HEAD助力声品质--Porsche好声音

他们的工作，就是让 Porsche 发出 Porsche 的声音。我们此次专程拜访了位于魏斯阿赫研发中心声音实验室的声效大师们。


这是一个特殊的声音实验室。墙壁铺设了灰色的楔型隔音材料，房间中央的滚动试验台上停放着一辆桃红木金属色的 911，其前方设置有一台看上去就像是超大型麦克风的声音相机。这就是 Porsche 声效设计师们的舞台。

魏斯阿赫声音实验室的“总指挥”伯恩哈特•费弗林博士（Dr. Bernhard Pfäfflin）主管振动技术和声音研发部，Porsche 声效的研发正是由他和他的团队负责。在这个半消声实验室内，发声源发出的声响不会产生回音。所记录下来的数据会保存在数采中。


声效主管伯恩哈特•费弗林博士可以清晰地分辨出 911 发出的声音

水平对置发动机尖锐的吸气声、渐强的气门声，还有排气装置发出的轰鸣声，这些声迹都可以通过电脑混合在一起，并重新进行调音，就像在音乐工作室录音一样。每当有新款车型推出，在原型车测试之前，声效专家们就知道它该如何发声。如今的噪音规范越来越严格，汽车的声效必须不断地进行改良。对他们来说，最大的挑战在于如何在保证低水平的汽车外部噪声的同时，使内部的声音能清楚地反映 Porsche 驱动装置的工作状态。为此，魏斯阿赫的声效工程师们奉献着他们的全部热情与才华。

其实声效设计（Sound Design）这一说法还是有一定的误导性。因为人们会认为汽车发出的声音是可以设计的，甚至能像乐队一样演奏。然而，Porsche 发动机发出的音乐是不能人工合成的，完全来自原声。费弗林博士强调说：“我们要做的是如何将现有的声音更好地体现出它的优点。对于那些能够代表发动机特性的声音，我们就会适当地加以强化，或者过滤掉一部分，比如那种破坏整体和谐的尖锐高音。”

那部由德国著名物理学家赫尔曼•路德维希•费迪南德•冯•亥姆霍兹（Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz）在 150 多年前创作的声学巨作至今影响甚大，在声效专家中间流传着这样一句话：“掌握了亥姆霍兹，就能够掌控声音”。多年来，亥姆霍兹共鸣器帮助每一辆 Porsche 找到了属于自己的好声音。亥姆霍兹共鸣器是进气系统中的小盒子，它可以通过电控活门，根据负载和转数变化来改变声音，原理和萨克斯风上的按键相似。但有一条铁律绝不容触犯，那就是既不能以降低性能和扭矩为代价，也不能增加车重。“这是 Porsche 的一贯原则。当然，好的声效非常重要，但性能永远是排在第一位的”，费弗林博士解释道。

为了避免记录声音的过程中受到其他噪音的影响，隔音墙壁可以吸收杂音

另外，还有一个系统对工程师们模拟不同场景的声音帮助很大，那就是声浪传导系统。它不能简单被理解为一个扩音器，而更像是一个声浪导管，它由一根塑料导管与气密的膜片组成。导管与进气歧管相连，从而将发动机舱的声浪传到驾驶舱内。很多驾驶者对声音的喜好不同，现在，他们可以通过阀门和作用原理类似人类鼓膜的膜片来选择适合自己的声音。

在实际操作中，当驾驶者按下中间底槽上的 Sport 按键时，变速箱、发动机和底盘就会立即做出反应，声浪传导系统和亥姆霍兹共鸣器的阀门也会全部打开。这样一来，驾驶者就能享受到加强版的 Porsche 声音。如果想要安静一些，驾驶者可以转换到舒适模式，这样在行驶中车内就会变得非常安静。

声效的品质从一方面可以提升驾驶乐趣，另一方面还能更好、更直接地感觉到汽车此时的状态，比如驱动、加速度和车速等特性，而最关键的点在于精准的记录分离、强化与合成声效品质。费弗林博士也认为这很重要：“驾驶者能够更清楚地了解汽车的行驶状态。尤其是 Porsche的加速和制动性能非常出色，因此汽车的驱动状态变化会非常快。此时，我们专门研发的声效就可以帮助驾驶者做出判断，从而进行准确的操作。”


来自HEAD acoustics的专业人工头数据采集系统用于声品质分析

这样一来，驾驶者就能够对诸如汽车的加速度如何这样的问题了然于胸了。一辆过于安静的汽车，我们声效工程师把它称为“分离”，可能会导致驾驶者低估车速。这就是为什么很多驾驶者在车速已经达到 200 km／h 时仍然感觉速度很慢。这不仅有超速的风险，在汽车驶离高速公路进入岔口时，弯道通常都比较窄，这时如果车速过快会很危险。因此，如果有辅助提示，那么对驾驶者预判车速就要容易得多。而对于高度“分离”的安静汽车，驾驶者只能依靠仪表盘上的抽象信号来判断车速，从而容易导致对车速的解读错误。

声效工程师的主要工作之一就是要过滤混乱的噪音。伯恩哈特•穆勒（Bernd Müller）是 Carrera 车系的声效设计师，他介绍说：“夸张一点儿说，一台发动机的声音在初始阶段就像好几台机油泵同时工作一样。”Porsche 有各种不同型号的发动机，它们在原型车阶段就已经能够唱出悦耳的歌声了，听起来是那么的和谐。“对我们来说，就是要过滤掉那些影响驾驶感受的噪音。”


副驾驶人工头更加精准地模拟车内真人的人耳听觉系统并记录声音

举个例子，如果想要气门推杆驱动的声音变小，声效专家们研发了一种波纹状的气门盖。另外，转向装置的伺服电动机、空调、雨刷器驱动等，都与行驶中汽车的操控无关，所以应尽可能减小它们的声音。

这也就不难猜测，为什么后置和中置发动机的 911 车系以及 Boxster／Cayman 对声效专家们来说要比前置发动机车型更容易处理。专家们改变了水平对置发动机原本尖锐的声音，使其听上去更加动感，颇有一点赛车的味道。“Cayenne、Panamera 还有 Macan，这几款车型的发动机和驾驶者之间的距离比较远。但我们的工作原则始终不变，就是要让驾驶者听到发动机的状态。所以我们有一句座右铭：如果驾驶者能更好、更清楚地感受到发动机的运转情况，驾驶就会变得更轻松，更愉快，” 费弗林博士解释道。

人工合成的声音以及用扩音器放大驱动的声音是决不允许的。这就如同德国啤酒酿造纯净法中所规定的那样，绝对禁止加入人工香精和添加剂，都是一样的道理。纯粹的 Porsche，才是我们所一直追求的。
（本文略有删减，原文摘自https://www.porsche.cn/china/zh/aboutporsche/christophorusmagazine/archive/369/articleoverview/article06/）