这份文件涵盖了Dirac Live应用程序内的Dirac Bass Control，分为两部分。
第一部分是用户指南，介绍了如何测量系统和调整补偿参数的工作过程，以创建 一个带有低频控制的房间补偿滤波器。
第二部分是技术解释，详细说明了低频管理和Dirac Bass Control的工作原理，供对技术细节和系统如何实现效果感兴趣的用户参考。请注意，这一部分是高度技术性的，并非低音控制必须。（该指南最后修订于2020年4月7日）
一、用户指南
（编写 弗朗斯-罗森克兰兹-米 卡尔-上诺-安德森）
Dirac Live 2引入了新一代的Dirac Live房间校正技术，而Dirac Live 3.0则在此基础上又引入了新的Dirac Bass Control技术。
Dirac Live Bass Control是一项管理从信号到音频设备的播放通道（扬声器）的低频通道分配的技术。此外，随着对设备的通道和频率分配和输出的完全控制，Dirac Live房间校正技术得到了显著增强。特别是有多个低音炮的系统将看到房间校正和低音性能的大幅提高。
本节介绍了Bass Control的用户指南和所需的硬件设备，以便进行校准。
关键术语：
●Dirac Live：Dirac技术来处理音频，以纠正音频设备的输出聆听环境的声学特性。也是提供这种技术的应用程序的名称。
●Dirac LIVE Bass Control：Dirac技术使所有的扬声器都能相互协作。
●通过将低频信号从一个输入源分配到输出通道来实现。这个技术包括两个方面，低频管理和低频控制。
●低频管理：在输出通道之间对源音频进行最佳分配和混合。
●低频控制：计算扬声器之间的协作，实现超出单个扬声器的能力的房间校正。
Dirac Live 3.0设备要求
下面的部分介绍了低频控制校准所需的设备和配置。
●带有相关校准文件的全向性校准话筒。
●系统要求至少有一个低音炮和一个大/小范围的扬声器。系统中 的扬声器数量不做限制。
●音频路径中不应该有外部的上混声。如果用户想添加额外的过滤器 或效果，应该应用于目标低频控制设备的输入。
●每个低音炮应该有自己的逻辑通道。不建议将两个低音炮连接到一个Y型分频器上。
●如果低音炮有一个可调节的低通滤波器，那么它应该被设置在 最大值上。
●对于低音炮在房间里的摆位，并没有严格的要求。低频控制的主要目标之一是即使用户将他们的低音炮放置在房间的任意地方，依然可以获得良好的效果。
●在进行低频控制校准后，不应更改音量控制和相位设置，因为这将 影响校准结果。校准后的任何调整都应在Dirac Live校准软件中进行。
Bass Control用户指南
本指南将通过多个步骤来实现最佳声音效果。
设置
●如果功放设备带有校准麦克风，请将其连接到设备上。否则，需使用全指向性向麦克风连接到你的电脑上，并确保你拥有相关的校准文件。
●安装Dirac Live软件。
●确保你的计算机与目标设备连接到同一局域网。
●启动Dirac Live校准软件并选择你的目标设备。
测量步骤
1.选择要使用的麦克风，通常是你在设置过程中连接的麦克风，并选择无校准以自行进行麦克风校准，或者如果你有厂家提供的校准文件，则选择从文件加载。确保麦克风校准文件是为90度测量创建的。按 "继续进行音量校准"。
示例中Umik-1已经被选为测量麦克风，我们将加载一个麦克风校准文件。
2.选择与要测量的实际相匹配的聆听座位模式。不同的座位是作为定位麦克风的指南。它们之间的唯一区别是测量点的数量。
注意：在执行第3至第5步之前，你可能需要先看看"良好测量的提示"。
选定的测量位置是皇帝位位置。延迟和增益将根据这个位置来计算。
3. 第一次测量应始终在聆听区域的中心，在所谓的"皇帝位"进行，因为 这将用于校准电平和扬声器之间的延迟。
4. 按下测量按钮，收集一组测量数据。这将会在每个扬声器中播放一次扫频粉噪，并在第一个扬声器中播放最后一次扫频。
5. 将麦克风挪到软件要求的下一个位置并按下测量键。对所有的测量点重复上面的测量步骤，直到你已经完成整个座位区域的测量。
一些测量技巧
测量点的定位没有严格的定义；但是，在测量过程中，有一些事是值得 注意的。
●基本原则是，任何额外的测量都会改善校正。然而，根据你的房间 和设备的声学特性，更多的测量所带来的好处可能会越来越小。因 此，请注意，你不一定要跑完软件提示的所有测量点。然而，我们 强烈建议你最少要做5次测量。
