2022年7月7日 星期四

量測分析的另一種選擇 -- REW軟體

 Room EQ Wizard這套量測軟體也是業界多人愛用,在Studio / Home AV的圈子享有盛名。強項在於:功能完整且強大、WIN/MAC/Linux平台均支援、還有更重要的是這麼好的軟體是可以免費下載幾近全功能的版本的。付費100美元就可以解鎖成全功能版本,老實說真的很划算!


由於最近需要進行聲學量測,雖然以往泰半使用Systune或Smaart,這次在好奇心驅使下,首次投入REW的研究、使用這套軟體於工作上。也將使用心得寫成這篇文,主要在分享個人運用REW在量測分析上的感想,非關軟體的操作說明。



REW的功能相當齊全,除了如下圖、一般我們量測常使用的Magnitude、Phase功能外,


它也具有像Smaart的SPL表頭(解鎖REW的Pro版本後,可以支援多達4個點的SPL量測顯示),以及像Systune的動態LEQ歷史紀錄圖。


但真的讓筆者想進一步去研究,主要的原因還是REW在建築聲學方面的一些量測功能。我們知道在這方面,Systune可以即時量測RT與STI,然後Smaart從V7後把IR的進一步分析功能也整合進來了,雖然不像Systune做即時分析,但也不錯用,而且還多了Clarity清晰度的分析功能。但REW在這方面的分析更全面,而且個人最喜歡的,就是軟體可以匯出的分析圖面實在很漂亮、很唬人。




其他一些特殊的電學量測,如Impedance、THD等,也都難不倒它。甚至還有Room Modal的模擬功能,可以快速得知在既定的場地長寬高尺寸、喇叭擺放位置與聆聽位置下,可能出現的駐波頻率、相對能量等資訊,以便在實際量測時做為對照參考。



在REW上作業,較不方便的是,目前的版本尚無支援Noise為測試噪訊的量測方式、僅能使用Sweep方式,現場量測時若有其他人在場,難免會擾人。另外,在Phase上分析與調整時,就沒有其他兩套量測軟體來的方便。多個量測的Phase在主畫面無法直接套疊,僅能在如下圖Overlays的功能項下進行,但在Overlays底下又無法執行接著要介紹的Alignment Tool的Phase Alignment補償分析功能,真的很可惜。



Phase Alignment的判斷、計算,老實說不是很容易,偏偏這在系統調校上又非常重要。以往使用Systune時,最讓筆者欣賞的就是內建的Delay Analysis自動分析功能。這個功能其實在2011年就推出了,這麼多年來一直是筆者在系統調校上非常仰賴的功能。現在,在REW上的Alignment Tool也有類似的Delay補償分析功能。


假定我們有一組Main + Sub的喇叭系統需要進行Alignment,量測信號過分頻處理後的Mag曲線如下圖:


先進行1/3oct的平滑處理後,再約略做Unity Gain調整,


打開Alignment Tool,判斷Phase上孰快孰慢,如下圖,紅色曲線的Main速度較快。圖中額外出現的黑色曲線是REW模擬兩者能量疊加後的狀態。


首先要標定一個分析的基準頻率,通常可以用疊加能量較差 / Phase誤差較嚴重的地方,點下滑鼠讓畫面出現十字標定線。

下圖可以清楚看出,十字標右側的能量疊加黑色曲線、並不因為紅色曲線的Main能量提升而提升,反而陡降,甚至還低於Main原本能量。十字標處的Phase曲線,Main / Sub間誤差呈現180° 左右的抵銷狀態,因此筆者特別把游標標示於此。


接著只要執行Phase補償分析,讓REW計算出於Main通道需要補償Delay值是6.06ms。Mag / Phase曲線也會同步更新如下圖。Mag曲線可以看到能量疊加在十字標右側處明顯改善非常多,然後Phase曲線也可看到Main的紅色 / Sub的綠色曲線也整個貼近了。


與Systune的Delay Analysis功能相比,當然Systune的功能更方便,因為系統自動做所有的分析,而在REW上還是需要使用者自己做分析的基準頻率的判斷與標定,然後REW僅就標定的基準頻率位置來進行兩者的補償分析,不像Systune會進行最佳化的通盤考量,並給你三種不同建議方案。


不過,嘿!Systune一套要價近700歐元,而REW是免費下載使用,所以沒什麼好抱怨的啦!


