Στα ενδότερα της ηχητικής φιλοσοφίας της Audi

Στην Audi, ο ήχος είναι από τα κεντρικά χαρακτηριστικά της ποιότητας. Τα μοντέλα της πρέπει να είναι ένας ακουστικός χώρος χωρίς ενοχλητικούς θορύβους στο παρασκήνιο. Κι αυτό, κόντρα στα δεδομένα που θέλουν το ηχητικό σκηνικό ενός αυτοκινήτου να 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 θορύβους που προκαλούνται από τη ροή του αέρα. Επιπλέον, υπάρχουν προσωρινές πηγές θορύβου όπως η ανύψωση των παραθύρων ή ο τρόπος που κλείνει η πόρτα κ.ά.

Πώς εντοπίζει η Audi τις πηγές ανεπιθύμητου θορύβου

Εκτός από πολλές πηγές θορύβου, 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. Αλλά και ο χρόνος που χρειάζεται ο ήχος από το ηχείο να φτάσει στα αυτιά των ακροατών, διαφέρει.

Η Audi αντιμετωπίζει ολιστικά το θέμα της μείωσης θορύβου και της ηχητικής "επένδυσης". Ειδικοί από διάφορες ειδικότητες - από την ανάπτυξη οχημάτων και πλαισίων έως τη διασφάλιση ποιότητας - συνεργάζονται για τη μείωση του λεγόμενου Rustle and Rumble, των συνολικών πηγών ανεπιθύμητου θορύβου. Οι ειδικοί δοκιμάζουν και αξιολογούν κάθε νέο μοντέλο Audi στο δρόμο αλλά και με ειδικό εξοπλισμό, μια σερβο-υδραυλική βάση εδρασμένη σε τέσσερα σημεία που κάνει το όχημα να δονείται. Οι ενοχλητικοί θόρυβοι, όπως συντονισμοί υλικών και τριξίματα στο χώρο των επιβατών, προκαλούνται από δονήσεις στις χαμηλές συχνότητες έως και 50 Hertz. Έτσι δοκιμάζονται οι δονητικές αποκρίσεις των εξαρτημάτων ή ολόκληρου του πλαισίου προκειμένου να διερευνηθούν πηγές θορύβου.

Η δε νέα εποχή της ηλεκτροκίνησης έχει επιφέρει αλλαγές στον τρόπο αξιολόγησης και αντιμετώπισης των θορύβων. Σε αντίθεση με έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης, ένας ηλεκτρικός κινητήρας προκαλεί μηδαμινές ταλαντώσεις ή θορύβους. Σε ένα τέτοιο περιβάλλον, γίνονται αμέσως αντιληπτοί πάσης φύσεως θόρυβοι όπως η αερακουστική και η 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 υλοποίηση πολλαπλών στρώσεων 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 θορύβου. Ακόμη και η επένδυση του δαπέδου έχει σχεδιαστεί με ηχοαπορροφητικές ιδιότητες. Στο εσωτερικό, μοκέτα με αφρό συμβάλλει στη διατήρηση της ησυχίας. Ο δεύτερος σημαντικός παράγοντας για την ήρεμη ατμόσφαιρα μέσα στο Audi e-tron είναι η μελετημένη αερακουστική του. Κανονικά, ο θόρυβος του ανέμου γίνεται πιο εμφανής όταν ένα αυτοκίνητο φτάσει ταχύτητες 85 χλμ./ώρα και άνω. Αυτός ο θόρυβος παραμένει αρκετά χαμηλός στο Audi e-tron και μόλις που διεισδύει στο εσωτερικό, επειδή οι στεγανοποιήσεις των θυρών, οι εξωτερικοί καθρέπτες και οι τσιμούχες έχουν βελτιστοποιηθεί όπως και το εμπρός παχύτερο παρμπρίζ. Η Audi προσφέρει επίσης προαιρετικά κρύσταλλα ακουστικής μόνωσης στα πλαϊνά παράθυρα.

Όμως δεν είναι αυτοί οι μόνοι τρόποι μείωσης του θορύβου. Τα ενεργά μέτρα ακουστικής έχουν γίνει πολύ πιο σημαντικά τα τελευταία χρόνια. Με την ενεργή ακύρωση θορύβου (ANC, Active Noise Cancellation), για παράδειγμα, ένα συγκεκριμένο τμήμα του ήχου του κινητήρα μπορεί να μειωθεί με παραγόμενο ήχο αντίστροφης κυματομορφής που ακυρώνει τον αρχικό ήχο. Το σύστημα βασίζεται σε μικρόφωνα τα οποία είναι ενσωματωμένα στην επένδυση οροφής και μετρούν το επίπεδο ήχου στο εσωτερικό. Μια συσκευή παραγωγής ήχου εκπέμπει αντίστροφο ήχο μέσω των subwoofer. Από την άλλη πλευρά, το Audi SQ5 TDI διαθέτει σύστημα εξάτμισης που δίνει έμφαση στους μπάσους 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.

