汽車座艙音效發(fā)展及趨勢研究

【摘" 要】隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展和智能化、網(wǎng)聯(lián)化的普及，座艙內(nèi)的音效從最初的廣播系統(tǒng)向沉浸式音響發(fā)展，其技術(shù)已成為提升汽車用戶體驗(yàn)的重要因素之一。文章通過回顧汽車內(nèi)座艙音效系統(tǒng)的發(fā)展歷程，分析當(dāng)前市場主要的音效技術(shù)，結(jié)合最新的科技創(chuàng)新方向與消費(fèi)者需求，探討未來汽車座艙音效的技術(shù)趨勢和發(fā)展方向。

【關(guān)鍵詞】汽車座艙音效；數(shù)字音頻處理；沉浸式音效；智能音效

中圖分類號(hào)：U463.6" " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " 文章編號(hào)：1003-8639（2025）03-0067-03

Research on the Development and Trends of Automotive Acoustics System

【Abstract】With the rapid development of the automotive industry and the popularization of intelligence，the audio system of automobile has evolved from the radio system to immersive audio，becoming one of the key factors in enhancing the user experience of automobiles. This paper reviews the development history of the automotive acoustics system，analyzes the main acoustic technologies currently，and explores the technical trends and development directions of future automotive acoustics system by combining the latest technological innovation directions with consumer needs.

【Key words】automotive acoustics；DSP；immersive audio；intelligent sound effects

0" 引言

隨著汽車智能化、電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化和共享化的發(fā)展，汽車座艙不再僅僅是一個(gè)駕駛員控制車輛和乘客乘坐的物理空間，而是成為了一個(gè)為乘員提供個(gè)性化服務(wù)和舒適體驗(yàn)的重要場景。在這種背景下，汽車音效系統(tǒng)的作用從單純的廣播、音頻播放設(shè)備逐步升級(jí)為智能座艙體驗(yàn)的重要組成部分，成為消費(fèi)者關(guān)注的關(guān)鍵體驗(yàn)。未來座艙音效不僅需要高品質(zhì)音響設(shè)備提供優(yōu)良的音效，還需結(jié)合車內(nèi)環(huán)境、車輛狀態(tài)和用戶需求，在車聯(lián)網(wǎng)、OTA、人工智能技術(shù)的支持下，提供更加智能化、個(gè)性化和沉浸式的聽覺體驗(yàn)。

1" 汽車座艙音效的發(fā)展歷程

從汽車搭載簡單的廣播收音機(jī)開始，汽車座艙內(nèi)的音效已經(jīng)發(fā)展了近百年，逐漸融合多揚(yáng)聲器布局、立體聲技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，發(fā)展成多聲道、復(fù)雜音效的沉浸式音效系統(tǒng)，并在智能化技術(shù)的助推下向個(gè)性化、自適應(yīng)方向發(fā)展。

1.1" 廣播式音響系統(tǒng)

汽車音效系統(tǒng)的最早雛形可以追溯到20世紀(jì)上半葉，當(dāng)時(shí)的汽車開始配備簡單的獨(dú)立收音機(jī)裝置，供乘客收聽廣播。隨著汽車工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，1950年代開始，汽車制造商逐步引入了功率更高、性能更好的音響系統(tǒng)，雖然其用途主要應(yīng)用于娛樂廣播，但汽車座艙內(nèi)的音效體驗(yàn)開始被市場重視。

1.2" 多揚(yáng)聲器音響系統(tǒng)

進(jìn)入20世紀(jì)80年代，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，揚(yáng)聲器的尺寸和功率都有了明顯的提升，這增加了在汽車有限空間內(nèi)布置更多揚(yáng)聲器的可能，多揚(yáng)聲器構(gòu)建的立體聲系統(tǒng)逐漸成為汽車音響的標(biāo)配。在這一階段，汽車座艙音響系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更關(guān)注揚(yáng)聲器的布局效果和音效的均衡性問題。汽車制造商也逐漸意識(shí)到汽車座艙內(nèi)部復(fù)雜的聲學(xué)環(huán)境對(duì)音質(zhì)的影響，座艙聲學(xué)設(shè)計(jì)也成為汽車音響系統(tǒng)開發(fā)的重要組成部分。

