Naturalny, pełny i perfekcyjnie dostosowany do każdego modelu. Brzmienie systemu audio jest jedną z kluczowych cech Audi decydujących o jakości samochodów tej marki. Audi przez pojęcia dźwięku, brzmienia i akustyki komunikuje jednak o wiele więcej niż tylko jakość systemów infotainment.
Klienci życzą sobie w swoim pojeździe atmosfery, która ich relaksuje, ale też fascynuje. Życzą sobie przestrzeni dźwiękowej bez uciążliwych odgłosów dodatkowych, z harmonijnie dostosowanymi do siebie dźwiękami sygnałów, ostrzeżeń i informacji oraz z nienatarczywymi odgłosami elementów obsługi.
Jakie odgłosy ludzie słyszą w samochodzie i gdzie one powstają?
Dźwięki w samochodzie powstają z kombinacji najróżniejszych odgłosów i tonów. W każdym poruszającym się pojeździe nieustannie słyszalne są różne odgłosy, takie jak brzmienie silnika, toczących się opon czy aeroakustyczne odgłosy powietrza opływającego karoserię. Do tego dochodzą chwilowo działające inne źródła: podnoszone szyby to cishe mruczenie, zamykanie drzwi, to soczyste trzaśnięcie. Dźwięki sygnalizacyjne i informacyjne nadają się do dyskretnego przekazywania informacji funkcjonalnych, czego przykładem jest zarówno typowe tykanie kierunkowskazów, jak i akustyczne reakcje zwrotne dotykowego wyświetlacza MMI. Przyciski i włączniki powinny rozbrzmiewać cicho, ale zarazem w zdecydowany sposób. Natarczywe sygnały ostrzegawcze powinny przykuwać całą uwagę pasażerów tylko w razie potrzeby.
Jak Audi odnajduje niepożądane źródła odgłosów?
Audi podchodzi do kwestii redukcji odgłosów kompleksowo. Stąd członkami zespołu zajmującego się wszelkimi odgłosami w pojeździe są blisko ze sobą współpracujący eksperci z najróżniejszych dziedzin – począwszy od tych wyspecjalizowanych w badaniach rozwojowych nad pierwotną koncepcją pojazdu czy karoserią, aż po służby zapewnienia jakości. Fachowcy ci badają i oceniają każdy nowy model Audi na jezdni, na macie wstrząsowej, czy też przy użyciu specjalnego hydropulsacyjnego urządzenia testowego (patrz zdjęcie).To serwo-hydrauliczne czterostopniowe stanowisko testowe, które wprawia pojazd w drgania. Hałasy takie jak grzechotanie, czy skrzypienie w przedziale pasażerskim są wywoływane przez drgania w zakresie częstotliwości do 50 Hz. Na stanowisku testowym sprawdza się drgania poszczególnych podzespołów i całej karoserii, by w ten sposób zbadać i zidentyfikować źródła niepożądanych odgłosów. Są one słyszalne nie zawsze tam, gdzie powstają. Równowaga wibracyjno-akustyczna pojazdów ma zauważalny wpływ na poziom komfortu kierowców.
Akustyka elektryka
W przeciwieństwie do silnika spalinowego, silnik elektryczny prawie nie powoduje drgań, wibracji i odgłosów mechanicznych. W takim otoczeniu na pierwszy plan wysuwają się dźwięki, które dotychczas nie były tak bardzo zauważalne. Chodzi tu o aeroakustykę i dźwięk toczących się opon. Audi wkłada wiele wysiłku w minimalizację tych niepożądanych dźwięków już u ich źródła. Przykład: karoseria Audi e-tron jest specjalnie wytłumiona i odseparowana we wszystkich tych obszarach, w których mogą powstawać niepożądane dźwięki. Oznacza to, że np. uwarunkowane konstrukcyjnie otwory i puste przestrzenie w obrębie karoserii wypełnia się włókniną z mikrofibry. Materiał tekstylny i mikrofibra pochłaniające dźwięki wyściełają także nadkola. Ponadto istotne powierzchnie, takie jak wykładzina, są powleczone specjalnym materiałem. Sprawia on, że blachy mniej drgają.
To nie takie proste
Złożona, wielowarstwowa konstrukcja ścianki czołowej tłumi przedostawanie się hałasu z przedniej części pojazdu do jego wnętrza. Taką konstrukcję zastosowano też w tylnej części nowej architektury pojazdu, w wersjach z dodatkowym napędem osi tylnej. Dodatkowo silniki elektryczne osłaniają kapsuły tłumiące dźwięki. Nawet zabudowa podwozia ma zdolność pochłaniania dźwięków. We wnętrzu pojazdu ciszę gwarantują podbite pianką dywaniki. Drugi ważny czynnik uzyskania atmosfery relaksu na pokładzie Audi e-tron, to zaawansowana aeroakustyka. Właściwie w każdym samochodzie, powyżej prędkości 85 km/h, słyszalne są przede wszystkim odgłosy wiatru. W Audi e-tron, dzięki starannemu dopracowaniu uszczelek w drzwiach, lusterek bocznych i rynienek odbierających wodę, odgłosy powietrza prawie nie docierają do wnętrza pojazdu. Pasażerowie mogą swobodnie ze sobą rozmawiać, również przy dużych prędkościach. Przednia szyba jest standardowo wykonana z podwójnego szkła. Na życzenie Audi dostarcza także dźwiękoszczelne szyby boczne.
