保真度，對于音視頻專業(yè)人員而言，是個熟悉且重要的術(shù)語?！霸黾踊蛘吒淖儽Ｕ娑?，真的會對系統(tǒng)整體產(chǎn)生影響嗎？”如果會，代價是什么？Richard以他多年的實踐經(jīng)驗給我們帶來了一些思考。
我們音響行業(yè)的很多怪咖（年齡在50歲以上）最初都癡迷家庭音樂系統(tǒng)的音頻，受此影響。我們垂涎于許多一線大牌音頻產(chǎn)品，狼吞虎咽地研讀不同產(chǎn)品冊。然后我們萌生這樣的想法：現(xiàn)實應(yīng)用中的音響系統(tǒng)必須擁有平坦的頻率響應(yīng)，從直流電到燈光，并且總諧波失真必須遠(yuǎn)低于0.1%。人們不怎么強(qiáng)調(diào)互調(diào)失真（IMD），我們也沒聽說過瞬態(tài)互調(diào)失真（TIM——也被稱為轉(zhuǎn)換失真：SID）。
那時候幾乎沒有廠家能為家庭應(yīng)用場景制造帶指向模式的揚聲器。雖然參數(shù)表上常列出揚聲器的頻響，但是那些數(shù)據(jù)大都基于市場營銷需求，而不是基于實際測量而得。以往規(guī)格參數(shù)表上很少提及揚聲器失真。
后來我們開始了專業(yè)音頻職業(yè)生涯，其中很多人都抱著之前習(xí)得的知識/觀點來工作，很少甚至幾乎沒有批判性思考。我們理所當(dāng)然地認(rèn)為，一個好的專業(yè)音響系統(tǒng)不過就是優(yōu)秀家庭系統(tǒng)的擴(kuò)大版本！最重要的自然是頻率響應(yīng)，然后是失真電平。但再看看美國統(tǒng)計協(xié)會(ASA)、美國音響工程學(xué)會(AES)和其他專業(yè)協(xié)會雜志上發(fā)表的長達(dá)半個多世紀(jì)的研究成果，我們早期的觀點中有多少仍然站得住腳?
隨年齡產(chǎn)生的聽力下降
還是業(yè)界新人時，我們認(rèn)為，既然人的聽力范圍是20-20,000Hz，那么音響系統(tǒng)的響應(yīng)至少也要覆蓋這個范圍。雖然當(dāng)時我們已經(jīng)知道，年長者的聽力沒那么靈敏，我們卻還不清楚他們對高頻段的聽力損失更嚴(yán)重，不知道我們常聽大音量搖滾音樂會損傷自己對高頻段的聽力。
圖 1: 聽力損失 vs 年齡 (圖片來源：http://www.roger-russell.com/hearing/hearing.htm)
圖1顯示，65歲男性的平均聽力靈敏度比20歲男性低大約40 dB；女性的聽力損失沒那么嚴(yán)重，不過也損失近25 dB。我們年輕時候主張音樂功放至少應(yīng)該保持在±3dB范圍內(nèi)的平坦性，最好能在±1dB范圍內(nèi)。和這種主張相比，這樣的聽力損失簡直不要太大。（請注意這些只是平均值，對于懂得避免暴露在過大聲音環(huán)境，且未受疾病影響或未被耳毒性藥物損傷聽力的人，他們在老年時對高頻的聽力損失可能更小。）
頻率響應(yīng)
這對專業(yè)音響系統(tǒng)設(shè)計有什么啟示呢？如果聽眾的平均年齡為35歲，系統(tǒng)高頻響應(yīng)擴(kuò)展到8 kHz就已經(jīng)很優(yōu)秀了。BBC（英國廣播公司）曾在二十世紀(jì)六十年代做過測試，參與者有受過訓(xùn)練的聽眾，也有未受訓(xùn)練的聽眾。那些測試結(jié)果顯示，幾乎沒有人可以區(qū)分哪只是平坦響應(yīng)為15 kHz的錄音室監(jiān)聽揚聲器，哪只是低通濾波到12.5-kHz截頻點的揚聲器。考慮到背景噪音和混響，對于禮堂或教堂圣所的音響系統(tǒng)而言，高頻擴(kuò)展更加沒那么重要了。