1.3" 沉浸式音效系統(tǒng)的興起

近年來，隨著相關(guān)技術(shù)的愈發(fā)成熟，能夠提供三維空間音頻體驗(yàn)，讓用戶感受到身臨其境的聽覺效果的沉浸式音效逐漸成為汽車音響系統(tǒng)的標(biāo)配，許多國內(nèi)外的高端車型已經(jīng)引入了這類技術(shù)，并成為重要的市場賣點(diǎn)。沉浸式音效系統(tǒng)通過多聲道音頻技術(shù)與復(fù)雜的揚(yáng)聲器布局，結(jié)合車內(nèi)聲音的精確定位和音場的立體塑造，能夠?yàn)槌丝吞峁┤轿坏某两铰犛X體驗(yàn)；自適應(yīng)音頻處理技術(shù)的應(yīng)用則能根據(jù)車內(nèi)的座椅位置、車窗開閉狀態(tài)自動(dòng)調(diào)整音頻輸出，確保最佳的聽覺體驗(yàn)。

1.4" 自適應(yīng)音效的應(yīng)用

車輛行駛過程中，外部環(huán)境噪聲的變化會(huì)對(duì)座艙內(nèi)的音效產(chǎn)生干擾。2024年，一些汽車制造商發(fā)布了具備自適應(yīng)音效技術(shù)的座艙音效系統(tǒng)，具備實(shí)時(shí)環(huán)境自適應(yīng)功能，能夠根據(jù)車內(nèi)的座椅位置、車窗開閉狀態(tài)和外界噪聲、車速、路面狀況等動(dòng)態(tài)調(diào)整音效設(shè)置，確保最佳的聽覺體驗(yàn)。例如，當(dāng)車輛處于高速行駛狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)可以增強(qiáng)低音以補(bǔ)償車內(nèi)的風(fēng)噪和胎噪；而在城市低速行駛時(shí)，系統(tǒng)可以增強(qiáng)高頻細(xì)節(jié)，提供更清晰的音效體驗(yàn)。

1.5" 個(gè)性化音效的出現(xiàn)

座艙音效系統(tǒng)應(yīng)能夠支持多用戶配置，以應(yīng)對(duì)不同乘客對(duì)音效體驗(yàn)的個(gè)性化需求。音效系統(tǒng)需要具備用戶識(shí)別功能，并能根據(jù)不同乘客的偏好自動(dòng)切換音效配置。例如，音響系統(tǒng)可以記住每個(gè)用戶的音量偏好、均衡器設(shè)置、音源喜好等，并在用戶進(jìn)入車輛時(shí)自動(dòng)調(diào)整至相應(yīng)的設(shè)定。這不僅提升了用戶的體驗(yàn)滿意度，也增加了系統(tǒng)的便利性。

2" 汽車座艙音效的關(guān)鍵技術(shù)

隨著汽車座艙音效系統(tǒng)的逐漸成熟，其設(shè)計(jì)和開發(fā)也呈現(xiàn)專業(yè)化、體系化的特點(diǎn)，已經(jīng)是汽車整車開發(fā)流程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，尤其在沉浸式音效系統(tǒng)中，包含聲學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、信號(hào)處理、音效設(shè)計(jì)等方面。如圖1所示。

2.1" 座艙聲學(xué)設(shè)計(jì)

座艙聲學(xué)設(shè)計(jì)是汽車音效系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)。由于汽車內(nèi)部空間有限，聲波在座艙內(nèi)的傳播容易受到反射、吸收和干擾的影響，因此如何在車內(nèi)設(shè)計(jì)合理的揚(yáng)聲器布局以及控制座艙內(nèi)的聲學(xué)環(huán)境，成為提升音質(zhì)的關(guān)鍵因素。通過吸音材料、隔音玻璃以及車內(nèi)組件的優(yōu)化設(shè)計(jì)，制造商能夠最大限度地減少外界噪聲干擾并優(yōu)化車內(nèi)音響效果。