●测量点之间应该有至少30厘米（即12英寸）的距离。
●避免在一个太小的范围内进行测量。即使是 "极小 "的聆听环境，也至少将麦克风的位置分散在一个直径至少1米的圆圈中。太小的空间会导致过度补偿，声音听起来会非常干瘪和沉闷。
●可在听音区域外测量一些点，例如，对于沙发，建议在沙发外任何方位做一些测量，距离20-30厘米。
●请记住，你是在测量一个三维空间而不是一个平面，并确定你是在不同 的垂直高度进行测量，而不是在一个单一的水平面上。
●在测量时，将麦克风向上指向天花板（90度垂直），以确保来自麦克风获取到的墙壁反射声和来自扬声器的直达声都是相似的。
●请记住，软件中指定的位置只是一个建议，你可以偏离它们，以灵活测量。
滤波器设置
1. 测量完所有建议的点位后，进入滤波器设置页面。它有三种不同的滤波器 设置方案，分别是 "关闭"、"仅向上混合 "和 "全面优化低音"。
三种不同的低音控制滤波器设置可以选 择 "关闭"、"仅Upmix "和 "全面低音优化"。
a. 当选择 "关闭 "时，常规的Dirac Live设置页面就会出现，标准的 Dirac Live滤波器会用于计算。
b. 选择Full Bass Optimisation或Upmix Only，你将进入Bass Control和Bass Management的滤波器设置页面。选择 "Upmix Only"，就会设置出带有Dirac Live滤波器的常规低频管理 滤波器，每个低音炮的增益都会以1/（低音炮的数量）的比例来匹配目标曲线。选择 "全面低音优化"，滤波器的设置将使用量身定做的相位滤波器、延迟和增益来协调低频中的低音炮和主箱。
2. 在选择了 "全面低音优化 "或 "仅Upmix "后，图表中会显示几个幅度响 应图。这些图显示了所选扬声器和低音炮的平均幅度响应，用于指导用户为系统选择最佳的分频频率。
选定的扬声器和低音炮的平均幅度响应。
启用低音控制
输入的目标曲线为粉红色，分频点区域为蓝色。
3. 设置分频点。选择一个主箱和低音炮都有覆盖的分频点。分频器的频率可以通过拖动分频条来调整。
当悬停在分频条上时，分频滤波器会被突出显示。如上图所示，分频 器的下边（A）描述了哪些频率会被发送到低音炮上。(B)部分描述 了哪些频率被发送到低音炮和主箱，而上部(C)部分描述了哪些频率被发送到主箱。
请注意，每个扬声器组都可以有一个单独的分频器频率。
在下图中，有四个不同类型的低音炮，两个宽频的，两个窄频的。为 了确保窄频的低音炮不会在其能力频率区域之外播放，分频点被设置为低于窄频炮截止频率的几赫兹。请注意低通分频滤波器是如何跟随窄频低音炮自然进行衰减的。
调整分频 频率位置
4. 在Dirac Live Bass Control中，就像在Dirac Live中一样，声音的着色是通 过目标曲线设置的。虽然它使用与Dirac Live 2.0相同的互动方式， 但使用Bass Control时，目标曲线的工作方式略有不同。
在Dirac Live 2.0中，目标曲线是按扬声器设置的，用户可以改变每个扬声器的参数。然而，当使用Dirac Bass Control时，低频内容往往与各扬声器之间息息相关，因此，在每个输入通道里设置目标曲线更为方便。下面将介绍这种新的目标曲线的概念。
a. 输入目标曲线显示了从低音炮(s)的截止频率下限到该选择的输 入通道的截止频率上限的低音炮(s)和主箱的复合和声的声音着色。参照上面步骤3的图，下面的部分（A）主要描述了低音炮如何相加的表现，其中（B）部分显示了低音炮和主箱在分频区的相加的表现。(C)部分描述了所选扬声器的高频段所需的着色效果。
b. 目标曲线默认为平坦的修正，也就是音频不着色，尽可能地接 近源声音，这可能不是你喜欢的。拖动目标曲线上的目标点来改变着色，使其符合你的个人喜好。你可以随时在目标曲线上点击 右键，选择 "添加控制点"，来添加更多的点。
c. 在Y轴上的0dB水平之上向上拖动曲线，可以提高受影响的频率。相应地，在0dB电平下向下拖动曲线，就会减弱它们。
5. 增加低音炮的音量可以通过将目标曲线在100Hz以下的部分提高几分贝来实现，如下图所示。这在看电影时经常使用。
Dirac Bass Control的输入目标曲线。
6. 按右下角的"计算"，计算低音控制滤波器。
