探访雅马哈日本总部，了解其AFC沉浸式技术的发展

探访雅马哈日本总部，了解其AFC沉浸式技术的发展

远程独奏乐器演奏家在中心排练室进行表演

雅马哈也已成为专业音响领域的主要国际参与者。在公司开始开发现场扩声技术之前，就成立了一个声学咨询部门，以探索表演者、观众和空间之间的理想关系。该部门于1969年成立，位于雅马哈滨松总部的L104室，近四十年来一直致力于研究和完善从内容制作到回放的沉浸式系统，并负责音乐厅和剧院的声学设计。

到1985年，声学顾问们已经推出了世界上第一个沉浸式音频平台。主动声场控制（AFC）技术的开发是为了满足日益增长的场地多样化需求，因为市场对各种活动的需求不断增加。雅马哈的工程师们发现，他们可以调整空间的声学效果，以适应不同类型的演出，为通过增强混响来改变房间声学的机械方式提供了一种成本效益高的按钮式替代方案。

经过多年的逐步完善，AFC目前拥有96kHz的新一代音频处理和空间控制功能。目前，该技术已安装在全球200多个场馆，包括东京国际论坛和悉尼尼尔森剧院。2021年，AFC Enhance与用于声像控制的AFC Image相继推出。该解决方案与雅马哈的合作伙伴Steinberg和Nexo合作，从制作延伸到重放。

AFC Image软件可以控制多达128个基于对象的沉浸声通道

AFC Enhance的维度混响控制功能可用于创建空间，并在AFC Image的图形用户界面中定位和移动声像。该技术通过战略性地分布在整个空间的多支麦克风和扬声器来控制反馈，从而利用现有的天然材料来创建一个声学回路，放大房间的声学能量。在不对声源添加人工混响的情况下，可以对混响和音量进行配置，并保持乐器和声音的自然音效。内嵌式方法使用卷积信号处理，将各种测量到的脉冲响应添加到麦克风的混音中。

通过精确改变系统中多只扬声器的输出平衡，可以移动声音以满足节目和舞台的需要。声音图像在空间中的感知位置由AFC Image控制。在传统的立体声配置中，声像会根据听众的位置而变化，但在沉浸式系统的设置中，声像可以被放置在任何需要的位置，以产生所需的效果。该系统的独特功能包括扬声器分区功能，可将目标声音只分配给系统内所需的扬声器，以及双耳输出耳机中的沉浸式声音。AFC Image最多可转换32个扬声器区域，以精确控制感知对象的位置。

除第三方硬件和软件外，还可定制系统，以集成DAW、混音台和跟踪机制。空间转换后，使用DAW将5.1声道内容重放到扬声器网络，从而使重放与场地相匹配。然后，AFCEnhance的立体电子混响控制功能用于创建声学空间，其中的图像将由AFC Image 定位和控制。通过Nexo NS-1系统配置软件和一系列外置设备，AFC可在各种环境中忠实地播放内容。

AFC Enhance和AFC Image可在多种外部控制器中使用。AFC Image控制设备包括 Rivage PM、CL和QL系列雅马哈数字调音台、TTA的Stagetracker、第三方媒体引擎以及通过浏览器的平板电脑。AFC Enhance可通过平板电脑上运行的ProVisionaire Touch和Control应用程序或雅马哈MCP1控制面板进行控制。

Spatial Audio Group团队合影

在雅马哈专业解决方案SAG（Spatial Audio Group：空间音频组）部门经理Hideo Miyazaki的带领下，团队在L104两层房间内使用12支心型和驻极体麦克风以及40只雅马哈有源扬声器进行工作。“雅马哈拥有先进的数字调音台和DSP技术，例如DME7数字混音引擎，以及能够分析实际应用中声音的3D声学研究设施，”Miyazaki说：“房间内的声能和反馈是通过麦克风和扬声器来管理的。”

相对沉闷、混响小的声学空间，如宴会厅，是为语音而设计的声学空间，对于古典音乐而言，这些场所需要更多的深度，而AFC Enhance可以在不改变结构的情况下创造出理想的声学环境。一位演奏大提琴的古典音乐家在大型音乐厅、大教堂、小型音乐厅、鞋盒式剧院和排练室等场景中完美地展示了这一点。每个场景的混响都可以通过平板电脑进行简单管理。

“匹配过程非常重要，所以我们需要管理房间里每只扬声器的延迟时间，以及麦克风和扬声器之间的环路增益电平。”SAG部门的Hiromu Ohgi补充道：“我们知道如何控制声场是很重要的。通过控制对听众有很大影响的混响和早期反射，可以调整整个房间的声音，同时保持房间结构的自然声学特性。有必要反馈尽可能多的能量，但反馈的能量越多，不可控的噪声风险也就越高。”

