Burmester 3D: อัปเกรดระบบเสียงและภาพของเมอร์เซเดส

เทคโนโลยีลำโพงแบบ 3 มิติของ Burmester สร้างเสียงเชิงพื้นที่ที่ให้ประสบการณ์สมจริงได้อย่างไร

หลักการทำงานของลำโพงแบบ 3 มิติ: การสังเคราะห์สนามคลื่น (Wave Field Synthesis) และการจัดวางไดรเวอร์อย่างแม่นยำ

หัวใจของเทคโนโลยีลำโพง 3 มิติของเบอร์เมสเตอร์อยู่ที่สิ่งที่เรียกว่า 'การสังเคราะห์สนามคลื่นเสียง (Wave Field Synthesis)' ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วทำงานโดยการสร้างสนามเสียงขึ้นใหม่ผ่านการควบคุมอย่างแม่นยำเกี่ยวกับเวลา วิธีการ และความแรงที่คลื่นเสียงแต่ละคลื่นจะกระทบต่อหูของเรา แทนที่จะใช้ระบบเสียงแบบซ้าย-ขวา หรือระบบเสียงรอบทิศทาง (surround sound) แบบดั้งเดิมที่เราคุ้นเคยกันดี ระบบนี้จัดวางไดรเวอร์ที่แตกต่างกันได้สูงสุดถึง 31 ตัวทั่วทั้งพื้นที่ภายในห้องโดยสาร ลองนึกภาพลำโพงขนาดเล็กที่ติดตั้งอยู่สูงเหนือศีรษะผู้โดยสาร ลำโพงขนาดใหญ่กว่าที่ซ่อนอยู่ใกล้เท้าของพวกเขา หรือแม้แต่ลำโพงบางตัวที่ฝังอยู่ภายในเบาะนั่งเอง องค์ประกอบทั้งหมดเหล่านี้ทำงานร่วมกันเพื่อสร้างเสียงที่ให้ความรู้สึกเหมือนมาจากรอบทิศทางใดๆ ก็ได้ภายในพื้นที่ห้องโดยสาร — บางครั้งเสียงดังขึ้นจากด้านบนศีรษะผู้คน บางครั้งก็ดังขึ้นจากใต้เบาะนั่งของพวกเขา หรือแม้แต่จากช่องว่างระหว่างผู้โดยสารสองคนที่นั่งเคียงข้างกัน การแพร่กระจายของเสียงในแนวตั้งนี้เกิดจากการประสานงานอย่างลงตัวของทวีตเตอร์และมิดเรนจ์สปีกเกอร์ที่ปรับจังหวะเวลาอย่างแม่นยำ ขณะที่การประมวลผลสัญญาณดิจิทัลขั้นสูง (DSP) ปรับเปลี่ยนความต่างของจังหวะเวลา (timing differences) ระหว่างไดรเวอร์ต่างๆ อย่างต่อเนื่อง จนละเอียดถึงเศษส่วนของมิลลิวินาที ด้วยระดับความแม่นยำเช่นนี้ ระบบจึงสามารถใช้หลักการของการได้ยินตามธรรมชาติของมนุษย์ที่อาศัยการรับฟังด้วยหูทั้งสองข้างร่วมกัน เพื่อหลอกสมองของเราให้รับรู้ไม่เพียงแต่ทิศทางที่เสียงมาจาก แต่ยังรวมถึงระยะห่างของแหล่งกำเนิดเสียงนั้นด้วย รวมทั้งทิศทางที่เสียงกำลังเคลื่อนที่ไปด้วย ผลลัพธ์ที่ได้คือประสบการณ์การรับฟังที่ดื่มด่ำอย่างยิ่ง จนรู้สึกได้ว่าลำโพงทั้งหมดนั้นหายไปอย่างสิ้นเชิง

ผลจริงในโลกแห่งความเป็นจริง: การรับรู้ความสูง ความลึก และการเคลื่อนไหวภายในห้องโดยสาร

