PA系統可以容許多長的延遲而不被聆聽者察覺? 不同的應用場合可以容許多少延遲率? 延遲率低一定比較好嗎?打從數位音頻技術第一次被運用,延遲率就一直是被討論的話題了。
如同一般Audio器材上的參數多可量化,延遲率反倒被過多不明確的行銷術語所包裝,比如low、ultra-low、imperceptible無法察覺、near-zero等。為了揭開這層神秘面紗,我們回頭來看看延遲率的數字、從文字上來理解它。
Latency延遲率代表一個器材從輸入訊號、處理、輸出訊號所需要的時間,換句話說,就是訊號通過這個器材或系統所需要的時間。如果器材本身具有類比輸出入介面,這通常包括輸入端會有的類比-數位轉換、訊號路徑上執行的處理程序、還有輸出端會有的數位-類比轉換等。
如果器材具有數位輸出入介面則會稍稍複雜些,雖然省卻了類比介面需要的前後端AD/DA轉換步驟與延遲,多出的是數位格式間傳輸的延遲率。器材的延遲通常以ms毫秒來表示,亦即1/1000秒為單位(在Audio處理用的Plugin則通常以sample來當成延遲率的單位)。不喜歡數學的人也請放心,只要使用簡單的加法,我們就能計算出信號路徑上的延遲率總和。
筆者也利用了Excel軟體,把在任職公司九太常使用的器材之Latency列表、以便能快速地加總,得出參考數據來,讓使用者能即時獲知系統的訊號路徑是否有過度延遲的問題。
公式內、每個環節都設計了下拉選單,並會自動導出器材的基本延遲率,操作上很容易。
不同的情境
不同的情境下我們可以容許到多少的延遲率? 為求瞭解,我們需要討論一下聲波於空間傳導上,會產生的延遲 -- 也就是聲波在空氣間傳導所需的時間。聲波是以大約340公尺/每秒的速度在空氣中傳導、或是34公分/每ms(溫度15℃下),這速率會稍稍受到空間的溫、濕度所影響。
因此,在典型的中型場地,套鼓或樂器擴大器的直射音、要跨過舞台前緣進入觀眾區,約需要15 - 20ms的時間。這代表我們進行FOH系統混音、並透過PA器材輸出訊號、系統通過信號路徑所產生延遲率,應該有一定程度是可以被接受的。
反觀舞台上的樂手,他們泰半與演奏的樂器距離很近,能接受的延遲率相對低很多。歌手則因為歌聲透過骨傳導、本人幾乎是即時就聽到了,延遲率的容許度更是嚴苛。
衡量監聽系統的延遲率,通常來說,從輸入端點、經過控台、處理器、再傳送到舞台上地板監聽或是IEM,一般都會建議不要超過5ms。
數位無線系統、即使是備受推崇的品牌,也會產生令人驚訝的延遲率。Shure的SLX-D無線Mic系統會產生3.2ms的延遲,也就是說,同在監聽系統路徑上的其他器材、為了不超出5ms的總和、可容許的延遲率空間變得非常的小。就算改採用Shure旗艦級的Axient數位系統,仍舊會產生2ms的延遲,因此花更多的錢換高階的系統,或許能有更好的延遲率表現,但並非能為你爭取多很多的時間。
如上列公式的試算,在Monitor系統上使用SLX-D無線系統後,如果控台也使用數位控台的CL,後端的器材不管怎麼節省、搭配,其實多半都會超過5ms的延遲率,讓系統的選擇變得很侷限。
如上,若改用Axient無線系統、加上控台改採PM10跑96kHz,則的確可以空出一些空間、讓後端器材能有選擇。傳輸直接使用PM10的TwinLANe系統,擴大器使用Nexo的NXAmp4x4等。只是系統的整體預算就會提高非常多。這也是大部分吉他手的無線傳輸系統、或是IEM系統上,類比的無線傳輸仍舊被大量採用的原因,CP值罷。
如果使用單純使用IEM(假定是Shure的PSM1000),則延遲率上仍可以符合5ms的建議值。但如果再搭配Aviom、並採用D800採Dante迴路,就會稍稍超出0.5ms的延遲率了。
