音頻重現系統 頻率響應曲線的秘密
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如果你曾經使用過EQ，你可能驚訝頻率響應曲線對聲音的影響是巨大的，你可能認為頻率響應曲線的重要性達到了70%，如果聲音聽起來糟糕，大概率是頻率響應曲線的問題，我們只需要做實驗得到頻率響應曲線對應聽覺的關系。但是事情真的這么簡單嗎？
我用14年時間解開了這個秘密。
如果你真的想利用頻率響應曲線解決實際問題，[敏感詞]是你必須理解的知識。
4個頻率響應曲線。
你不能了解真相，如果你只知道一半故事。最常見的錯誤就是認為主動揚聲器的頻率響應曲線決定了聲音是不是“聽起來很好”，主動揚聲器的頻率響應曲線只是系統里的一小部分，[敏感詞]的內容會告訴你全部的故事（大概是全部）。
1.音樂的頻率響應曲線。實際上應該說“頻譜”，如果音樂制作的時候使用一個EQ“frequency=10k hz，Q=1,Gain=40dB”，我相信這個音樂會聽起來很糟糕，這是非常大的失真。這是為了讓你知道，如果聲音聽起來很糟糕，很可能是音樂的問題，請換一個音樂試試。另一個問題是個人偏好，有些人喜歡高頻更多，有些人喜歡高頻更少。另一個問題是生存環境問題，對于每天在樂隊演奏音樂的人來說，經常聽到很多高頻（更接近白噪聲頻譜），對于在辦公室工作的人，也許環境很安靜，聽到的高頻很少，環境噪聲接近粉紅噪聲頻譜，如果某一天突然來到樂隊里，也許感覺高頻太多了。
2.主動揚聲器的頻率響應曲線。
3.房間的頻率響應曲線。
4.音頻重現系統的頻率響應曲線。
音頻重現系統包含了“主動揚聲器頻率響應曲線+房間頻率響應曲線”
如果在房間里出現了2個駐波：40hz -20dB/80hz -20dB，我們來看一下會發生什么。
loudspeaker是主動揚聲器原始自由場頻率響應，before EQ是系統沒有做EQ校準的原始頻率響應，after EQ是校準后的系統頻率響應。
如果你可以理解這個簡單的例子，你會發現揚聲器的頻率響應并不重要，有足夠的聲壓級才重要，因為房間必然會改變頻率響應，你必然需要修剪頻率響應（損失聲壓級）。
5.系統頻率響應曲線和個人偏好。
系統頻率響應曲線是“音樂頻率響應曲線+音頻重現系統頻率響應”。說了這么多，系統頻率響應曲線和個人偏好才是最重要的，在實際工程里，如果聲音聽起來很糟糕，首先校準音頻重現系統頻率響應，因為大概率是駐波問題和離軸頻率響應衰減問題，如果校準后頻率響應曲線接近直線（參考IEC60581），但是聽起來高頻多或者低頻多，大概率是音樂的問題，換個音樂，聽起來也許就正常了（或者采用EQ微調，校準音樂）。對不起，還有一個問題，時域。
6.頻率響應線性。
有時候你還會遇到一種奇怪的情況，音量增加后，低頻變弱了，我相信你知道人類的聽覺非線性，音量增加后低音聽起來會變強，這時候有人已經不再相信頻率響應曲線，也有人稱之為“靈異事件”。實際上這種奇怪的現象是一種錯誤的揚聲器設計導致的，我們可以叫做頻率響應線性或者EQ線性失真。
如果你測量一個普通的主動揚聲器，不同的音量的結果是這樣的：
如果一個不正常的主動揚聲器，結果是這樣的：
例如一個已經校準好的音頻重現系統，在65dBA左右的聲壓級聽音樂，一切都很正常，如果看電影或者在85dBA左右的聲壓級聽音樂，低頻變弱。
