HiFi简史

这是我的专栏的第一百篇文章,不知不觉,对于我这样一个懒人,半年时间我居然写了100篇文章。
其实我一直都很想写一个HiFi行业发展历史总结性质的文章,借此机会,从后来人的角度,审视一下整个HiFi行业的前世今生,也是为这个专栏画上一个阶段性的句号。
源起
人们对于音乐的执着和痴迷可以追述到数千年之前的古典时代。对于中国音乐的历史,可以追溯到公元前21世纪的夏朝,并且在殷商和西周时期逐步形成中国古典音乐的基础。同为四大文明古国的古埃及,音乐的历史甚至可以追溯到公元前2700年。在长达将近3000年的法老时代,出现了诸如西斯特鲁姆、贝尼琴、双管玛穆、纳菲尔琴等象征人类古典智慧精华的古典乐器。而对于西方世界而言,不论是用于宗教祭祀还是典礼娱乐,音乐的历史也有2000年之久。纵观人类历史,世界上多种不同地域不同文化的文明,在那个信息和交通极度不发达的古典时代独立的发展出不同风格的音乐类型,或许意味着,音乐就是冥冥之中人类的一种共有属性,仿佛刻在每个人的DNA之中。
然而,不论是西方文化还是东方文化,在很长一段时间内,音乐,尤其是高水平的演奏,都是贵族的专属。即便到了工业革命的初期,欣赏音乐的主要途径依旧是各个歌剧院与戏院,欣赏音乐仿佛是上流社会的象征,普通人难以企及。不过,随着整个人类社会的进步,普通大众对于欣赏音乐的需求日渐强烈,一种可以在每个人的家中也能欣赏音乐的技术迫在眉睫。
1924年,美国通用电器公司(General Electric Company)研究试验室的C.W.赖斯(Rice)和E.W.凯洛格(Kollogg) 获得了扬声器的专利,被公认为是扬声器的发明者。下图在1925年制造的这种扬声器。它是我们现在使用的电动式扬声器的鼻祖。

随着扬声器技术的发明,人类来到了真正意义上的有声时代。
开天辟地的大时代
1927 年 10 月 6 日,华纳兄弟电影公司上映了第一部有声电影《The Jazz Singer》(爵士歌手)。这部电影轰动一时,突然间,好莱坞的所有制片厂都要求在摄制阶段以及他们拥有的电影院网络中配备音响设备。



遗憾的是,刚刚起步的有声电影技术十分简陋。对米高梅电影公司(MGM) 的首席音响师 Douglas Shearer 而言,该技术更是弱不禁风,难堪大任。MGM 是好莱坞规模最大且最负盛名的制片厂,专门摄制各种音乐剧以及其他需要大量声音重现的电影。
经过专业人士介绍,Shearer 了解到 James Lansing 是改善电影音效的最佳人选。从 1933 年到 1935 年,Shearer 与 Lansing 合作开发了一款角状扬声器系统,用以改善电影院的音效。这款由 Shearer 和 Lansing 合作开发的系统性能十分出众,1936 年,美国电影艺术与科学学院为其颁发了技术卓越奖。
1926年,有声电影和相应的录音设备使得电影变得更加有趣。电影圈还在默片时代,电影公司不知道有声电影的前途如何,电影院线也一样,担心巨大的投入得不偿失,美国西电就率先研发有声影院系统。西电就参照电话的方式,自己垫资建设、投入设备,用户只出租金;坏了算西电自己的,西电给自己维修,没用户的事;淘汰了、更新了都是西电自己搬新设备来、把旧设备搬走,也没用户的事,用户只出租金。1926年,有声电影和现代录音就这样在美国西电模式下开始了。美国西电是奥斯卡史上小金人最多的获奖者,共赢得11座小金人。