สิ่งที่เราได้รับคือประสบการณ์เสียงแบบสามมิติที่ดื่มด่ำอย่างแท้จริง ซึ่งเสียงฝนดูเหมือนจะตกลงมาผ่านกระจกหลังคาแบบพาโนรามาจริงๆ แม้แต่เสียงเครื่องสายก็ถูกจัดวางให้อยู่ในตำแหน่งต่างๆ ตามแนวตั้งอีกด้วย — เสียงไวโอลินอยู่ใกล้หูเราโดยตรง ในขณะที่เสียงเชลโล่ถูกวางไว้ด้านล่างและด้านหลังเรา แม้แต่เสียงเฮลิคอปเตอร์อันยิ่งใหญ่แบบภาพยนตร์ก็เคลื่อนผ่านจากพื้นขึ้นไปถึงเพดานอย่างลื่นไหลราวกับกำลังบินวนรอบภายในห้องโดยสารเองทั้งหมด เอฟเฟกต์เชิงพื้นที่ที่น่าทึ่งเหล่านี้ทั้งหมดเกิดขึ้นจากเทคโนโลยีการจำลอง HRTF พิเศษของแบรนด์ Burmester ระบบดังกล่าวปรับการทำงานของความถี่ระหว่างหูทั้งสองข้างของเรา และปรับช่วงเวลาที่เสียงมาถึงหูแต่ละข้างให้ต่างกันเล็กน้อย ตามแบบธรรมชาติจริงๆ แต่ถูกนำมาใช้ภายในรถยนต์ ซึ่งเป็นสภาพแวดล้อมที่เสียงสะท้อนกลับอย่างมาก เมื่อมีผู้เข้าร่วมทดสอบนั่งทดลองใช้งานในรถยนต์หลากหลายรุ่น ผลปรากฏว่าส่วนใหญ่ระบุว่าเสียงที่ได้ยินรู้สึกกว้างใหญ่ขึ้นประมาณ 42% เมื่อเทียบกับระบบเสียงแบบรอบทิศทางระดับพรีเมียมทั่วไป ดังนั้นจึงไม่ใช่เพียงแค่เรื่องของความรู้สึกส่วนตัวว่าเสียงนั้นฟังดูดีเพียงอย่างเดียว แต่ยังมีการปรับปรุงที่วัดผลได้จริงในเชิงวิทยาศาสตร์ต่อวิธีที่สมองของเรารับรู้และประมวลผลเสียงเชิงพื้นที่นี้อีกด้วย

เส้นทางการอัปเกรดระบบเสียงเมอร์เซเดส-เบนซ์: การจับคู่ความสามารถของลำโพง 3 มิติให้สอดคล้องกับรุ่นรถของคุณ

การพัฒนาตามระดับตกแต่ง (Trim): จากระบบลำโพง 3 มิติระดับ Stage A (C-Class) ไปจนถึงระดับ Reference (S-Class/Maybach)

เมอร์เซเดส-เบนซ์ จัดระบบเทคโนโลยีเสียงแบบ 3 มิติของตนให้สอดคล้องกับรุ่นรถยนต์และระดับอุปกรณ์ตกแต่งที่แตกต่างกัน สำหรับรุ่นเริ่มต้น เราจะพบระบบ Stage A ในรถเมอร์เซเดส-เบนซ์ ซี-คลาส รุ่นพื้นฐาน ซึ่งระบบนี้ให้คุณภาพเสียงแบบรอบทิศทางที่ดีพอใช้ได้ โดยมีลำโพงประมาณ 10–12 ตัว และการประมวลผลสัญญาณดิจิทัลขั้นพื้นฐานบางประการ อย่างไรก็ตาม ระบบนี้ไม่มีช่องสัญญาณแนวตั้ง (vertical channels) รวมทั้งฟีเจอร์ขั้นสูงอย่างการสังเคราะห์สนามคลื่น (wave field synthesis) ด้วย เมื่อเลื่อนขึ้นไปยังระดับกลาง รถรุ่น อี-คลาส และ จี-คลาส มักมาพร้อมระบบ Stage B ซึ่งประกอบด้วยลำโพง 12–16 ตัว ระบบนี้ใช้อุปกรณ์ขยายสัญญาณที่ดีกว่า และเริ่มเพิ่มช่องสัญญาณเหนือศีรษะ (overhead channels) ที่เคยมีในรุ่นก่อนหน้า ส่วนระบบระดับ Reference ซึ่งเป็นระบบระดับพรีเมียมสูงสุดนั้น ถูกสงวนไว้เฉพาะสำหรับรถรุ่น เอส-คลาส, EQS และ เมย์บัคห์ เท่านั้น ระบบนี้ประกอบด้วยลำโพงถึง 31 ตัว พร้อมลำโพงติดตั้งบนเพดานโดยเฉพาะ การสั่นสะเทือนของเบาะนั่ง และแอมพลิฟายเออร์หลายช่องสัญญาณที่มีกำลังสูงถึง 1750 วัตต์ สิ่งที่ทำให้ระบบนี้โดดเด่นอย่างแท้จริงคือ ระบบ Reference เท่านั้นที่มีการปรับสมดุลเสียงแบบอะคูสติก (acoustic compensation) ที่ปรับตั้งค่าไว้จากโรงงาน ซึ่งคำนึงถึงปัจจัยทั้งหมด ตั้งแต่รูปร่างของห้องโดยสารที่ส่งผลต่อการกระจายคลื่นเสียง วัสดุที่ใช้ดูดซับเสียงรบกวน ไปจนถึงการสั่นสะเทือนของตัวรถเอง เพื่อให้มั่นใจว่าคุณภาพเสียงจะคงความแม่นยำในเชิงพื้นที่อย่างสมบูรณ์แบบ โดยไม่จำเป็นต้องให้ผู้ขับขี่ทำการปรับแต่งใดๆ เพิ่มเติม