換句話說，主動揚聲器的高頻可以輸出85dB的聲壓級，但是低頻只能輸出65dB的聲壓級，或者說，這個主動揚聲器配置了一個很弱的低音電聲換能器。為什么這樣做？為了產品數據更好，產品數據里，[敏感詞]聲壓級是很多人關注的，使用一個輸出很強的高頻揚聲器可以讓[敏感詞]聲壓級數據變得更大，自由場頻率響應也是很多人關注的，所以使用EQ功能和限制器功能可以讓65dB的頻率響應曲線做到很平。
EQ線性失真是可以測量的，但是大部分廠商不愿意展示，你可能在第三方測量網站找到。
7.熱線性失真。
一個很少被人發現的問題是熱線性失真，也有人叫做“功率壓縮”，如果一個揚聲器工作在很大的功率，長時間后會變得很熱，然后靈敏度變小，SPL變小，頻率響應也發生變化。
問題在于大部分用戶并沒有連續使用大功率，所以大部分用戶不會發現這種問題，但是正如我說的“沒發現問題不等于沒問題”。如果一個4英寸的揚聲器標注了200w rms功率，你應該擔心這個問題。
[敏感詞]是一個例子，10分鐘（10min），20分鐘（20min），60分鐘（60min）,隨著時間的增加，靈敏度在變小，特別是低頻揚聲器
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8.時域-頻率響應和時間的關系（聲譜圖，時間窗）。
如果我問你：“兩個頻率響應曲線一樣的音頻重現系統是否聽起來一樣？”，對于剛使用過EQ的人也許會說“應該是一樣的”，這個答案是錯誤的，因為頻域（頻率響應曲線）并不能完全表示聲音，還有一個重要的數據“時域”（聲譜圖）。
[敏感詞]的圖片展示了2個音頻重現系統的聲譜圖，注意，它們的頻率響應曲線是一樣的，但是聽起來不一樣：
和RT60類似，聲譜圖可以非常清楚地展示音頻重現系統的“速度”，或者說音樂停止后，音頻重現系統的聲音是否也立刻停止。如果你已經校準了音頻重現系統的頻率響應曲線，但是聲音模糊，請看一看聲譜圖。
頻率響應曲線[敏感詞]的秘密也許是“時間窗”，這是很難發現的一個秘密。一個頻率響應曲線并不會憑空出現，它必須經過一段時間的采集，這段時間就是時間窗。你可以理解，采集一個20hz的正弦波需要50ms，如果你只有5ms時間，那么只能采集到200hz。
從REW軟件流行開始，人們大量采用500ms的時間窗，配合RT60來評價音頻重現系統，大部分情況下還算正常。但是我一直懷疑500ms的時間窗是否完全正確，根據我找到的少數資料，人類聽覺的時間窗大概為50ms，這也對應了人類聽覺的極限20hz，還需要做很多實驗來驗證這個問題以及提出更好的測量方案。
行業里有人建議使用“穩態頻率響應曲線”，我并不支持這種方法，看過聲譜圖就知道音頻重現系統并不穩定。還有人相信B&K提出的“X曲線”（房間目標頻率響應曲線），這和HRTFS一樣好笑，都是平均值，你不會相信全世界只需要做一個“平均值近視眼鏡”吧？
[敏感詞]是音頻重現系統測量結果，不同的時間窗對結果的影響
從結果做簡單的分析，如果時間窗很小，大部分數據來自直達聲，并不能反應真實的系統頻率響應.
[敏感詞]的例子是對比正弦波掃頻測量（500ms）和頻譜分析儀（sp）配合白噪聲測量的結果，，因為測量信噪比的問題，這次的對比只測量到30hz。
總結，頻率響應曲線應該配合聲譜圖來描述音頻重現系統的音色（實際上還應該加入3d空間的量，也就是聲音的方向，還有少量的諧波失真等，但是這不是這篇文章討論的范圍），聲音聽起來很糟糕也可能是音樂和個人偏好的問題。
總結，一開始，人類很像井底之蛙，只相信當前的視角看到的事物，這是錯誤的，不要用一半故事去描述真相。我希望這篇文章能給你幫助。
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