Η ηχητική φιλοσοφία της Audi για ακουστική αρμονία στο αυτοκίνητο

Για την Audi, ο ήχος του ηχοσυστήματος είναι από τα κεντρικά χαρακτηριστικά της ποιότητας. Πρέπει να είναι φυσικός, υψηλής πιστότητας και απόλυτα προσαρμοσμένος σε κάθε μοντέλο.

Η μάρκα από το Ίνγκολσταντ θεωρεί τον ήχο και γενικότερα την ακουστική κάτι πολύ περισσότερο από απλή ψυχαγωγία. Οδηγός και επιβάτες, επιθυμούν ένα περιβάλλον ήχου που τους ενθουσιάζει, τους ευχαριστεί και ταυτόχρονα τους εμπνέει. Ένας ακουστικός χώρος χωρίς ενοχλητικούς θόρυβους στο παρασκήνιο, με ηχητικά σήματα ενημέρωσης, κινδύνου/προειδοποίησης ή πληροφόρησης που συνυπάρχουν αρμονικά, παράλληλα με διακριτικούς ήχους ενεργοποίησης. Ο Dr. Tobias Gründl, επικεφαλής του τμήματος ανάπτυξης ήχου και ακουστικής της Audi, μοιράζεται τη φιλοσοφία της μάρκας για την ηχητική απόλαυση σε ένα μοντέλο Audi.

Ποιους θόρυβους αντιλαμβάνονται οι άνθρωποι στο αυτοκίνητο και από πού προέρχονται;

Το ηχητικό σκηνικό ενός αυτοκινήτου προέρχεται από ένα μείγμα μεγάλου εύρους θορύβων και ήχων. Οι συνηθισμένοι θόρυβοι οδήγησης όπως ο ήχος του κινητήρα και τα ελαστικά που κυλούν στο δρόμο όταν το αυτοκίνητο είναι σε κίνηση, ακούγονται εξίσου – και συνεχώς – με τους αερακουστικούς θόρυβους που προκαλούνται από τη ροή του αέρα. Επιπλέον, υπάρχουν προσωρινές πηγές θόρυβου: η ανύψωση των παραθύρων ή ο τρόπος που κλείνει η πόρτα.

Τα ηχητικά σήματα ενημέρωσης και πληροφόρησης μεταδίδουν ιδανικά τα μηνύματα με διακριτικό τρόπο – τα τυπικά κλικ των φλας που αναβοσβήνουν είναι ένα από αυτά, καθώς και ηχητική ανατροφοδότηση από τη λειτουργία αφής στην οθόνη MMI. Τα κουμπιά και οι διακόπτες πρέπει να παράγουν απαλούς αλλά διακριτούς ήχους όταν ενεργοποιούνται. Οι ενοχλητικοί ήχοι κινδύνου/ προειδοποίησης απαιτούν την πλήρη προσοχή των επιβατών, μόνο όταν είναι απαραίτητο.

Πώς εντοπίζει η Audi τις πηγές ανεπιθύμητου θόρυβου;

Η Audi σκέφτεται ολιστικά το θέμα της μείωσης θόρυβου. Εμπειρογνώμονες από διάφορες ειδικότητες – από την ανάπτυξη οχημάτων και πλαισίων έως τη διασφάλιση ποιότητας – συνεργάζονται για αυτόν τον σκοπό σε αυτό που ονομάζουμε ομάδα Θροϊσμάτων και Κροταλισμών (Rustle and Rumble). Οι ειδικοί δοκιμάζουν και αξιολογούν κάθε νέο μοντέλο Audi στον δρόμο και σε επιφάνεια δονήσεων, αλλά και σε ειδικό υδροπαλμικό εξοπλισμό.

Πρόκειται για μια σερβο-υδραυλική βάση εδρασμένη σε τέσσερα σημεία, που κάνει το όχημα να δονείται: Οι ενοχλητικοί θόρυβοι, όπως κουδουνίσματα και τριξίματα στο χώρο των επιβατών, προκαλούνται από δονήσεις στις χαμηλές συχνότητες έως και 50 Hertz. Δοκιμάζουμε τις δονητικές αποκρίσεις μεμονωμένων εξαρτημάτων ή ολόκληρου του πλαισίου προκειμένου να διερευνήσουμε και να εντοπίσουμε τις πηγές θόρυβου. Οι θόρυβοι δεν μπορούν πάντα να ακουστούν στο μέρος όπου δημιουργούνται.