7. 在低音控制计算完成后，在绘图选项中选择 "校正 "复选框，以显示所 选通道的输入频率响应。修正后的曲线应该与目标曲线一致，如下图所示。
低频控制结果。
8. 按 "继续输出过滤器"。
过滤器的输出接口。
9. 选择一个合适的卡签，给过滤器起一个名字，也可以选择一个描述。如果该卡签已经被占用，该过滤器将被新的过滤器覆盖。
当输出完成后，过滤器被部署在你的音频设备上，并准备好使用。具体要根据你的系统，过滤器可能会被自动激活，也可能需要手动启用。
如果你想在将来对其进行调整，一定要保存你的工程源文件。
二、Dirac Bass Control的技术背景
撰写：Lars-Johan Br nnmark Frans Rosencrantz Mikael Ueno Andersson
本节介绍了如何使用Dirac Research AB公司开发的带低音炮的多声道音频系统的Bass Control解 决方案的技术背景和前期工作流程。
Bass Control旨在与Dirac Live房间校正一起使用，它采用了与Dirac Live相同的脉冲响应测量。这个解决方案的一个特点是，在有多个低音炮的系统中，它能最大限度地减少座位与座位之间的低频变化。另一个特点是，它确保了高频段主通道与分频器在房间内选定的皇帝位位置的分频器同相。
设计目标主要是通过调整扬声器之间的相位关系，使用低阶全通滤波器和优化算法来解决。
Bass Control 1.0 Bass Control解决的一些问题
除了解决标准的低频管理目标（即使用分频器从输入信号中提取低音内容 并将其分配到低音炮），这个Bass Control解决方案还提供了对每个扬声 器的低音部分的延迟、增益和相位的自动微调，从而提高了整体的低音性能。扬声器通道的微调是通过多个步骤进行的，并努力解决三个不同但互相关联相的问题。
1. 在系统包含多个低音炮的情况下，减少低音区频率响应的空间变化。
2. 在分频器频率附近的频段内，减少左/右主箱的通道之间的失相行为。
3. 在分频器频率附近的频段内，减少低音炮和主箱通道之间 的失相行为。
在这个解决方案中没有自动调整的是交叉频率本身，它被假定为固定的或是由用户在一组固定值中选取的数值。
为什么要选择Dirac Live Bass 控制？
广义上讲，低频管理是一个配置音频系统的过程，以便将输入信号的低音 内容引导到最适合再现低频的扬声器。低音控制的目的是确保所有的低频 内容，无论输入通道如何，都能被听众感知，即使有些扬声器缺乏低频能 力。这里所指的频率通常是指从20Hz到80Hz左右的范围。低音控制通常运作良好的原因是，在这个频率范围内的声音对人类听众提供的方向性信息非常少或没有，特别是在房间模式比直达声更占主导地位的空间。因此，打算用于一个扬声器的低音信号可以被重新定向到其他扬声器，而不会明显 影响再现声音的感知方向。
使用限制条件
一般来说，具有低音能力的扬声器可以是系统中一个或几个主扬声器， 例如，主前置左右（如果这些扬声器足够大的话），也可以是 一个或几个低音炮，或低音炮和大型主箱的随意组合。然而，为了使这种复杂性保持在可控的水平，一些限制是必要的。因此，在低 音控制的版本中，我们将坚持以下原则。
1. 如果一个主扬声器被认为能够重现低至20Hz的频率，它应该被标记为 "大"，并被排除在所有低音控制处理之外。扬声器将只接受其自身输入信号的全频段内容，其输入信号也不会被送入任何其他通道。这可以在Dirac Live应用程序中通过为该特定扬声器或组选择20Hz的分频器频率来完成。
2. 如果一个主扬声器不能够再现低频，那么它应该被标记为 "小"，并被 纳入低音控制系统。它的输入信号将被一对高通和低通分频滤波器分割和处理。由此产生的高频和低频分支将分别被输送到有关的扬声器和低音炮。
3. LFE（低频信息）通道，如果在输入中存在的话，应该直接分频到 低音炮，而不需要任何分频设置。
图1：一对互补的四阶Linkwitz-Riley分频器，截止频率为80Hz。蓝色曲线 是低通滤波器的频率响应，红色曲线是高通滤波器的频率响应。绿色曲线 是低通和高通响应之和的频率响应。
Dirac Live Bass 控制的细节
分频器 滤波器
低频管理系统的基本处理模块是分频器。低频管理分频器大多由互补的二阶或四阶低通和高通滤波器组成，对应的滤波器斜率为12或24dB/倍频程。