Aktywna akustyka ANC
Aktywna akustyka zyskała w ostatnich latach na znaczeniu. Dzięki tzw. aktywnej redukcji szumów (ang. Active Noise Cancellation, ANC) np. określona porcja odgłosów pracy silnika może być zredukowana przy pomocy dźwięku w przeciwfazie. System bazuje na wbudowanych w podsufitkę mikrofonach ANC mierzących poziom hałasu we wnętrzu pojazdu (patrz rysunek na przykładzie A8). Sterownik odwraca niepożądane fale dźwiękowe i przez głośniki basowe emituje fale neutralizujące. Natomiast w celu podkreślenia pożądanych dźwięków, np. Audi SQ5 TDI posiada w układzie wydechowym tzw. aktuatory. Te bardzo wytrzymałe głośniki montowane na życzenie, potęgują odgłosy pracy silnika i nadają mu wrażenia większej dynamiki. Efekt sportowej pracy można uzyskać również w elektrycznym sportowym modelu Audi e-tron GT. Wystarczy w systemie wyboru dynamiki jazdy Audi drive select wybrać tryb „dynamic”.
Dźwięk to atmosfera
Tutaj pole do popisu mają inżynierowie dźwięku, którzy zajmują się wszystkimi dźwiękami. W razie potrzeby dopasowują je, tłumią albo eksponują. Każdy pojedynczy dźwięk ma swój wkład w akustyczną harmonię w pojeździe. Oprócz licznych źródeł hałasów, każdy samochód jako przestrzeń dźwiękowa charakteryzuje się innymi wyzwaniami: pasażerowie siedzą w różnych pozycjach, a przestrzeń dostępna dla dźwięku zmienia się wraz ze zmieniającą się liczbą osób we wnętrzu pojazdu. Jeden pojazd posiada panoramiczny dach, inny nie, materiały użyte we wnętrzu, takie jak tekstylia czy obicia skórzane, inaczej odbijają i tłumią dźwięk. Ponadto dźwięki z różnych głośników docierają do ucha z różną prędkością.
Dźwięk 3D
Dźwięk trójwymiarowy – 3D, to dźwięk, który akustycznie oddaje wszystkie trzy wymiary pomieszczenia. Po wynalezieniu możliwości utrwalania, na wczesnym etapie, dźwięk był emitowany przez jeden głośnik – mono. Taka technika nie była w stanie stworzyć brzmienia przestrzennego – dźwięk brzmi tu płasko. W latach sześćdziesiątych XX w. przyjęła się stereofonia: dwa mikrofony nagrywają muzykę z różnych pozycji. Nagrane informacje audio – sygnały mono – podczas odtwarzania są przypisywane do dwóch różnych kanałów i emitowane odpowiednio przez lewy i prawy głośnik. W ten sposób powstaje przestrzenne wrażenie dźwięku – efekt stereo. Dźwięk stereo określamy mianem 1D.
A co to jest Surround?
2D to dźwięk surround: ta technika kilku kanałów rozpowszechniła się na przełomie XX i XXI wieku. Muzyka rozlega się z subwoofera i kilku głośników z przodu, z tyłu i po bokach. Zależnie od liczby głośników rozróżnia się standard 5.1 i 8.1. Każdy efekt dźwiękowy na swym poziomie jest jednak przypisany tylko do jednego głośnika lub tylko jednej określonej grupy głośników.