Υπάρχουν ακουστικές διαφορές μεταξύ αυτοκινήτων με κινητήρα εσωτερικής καύσης και ηλεκτρικών αυτοκινήτων;

Σε αντίθεση με έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης, ένας ηλεκτρικός κινητήρας προκαλεί σχεδόν καθόλου ταλαντώσεις, δονήσεις ή μηχανικούς θόρυβους. Σε ένα τέτοιο περιβάλλον, οι θόρυβοι που δεν ήταν προηγουμένως τόσο αισθητοί, μπορούν να μετακινηθούν στο προσκήνιο. Αυτό περιλαμβάνει την αερακουστική καθώς και την κύλιση των ελαστικών.

Η Audi καταβάλλει τεράστια προσπάθεια για να ελαχιστοποιήσει όσο το δυνατόν περισσότερο όλες αυτές τις ενοχλητικές επιρροές. Για παράδειγμα, όλες οι περιοχές όπου ο θόρυβος μπορεί να μεταφερθεί στο πλαίσιο του Audi e-tron είναι ειδικά απομονωμένες και αποσυνδεδεμένες. Αυτό σημαίνει ότι τα σχετιζόμενα με τον σχεδιασμό ανοίγματα και κοιλότητες μέσα στο πλαίσιο, γεμίζουν με υλικό από μικροΐνες. Το ύφασμα από ίνες και το ύφασμα από μικροΐνες (fleece) επενδύουν επίσης τους θόλους των τροχών για να απορροφούν τον ήχο. Επιπλέον, επιφάνειες όπως το δάπεδο επικαλύπτονται με ειδικό υλικό. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να κάνει τη λαμαρίνα να δονείται λιγότερο.

Στην μπροστινή πλευρά, μια ακολουθία πολλαπλών στρωμάτων μονώνει το θόρυβο ώστε να μην εισέρχεται στο εσωτερικό. Στο πίσω μέρος, αντίστοιχη μέριμνα υπάρχει για τη νέα αρχιτεκτονική του οχήματος με κίνηση στον πίσω άξονα. Επιπλέον, οι ηλεκτρικοί κινητήρες περικλείονται σε κάψουλες μείωσης θόρυβου. Ακόμη και η επένδυση του δαπέδου έχει σχεδιαστεί για να απορροφά ήχο.

Στο εσωτερικό, η μοκέτα με αφρό συμβάλλει στη διατήρηση της ησυχίας. Ο δεύτερος σημαντικός παράγοντας για τη χαλαρή ατμόσφαιρα μέσα στο Audi e-tron είναι η ανεπτυγμένη αερακουστική του. Κανονικά, ο θόρυβος του ανέμου γίνεται πιο εμφανής όταν ένα αυτοκίνητο φτάσει ταχύτητες 85 χλμ./ώρα και άνω. Αυτός ο θόρυβος παραμένει χαμηλός στο Audi e-tron και μόλις που διεισδύει στο εσωτερικό, επειδή οι στεγανοποιήσεις των θυρών, οι εξωτερικοί καθρέπτες και οι τσιμούχες έχουν βελτιστοποιηθεί. Οι επιβάτες μπορούν να έχουν μια χαλαρή συνομιλία ακόμη και σε υψηλές ταχύτητες. Το παρμπρίζ διατίθεται στάνταρ με διπλά τζάμια. Η Audi προσφέρει επίσης προαιρετικά ακουστικά τζάμια στα πλαϊνά παράθυρα.

Μήπως η Audi εκμεταλλεύεται επίσης δυνατότητες ενίσχυσης ήχων στο αυτοκίνητο ή τους εξουδετερώνει ενεργά;

Τα ενεργά μέτρα ακουστικής έχουν γίνει πολύ πιο σημαντικά τα τελευταία χρόνια. Με την ενεργή ακύρωση θόρυβου (ANC, Active Noise Cancellation), για παράδειγμα, ένα συγκεκριμένο τμήμα του ήχου του κινητήρα μπορεί να μειωθεί με τον ήχο ακύρωσης. Το σύστημα βασίζεται σε μικρόφωνα ANC (δείτε το διάγραμμα με το A8 ως παράδειγμα), τα οποία είναι ενσωματωμένα στην επένδυση οροφής και μετρούν το επίπεδο ήχου στο εσωτερικό. Μια συσκευή ελέγχου αντιστρέφει τα ενοχλητικά ηχητικά κύματα και εκπέμπει αντίστροφο ήχο μέσω των subwoofer. Από την άλλη, το Audi SQ5 TDI διαθέτει σύστημα εξάτμισης που δίνει έμφαση στους μπάσους επιθυμητούς ήχους, επιτρέποντας στον ήχο του κινητήρα να έχει πιο δυναμική παρουσία. Ένα σπορ ηχητικό εφέ μπορεί επίσης να δημιουργηθεί δυναμικά στο ηλεκτρικό σπορ αυτοκίνητο e-tron GT, μέσω του ηχοσυστήματος.

