为什么HIFI系统通常只使用双声道立体声而不是多声道环绕声？ 第1页

发烧圈经常有一种说法，2.0的音箱系统最纯粹、最HiFi。

其实这是完全错误的，实际上2.0立体声几乎是所有声学系统中最不HiFi的一种。2.1、2.2、5.1、7.1、7.2.2等等系统的音乐表现都要比2.0立体声系统好。

这里就先从2.2的分频系统说起。要理解这个问题，首先还要理解音箱在房间中的摆位问题。

音箱在房间中的基础摆位问题，简单来说是要解决两个基本问题，一是低音问题，二是声场问题。

对于低音而言，音箱会与房间产生相互作用，这也就是很多人所熟知的驻波，与此同时，也包括边际临界效应。而两个音箱与听音者所成的夹角，以及音箱距离侧墙后墙的距离而导致的反射声的问题，则影响音箱系统的声场表现。

简单来说，对于给定的房间和音箱，音箱能够达到较好的低音表现和声场表现应该在的位置是不同的。或者说，如果想要同时达到较好的低音表现和声场表现，音箱应该分别位于房间中的两个不同位置。这对于单个音箱的2.0系统是不可能实现的。解决方法就是将系统的低音发声拆分出来，采用低音炮摆放在对低音有利的位置，而分频之后的主音箱摆放在对于声场有利的位置。

另一方面，对于超低频/低频而言，不论在音质还是动态等方面的表现，专门设计的低音炮都要优于HiFi音箱。

即便是相同的尺寸，专门设计的低音炮的超重低音单元的表现，在超低频也一定比HiFi音箱中的中低音单元要好。因为HiFi音箱的低音单元还要兼顾中音过渡表现，而专用的超低音单元则不需要考虑这一点。

当然，这里所说的用于听音乐的低音炮是监听用的低音炮或者参考级的低音炮。比如说JBL S2S、JBL Sub18、真力W371等等，而不是JBL Studio 550或者SVS PB1000之类的低音炮，或者一些2.1音响套装中的廉价低音炮。用售价一千块的2.1多媒体音箱来否定低音分频系统本身是没有意义的。

而对于7.2系统，除了上述已经解释过的低音炮的优势，还有真实中央声像和可控反射声的原理上存在本质区别的优势。

真实中央声像是我过去文章中反复提及的概念。立体声系统虽然可以通过录音和音箱摆位做到人声声像接近真实声像，但是人头动态因素导致的声像漂移、声像定位变化、声像聚焦等问题是立体声音箱系统的先天缺陷，无法或者说很难弥补。中置音箱可以有效且较好的还原人声声像，定位准、声音不漂。因为对于真实的中置音箱而言，可以通过播放单声道的人声，直接还原音乐中的人声，在我们的正前方真实存在一个物理声源，也就是中置音箱。

在图7.2a中，听音者从中置声道扬声器接收直达声，每只耳朵都能接收到相同的声音。图7.2b是虚拟中央声像的情况；每只耳朵接收到两种声音，其中一种是由于额外的传播距离而产生的延迟。这两种情况都是对称的，所以两只耳朵的声音基本上是相同的。图7.2c显示了当声音由一个中置扬声器发出，以及由一对放置在消声室中的立体声扬声器发出时，在一只耳朵上测得的频率响应。使用KEMAR人体模型进行测量，这是一种具有头部和躯干的在尺寸上和声学上都接近人体的测量设备，耳道里有麦克风以及适当的声阻衰减。对于这两种音箱配置所测试得到的曲线存在明显差异。实心曲线是“正确”的曲线。它显示了一个真实存在的中置声源传递给听音者的鼓膜的东西，它有一个奇怪的形状，这是由于外耳听觉系统的人头传递函数（HRTFs）导致的。虚线曲线（虚拟中央声像）包括两个扬声器的声串扰引起的声学干涉效应，以及由于入射声音从错误的方向到达耳朵而导致的HRTF错误：因为声音是从±30°发出的而不是正前方。这种情况下，声源本该有的音色与声源本该处在的定位之间存在冲突。这并不理想。

图7.2d显示了曲线之间的差异，揭示了声学干涉的后果。这可以通过简单的计算得到证实。对于一个平均尺寸的人头而言，距离前方轴线30°的声源到两个耳朵之间的时间差约为0.27 ms。破坏性的声学干涉将在半个周期的频率下发生：即1.85 kHz。这并非会是一个完全的抵消，因为声音在传递过程中会有微弱的损失，并且有明显的衍射效应。当波长刚好超过7英寸（178毫米）时，因为它在尺寸上与头部相似，将产生由于一侧耳朵被头部遮挡而导致的明显的阴影效果。在该频率范围内，双耳振幅差约为6 dB。从一个简单的角度来看，图7.2d中的虚线曲线显示了具有这些参数的梳状滤波器的第一个因抵消而产生的波谷（第一个“齿”）。实测结果与理论非常符合。虚拟中央声像“浑浊”的原因是破坏性的声学干涉。梳状滤波器的其余部分则不明显，因为在较高频率下，人头传递函数比较混乱，且头部遮挡因素导致延迟声音迅速衰减。