至于低頻擴(kuò)展，測量表明，大多數(shù)原聲樂器很少包含40 Hz以下的能量（4弦的電貝斯或低音提琴使用標(biāo)準(zhǔn)調(diào)諧）。即使是這些樂器，也很少帶基波能量，所以二次諧波——80 Hz及以上——成為有效的低頻下限。但這樣，就得有系統(tǒng)必須能夠重現(xiàn)合成器和聲音效果。我有一張CD，前幾分鐘在20 Hz含有強(qiáng)勁的分量；還有帶爆炸聲的影片，具有大量低至次低頻的能量。所以，所需的低頻下限取決于音響系統(tǒng)的使用。
說回我們所重視的±1dB或±3dB響應(yīng)平坦度容差。圖2為當(dāng)今市場上最好的一款專業(yè)揚聲器的頻率響應(yīng)。
圖 2:某款優(yōu)秀揚聲器的頻率響應(yīng)
從50 Hz到18 kHz范圍內(nèi)的響應(yīng)平坦度大約為+3.5, -5 dB?？梢杂^察到，平坦的頻響圖上的主要偏離，都為很窄的頻段。根據(jù)我設(shè)計、建造和測量揚聲器的經(jīng)驗，我發(fā)現(xiàn)，很難聽辨在1/3倍頻程之內(nèi)的響應(yīng)“偏離”。而且偏離范圍越窄，它的表現(xiàn)可能越極端，但是卻仍舊無法聽辨。（確實，有時揚聲器的共鳴會造成很窄的極端響應(yīng)峰值，這只揚聲器不斷持續(xù)發(fā)出該頻段的聲音，這種聲音很惱人，但這是該頻率阻尼欠佳結(jié)果，阻尼欠佳源于響應(yīng)平坦度差）。
失真
現(xiàn)在，我們討論其它讓剛?cè)胄械男氯藗冇憛挼拇舐闊菏д妗Ｔ谶^去數(shù)年，調(diào)研者已經(jīng)揭示了諧波失真和調(diào)制失真的感知閾值，包括0.03% – 10%范圍內(nèi)的諧波失真，以及0.1% - 1%范圍內(nèi)的調(diào)制失真（或互調(diào)失真）。它們的結(jié)論各異，原因可能是缺乏統(tǒng)一的測試協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。我自己的經(jīng)驗是，諧波失真要達(dá)到大約3%以上，我認(rèn)真辨別才能發(fā)現(xiàn)它。如果我把注意力放在音樂的流暢度上，那么除非諧波失真達(dá)到5%以上，我都可能不會發(fā)現(xiàn)問題。我本人對IMD的敏感度是比較高的。
我去過很多音響系統(tǒng)備受聽眾贊譽的場地，但其實它們的失真度讓我很不舒服。在20世紀(jì)50至60年代，人們常使用削波限幅器來制作軍事訓(xùn)練電影，它會讓聲音峰值產(chǎn)生5%到10%的失真。據(jù)稱，測試表明這種失真實際上增加了語音清晰度——大概因為稍微增強(qiáng)了高頻的能量。在以高電平工作時，大多數(shù)揚聲器都會在低頻產(chǎn)生大于5%的總諧波失真。并且人類的耳朵在收聽超過一定電平的聲音，比如聲壓級90 dB的聲音時，也會產(chǎn)生互調(diào)失真。
到最后，我們也就發(fā)現(xiàn)，我們不得不承認(rèn)頻率響應(yīng)和失真并不是衡量音響系統(tǒng)質(zhì)量的唯一標(biāo)準(zhǔn)。場地中存在很多同樣重要的聲學(xué)因素。不過這是另外一個話題了。