Η εποχή του ήχου 3D

Ο όρος 3D ήχος περιγράφει έναν ήχο που διαχέεται ακουστικά και στις τρεις διαστάσεις ενός χώρου. Όταν εφευρέθηκε η ηχογράφηση, ο ήχος αναπαράχθηκε μέσω ενός ηχείου, μονοφωνικά. Ο στερεοφωνικός ήχος δεν μπορεί να αποδοθεί με αυτόν τον τρόπο και ο ήχος είναι "επίπεδος". Στη δεκαετία του 1960, δημιουργήθηκε ο στερεοφωνικός ήχος με τον οποίο 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, τη στερεοφωνία. 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 εδώ και περισσότερο από μια εικοσιπενταετία. Η μουσική προέρχεται από πολλά ηχεία και ένα ή περισσότερα subwoofer και από το μπροστινό και το πίσω μέρος καθώς και τις πλευρές. Ωστόσο, σε αυτό το επίπεδο, κάθε ηχητικό εφέ αντιστοιχεί σε ένα μόνο ηχείο ή σε μια συγκεκριμένη ομάδα ηχείων. Χρειάζεται μια επιπλέον πηγή ήχου που δεν βρίσκεται στο ίδιο επίπεδο για τρισδιάστατο ήχο. Από την κυκλοφορία του Q7 το 2016, η Audi έχει προσφέρει συστήματα ήχου Bang & Olufsen με 3D ήχο, τα οποία χρησιμοποιούν πολλά επιπλέον full range ηχεία 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.

H τεχνογνωσία της Audi

Υπάρχει ένας αλγόριθμος πίσω από αυτήν την τεχνολογία που η Audi ανέπτυξε μαζί με το Fraunhofer Institute. Ο αλγόριθμος “Symphoria 2.0” ήχου 3D υπολογίζει τις πληροφορίες από στερεοφωνικές ή surround εγγραφές για την τρίτη διάσταση και τις επεξεργάζεται για 3D 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 3D μπορεί να επιτευχθεί ακόμη και σε ένα αυτοκίνητο της compact κατηγορίας - κάτι που είναι εξαιρετικό σε αυτήν την κατηγορία.

Τι ρόλο παίζει η ψηφιοποίηση στην ανάπτυξη του ήχου;

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, την ιδανική δηλαδή θέση ακροατή για τη βέλτιστη ακουστική εμπειρία. 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. Η Audi έχει αναπτύξει το λογισμικό soundCUBE το οποίο παρέχει σε συνεργαζόμενες εταιρείες ήχου τη δική της τεχνική διαμόρφωση και μια ομοιόμορφη λειτουργική και ηχητική φιλοσοφία 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 διαύλου 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.

Έναρξη συνεργασίας με τη SONOS

Με το Q4 e-tron, η Audi εγκαινίασε μια νέα συνεργασία με τη ραγδαία αναπτυσσόμενη εταιρία ηχητικών συστημάτων και δη του streaming audio, τη SONOS. Ενώ η Bang & Olufsen ταιριάζει στα μεγάλα μοντέλα της, ως νέος συνεργάτης για την Audi, η SONOS, με ήχο πιο μπάσο, απευθύνεται ειδικά σε έναν νεανικό κοινό ταιριάζοντας απόλυτα με το νέο compact SUV, το οποίο αντιπροσωπεύει την είσοδο της Audi στο ηλεκτρικό μέλλον. Η δε συνεργασία με τη SONOS θα επεκταθεί 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 (3D) που σε περιβάλλει, βρίσκεται στο επίκεντρο αυτού. Με συμβατικό ήχο surround 3D, οι ήχοι κατανέμονται σε συγκεκριμένα ηχεία σύμφωνα με συγκεκριμένους αλγόριθμους. Σε αντίθεση με αυτήν την αναπαραγωγή προσανατολισμένη στο κανάλι, ο immersive, τρισδιάστατος ήχος (3D) που σε περιβάλλει είναι προσανατολισμένος στο αντικείμενο. Σε μια τέτοια διαδικασία, οι ήχοι στα αρχεία ήχου συνδέονται ήδη με metadata 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 3D 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, θα είναι σε θέση να σταματήσουν να είναι αφοσιωμένοι στην οδήγηση, θα έχουν όλες τις αισθήσεις τους ελεύθερες να μπορούν να απολαύσουν μια ηχητική εμπειρία όπως αυτή.