Πώς μπορεί μια ατμόσφαιρα που βιώνεται ως ευχάριστη και όχι ενοχλητική, να διαμορφωθεί στο αυτοκίνητο;

Εδώ μπαίνουν οι προγραμματιστές ήχου. Αντιμετωπίζουν όλους τους ήχους και – εάν είναι απαραίτητο – προσαρμόζουν, καταστέλλουν ή τονίζουν. Αυτό συμβαίνει επειδή κάθε μεμονωμένος ήχος συμβάλλει στην ακουστική αρμονία του αυτοκινήτου. Εκτός από πολλές πηγές θόρυβου, κάθε όχημα θέτει επίσης ιδιαίτερες προκλήσεις ως ακουστικός χώρος: οι επιβάτες κάθονται σε διαφορετικές θέσεις και ο όγκος του χώρου αλλάζει ανάλογα με τον αριθμό των επιβατών. Ένα όχημα έχει πανοραμική οροφή, το άλλο δεν έχει. Εκτός από αυτό, εσωτερικά υλικά όπως υφάσματα ή δερμάτινα καλύμματα αντανακλούν ή μειώνουν τον ήχο διαφορετικά. Κυρίως, ο χρόνος που χρειάζεται ο ήχος από το ηχείο να φτάσει στα αυτιά των ακροατών, διαφέρει.

Πώς λειτουργεί ο ήχος 3-D;

Ο όρος 3-D ήχος περιγράφει έναν ήχο που αντανακλά ακουστικά και τις τρεις διαστάσεις ενός χώρου. Όταν εφευρέθηκε η ηχογράφηση, ο ήχος αναπαράχθηκε μέσω ενός ηχείου – mono. Ο στερεοφωνικός ήχος δεν είναι δυνατός με αυτόν τον τρόπο και ο ήχος είναι επίπεδος. Στη δεκαετία του 1960, δημιουργήθηκε ο στερεοφωνικός ήχος: δύο μικρόφωνα καταγράφουν τη μουσική από διαφορετικές θέσεις. Όταν αναπαράγεται ο ήχος, οι ηχογραφημένες πληροφορίες – ξεχωριστά μονοφωνικά σήματα – κατανέμονται σε δύο διαφορετικά κανάλια και αναπαράγονται αντίστοιχα μέσω ενός αριστερού και ενός δεξιού ηχείου. Αυτό παράγει μια αίσθηση χωρικού ήχου, το στερεοφωνικό εφέ. Ο όρος “1-D” αναφέρεται σε αυτόν τον στερεοφωνικό ήχο.

Στη συνέχεια, το “2-D” σημαίνει ήχο surround: Αυτή η τεχνολογία πολλαπλών καναλιών έχει διαδοθεί από περίπου την εποχή του millennium. Η μουσική προέρχεται από ένα subwoofer και από πολλά ηχεία από το μπροστινό και το πίσω μέρος καθώς και τις πλευρές – ανάλογα με τον αριθμό των ηχείων, υπάρχει μια διάκριση μεταξύ του προτύπου 5.1 και του 8.1. Ωστόσο, σε αυτό το επίπεδο, κάθε ηχητικό εφέ αντιστοιχεί σε ένα μόνο ηχείο ή σε μια συγκεκριμένη ομάδα ηχείων.

Χρειάζεστε μια επιπλέον πηγή ήχου που δεν βρίσκεται στο ίδιο επίπεδο για να λάβετε τρισδιάστατο ήχο. Από την κυκλοφορία του τρέχοντος μοντέλου Q7 το 2016, η Audi έχει προσφέρει συστήματα ήχου Bang & Olufsen με 3-D ήχο, που αντανακλά επίσης τη χωρική διάσταση του ύψους. Τα συστήματα χρησιμοποιούν πολλά επιπλέον ηχεία ευρείας ζώνης για αυτόν τον σκοπό, τα οποία είναι ενσωματωμένα στην κολόνα Α και, όπως στα Α8 και Q8, επίσης στην κολόνα Β καθώς και στην επένδυση οροφής. Το εσωτερικό γίνεται μια μεγάλη σκηνή όπου η μουσική αναπτύσσεται όπως ηχογραφήθηκε στην αίθουσα. Υπάρχει ένας αλγόριθμος πίσω από αυτήν την τεχνολογία που η Audi ανέπτυξε μαζί με το Fraunhofer Institute.