2.2" 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)（DSP）

DSP技術(shù)在汽車座艙音效系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)均衡、時(shí)間校正、聲音分布優(yōu)化，使音效更加精確和個(gè)性化。通過對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行精確的頻率響應(yīng)調(diào)整，使得音響系統(tǒng)能夠更好地適應(yīng)車內(nèi)的復(fù)雜空間，并能夠根據(jù)不同的音源信號(hào)進(jìn)行個(gè)性化處理，根據(jù)座艙內(nèi)的環(huán)境特點(diǎn)、揚(yáng)聲器的特性和乘客的需求，進(jìn)行動(dòng)態(tài)音頻調(diào)節(jié)。讓汽車音響系統(tǒng)的功能從單純的音質(zhì)提升擴(kuò)展到了音頻均衡、動(dòng)態(tài)范圍控制、動(dòng)態(tài)降噪和音頻信號(hào)優(yōu)化等多方面，形成了一個(gè)更加多功能化的系統(tǒng)。

2.3" 主動(dòng)降噪技術(shù)

隨著汽車電氣化和混合動(dòng)力系統(tǒng)的興起，發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲已經(jīng)大幅降低，但電動(dòng)機(jī)和輪胎噪聲成為了新的挑戰(zhàn)。主動(dòng)降噪技術(shù)通過在車內(nèi)安裝多個(gè)麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器，實(shí)時(shí)采集車內(nèi)外的噪聲信號(hào)，并通過DSP計(jì)算生成相反相位的聲波，從而抵消不必要的噪聲，提升車內(nèi)音質(zhì)。

2.4" 沉浸式音效技術(shù)

沉浸式音效是近年來汽車音效技術(shù)發(fā)展的重要方向。基于杜比全景聲（Dolby Atmos）等多聲道技術(shù)，制造商在車內(nèi)安裝多個(gè)揚(yáng)聲器，結(jié)合復(fù)雜的音效算法，能夠?qū)⒁纛l信號(hào)精確地傳遞到乘客的每個(gè)耳朵，使其感受到來自不同方向的聲音。通過音場控制，系統(tǒng)還可以模擬各種真實(shí)環(huán)境音效，如劇院效果、自然風(fēng)景等，提升乘客的沉浸感。

2.5" 語音交互及智能音效技術(shù)

語音識(shí)別技術(shù)的進(jìn)步為智能座艙帶來了更多可能。如今的座艙音效系統(tǒng)不僅播放音樂，還可以作為人機(jī)交互的媒介。通過集成語音助手和自然語言處理（ Natural Language Processing，NLP）技術(shù)，乘客可以通過語音控制車內(nèi)的各項(xiàng)功能，甚至定制個(gè)性化音效。此外，音效系統(tǒng)能夠根據(jù)環(huán)境自動(dòng)調(diào)整，如根據(jù)駕駛員的情緒、天氣狀況或車速，提供最佳的音效設(shè)置。

3" 汽車座艙音效系統(tǒng)的趨勢研究

隨著汽車智能化的發(fā)展，座艙音效系統(tǒng)的功能需求已經(jīng)不再局限于簡單的音響播放和音質(zhì)優(yōu)化，將從單一的音響設(shè)備演變?yōu)橹悄芑€(gè)性化、多感官融合的音效平臺(tái)，為駕駛員和乘客提供更加豐富和便捷的聽覺享受。未來座艙音效系統(tǒng)需要具備更加靈活、智能和個(gè)性化的功能，并逐漸與車內(nèi)的部件聯(lián)動(dòng)，以滿足用戶對(duì)多樣化、沉浸式體驗(yàn)的需求。

3.1" 主動(dòng)聲場控制與個(gè)性化音場

主動(dòng)聲場控制是未來座艙音效系統(tǒng)的重要方向之一。通過復(fù)雜的聲場算法和揚(yáng)聲器布局，音效系統(tǒng)可以為每位乘客創(chuàng)建一個(gè)獨(dú)立的音場，減少不同乘客之間的音效干擾。例如，駕駛員可以享受導(dǎo)航和電話提示音，而乘客可以同時(shí)享受自己的音樂或娛樂節(jié)目，且互不影響。此外，系統(tǒng)還可以為用戶提供個(gè)性化音場設(shè)計(jì)服務(wù)，如劇院模式、會(huì)議模式、自然場景音效模式等，增強(qiáng)音效的沉浸感和個(gè)性化體驗(yàn)。