Το επόμενο μεγάλο βήμα είναι η χρήση δικτύων 5G που ανοίγει νέους δρόμους στο streaming υψηλής πιστότητας. Μέχρι τώρα, πολλοί άνθρωποι έχουν χρησιμοποιήσει τα smartphone τους στο αυτοκίνητο ως τον κύριο δέκτη για υπηρεσίες streaming ήχου. Είναι βολικό καθώς η εγγραφή μεταφέρεται απλά στο αυτοκίνητο χρησιμοποιώντας Bluetooth. Αλλά επειδή το εύρος ζώνης για την ασύρματη τεχνολογία Bluetooth είναι περιορισμένο, υπάρχει περιορισμός στη μετάδοση δεδομένων που συνήθως 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 5G για πραγματικά πολυκαναλικό streaming ήχου. Από την οπτική γωνία των μηχανικών ήχου της Audi, είναι ένα ακόμη ορόσημο στο δρόμο για το μέλλον.  

H Audi απαντά στο ελληνικό Car and Driver

Στο πλαίσιο της διαδικτυακής παρουσίασης είχαμε την ευκαιρία να υποβάλλουμε ερωτήσεις στους οικοδεσπότες μας, Dr. Tobias Grόndl, επικεφαλής του τμήματος ανάπτυξης ήχου και ακουστικής της Audi και Michael Wisniewski, συντονιστής ανάπτυξης ηχοσυστημάτων. Αρχικά ρωτήσαμε αν για όσους διαθέτουν οικιακά συστήματα της SONOS ή ένα Audi, θα μπορούσε το SoundCube ή το Fraunhofer Symphoria και ένα smartphone app με μικρόφωνο να καταγράψουν και να εξισώσουν τον ήχο από ηχοσύστημα του σπιτιού μας στο αυτοκίνητο για μια ομοιόμορφη, απρόσκοπτη ηχητική εμπειρία σύμφωνα με τις προτιμήσεις του ακροατή. Η απάντηση είναι ότι δεν υπάρχει κάποια ρύθμιση από τη SONOS που να μπορεί να επιτύχει κάτι τέτοιο και ότι γενικά το περιβάλλον του αυτοκινήτου είναι πιο απαιτητικό και δύσκολο να εξομοιωθεί το ένα περιβάλλον με το άλλο.

Ρωτήσαμε ακόμα αν μπορούν να συνυπάρχουν audiophile και streaming και αν μπορούν οι αλγόριθμοι surround να αντικαταστήσουν τα πραγματικά ηχεία surround; Ένα αδιαμφισβήτητο «ναι» ήταν η απάντηση στο πρώτο σκέλος της ερώτησης με την προϋπόθεση ότι το streaming γίνεται μέσω wifi και όχι μέσω Bluetooth. Από την άλλη, επιβεβαιώσαμε για μια ακόμη φορά ότι είναι πολύ δύσκολο να αντικαταστήσεις πραγματικά μεγάφωνα με αλγόριθμους προσομοίωσης πεδίου κι αυτό φαίνεται από το γεγονός ότι στα κορυφαία μοντέλα υπάρχει ακόμα πληθώρα μεγαφώνων και όχι εικονικός ήχος. Παρ’ όλα αυτά υπάρχει το πεδίο της ψυχοακουστικής που μπορεί να προσδώσει μια κάποια αίσθηση πιστότητας ήχου. Η επόμενη ερώτηση αφορούσε στο αν η Audi μπορεί να δημιουργήσει ένα «κινούμενο sweet spot», ώστε αυτό να ακολουθεί τα αυτιά του οδηγού σύμφωνα με τις κινήσεις του στο αυτοκίνητο.

Ενδιαφέρουσα σύμφωνα με τα στελέχη της Audi η ερώτηση κι ακόμη πιο ενδιαφέρουσα η απάντηση καθώς οι οικοδεσπότες μας ανέφεραν ότι το έχουν θέσει υπό συζήτηση, όμως αλγόριθμοι παρακολούθησης κίνησης απαιτούν τρομερή υπολογιστική ισχύ και για την ώρα κάτι τέτοιο δεν είναι εφικτό. Ρωτήσαμε ακόμη αν μπορεί η καλωδίωση να είναι μόνο για την τροφοδοσία ρεύματος ασύρματων μεγαφώνων αντί των κλασικών παθητικών. Η απάντηση είναι θετική όμως υπάρχει πάντα το θέμα της υπερθέρμανσης των επιμέρους ενισχυτικών που συνοδεύουν τα ενεργά ηχεία. Τέλος ρωτήσαμε αν η Audi εξετάζει με τον πλούτο τεχνογνωσίας που διαθέτει να ξεκινήσει μια επώνυμη σειρά προϊόντων ήχου. Κι εδώ η τοποθέτηση των ανθρώπων της Audi ήταν ότι απλά επικεντρώνονται στο αυτοκίνητο κι όχι έξω από αυτό.

Ακολουθήστε το Car Αnd Driver στο Google News και μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις από τον κόσμο του αυτοκινήτου.