解決音訊工程5大挑戰,讓你的客戶對音質讚嘆

「哇嗚!這音質實在太棒了」
「XX工程,這聽起來好酷炫!」

提到工程或工程師,很容易讓人直接聯想到矽谷年薪百萬的軟體工程師,或是開發新能源車的電動車機電整合工程師,總讓人覺得走在時代尖端、彷彿他們為你塑造了一個世界,也影響了這個世界。

但你是否知道,那些每天隨著音樂進入耳朵,讓你大讚「音質很棒」的音訊設備,其實也需要精密的工程設計,也有工程師,所做的事就叫做「音訊工程」,他們也領你進入聽著聲音就暢快的世界,為你打造一個絕佳聽覺質感的世界。

「音訊工程」(Audio Engineering) 無處不在,特別在5G行動網路、串流影音、高品質音檔的時代,經常應用於電影、音樂、遊戲、現場活動,甚至被玩家級的人們用來打造個人的創意平台,其效果可以讓人身歷其境、沉浸在高音質的體驗中。為此,世界一級大廠們爭相投入這個深藏其後,實際卻超級影響體驗感的音訊工程上,為聲音求真、求美,也求讓使用者打從心底喊出的爽。

然而,音訊工程大廠都可以做,卻並非家家都做得好,因為它存在著「五大挑戰」難以克服,但同時也是頂尖音訊大廠們才擁有的技術壁壘:

降噪是音訊工程中把守頭關的技術應用

降噪技術:聲音乾不乾淨,靠得就是它

「嘶嘶聲」或「嗡嗡聲」這類的環境雜音,很惱人嗎?是的,它們會讓錄音時的音訊品質大幅降階,因此也被列為音訊工程失敗的頭號戰犯。

以降噪技術來說,主動降噪(Active Noise Cancellation, ANC)是常見的方式,其原理就是以「噪音源聲波(Noise Source)」為標的,多增加一組「抗噪聲波(Anti Noise)」,讓兩組聲波彼此中和抵銷,相對於被動降噪,主動降噪在低頻領域效果表現更好、也能更有選擇性的抑制噪音。

其他的方式還有多頻段降噪(Multiband noise reduction), 透過分析音頻素材的頻譜,音訊工程師可以針對式消除的「特定噪音頻段」,而不影響到其他音頻內容。
甚至可以利用「減噪演算法」來處理複雜的信號組成,這類的演算法通常包含語音加強(spectral subtraction)、自適應濾波器(Adaptive filtering)的處理,在減少噪音的同時,也保持音頻信號的完整。

此外,您可能還需要考慮使用去噪算法,該算法利用複雜的信號處理算法,包括頻譜減法和自適應濾波。 這使您能夠減少噪音,同時保持音頻信號的完整性。

平衡與混音:讓多個音訊和諧又各自發揮

在商業或創意音訊作品上,也有兩個因素將影響音訊工程與製作的成敗,一個是「平衡」,另一個則是「混音」,其中混音更包含多個音訊的音軌結合、音量調整,或其他相關的處理技術。

在音訊工程中,想要在多層次的音軌中找到最和諧的設定,靠得就是「等化器(EQ)」及「頻率修整(Frequency Carving)」,例如當進行音樂製作或音訊混合時,會利用多個音訊元素,如不同樂器或聲音軌,而每個音訊元素都會有自己的頻率範圍,但很多時候這些頻率範圍會彼此重疊,而導致頻率上的衝突,也就造成混音失敗。

舉例來說,如混音中有吉他與人聲,如兩者的頻率都很高,就會聽起來過於尖銳,此時使用EQ,就能降低吉他的高頻、調整人聲的低頻,創造出平衡舒服的聽覺感,讓兩個元素各自有「空間」,被清楚的聽到。

此外,也能透過「動態範圍控制技術(Dynamic Range Control Techniques)」來達成整體音量的平衡,如「壓縮」就可以讓輕柔的聲音也能被聽見,同時也防止其他音量較大的音訊元素失真;而「限制」則是加強版的壓縮技術,它可以限制音訊的最大音量,有效抑制某些音訊元素其音量過度波動或出現極端高音的狀況

更進階的,還能以「平移」來控制不同聲音在左右聲道或環場聲場的表現,在聲音空間中創造不同的位置感,讓使用者更有身歷其境的感覺。

室內聲學與音訊監聽:給自己的耳朵賦能

音訊工程的室內聲學,也是影響聽覺上音質好壞的重要因素,過度的混響或聲波共振,都會為音訊添加不必要的著色與不一致性,可以採取以下幾種「音訊環境優化」和「空間聲學處理」的措施,準確地呈現音訊的真實性。:

  • 漫射屏(diffusers):用於散射聲音反射。
  • 吸音材料(Absorbers):用於減少不需要的反射。
  • 低頻陷波(Bass traps):用於緩解低頻共振。

此外,使用準確的音訊監聽系統也能減少音質不佳的問題,例如:使用高階的揚聲器與耳機,來協助評估與監控音訊品質,並且時常校準音訊監聽系統,以利辨識出音訊的好壞,在混音和後期製作階段做出明智的決策。

降噪是音訊工程中把守頭關的技術應用

音頻同步和口型同步:後期製作的關鍵

音訊同步(Audio Sync)就是在電視、電影等影音製作中,確保音訊(聽覺)與影像(視覺)的同步,其中口形同步會被尤其放大檢視,而在音訊工程中,針對音訊和口型同步問題,常採用的有效解決方案之一,就是透過專業的軟體工具來對齊音訊和視頻軌道,這些工具可以讓音訊工程師精確控制音訊延遲,實現聲音與畫面的同步。

此外,在影音製作中,影音人員與其他製作團隊成員的前期溝通,能大大有助於排除後期製作的問題,以免後續大費周章的校對,預防勝於治療的觀念下,專案人員對於需求的掌控、音訊同步、口形同步的理解與需求對焦,才是真正的核心要素

空間音頻實現相容性:在每個設備上都能運作

近年來,「空間音訊技術」提供的沉浸體驗大幅超越「傳統立體聲」的效果。因而受到歡迎,然而,空間音訊的實施頗為複雜,且在打造沉浸式音景時,也需要考量不同平台與播放系統的相容性,對於音訊工程的新手而言,會是不小挑戰。

空間音訊能打造立體聲以外的音訊效果,讓聽眾彷彿身臨其境。例如,我們可以感受到聲音從不同方向來,或者像在現場一樣環繞著我們,這種音訊體驗通常被用於電影院、家庭影院,或是遊戲中,讓聽眾感受到更真實。因此,音訊工程師需要運用特殊的技術和格式,例如Ambisonics和雙耳渲染,來捕捉或設定音訊在三維空間中的位置和方向,

然而,更複雜的是,音訊工程師還必須確保空間音訊在不同的媒體平台和播放系統的相容性。目前最常用使用的空間音訊格式是杜比全景聲(Dolby Atmos),諸如於電影院、家庭影音設備、耳機中都能看見它的應用。

音訊工程,是從裡到外都要兼顧的事

綜觀而言,音質的好壞,涵蓋著從內到外的音訊工程範圍,如音訊本身的「降噪」,以及進一步的「平衡與混音」,再到外部環境的「室內聲學與監聽」,以及後製時的「音訊同步與口形同步」,到最後考量不同設備上的「空間音頻實現相容性」。

隨著科技的加入與輔助,音訊的應用也會越來越多元與講究,而我們也可以善用科技的力量,在上述五個不同的音訊工程階段上,讓音訊工程在追求身歷其境之餘,也能有屬於音訊上的科技賦能,用最簡單的方法,做出最好的聲音品質。

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