從最基本的系統骨幹--傳輸系統來看,由於類比訊號透過銅導線傳導,而電氣訊號的速度約為光速的2/3,換句話說,類比傳輸系統是以Zero Latency的延遲率在傳輸。也就是說,整個訊號傳輸的路徑上,類比的程序完全沒問題,它們並不帶來延遲率。
一旦移動到數位傳輸系統上則變複雜的多。不同的數位編碼方式有自己獨特的〝資料打包〞方式、延遲率也各自不同。
舉例而言,Midas / Behringer品牌使用的AES50傳輸系統,基本延遲率是0.063ms,這在數位傳輸系統上是相當低的。而利用IP模式的數位傳輸系統則延遲率相對稍高,因為必須依照電腦網路的規範來進行。以Dante為例,系統的預設延遲率是1ms,但可以依應用的方式加以調整(可調範圍為0.15ms到5ms)。
接收、處理、傳送
我們已經理解類比、數位傳輸系統本身的速度非常快,我們進一步來探討其間連結的器材,包括接收、處理、傳送的單元。
類比的控台、外接處理器、擴大器、或甚至無線傳輸系統,可以即時的執行它們被賦予的工作,不過一旦改用數位系統後,這句話就變的不一定了。例如,看似萬能的平價數位控台Behringer X32,會產生0.83ms的延遲率(從類比IN到類比OUT、48kHz下)。如果採用Allen&Heath的SQ或是Avantis的控台,則會有0.7ms的延遲。
如果再附加上控台與Stage I/O間的傳輸,絕大部分現代的數位控台系統應該都可以維持2ms以下的整體延遲率。這代表我們應該都可以在不使用其他外掛處理器、Plug-in情形下,維持夠低的延遲率來應付任何的混音需求,即使是用入門款的混音控台。
但如果你想用的不只是控台跟Stage I/O呢? 類比的外掛處理器在今日仍被很多Engineer所愛用,如果以Insert I/O的方式來掛載到數位控台系統,想當然會需要通過額外的D/A與A/D轉換。Waves的外掛處理系統也是很多人喜歡採用的,一般數位控台透過SoundGrid I/O連接到Waves Server的迴路會帶來約1ms的延遲,但問題比較大的,通常是裡面使用的Plugin,其延遲率往往會加倍、或更大。
除了SoundGrid I/O系統,還有幾個路徑上可能需考慮的轉換機制會帶來甚至更長的延遲率。很多Engineer會使用輸出處理器,譬如很多人愛用的Lake LM處理器,像LM44則會添加1ms的延遲。更甚者,很多新一代的喇叭系統或是擴大器都配置有原廠的處理元件,這些也都會提升數個ms的延遲於路徑上。
一般來說,FOH系統可以容許的路徑延遲率、遠比監聽系統來的長許多。可以這樣說,只要不慢於音源直射音通過舞台前緣的時間就可以了(假定你的PA喇叭系統是置於舞台前緣)。我們無法在音源直射音加delay、拖慢它,只能想辦法讓PA喇叭輸出訊號與它差不多時間了。
假定演出場地的溫度是24℃、而表演是在一個稍深的舞台上進行,大部分直射音壓稍大的音源(套鼓、樂器音箱)離舞台前緣約10米,則計算出來直射音的延遲約28.95ms。
這就給予FOH系統有較大的容許路徑延遲率了。假定我們使用了SLX-D的無線系統,還用了CL5控台、加掛Waves與內建的Plugin(假定產生5ms的延遲率),並使用了LM44處理器、Dante系統傳輸,擴大器用Yamaha新款的PC-D等。計算下來的路徑延遲率約15.4ms,離預估的音源直射音延遲還有一段距離,我們可能還需要在輸出加delay來配合直射音的到達時間呢!
到此,我們可以下一個有用的結論:市場上有聲譽品牌的Audio器材泰半都能有可接受的低延遲率,在簡單路徑的使用狀況下基本上不會遇到問題。在大型場地執行FOH的混音,即便使用較複雜的信號串接路徑,執行上也不太會導致大問題。然而在監聽系統應用上,則要盡可能避免太複雜的串接路徑。
如果系統的延遲率有問題,降低在路徑上的串接器材數量、採用較適當的工具遠比花錢升級到更高階的器材,要來的有成本效益些呢!
Humphrey T
是時候拋棄你的類比信號線了嗎?