ความคุ้มค่าในการติดตั้งอุปกรณ์เสริม: เมื่อใดและเหตุใดจึงควรเปลี่ยนลำโพงแบบ 3 มิติแบบเต็มรูปแบบ

การติดตั้งลำโพง Burmester 3D แบบครบวงจรนอกเหนือจากสิ่งที่โรงงานจัดมาให้นั้นโดยทั่วไปแล้วไม่สามารถทำได้ผลลัพธ์ที่ดีนักในทางปฏิบัติ ระบบดังกล่าวขึ้นอยู่กับเครือข่ายไฟเบอร์ออปติกแบบ MOST พิเศษของเมอร์เซเดส-เบนซ์ ซอฟต์แวร์เฟิร์มแวร์ DSP ที่ออกแบบเฉพาะสำหรับแต่ละรุ่นของรถยนต์ และแอมพลิฟายเออร์เหล่านี้จะต้องสอดคล้องกับลำโพงอย่างแม่นยำ—ซึ่งสิ่งเหล่านี้ทั้งหมดไม่มีจำหน่ายให้ผู้ติดตั้งทั่วไป และไม่มีเอกสารใดๆ ที่เปิดเผยต่อสาธารณะ เมื่อผู้คนพยายามติดตั้งระบบเหล่านี้เพิ่มเติมเอง มักจะต้องเปลี่ยนชิ้นส่วนเกือบทั้งหมด ได้แก่ เครื่องเล่นหน้าจอ (head unit) สายไฟทั้งหมด โมดูลแอมพลิฟายเออร์ รวมถึงโครงยึดแบบพิเศษสำหรับติดตั้งลำโพง ค่าใช้จ่ายมักสูงกว่า 15,000 ดอลลาร์สหรัฐฯ และยังไม่มีหลักประกันว่าช่องเสียงแนวตั้ง (height channels) จะสามารถแยกสัญญาณได้อย่างถูกต้อง หรือรักษาค่าการปรับเทียบ (calibration) ไว้ได้อย่างสม่ำเสมอตามระยะเวลาที่ใช้งาน อย่างไรก็ตาม ยังมีตัวเลือกการอัปเกรดที่ชาญฉลาดบางประการให้เลือก สำหรับเจ้าของรถรุ่น E Class และ G Class ที่มีตำแหน่งติดตั้งลำโพงบนเพดานอยู่แล้ว อาจสามารถเพิ่มทวีตเตอร์ทรงโดมที่เข้ากันได้กับชิ้นส่วน OEM ได้ และรับบริการปรับแต่ง DSP ผ่านศูนย์บริการ Burmester อย่างเป็นทางการ ส่วนรุ่นเก่าที่ผลิตก่อนปี 2020 ซึ่งไม่มีความสามารถในการสร้างเสียงแบบ 3D ภายในตัว การเปลี่ยนลำโพงแบบ component ธรรมดา การติดตั้งซับวูฟเฟอร์คุณภาพสูงที่มีการเคลื่อนที่ (excursion) มาก และการใช้ระบบแก้ไขคุณภาพเสียงห้องแบบหลายแถบความถี่ (multiband room correction) นั้นสามารถสร้างความแตกต่างที่สังเกตเห็นได้จริง ทั้งหมดนี้ส่งผลให้คุณภาพเสียงดีขึ้นอย่างแท้จริง โดยระดับความดังของเสียงสามารถสูงถึงมากกว่า 105 เดซิเบล ในขณะที่ยังคงควบคุมค่าการบิดเบือน (distortion) ให้อยู่ต่ำกว่า 1% ทั้งหมดนี้โดยไม่ทำลายหลักการออกแบบระบบเสียงดั้งเดิมของรถยนต์