Ο αλγόριθμος “Symphoria 2.0” ήχου 3-D υπολογίζει τις πληροφορίες από στερεοφωνικές ή 5.1 εγγραφές για την τρίτη διάσταση και τις επεξεργάζεται για 3-D ηχεία. Αυτό καθιστά τα ηχητικά εφέ ευέλικτα τοποθετημένα στον χώρο. Στα προηγμένα συστήματα ήχου Bang & Olufsen, για παράδειγμα στο υψηλότερο επίπεδο διαμόρφωσης στην κατηγορία μεγάλων μοντέλων, ένας ενισχυτής ισχύος 1.920 Watt λειτουργεί με έναν επεξεργαστή ψηφιακού σήματος και 24 κανάλια μαζί με 23 ηχεία. Αυτή η τεχνολογία κάνει την καμπίνα επιβατών ακουστικά μεγαλύτερη. Όμως, η Audi δεν παραμελεί την ποιότητα του ήχου στη compact κατηγορία. Αντιθέτως, προσαρμόζει στην περίπτωση αυτή το τεχνικό concept στις χωρικές συνθήκες. Στο A1, για παράδειγμα, υπάρχουν τέσσερα mid-range ηχεία ενσωματωμένα στο ταμπλό με προσανατολισμό κάθετα προς τα πάνω και χρησιμοποιούν το παρμπρίζ ως ανακλαστική επιφάνεια. Με αυτόν τον τρόπο, υψηλής ποιότητας ήχος 3-D μπορεί να επιτευχθεί ακόμη και σε ένα αυτοκίνητο της compact κατηγορίας – κάτι που είναι εξαιρετικό σε αυτήν την κλάση.

Τι ρόλο παίζει η ψηφιοποίηση στην ανάπτυξη του ήχου;

Η προσαρμογή σε ένα αντίστοιχο μοντέλο οχήματος αποτελεί κεντρικό στοιχείο της ανάπτυξης ήχου. Η Audi έχει αναπτύξει το soundCUBE για αυτές τις ειδικές απαιτήσεις. Αυτή η λύση λογισμικού ήχου μειώνει σημαντικά την ποικιλία των εκδόσεων και τον σχετικό χρόνο ανάπτυξης. Με το soundCUBE, η Audi παρέχει στις συνεργαζόμενες εταιρείες της ένα πλαίσιο που διαθέτει τη δική του τεχνική διαμόρφωση και μια ομοιόμορφη λειτουργική και ηχητική φιλοσοφία – εν συντομία: ένα βέλτιστο περιβάλλον ανάπτυξης. Οι συνεργαζόμενες εταιρείες πρέπει μόνο να ενσωματώσουν αυτό το πλαίσιο, το οποίο, τρόπον τινά, ορίζει το Audi DNA, με τη μάρκα να λαμβάνει τον καλύτερο σύγχρονο ήχο από το υπάρχον υλικό, χρησιμοποιώντας λογισμικό που βελτιστοποιείται συνεχώς.

Μια άλλη καινοτομία είναι η χρήση ενισχυτών που λειτουργούν μέσω ενός ενιαίου δίαυλου ήχου (audio bus). Ο ήχος παράγεται από λογισμικό στην κύρια μονάδα παραγωγής ψυχαγωγίας MIB 3. Στο premium σύστημα ήχου, οι ενισχυτές παρέχουν την πρόσθετη υπηρεσία ελέγχου των ηχείων υψηλής απόδοσης. Αυτό απλοποιεί επίσης την αρχιτεκτονική του συστήματος.

Σε ένα υπερσύγχρονο ψηφιακό εργαστήριο ήχου, η Audi βελτιώνει ουσιαστικά νέες ηχητικές λύσεις. Χρησιμοποιώντας πραγματικές προσομοιώσεις, οι ειδικοί τροποποιούν τον συντονισμό ήχου για διάφορα μοντέλα, ακόμη και πριν υπάρξει ένα πρωτότυπο. Αυτό καθιστά δυνατή την ανάλυση της διαμόρφωσης ήχου κάθε καθίσματος στην εικονική αίθουσα αναφοράς, προκειμένου να διασφαλιστεί η καλύτερη δυνατή εμπειρία ακρόασης για κάθε επιβάτη στο αντίστοιχο sweet spot.