筆者在2019年的Infocomm秀展上,參訪Audinate攤位首次公開發表Dante As Software的理念,會場上並且有三個品牌為這個理念撐腰:QSC、Analogue Device、Zoom。這個發表最重要的觀念就是希望能打破廠商原本要加入到Dante的世界、必須藉由硬體(晶片)的藩籬。
經過幾年的推展,在去年2021年陸續有廠商的量產產品推出,包括像前幾篇文章內介紹到的QSC Core110f就是其中的代表。
Dante系統能夠快速地竄起、掌握整個市場,主要就是憑借系統容易操控、就連加盟廠商也一樣很容易生產相容硬體。藉由Audinate提供不同的晶片,廠商可以據其所需的ch數量來挑選適當晶片,加上其他的搭配硬體、電路、外殼,便可以很快地推出相容產品,Dante系統就在這種簡單而極具效率的架構下,快速地累積、建立起一個無人能敵的生態系統。
Audinate原本就推出的Dante軟體,像Dante Virtual Soundcard與Dante Via,也在業界有一定的口碑,不過這兩套系統與現在的Dante As Software,在層面上有所不同。
DVS與Via屬於系統層的軟體。掛載在電腦作業系統下,讓電腦可以透過軟體來虛擬成Dante的器材。因此電腦作業系統僅會有一個DVS或Via來執行Dante信號的傳遞接收,甚至一台電腦上DVS與Via是無法同時運作的。
Dante As Software包括兩種新的軟體概念:
1. Dante Application Library。這是屬於應用層的軟體。讓Dante系統變成是與應用程式緊密結合、專屬的軟體型界面,多個應用程式可以各自擁有獨立的Dante傳輸界面、彼此不相互干擾。雖然固定為48kHz取樣頻率,但其優勢仍舊突出。
特性:
a. 相容於Win、Mac OSX
b. 最多32 x 32 ch雙向傳輸、48kHz
c. 最小5ms Latency
d. 可以在同一電腦上允許多個Dante軟體界面存在
e. 與所有Dante系統的軟硬體相容,包括DVS、Via、Controller等
Zoom Video Communications將採用Dante Application Library應用在視訊會議系統上
2. Dante Embedded Platform。主要是嵌入式系統,能夠結合在輕便架構ARM處理器、執行Linux的硬體或甚至是強大的x86處理器的硬體上。這讓AV產業裡原本以低成本、便捷取向的產品,不用像從前因為加計了以傳輸Dante ch數來計算的硬體晶片成本、因而造成生產成本的大幅提昇。嵌入式系統讓生產廠商更容易在預算內整合到原本的、小型ARM架構到大型x86架構的產品上,設計上也能整合大量的傳輸ch、或是可控制的低延遲系統。
特性:
a. 最多128 x 128 ch雙向傳輸
b. 預設48kHz、最高192kHz
c. 最低1ms Latency(Reference Design)、典型採用SDK的設計為5ms
d. 支援PTP精準時脈系統
e. 支援Redundant網路系統
f. 與所有Dante系統的軟硬體相容,包括DVS、Via、Controller等
目前QSC已經整合Dante Embedded Platform到Q-Sys產品上。
Analog Device ADI將採用Reference Design的Dante Embedded Platform在ADSP-SC589 DSP + ARM處理器上。
只能說Dante系統在數位音頻網路的領域上,再上一層樓,它的王座更不容易被撼動了!