无论以何种标准衡量，这都是一个巨大的频谱失真，是一个严重的错误，因为这影响了大多数唱片中的“核心内容”，也就是专辑封面上的人物。

其结果是，立体声录音的中央虚拟声像（通常是重要的主艺术家）的音质从根源上受到影响。作为说明，我推荐一个简单的实验。让两个扬声器以相同的音量播放单声道粉红噪声。当坐在对称的最佳位置时，这会在两个扬声器中间形成一个清晰的中央声像。如果不坐在对称的位置，就有严重的问题。如果不坐在对称的位置的话，想象一下你会听到什么，由于你非常轻微地向着对称轴的左边和右边倾斜：噪声的音色会改变。你坐得离扬声器越近，直达声场越强，这种变化就越明显。在没有反射的房间里，这种现象也会更明显。事实上，只要听最枯燥无聊的声音，就有可能找到确切的最佳听音位。即使稍微向左或向右离开最佳听音位，音色也会变化。通过聆听音色变化来找到最佳听音位要比通过判断中央声像何时精确定位在中央声像应该在的位置上更加准确。音箱系统以及配置没有任何问题；这就是立体声，因为它本身是：有先天缺陷的。

传统的2.0声道，对于给定的声场摆位，只能通过改变房间处理的方式改变反射声，然而即便如此，也并不能从根本上改变反射声的延迟，反射声的延迟受到房间本身尺寸的制约。因为立体声音箱系统的侧墙反射声的延迟，实际上是声音经过侧墙反射的几何路径减去直达声的距离，再除以声波在空气中的传播速度。

而对于多声道音箱系统。侧墙反射声可以由侧面的环绕声道音箱通过电子延迟的方式或者录音音轨的方式产生。进而可以在相对较小的空间内实现更大空间声源的回放。例如在30平米左右的房间回放音乐厅的声音，至少比2.0系统要好很多。所谓电子延迟，也就是DSP前级中环绕声道的延迟以及各种算法。而所谓录音音轨，则是录音中，在环绕声道添加反射声效果。多声道音乐并不是乐器从侧方和后方发出。这和电影节目源是两回事。是侧方和后方回放残缺的反射声场。比如说交响乐中音乐厅的侧向反射声。

而对于天空声道，则可以更精确的还原天花板对于声音的反射。可以在较小的空间内还原音乐厅与歌剧院的竖直方向的反射声。

只不过目前天空声道对于音乐回放而言依旧比较小众，很少有人能接触到，市面上也很少有面向普通消费者的算法和解决方案。搭载哈曼QLS 3D算法的示范房间的天空声道我倒是调过，并且听过很多音乐，对音乐厅剧院等中大型建筑三维声场的还原，相比立体声系统就是降维打击。

所以，综上所述。2.0的立体声音箱系统相比于其他几种系统而言没有任何优势。可能唯一的优势是立体声HiFi系统比较便宜。因为要达到相同音质效果，就意味着要采用相同的音箱或相似音质的音箱。用劣质的中置、环绕音箱谈论这个问题是没有意义的。7声道的音箱成本就是立体声的3.5倍。并且还要再考虑低音炮的额外支出。当然，2.0的HiFi系统靠玄学忽悠人而卖高价就另当别论了。与此同时，多声道系统更复杂，并且需要更大的空间摆放更多的音箱。

我自己就在采用多声道的音箱系统，我之前一个美国同事，家中也采用多声道SACD系统。

而人有两个耳朵所以立体声更HiFi，是纯粹想当然的很荒谬的说法。像耳机或者VR这样的设备，只不过是因为其可穿戴属性必须做成对应器官的数量，耳机如果做成三只或者四只根本带不上，但不代表立体声是好的。音乐发行商仍然主要发行立体声也不是因为立体声有什么优势，而是因为市面上保有的大多数音乐回放设备是类似于手机、笔记本电脑、平板电脑、耳机之类的立体声系统。实际上不论是民用还是专业领域，立体声都只是能够回放一定soundstage的最廉价解决方案。

高端的家庭影院系统，事实上在音乐回放中也会比立体声HiFi系统效果更好。或者换一个角度去理解，高端的多声道系统，不论是音乐表现还是电影表现，都要比立体声系统更好。