Πώς ωφελείται η Audi από τη νέα συνεργασία με τη Sonos;

Με το Q4 e-tron, η Audi χρησιμοποιεί μια νέα συνεργασία στο hi-fi, παραμένοντας πιστή στον φυσικό, μη τροποποιημένο ήχο της: η Audi έκανε αυτή την επιλογή για τα ηχοσυστήματα υψηλής τεχνολογίας, προκειμένου να ανταποκριθεί καλύτερα στις επιθυμίες των πελατών. Ενώ το Bang & Olufsen σύστημα, με το λαμπρό μοτίβο ήχου του, ταιριάζει τέλεια στις απαιτήσεις των μοντέλων μεσαίου και πλήρους μεγέθους, η Sonos, ως νέος συνεργάτης για την Audi, με ήχο πιο μπάσο, απευθύνεται ειδικά σε ένα νεανικό κοινό-στόχο. Κατά συνέπεια, αυτή η μάρκα ταιριάζει απόλυτα με το νέο compact SUV, το οποίο αντιπροσωπεύει την είσοδο της Audi στο ηλεκτρικό μέλλον στην κατηγορία. Η δυναμική φιλοσοφία ήχου που συνδέεται με τη Sonos θα κυκλοφορήσει στα μέσα του έτους και σε άλλα μοντέλα της compact κατηγορίας.

Next big thing: Σε τι εργάζονται οι προγραμματιστές ήχου της Audi αυτή τη στιγμή;

Ακόμα και τώρα, οι ειδικοί ήχου της Audi βρίσκονται στο εργαστήριο ήχου και ασχολούνται εντατικά με την ολιστική ηχητική εμπειρία του «αύριο». Αυτό που αποκαλούμε “Immersive”, τρισδιάστατο ήχο (3-D) που σε περιβάλλει, βρίσκεται στο επίκεντρο αυτού. Με συμβατικό ήχο surround 3-D, οι ήχοι κατανέμονται σε συγκεκριμένα ηχεία σύμφωνα με συγκεκριμένους αλγόριθμους. Σε αντίθεση με αυτήν την αναπαραγωγή προσανατολισμένη στο κανάλι, ο immersive, τρισδιάστατος ήχος (3-D) που σε περιβάλλει είναι προσανατολισμένος στον ακροατή. Σε μια τέτοια διαδικασία, οι ήχοι στα αρχεία ήχου συνδέονται ήδη με μεταδεδομένα που περιέχουν τις ακριβείς πληροφορίες για το πώς και πού πρέπει να ακούγεται ο αντίστοιχος ήχος στον πραγματικό χώρο – μια τέλεια αντανάκλαση της ακουστικής κατάστασης κατά την εγγραφή. Ο immersive 3-D ήχος είναι το επίκεντρο των εντελώς νέων εμπειριών ψυχαγωγίας που επηρεάζουν όλες τις αισθήσεις. Αλλά μόνο όταν οι άνθρωποι στο μέλλον, σε ένα αυτοκίνητο που οδηγείται αυτόνομα, είναι σε θέση να σταματήσουν να είναι αφοσιωμένοι στο καθήκον οδήγησης, θα έχουν όλες τις αισθήσεις τους ελεύθερες να μπορούν να απολαύσουν εντελώς μια ηχητική εμπειρία όπως αυτή.

Το επόμενο μεγάλο βήμα: η μελλοντική διανομή του πρότυπου κινητής τηλεφωνίας υψηλής ταχύτητας 5G, ανοίγει νέα κανάλια streaming υψηλής πιστότητας και ποιότητας. Μέχρι τώρα, πολλοί άνθρωποι έχουν χρησιμοποιήσει τα smartphone τους στο αυτοκίνητο ως τον κύριο δέκτη για υπηρεσίες streaming ήχου. Είναι βολικό: η εγγραφή μεταφέρεται απλά στο αυτοκίνητο χρησιμοποιώντας Bluetooth. Αλλά επειδή το εύρος ζώνης για την ασύρματη τεχνολογία Bluetooth είναι περιορισμένο, υπάρχει ένα σημείο συμφόρησης που μερικές φορές συνοδεύεται από απώλεια ποιότητας ήχου. Στο εγγύς μέλλον, για πρώτη φορά, η Audi θα χρησιμοποιήσει το ίδιο το αυτοκίνητο ως δέκτη – μέσω της ενσωματωμένης κάρτας SIM και μιας μονάδας δέκτη υψηλής απόδοσης για πραγματικά πολυκαναλικό streaming ήχου. Από την οπτική γωνία των μηχανικών ήχου της Audi, κάτι τέτοιο είναι ένα ακόμη ορόσημο στον δρόμο για το μέλλον.