Humphrey T
L-Acoustics
繼原本的SYVA系列柱狀喇叭,L-Acoustics在五月發表了新的SOKA系列柱狀喇叭與更低調的超低音SB6i。這次的Infocomm展會也做了展出。
SOKA為一米長的身形,使用9個3.5吋單體與3個1吋單體,水平140°、垂直26°不對稱涵蓋角度(向上5°、向下21°)。全頻輸出時音壓可達127dB(低頻延展到70Hz),或使用SPL預設值時音壓更可達130dB(低頻延展到100Hz)。
SOKA使用了COLinear Source技術,讓信號的涵蓋指向性不僅在高頻、也延伸到低頻率,可以延展到250Hz。讓聲音的聆聽上更具一致性。
SB6i為雙6吋的超低音,形體相當低調,但最大音壓114dB、低頻延展可達29Hz。
SB6i可使用多種安裝套件,而且套件具有良好的阻絕避震效果,讓安裝面與喇叭隔離,避免共震。
SB6i與SOKA供貨預定時程如下:
另外,還有一個重點商品,L-ISA系統的另一個版本,Ambiance。
Ambiance建構在L-ISA II的處理器上,透過串列的收音Mic,進一步分析場館本身的聲學特性,結合L-ISA系統,讓Immersive的聲音融合場館的音場成一體、並強化其特性。可以說,Ambiance讓L-Acoustics也踏入主動式音場強化的領域,如同業界的兩個領頭羊,Meyersound的Constellation系統、以及Yamaha的AFC系統。
Ambiance可以將收音進DSP的訊號,再以Early、Cluster、Late 初期反射、擴散、殘響三個階段來分別進行調整與強化,讓音控人員獲致一個既能結合場館原有的聲學特性、又能發揮Immersive效果的最佳表演環境。詳細的功能尚待進一步研究。
另外,L-Acoustics也推出了LA7.16i這台標榜是地表上最先進的擴大器。僅有2U高度、14.5公斤重量下,可以提供16個高瓦數擴大通道。
16個擴大通道,每個通道輸出在8Ω下可達1300W,相當於原本LA12X的鋒值電壓,相當驚人。
LA7.16i相當適合大型系統的安裝使用,由於16通道擴大與高瓦數輸出,一台LA7.16i便可以驅動32支的KIVAⅡ整個陣列系統。
或是4支3音路的K2、或8支X15監聽。
對比原本4通道的擴大器,同樣要提供96個擴大輸出時,LA7.16i僅要6台即可,相當於只要了1/4的Rack空間,節省40%的成本、減少52%的熱能擴散、降低20%的電力消耗、減少14%的待機電力。LA7.16i預定今年秋天就會開始供貨。
如往年,L-Acoustics除了一個主攤位外,還包了一個Demo Room做進一步的細節說明與實際聆聽,今年安排了現場吹奏,以便讓參加的人可以透過現場演奏、實地體驗L-ISA Immersive的效果。
今年L-Acoustics最特別的是,多了一個Tech Tour,邀請對L-Acoustics L-ISA系統有興趣的業界人士,直接參訪今年才剛完工、同樣位於Las Vegas、5000個座席的Resort Wolrd Theatre,這也是全球第一個固定安裝式的L-ISA系統,也是甫於今年4月剛拿到葛萊美獎的Carrie Underwood生平第一次擔任常駐藝人的表演場館。
這套由全球知名的PA硬體商Solotech整合安裝的14.1聲道Immersive系統,配置7串各14支橫跨舞台正上方的K2陣列,加上左右各12支的Kara擔任OutFill,還有兩串各8支中央吊掛的KS28超低音系統。除此外,舞台下方還有24支的KS21超低音,以及舞台上16支的5XT擔任Front Fill。另外還有多支的A10i置放於露台下擔任Delay / Surround功能。一共使用超過200支喇叭。
這是非常難得的機會,可以直接在現場聆聽原廠工程師說明整個系統的配置、工作流程,並可以更進一步體認Immersive系統安裝現地的運作與效果,讓筆者不禁扼腕無法參加這次的Infocomm,真的可惜啊!
d&b的XSL系列線陣列
這是d&b SL系列最新的線陣列喇叭,雙8吋低音單體、3音路的設計。具備80°、120°水平涵蓋兩種類型可選用。
XSL系列承襲SL系列的Full Bandwidth Directivity 全頻寬指向一致性的特性。
一般而言,線陣列喇叭的指向性是重要的參數,讓使用者能預先規劃涵蓋的區域。高頻段通常沒問題,但限於物理特性,一般都無法控制到較低頻段,導致低頻會往四面八方漫射,影響舞台上演出,甚至在戶外場還會造成鄰居對噪音的抗議。
SL系列採用特殊的Cardioid設計理念來控制低頻的指向。除了原本的雙8吋低音,再於箱體側邊多加了6.5吋低音單體,利用類似End Fire Sub Array的設計,有效地讓前方能量疊加、後方低頻能量抵銷。讓指向性控制也能延伸到較低的頻率段。
另一個設計重點就是更有效率的驅動方式。如下圖、相同音壓/頻率響應各系列喇叭所需驅動功率瓦數比較,對比舉世知名的d&b J系列線陣列,KSL系列在相同音壓下(115dB),僅需要不到一半的功率驅動即可。
另外,XSL系列箱體採用ABS聚合物來製作,一方面減少箱體在大音壓下的共震,也讓XSLs能在如此小的體積下、音壓能極大化。
從第一次接觸到Infocomm展會,筆者就很喜歡參訪Infocomm。一個主要原因就是,在這裡,你可以一次看到整個ProAV生態圈的每一個端點的發展、新趨勢,從頭端(信號端輸入、編碼)、中間端(處理、分配)、到尾端(輸出、解碼),Audio / Video / Lighting / Signage / Control等不同領域,它們又是如何進行各種整合,你獲得的不只是產品的訊息,更多的是系統整合的方案與應用。
期待明年六月能夠再次到訪這個盛會!
