,将声音集中在屏幕中央,更准确清晰地输出声音而不失真。”

  但若将扬声器真的安装在电视的中心位置,可能会与产品整体设计理念发生冲突。开发人员通过在设备后部安装带有波导管的高音扬声器,解决了这个问题。工程师Sungjoo Kim介绍道:“若把扬声器放在背面,声音会向四面八方扩散,从墙上反弹,降低清晰度,因此我们需要一种技术,让观众在电视机前能清晰听到声音。我们采用的孔阵列技术,就确保了声音能很好地从高音扬声器传播到显示器前。”

  该团队平衡声音的努力也延伸到了三星的新一代Micro LED产品。因为这款大屏电视的底部几乎可以触及用户客厅的地板,若用户要将电视连接到多组件家庭影院设备,可能根本没有空间放置独立扬声器。

  “110英寸的Micro LED系列产品具有μ 交响乐功能,这使用户可使用其内置扬声器作为中心扬声器。” Jongbae Kim说:“这意味着用户不必为家庭娱乐系统使用单独的扬声器,因为Micro LED的多声道扬声器就足以胜任。因为声音来自屏幕的中心,所以不会出现声像不匹配的情况,用户可以享受影院级的体验。”

  处处彰显超薄设计

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  超感全视屏是三星电视的特色之一,边框窄到几乎看不见,最大限度地提高了观影的沉浸感。这也给开发者带来了特别的挑战,要求他们探索如何在设备的超薄机身中安装多个扬声器。

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  Sungjoo Kim介绍说:“过去,人们使用管道结构将低音扬声器内部的低频声音传输到外部,但这一设计会产生由空气湍流引起的不必要的噪声。因此,对于8K系列,我们决定采用“被动散热器”模式,使设备能够发出丰满、低沉的声音。这使我们能够更有效地利用超薄机身内部的有限空间,创造出更加丰富纯净的声音。”

  Sungjoo Kim补充说道:“敞开低音喇叭的振膜和电视背面的被动散热器,可有趣且直观地将Neo QLED的声音表现形式可视化。”

  这只是Neo QLED电视的众多创新元素之一。为适应面板越来越薄的趋势,以前用于基本功能的组件也被赋予了新角色。Jongbae Kim介绍道:“我们使用了电视后盖的一部分作为声学元件,将声音的方向引导至两侧,我们还重新设计了用于散热的‘狭缝通风口’(slit vent),这是后盖内的一个部件,从中央高音扬声器一直延伸到电视底部,我们通过控制其方向改善了电视的声学性能。我们尽可能地充分利用每个设备组件,这意味着设计的任何部分都要物尽其用。”

  打造身临其境的声效体验

  为了提供更好的声音性能,三星的研发团队也深入调查了用户的喜好。例如,在播放体育内容时,他们注重再现观众席的声音;而在播放音乐内容时,则试图创造一个稳定的声音舞台;当播放电影大片时,他们也要不断进行分析,以确保声音来自屏幕中心。

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  Sunmin Kim说:“随着扬声器形态的变化,混音也变得越来越重要。”输入声道越来越丰富,扬声器的平均数量增加到六到八个,加起来将会有大量的声音输入和输出组合。

  “假设你正在同时享受两个频道的内容。设备不会一股脑地用八个扬声器同时输出声音,而是在充分了解内容源的混音特性后,再分别输出两个内容源的声音。三星基于人工智能的优化算法,让这一功能成为了现实。”

  三星已连续15年蝉联全球电视市场领导者地位,迄今为止积累的用户数据也是一笔宝贵的财富。随着世界上无数家庭使用三星电视,无处不在的屏幕,为三星提供了思考下一步行动的机会。Sungjoo Kim暗示了三星未来“将系统性地建立基于大数据的深度学习网络。此外,他们还将通过与三星电子的海外人工智能研究中心讨论中长期所需的技术,确保三星电视的全球领导者地位”。

  屏幕越来越大,设计越来越精致,内容也越来越多样化。为应对不断增长的内容资源,开发者们致力于帮助三星电视提供尽可能接近现实的声音体验。例如紧跟潮流,增加立体声扬声器,并改进人工智能技术,使音画能够更好地相互呼应,从而提供更接近于现实的声音。三星的创新举措,可能最终会让我们进入一个无需遥控器调节声音的时代。

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