3.2" 多音源無縫切換及混合播放

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，乘客使用的音源種類日益增多，未來的座艙音效系統(tǒng)需要支持多種音源的無縫切換及混合播放功能。無論是來自流媒體、手機(jī)藍(lán)牙連接、USB音頻還是廣播電臺(tái)，系統(tǒng)都應(yīng)能夠流暢地切換音源，并根據(jù)音源特點(diǎn)進(jìn)行音質(zhì)優(yōu)化。此外，音效系統(tǒng)還可以支持多音源的混合播放，例如在駕駛員播放導(dǎo)航提示音的同時(shí)，后排乘客依然能夠享受他們的私人音樂，形成“音效分區(qū)”體驗(yàn)。

3.3" 虛擬現(xiàn)實(shí)多感官音效系統(tǒng)

未來的座艙音效系統(tǒng)將不僅依賴揚(yáng)聲器播放聲音，還應(yīng)與車內(nèi)其他設(shè)備，如座椅、燈光等相結(jié)合，并進(jìn)一步與虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)相結(jié)合，形成多感官的沉浸式音效體驗(yàn)。座椅可以配備音效反饋裝置，根據(jù)音樂節(jié)奏或電影音效產(chǎn)生輕微的振動(dòng)，增強(qiáng)聲音的感官體驗(yàn)；通過3D音效技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，使乘客在駕駛過程中享受類似跨越空間感受的沉浸式體驗(yàn)。例如，在播放電影時(shí)，系統(tǒng)可以通過座椅傳遞爆炸或振動(dòng)效果，提供類似于4D影院的體驗(yàn)。

3.4" 深度融合駕駛體驗(yàn)

未來的座艙音效系統(tǒng)不應(yīng)僅局限于娛樂功能，還應(yīng)與駕駛體驗(yàn)深度融合。音效系統(tǒng)可以與駕駛模式、駕駛狀態(tài)等進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。例如，在運(yùn)動(dòng)駕駛模式下，系統(tǒng)可以增強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)的聲音反饋，提升駕駛的激情感；而在長途駕駛或自動(dòng)駕駛模式下，音效系統(tǒng)則可以提供舒緩的背景音樂，幫助駕駛員和乘客放松。此外，系統(tǒng)還可以根據(jù)駕駛員的疲勞檢測數(shù)據(jù)，提供專門設(shè)計(jì)的警示音效或放松音效，幫助提高駕駛安全性。

3.5" 人工智能與音效系統(tǒng)深度結(jié)合

通過AI技術(shù)，音效系統(tǒng)可以根據(jù)乘客的歷史行為、使用習(xí)慣、駕駛環(huán)境等，自動(dòng)提供智能化的音效建議。例如，當(dāng)系統(tǒng)檢測到乘客情緒低落時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)播放舒緩的音樂；在旅途即將結(jié)束時(shí)，自動(dòng)切換至導(dǎo)航提示模式。此外，AI還能根據(jù)用戶的日常使用模式，學(xué)習(xí)并自動(dòng)優(yōu)化音效配置，提供更加個(gè)性化的聽覺體驗(yàn)。

4" 結(jié)束語

汽車座艙音效技術(shù)的飛速發(fā)展，不僅提高了乘客的聽覺體驗(yàn)，也逐步成為提升汽車產(chǎn)品競爭力的重要因素。在未來，隨著數(shù)字信號(hào)處理、人工智能和虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)的進(jìn)步，座艙音效將朝著更加智能化、個(gè)性化和沉浸式的方向發(fā)展，為消費(fèi)者提供更高層次的駕駛體驗(yàn)。同時(shí)，座艙音效系統(tǒng)也將成為智能座艙的重要組成部分，與車內(nèi)其他系統(tǒng)深度集成，打造全新的駕駛環(huán)境和生活空間。

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