1925年舒尔(S.N.Shure)在美国伊利诺伊州成立了“舒尔兄弟股份有限公司”,其业务是把无线电元件批发给组装无线电收音机的家庭小企业。而促使公司由批发业转向制造业是在30年代。美国30年代的大萧条和无线电收音机组装业由家庭转向工厂的市场变化,这两个因素促成了舒尔公司的新的发展方向——开始生产麦克风。1932年舒尔推出第一批产品,其中双按扭碳精麦克风让舒尔一举成为这个行业的领导者。而其后推出的电容式麦克风、晶体麦克风以及借助单组件而制成的单向麦克风也一度让舒尔成为全球麦克风制造业的先驱。
1926年,塔尔萨米尔制造公司(Tulsemere Manufacturing Company)在伦敦成立。 1932年3月,公司的创始人Guy R Fountain将“天朗”注册为商标。不久,天朗开始制造采用直流充磁的动圈式扬声器,到20世纪30年代末也开始生产麦克风和放大器。第二次世界大战期间,天朗为英国皇家空军提供了600套通信系统,陆军和海军也征用了类似的设备。军队里的使用者用“天朗”设备相互联络,于是,“天朗”变成了扩声系统的代名词。
与此同时,1937年,拜亚动力率先开发出全世界第一款动圈耳机DT48,使得通过耳机聆听高保真音乐成为可能。
传奇并不是每一个品牌都能有资格获得的称号,在那个百花齐放的年代,涌现出无数的有着相同个兴趣爱好的人创立的品牌,然而,绝大多数品牌随着岁月的流逝而逐渐消逝,而能够从电声技术伊始顽强的活到今日的,每一个品牌都是传奇。
蓬勃发展
往事如烟。20世纪50年代,我还是一个少年,很想制作前级功放和后级功放,于是就在剩余的战争物资中四处搜寻零件。我的第一个音箱是从一台第二次世界大战空军食堂中的破旧黑胶唱机中抢救出来的。在那个年代,玩音响是很多人的爱好。即使你不制作什么东西的话,也总有电子管设备或者留声机需要维修。至于音质,按照今天的标准当然很差,但是在那个年代,却是革命性的产品。家庭聚会时播放唱片在当时是很新奇的潮流,也是身份的象征。这就是高保真——HiFi的开端。由于被滥用,这个词现在已经很少提及了。 ——Floyd Toole博士,心理声学奠基人之一,前加拿大声学研究所所长
随着第二次世界大战的结束,人们逐渐从战争的阴霾中走出。享受生活,欣赏音乐和电影,几乎成为了每一个人的爱好。在这种大时代的背景下,森海塞尔、AKG、歌德、麦景图等品牌纷纷成立并研发出一款又一款划时代意义的产品。

并且,随着技术的不断发展,功放的非线性失真越来越低,扬声器可以回放的频率响应范围也越来越广。各种经典型号层出不穷,整个音箱行业进入了一个发展的黄金年代。


而进入20世纪70年代,在之前20年的电声和电子行业技术积淀的大背景下,一批诸如丹拿、挪威音乐之旅、柏林之声、MBL、Mark Levinson等生产最高品质HiFi回放设备的厂商应运而生并且推出了很多失真极低的产品,使得HiFi发烧友和音乐爱好者在家中欣赏完美的声音成为可能。


80年代初期,飞利浦公司联合索尼公司共同推出的CD标准,整个行业进行了一场数字革命,使得整个行业进入了数字时代,HiFi回放系统的音质从音源这一根源得到了前所未有的提升。而同一时期,索尼公司推出的便携式音乐播放器Walkman更是引领了全世界移动音频的热潮,使得人们随时随地都可以欣赏自己喜爱的高品质音乐。