对于基于对象的渲染，DAW或控制台渲染区域可转换为任何配置，从基本立方体到16边多边形，对象可在其中定位。可提供三个层级，高度也可单独定义。因此，从控制台输出的对象可以在控制台的舞台区域内进行渲染和控制。反之，从DAW输出的对象则在观众区内渲染和控制。

雅马哈于2018年搬迁至投资1亿美元的创新中心总部，继续走在专业音响行业的前沿。雅马哈专业音响、统一通信、家庭音响和MI部门的工程师现在在同一地点工作，旨在加速整个雅马哈产品线的开发，提高各种音频相关产品的效率。雅马哈在三座建筑中运营，其中包括一座七层面积达35,000平方米的工程设施，不同业务部门之间的合作和更精简的规章流程使雅马哈受益匪浅。

Spatial Audio Group团队在消声室内合影

除了L104室，SAG部门设计师还可以使用消声室、具有高质量隔音效果的扬声器测试室、录音室、振动实验和人体工程学评估室、感官评级室和混响室，混响时间可调范围为0.3–1.6s。

录音室允许工程师携带他们选择的任何音频输入/输出、混音和处理设备，另一个配有灯光和摄像机的大型录音室也可供他们使用。录音室和实验室通过模拟和Dante网络连接，可以进行远程会话，也可以在不同的监听环境中同时录制会话。

除了固定安装领域外，雅马哈的AFC技术还被应用于国际知名活动。Miyazaki说：“我们与Nexo成功合作，在卡塔尔一所大学的体育场馆中采用了AFC技术。采用AFC技术后，观众的气氛更加热烈，场上的球员也明显受到了这种刺激氛围的影响。”

Rivage PM7为主厅、小厅和排练室混音

2021年10月，静冈市清水文化中心Marinart礼堂举办了一场世界首创的音乐会——《Marinart森林》，由音乐大师西本智美（Tomomi Nishimoto）指挥，日本一流乐团IlluminArt爱乐乐团演奏，佐久间良子（Ryoko Sakuma）朗诵。古典音乐超越了传统室内音乐会的界限，会场通过AFC Enhance和AFC Image变成了森林和大教堂等不同的声音场所，由位于三个地方的表演者创造出一个声音景观。通过自然声音的连接，各种作品被整合成一个作品。完全沉浸式的聆听环境包括50支舞台麦克风和另外6支AFC麦克风，以及整个礼堂内相同数量的配备Dante的DZR10-D有源扬声器。AFC Enhance可再现森林、河边和海边的氛围以及季节的变化，以配合音乐呈现，而在音乐独奏之间，流动的河流、鸟鸣和昆虫声音的位置呈现则依赖于AFC Image。

场地较小的表演厅的大屏幕向61人的IlluminArt合唱乐团实时转播了Maestra Nishimoto的指挥。在这里，16只扬声器和AFC Enhance再现了主厅的精确声音氛围，合唱团的表演由13支麦克风拾取，麦克风通过Dante连接到雅马哈CL1数字混音台，再连接到主厅的Rivage PM7数字混音系统。雅马哈的技术让合唱团感觉和声音都像是在大厅里唱歌，而AFC Image的声音则像是从观众席上方传来的。

包括短笛、钢琴和管风琴演奏者在内的远程独奏乐器演奏者在会场的主排练厅进行表演。在这里，六只雅马哈HS5监听扬声器和AFC Image的3D混响再现了主厅管弦乐队和小厅合唱团的声音氛围。与合唱团一样，独奏者的声音由五支麦克风拾取，并通过另一张CL1传到Rivage PM7，AFC Image将短笛的声音进行垂直和水平移动，以再现鸟鸣效果。

DZR10-D扬声器为清水文化中心Marinart礼堂创造了沉浸式声学环境

这场音乐会是一个突破，通过沉浸式古典音乐传递了一种新的表达方式，并证明了听觉环境不再受固定建筑声学的支配。通过AFC Enhance，技术人员可以主动控制现场环境，并实时管理任何现场表演的音频参数。与采用固定扬声器布局的基于通道的沉浸式系统不同，基于对象的AFC Image可以再现不再受场地形状或大小限制的声学环境。

AFC Enhance以前依靠数字混响为演出增加人工共鸣，而现在它似乎创造出了自然丰富的效果，赢得了更多赞誉。这也许是声学表现力的一次飞跃，但考虑到SAG部门在滨松创新中心巨大的室内所拥有的设施和技术，雅马哈必将继续走在沉浸式音频技术的最前沿。

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