Humphrey T
Meyersound
集中在幾個產品線上,
小型、4吋單體的MM4XP,111.5dB(M-noise ),80° x 80°涵蓋,利用外接的電源供應器走DC供電
Ultra-X系列的X20
在2019年Infocomm展會推出的Ultra-X40,有在現場聽過其優異效果,這次推出較小型的Ultra-X20,雙5吋低音單體,從窄角度的80° X 50°、到寬角度的110° X 110°,共有三種涵蓋角度可供選用。最大音壓約128dB(M-Noise)。
形體細瘦,加上可選用多種的吊掛周邊,相信在安裝工程上是個不錯的選擇。
另外就是在今年初正式公布、供貨的新旗艦Panther系列線陣列喇叭。
雙12吋的Panther,身形比原本雙15吋的LEO寬度少了近20公分、輕將近30公斤,但Panther仍舊可以輸出146dB的最大音壓(M-Noise),Burst Noise下甚至可以達150dB,更小、更強悍的喇叭系統。
Panther具有3種涵蓋規範可供選用,從110°寬角度、到長射程的80°。
值的一提的是今年4月底在都柏林Croke Park Stadium的Ed Sheeran世界巡演首場演場會,也是Panther系統的世界首演呢!
360度四面台的演出場地,PA公司共準備了212支Panther各種涵蓋規範的喇叭。舞台周圍共吊掛兩圈、14串的Panther擔任主喇叭系統,內圈6串、外圈8串。
AFMG EASE5終於要推出
Ease這套建築聲學模擬分析軟體從90年代推出起,一步步站穩產業界標準的地位。然而Ease4版本改版到現在已經近20年,雖然在多年前的Infocomm展會,AFMG攤位就已經看到Ease5版本的研發訊息,但一直是〝只聞樓梯響、不見人下樓〞,今年的Infocomm展會AFMG終於有比較明確的訊息,也有了初步的介紹。
Ease5的推出最主要的著眼點,是納入如下的新的技術平台,並於其上架構一個新的、更直觀的圖形操控介面。
在建模上採用更直觀、比較趨近現代3D模型軟體的建模方式(比如Sketch Up)。
調整喇叭的參數,比如喇叭間夾角、或是Filter等參數,可以更直覺、相互參照的方式來進行。
在分析聲學參數時,對於各個相關參數的整合,也能有更全面性的概念。
另外就是解決原本Ease4使用者多遭遇到的主要問題,好比整合分散在各功能視窗的檔案、材質資料庫的整合、還有就是建模破洞的檢查與補洞的工作(這個筆者頗有同感,有時候補破洞花的時間比建模還久的多)。
原本Ease4上的功能僅有部分在這次Ease5推出時會加以改版,譬如原本的運算模組、Room Mapping、Ray Tracing等功能在是維持沿用舊版的。等推出後,再持續一步步改版。主要是希望讓舊有的使用者能很快上手新的Ease5。
AFMG預定將在今年底開始Ease5的預購。
Allen&Heath Avantis新韌體V1.2
主要有幾個重點:
改版的RTA功能,包括了提供長達60分鐘歷史記錄的Sonogram分析,
RTA畫面可與PEQ參數畫面套疊,更方便進行調控。
強化的dPack內plug-in功能
像Bus Compressor、Dual Threshold Expander等。
監控所連接的Sennheiser無線器材,可以直接查看像RF強度、電池容量、Audio力度等,或是調整像接收器Gain等參數。
在會場,Allen&Heath也同時推出新的AHM系列矩陣處理器,包括16、32、64三種型號。
Humphrey T
在Yamaha集團工作的28年,筆者參加過相當多次的國外產品秀展,其中美國的Infocomm為數最多、也最久,從2008年到2019年疫情前的參訪,每年都會到訪這個ProAV界最盛大、最重要的秀展。