例如，见上图1。图2的方框图说明了分频器通常是如何用于低频管理的。
图2：一个简单的立体声系统的低频管理解决方案的框架图。
左边和右边的输入信号经过高通滤波后分别送入左边和右边的 主扬声器，而左边和右边输入的单声道总和经过低通滤波后 送入单个低音炮。
最简单的情况：一个立体声设置，有一对小型左右扬声器和一个低音炮，重现左右输入的单声道总和的低频部分。
如图1所示，本低音控制系统使用的分频器是可选择截止频率的数字第四 或林克维茨-瑞利滤波器。然而，选择林克维茨-瑞利类型的滤波器并不是系 统工作的必要条件；重要的是滤波器的大小是互补的，这也可以通过例如 线性相位FIR分频器来实现。
处理多个低音炮
音频系统的一个理想特性是具有平坦的频率响应，不随听众位置的变化而明显改变。然而，在低频时，房间的驻波可能有很大影响，导致扬声器的传递函数非常不规则；频率响应就会包含波峰波谷，并且波峰波谷的水平还随着听众位置的变化而急剧变化。图3显示了在房间内21个位置测量的低音炮的频率响应。
图3：在房间的21个位置测量的低音炮的频率响应（蓝线），以及它们的有效值平均值（黑线）。
从图中可以明显看出，尽管平均频率响应（细黑线）是平坦的，表现良好，但 每个测量位置的响应是非常不规则的，在某些频率下，不同位置的电平变 化在20-30dB左右。
众所周知，使用多个低音炮可以帮助缓解这种不规则现象，特别是 如果它们的摆位、相对水平和相位关系经过仔细调整，以便它们与房间和彼此之间以最佳方式互动。使用多个低音炮也有助于增加低音的动态余量，因为所需的供电和功率会被分配 给多个扬声器元件。
图4：三个低音炮的声学总和的频率响应，在房间的21个位置测量（蓝线），以及它们的有效值平均值（黑线）。
图4显示了在图3的情况下增加两个低音炮后的结果，因此三个低音炮被连接到同一个输入信号。很明显大多数频率的空间变化都大大减少了，但在25赫兹和60赫兹附近仍然存在 一些峰谷。因此，仅仅在系统中增加更多的低音炮似乎对减少变化 很有帮助，但正如图中变化所表明的那样，最终结果并不完全 可预测。
图5：与图4相同的三个低音炮的声学总和的频率响应，在对每个低音炮应用了一个小的电平调整和两个全通双曲滤波器之后。全通滤波器和电平调 整是根据使30至100赫兹之间的频率响应的空间变化最小化的标准来调整的。
为了最大限度地发挥多个低音炮的作用，目前的低音控制方案对各个低音 炮的电平、延迟和相位进行了微调，其标准是在一个选定的频率带 中使整个空间的变化达到最小。图5显示了这种微调的结果，其中一个增益设置和两个全通双四滤波器已被应用于每个低音炮。
单通道和立体声
我们的低频管理滤波器的设计对于单声道来说比立体声左/右声道对更直 接一些。
1. 一对互补的高通和低通分频滤波器。低通滤波器提取输入信号的低频部分，并将其发送到低音炮，而高通滤波器则去除低音，并将信号的剩余高频部分发送到中置扬声器。
2. 一个预先指定数量的全通双向滤波器应用于每个高频和低频的信号分支。这些全通滤波器的作用是确保低音炮和中置通道的传输函数在分频器周围的相位一致，在房间里选定的 "皇帝位"位置，以便在分频器频带中不发生破坏性干扰。
图6显示了左、右和两个低音炮的总和。
图6：与图4相同的三个低音炮的声学总和的频率响应，在对每个低音炮应 用了一个小的电平调整和两个全通双曲滤波器之后。全通滤波器和电平调 整是根据使30至100赫兹之间的频率响应的空间变化最小化的标准来调整 的。
在分频器应用之后。40赫兹附近的波谷是扬声器之间破坏性干扰的结果。在图7中，显示了相同的总和，但在各个扬声器上应用了微调的全通滤波 器。扬声器之间的相位匹配已经得到改善，波谷被抑制了。
即将推出的Bass Control 2.0
由于一对全频扬声器可以产生低100赫兹的频率，通过将它们纳入低音 控制系统，为优化作出贡献。正如在多个低音炮的处理部分所见，通过调 整各个低音炮的电平、延迟和相位响应，可以将测量点之间的变化降到最 低，得到一个更统一的聆听区域。因此，在即将推出的Bass Control 2.0中，用户将有能力把他们的全频扬声器纳入Bass Control优化中。从优化设计的角度来看，全频扬声器将被当为小频扬声器加一个低音炮。
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