骗局
可能没有哪个技术领域比音频领域经历过更多的错误、伪命题、混乱和彻头彻尾的谎言。在过去的大约30年内,引起争议的、非理性的音频伪命题汇集出现在主观主义之中。最常见的一个情形是HiFi音箱系统的评论家声称他们可以感受到微小的音频差异,而这种差异是无法测量到的。
音频工程处于一个非同寻常的位置。工程科学中很少有这样一个分支或领域,从上到下都被主观主义和理性主义两种矛盾的分歧而占领。
功放的设计经常被看作是一种魔法,其含义是,由于设计过程相当复杂,所以功放的输出并不总是可以预测的。
相比之下,没有人会采用一个主观的方法来设计一架飞机或者一个火箭发动机,因为在这些领域,允许出现的误差更小,并且出现故障的后果更严重。
——Douglas Self,剑桥大学学士
麦克风、放大器、扬声器的组合正在对我们的文明产生巨大的影响。但这些影响并不全是好的!
——Lee De Forest,热离子三极管的发明者
当HiFi相关技术发展到一定的程度,达到了一定的瓶颈,为了展现某些产品的与众不同,骗局与谎言遍接踵而至。以至于深远的影响了整个HiFi行业。例如天价音频线、HiFi电源线、黑胶唱机音质强于CD机、电子管功放音质强于晶体管功放、模拟味与数码味、人可以分辨出仪器无法测量到的差别、煲机会显著提升音质等。甚至这些谎言与骗局在21世纪之后也随着时代的进步有了新的进化,例如HiFi SD卡、HiFi USB线、量子调音棉、量子调音贴纸。甚至有些国际巨头和HiFi大厂也无法抵挡利益的诱惑,纷纷推出原厂的非平衡HiFi耳机升级线,并且声称自己播放器的电容需要煲机。
在音响界有一种说法,认为从电子设备到扬声器都需要煲机,否则这些设备和部件不能在最佳状态下工作。持此观点的人强烈反对这个过程与人类听觉心理声学的适应性相关。并且用很多篇幅来描述器材的声音在煲机前后的变化是多么明显。然而,我在进行了严格受控的实验后,并没有发现器材在声音上有什么变化,甚至对于理论上可能存在变化的扬声器也是如此。然而人们总是沉迷于煲机带来的声音上的提升。难道是器材在经过开声后会获得某种来自音乐的灵性?那么我们假设器材在经过煲机后声音真的会有某种改善,可我们为何没有看到如下的广告词:“发烧友的梦想,xx型号,制造于2004年,使用莫扎特、舒伯特和不插电爵士作品煲机,从未播放过比甲壳虫更激烈的音乐。原价1700美元,现在正处于声音性能的巅峰,3400美元贱卖啦!”。
——Floyd Toole博士
还有一类骗局则是,曾几何时,发烧和高保真是只有音箱系统才有的专属名词,那个年代,耳机往往价格相对比较便宜,并不会有人用耳机严肃的欣赏音乐。但随着时间的推移,各种型号的高价格的耳机接踵而至。人们在花了更多钱买耳机的同时,也对耳机的表现有了更多的期待。高价格耳机的声场如何令人难以忘怀,高价格耳机的声场媲美音箱、音乐厅等谎言和骗局应运而生,即便那些高价格的耳机是一个没有Crosstalk、没有反射声、没有DSP算法的声学系统。
音频产业日趋成熟,但也产生了很多和科学相提并论的信条。其中,很多信条是无恶意的,但另外一些则是收到了商业利益的驱使,是错误的。而受伤害的往往是艺术本身。——Floyd Toole博士
迷茫与停滞不前
不论是HiFi音箱还是HiFi耳机,严格意义上来讲,都还是属于电子产品和消费类产品的范畴。而对于电子产品,产品的不断迭代才能体现出价值;而对于消费类产品而言,总是需要新的卖点。很遗憾的是,在很长的一段时间内,HiFi行业的种种迭代与更新往往只停留在宣传和广告的层面,而非技术本身,即便是一些“技术创新”也不过是停留在纸面意义上的数字提升,对于人们实际能听到的声音提升微乎其微。
而时至2019年的今日。微电子领域的发展突飞猛进,现在的移动端处理器的性能可以轻易超越几十年前的高性能处理器成百上千倍。随之而来的,图形质量进步显著,不论是在电影工业领域还是游戏领域。屏幕显示技术也得到了长足的发展,屏幕分辨率和色彩还原近些年有了质的提升,看惯了视网膜屏幕的我们再回去看十几年前的屏幕,一定是会被“亮瞎狗眼”的。而对于音频和声学行业而言,仿佛并没有跟上时代的步伐,并依旧背负着很多“旧社会”的包袱。
声学,作为最基础的物理学科之一,却在HiFi相关领域成为“这样说可以”、“那样解释也可以”的模棱两可的领域,并且长期游离于主流学术圈之外。
整个音频行业有太多的时间和精力浪费在无休止的争吵之中,而不是探讨如何真正提升产品的音质。
——Sean Olive博士,国际音频工程协会主席,哈曼国际首席科学家

希望
客观仪器可以很精确的测量出声音的回放中各个环节的关键参数,我们对于声音的主观评价,除了部分个体差异以及和主观相关的比如说听觉系统的状态、之前的听音经验等,主要还是取决于声音本身的客观存在。但是,客观仪器的测试数据与人的主观评价听感并不是简单的线性对应关系,甚至,这一对应关系在很多情况下是相当复杂的。而心理声学就是客观测试与主观评价之间的一道桥梁,是研究客观测试数据和主观评价听感之间关系的重要途径。
近些年来,随着人工智能、神经元网路、深度学习等新兴技术的一一问世,心理声学的相关实验逐步完善,人类听觉和客观数据之间的关系日渐清晰。并且在国际音频工程协会等多个国际组织和行业领头企业的促进下,适用于整个HiFi行业的新的标准与规范、更加智能化更加反应人的主观听感的测试方法和工具呼之欲出。
相信随着这些技术的发展,HiFi行业有朝一日可以回到健康发展的正轨,而我们也一定能听到更好的声音,因为音乐对于每个人都很重要。
——2019年,6月2日。