REW有一個個人滿欣賞的功能,在計算出補償的Delay後,使用者還可以抓著Delay拉桿、自己增減delay值、並觀察Mag / Phase曲線的變化、找出是否還有更佳的補償數值。這可以讓我們更進一步以很直覺的方式來做調整比對,不失為一個學習Phase調校的好工具。


如果把Delay自行拉大到7.00ms,則如下圖,這個Delay值可以讓phase在55~85Hz處幾乎完全貼合,但之外的高、低頻率段會比6.06ms的方式稍稍偏離,想當然爾,55~85Hz處能量疊加會提升一點,之外的頻段會下降些,何者為佳,那就全看使用者調校系統的目的了。



另一個在Live量測上個人覺得很好用的功能,就是REW內建的Virtual EQ功能。


將Main的Mag曲線開啟到EQ功能內,選擇想模擬的DSP運算方式,由於已經有執行過之前文章介紹的、RePhase運算再轉至QSC Core110執行的經驗,這邊筆者直接選用RePhase,如下圖:


它的EQ Filter可以指定為Auto或手動Manual,不過,這邊想使用的是Auto EQ的功能。


紅色是匯入的Main曲線,先根據需求來規劃Auto EQ預想達成的目標曲線,如綠色曲線:



接著設定想處理的頻段,假定是80~20kHz,處理後的頻響貼近到目標曲線的平滑度設定為2dB flatness,然後下達運算指令,REW即刻進行Auto EQ運算,結果如下預測圖:


圖中綠色區塊處是Auto EQ根據你的設定、運算需補償的區塊,處理後的頻響預估為紅色虛線,對比原本的紅色實線,可以清楚看到,大部分的頻響凹凸處都盡可能補平了。REW大致上用了7段的Filter來進行處理。


當然你也可以直接把7段Filter的參數輸入到使用的處理器來執行,但如果想真的達到Auto EQ的執行方式,那就將此Auto EQ的設定,存成RePhase可以接手的xml檔案格式吧。


在RePhase上開啟原本Main的量測Mag曲線。


再將剛剛的Auto EQ存好的XML檔輸入到RePhase軟體上。修正後的Mag曲線就變的平滑的多了。


當然你也可以在RePhase上接續進行之前文章曾介紹過的Phase的修正調整。這邊先利用RePhase上的Constant Q Filter再做一些細修,去除高頻段的一些凹陷,再將結果輸出成QSC Core110f可接受的.csv檔案。由於僅設定400 tags,所以僅有4.165ms的impulse delay。


接著在RePhase上,連同Phase一起做修正,讓Main的Phase盡可能呈現線性。以4000 tags來設定,輸出的.csv檔案大約有41.667ms的impulse delay。


這個檔案就可以直接給QSC Core110f來執行,FIR Custom Filter單一元件,便可以把Mag修飾、Phase的線性修正同時處理掉。



再做一個實際的實驗,將一組之前在現場量測的Main+Sub的Mag曲線開啟到EQ功能內,假定我們想針對此量測進行調校優化,選擇想模擬的DSP運算方式,同樣直接選用RePhase。


紅色是匯入的Sum曲線,根據需求來規劃Auto EQ預想達成的目標曲線,如綠色曲線:


接著設定想處理的頻段,假定是50~12kHz,處理後的頻響貼近到目標曲線的平滑度設定為2dB flatness,然後下達運算指令,REW即刻進行Auto EQ運算,結果如下預測圖:

圖中綠色區塊處是Auto EQ根據你的設定、運算需補償的區塊,處理後的頻響預估為紫色虛線,對比原本的紅色實線,大部分的頻響凹凸處都盡可能補平了。


REW大致上用了14段的Filter來進行處理。


將此Auto EQ的設定,存成RePhase可以接手的xml檔案格式吧。


在RePhase上開啟原本的量測Mag曲線。


再將剛剛的Auto EQ存好的XML檔輸入到RePhase軟體上。修正後的Mag曲線就變的平滑的多了。



在RePhase上接著做Phase線性修正。以4000 tags來設定,輸出的.csv檔案大約有41.667ms的impulse delay。


同樣輸出給Core110f的FIR Custom Filter來執行。



接著執行Smaart V8來做現場實際量測印證,綠色是原本Sum的曲線,紅色是經FIR修正後的曲線。Mag與Phase曲線都變得相對平坦,非常符合原本的規劃。


這兩次的實驗,將REW的分析、RePhase的調整與運算、Core110f的處理執行,整個流程串連在一起,讓輸出系統的量測、調校更有效率、更方便。REW還有很多好用的功能無法一一說明,但的確滿值的推薦使用,如果你對量測分析、聲學研究很感興趣,這絕對是一套值得擁有的好軟體。





Humphrey T


沒有留言:

張貼留言