การปรับแต่งและแก้ไขปัญหาประสบการณ์เสียงแบบ 3 มิติจากลำโพง Burmester

ข้อจำกัดด้านอะคูสติกภายในห้องโดยสารและกลยุทธ์การชดเชยด้วยซอฟต์แวร์

พื้นที่ภายในรถยนต์สร้างความยากลำบากอย่างแท้จริงในการบรรลุคุณภาพเสียงแบบมิติเชิงพื้นที่ เนื่องจากพื้นผิวกระจกและโลหะทำให้คลื่นเสียงสะท้อนกลับไปมาอย่างมาก ส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์การสะท้อนก่อนเวลา (early reflections) ซึ่งเราต่างรู้จักกันดีอยู่แล้ว รูปร่างที่แปลกประหลาดภายในรถยังก่อให้เกิดคลื่นนิ่ง (standing waves) ซึ่งรบกวนการรับรู้เสียงอีกด้วย ยิ่งไปกว่านั้น วัสดุต่าง ๆ เช่น ที่นั่งหนังและพรม ก็ดูดซับความถี่ย่านกลาง (midrange frequencies) อย่างไม่สม่ำเสมอ ซึ่งแตกต่างกันไปตามรุ่นของยานพาหนะแต่ละแบบ ปัจจัยทั้งหมดเหล่านี้รวมกันทำให้การระบุตำแหน่งแหล่งกำเนิดเสียงอย่างแม่นยำ (accurate sound localization) และการสร้างภาพเสียงที่มั่นคง (stable imaging) เป็นเรื่องยากอย่างยิ่งที่จะบรรลุได้อย่างสม่ำเสมอ สิ่งที่ทำให้ Burmester แตกต่างออกไปคือ โซลูชันการประมวลผลสัญญาณดิจิทัล (digital signal processing) ของพวกเขา แทนที่จะอาศัยการเพิ่มฮาร์ดแวร์เสริมซึ่งจะทำให้ระบบซับซ้อนยิ่งขึ้น Burmester ได้พัฒนาซอฟต์แวร์สองชั้นขึ้นมาอย่างละเอียดรอบคอบ โดยออกแบบมาเฉพาะเพื่อจัดการกับปัญหาอะคูสติกเฉพาะภายในห้องโดยสารอย่างตรงจุด

• การหน่วงสัญญาณอย่างแม่นยำ ชดเชยระยะห่างที่ไม่สมมาตรระหว่างลำโพงโดยการหน่วงสัญญาณออกจากลำโพงที่อยู่ใกล้ผู้ฟังมากกว่า—เพื่อให้คลื่นเสียงทั้งหมดมาบรรจบกันที่หูของผู้ฟังพร้อมกัน
• การปรับสมดุลความถี่แบบปรับตัวตามแถบความถี่ (Adaptive Multiband Equalization) ปรับแก้ความไม่สมดุลของความถี่แบบไดนามิก—ตัวอย่างเช่น เพิ่มพลังงานในย่านความถี่ 300–500 เฮิร์ตซ์ ซึ่งถูกลดทอนโดยเบาะนั่งผ้า ขณะเดียวกันก็ลดพีคที่ความถี่ 2 กิโลเฮิร์ตซ์ ซึ่งเกิดจากการสะท้อนของกระจกหน้ารถ

การจำลองทางอะคูสติกแบบเรียลไทม์นี้เปลี่ยนห้องโดยสารจากพื้นที่ที่มีคุณสมบัติทางเสียงไม่เอื้ออำนวย ให้กลายเป็นสภาพแวดล้อมการรับฟังที่ออกแบบและปรับแต่งมาอย่างเฉพาะเจาะจง—รักษาความละเอียดเชิงพื้นที่ไว้โดยไม่จำเป็นต้องปรับเปลี่ยนโครงสร้างทางกายภาพ

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับการปรับเทียบ: ตำแหน่งที่นั่ง การปรับแต่ง DSP และข้อกำหนดของรูปแบบแหล่งสัญญาณ

การดำรงไว้ซึ่งประสบการณ์สามมิติที่สมบูรณ์แบบต้องอาศัยการจัดแนวที่สอดคล้องกันระหว่างฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ และเนื้อหา:

หลีกเลี่ยงการจำกัดสัญญาณอย่างรุนแรงระหว่างการเล่น: จำกัดค่าพีคเอาต์พุตไว้ที่ 85% ของค่า RMS ที่ระบุสำหรับลำโพง เพื่อรักษาพื้นที่สำหรับไดนามิก (dynamic headroom) และป้องกันไม่ให้เกิดการล้มสลายของมิติเชิงพื้นที่อันเนื่องมาจากการบิดเบือนสัญญาณ