以往,筆者都會把每年的六月,視為非常重要的個人進修月份。從Infocomm行前的搜尋、閱讀資訊與準備,到展會期間的實地去看、去聆聽、去操控、思考,以及回台後的後續搜尋資料、比對、研究消化等,就是一整個充實的六月。十多年來,每年都相當期待六月的到來。
2020年因疫情取消了原本已經訂好的機票,而Infocomm後來也改成虛擬的線上展會。2021年則是疫情嚴重,早早就取消參加Infocomm。今年2022年秀展再次回到Las Vegas,雖也沒有前往,但花了點時間線上研究一下業界的新產品、新趨勢,把心得分享給大家。
缺席品牌
以Behringer為主的Music Tribe旗下眾多品牌,包括Behringer、Tannoy、甚至Turbo Sound等,都缺席此次展會,不過印象中應該是從2019年就缺席了。
AVID則是今年的展會查不到攤位資訊,應該也是缺席了。疫情的關係,加上眾多品牌都有供貨不足、市場狀況不佳的影響,應該還有很多品牌都未參與。
Yamaha UC
Yamaha攤位是我每年一定參訪的固定位置,但原本每年主力的PA產品 / Nexo產品今年居然缺席了,僅租了一個小攤位,以UC會議系統的產品為主,讓我有點失望。猜想是Yamaha今年因疫情、晶片短缺,不收絕大部分的數位混音座訂單,其他很多PA產品也多嚴重缺貨,所以乾脆不參展了吧!不過,在這麼一個PA界最重要的年度展會上,當同場其他同類型品牌都還是努力展現研發的實力、介紹自己各類型的產品給參觀的業界人士時,個人覺得這樣多少會帶給業界些負面的訊息。
UC攤位以Adecia的會議系統為主體,如下圖的各種周邊。
伴隨著RM-TT桌上型無線Mic的新產品
QSC Q-Sys Collaboration
今年很多品牌都有UC相關的產品(人際溝通、會議相關),QSC也有多款新產品。包括PoE供電的Sound Bar類型的喇叭NL-SB42,
小型的PTZ Camera NC-110,4k鏡頭、PoE供電
同樣具備PoE供電的桌上型、4區域收音的Mic NM-T1
SPA-Q系列擴大器,具備60W x2、60W x4兩款,透過Q-LAN傳輸訊號,都具有2CH的Flex CH(In or Out),讓喇叭輸出的每個端點,還能夠有Local I/O可以使用,這對於工程安裝相當靈活。
Yamaha加入SDVoE聯盟
就在Infocomm展會的次週,雙方公布了這個訊息。
SDVoE是ProAV over IP技術很重要的聯盟,多年前參加Infocomm時都會去參加他們的攤位與講座,Yamaha的加盟,主要是讓自家生產的switch Hub,不會在這個領域缺席。
EAW AC6 Adaptive Column Speaker
在2015年起的Infocomm展會接續推出ANYA、ANNA、OTTO等Adaptive可變投射軸線線陣列喇叭系列後,EAW再於今年展會推出新的Adaptive AC6柱狀喇叭。
稟持Adaptive可變投射軸線的特性,AC6水平有120°涵蓋,垂直涵蓋則因投射軸線可以上下各90°調整而變得非常靈活。
使用了6個6吋、30個0.75吋單體,36個單體均為單獨驅動,透過DSP的連結、運算,讓使用者可以透過EAW的系統模擬控制軟體來決定AC6的涵蓋範圍。AC6在97 x 24 x 24公分的身型、32公斤的重量下,可以提供143dB的強大音壓,著實驚人。
Smaart V9
在這次展會上,Rational Acoustics發佈了這個訊息。
網路上找不太到詳細的介紹,官網上也僅有大略的功能標題。
看起來應該是個大改版,包括測試噪訊、Live IR、量測、運算引擎以及操作界面等都將會有新的風貌。拭目以待了!
Humphrey T