W celu uzyskania dźwięku 3D konieczne jest jeszcze jedno źródło dźwięku, które nie znajduje się na tym samym poziomie. Od wprowadzenia aktualnej generacji modelu Q7 w roku 2016, Audi oferuje systemy marki Bang & Olufsen Sound z dźwiękiem 3D, które zapewniają możliwość usłyszenia dźwięków w wymiarze przestrzeni pionowej. W tym celu wykorzystują kilka dodatkowych głośników szerokopasmowych wbudowanych w słupku A, a w modelu A8 i Q8 – także w słupku B i w podsufitce. Wnętrze pojazdu staje się ogromną sceną, na której muzyka rozprzestrzenia się tak, jak została zarejestrowana w sali koncertowej. Za tą techniką kryje się algorytm, który Audi opracowało wspólnie z Instytutem Towarzystwa Fraunhofera. Algorytm Symphoria-2.0-3D oblicza z nagrań stereo lub nagrań w formacie 5.1 informacje potrzebne do trzeciego wymiaru i przetwarza je dla głośników 3D. Dzięki temu, efekty dźwiękowe można umieszczać w przestrzeni w elastyczny sposób. W systemach marki Bang & Olufsen Advanced Sound będących najwyższymi dostępnymi wersjam sprzętowymi w luksusowych modelach Audi, 24-kanałowy wzmacniacz o mocy 1920 W wyposażony w cyfrowy procesor sygnału współpracuje z 23 głośnikami. Technika ta sprawia, że przedział pasażerski akustycznie znacznie się powiększa. Audi nie idzie na kompromis w tej kwestii także w klasie samochodów kompaktowych. Wręcz przeciwnie – dopasowuje koncepcję techniczną znaną z samochodów luksusowych, do przestrzeni dostępnej w pojeździe kompaktowym. Przykład: w modelu A1 w deskę rozdzielczą wbudowane są cztery głośniki średniotonowe, które emitują dźwięk pionowo w górę i wykorzystują przednią szybę jako powierzchnię do odbić. W ten sposób wysokiej jakości dźwięk 3D można usłyszeć również w samochodzie kompaktowym, co w tej klasie pojazdów jest raczej niespotykane
Cyfrowy dźwięk
Głównym elementem opracowywania koncepcji dźwięków jest jej dopasowanie do danego modelu pojazdu. Dla takich konkretnych potrzeb Audi stworzyło tzw. soundCUBE: oprogramowanie audio, które znacząco zmniejsza zróżnicowanie wariantów i tym samym liczbę wynikających z tego zróżnicowania cyklów czasowych koniecznych do ich opracowania. Dzięki soundCUBE Audi udostępnia swym partnerom ramową koncepcję charakteryzującą się własną strukturą funkcji oraz jednolitą filozofią obsługi i brzmienia. To optymalne środowisko do tworzenia konkretnych rozwiązań. Partnerzy muszą już tylko zaadaptować tę koncepcję zdefiniowaną przez DNA Audi. W ten sposób cztery pierścienie, przy pomocy nieustannie optymalizowanego oprogramowania, mogą uzyskiwać z istniejącego już fizycznie sprzętu nagłaśniającego najlepsze dostępne współcześnie brzmienie.
Wzmacniacze
Kolejną nowością jest zastosowanie wzmacniaczy, które są połączone za pośrednictwem zunifikowanej szyny audio. Działanie: dźwięk, przy pomocy odpowiedniego oprogramowania, jest generowany w jednostce głównej (ang. Main Unit) aktualnej generacji modułowego systemu infotainment MIB 3. W systemach dźwiękowych klasy premium wzmacniacze posiadają moc dodatkowo potrzebną do sterowania wysokiej mocy głośnikami. Upraszcza to architekturę systemu.
W swym supernowoczesnym laboratorium akustycznym, Audi tworzy nowe wirtualne rozwiązania w zakresie brzmienia. Przy pomocy symulacji eksperci sterują dopasowaniem dźwięków w konkretnych seriach modelowych, zanim jeszcze powstanie ich prototyp. W wirtualnej przestrzeni referencyjnej można dokonać analizy konfiguracji dźwięków dla każdego miejsca siedzącego w pojeździe z osobna, by w ten sposób zagwarantować wszystkim pasażerom możliwie najlepsze indywidualne doznania dźwiękowe.
Audi partnerstwo z firmą Sonos
Wypuszczając na rynek model Q4 e-tron, Audi rozpoczęło nową współpracę partnerską w zakresie sprzętu Hi-Fi. Audi zdecydowało się na ten krok, by jeszcze lepiej spełniać życzenia klientów i dostarczać im wysokiej klasy systemy muzyczne. Podczas gdy marka Bang & Olufsen ze swym doskonałym brzmieniem perfekcyjnie spełnia wymogi samochodów klasy średniej-wyższej i luksusowej, nowy partner Audi, marka Sonos, ze swym bardziej basowym brzmieniem, przemawia do młodszej grupy klientów. Takie właśnie brzmienie idealnie pasuje do nowego kompaktowego, elektrycznego SUV’a oznaczającego wejście Audi w elektryczną przyszłość. Filozofia dynamicznego dźwięku i strojenia, która jest związana z Sonos, zostanie wprowadzona w połowie roku również w innych modelach klasy kompaktowej marki Audi.
Kolejna wielka rzecz: nad czym teraz pracują inżynierowie dźwięku w Audi?
Już dziś eksperci w zakresie akustyki w laboratorium akustycznym Audi intensywnie pracują nad holistycznym brzmieniem jutra. W centrum ich zainteresowań znajduje się tzw. immersyjny dźwięk 3D. W przypadku klasycznego dźwięku 3D surround dźwięki są przypisywane do określonych głośników przez określone algorytmy. W przeciwieństwie do takiej kanałowej emisji, immersyjny dźwięk 3D funkcjonuje w odniesieniu do obiektu. Zgodnie z ta metodą, dźwięki już w plikach audio są łączone z metadanymi, które zawierają dokładne informacje o tym, jak i gdzie odpowiedni dźwięk ma być słyszany w rzeczywistej przestrzeni. To perfekcyjne, akustyczne odtworzenie sytuacji zastanej podczas rejestracji dźwięku. Dźwięk immersyjny jest punktem centralnym zupełnie nowych doświadczeń rozrywki, które oddziałują na wszystkie zmysły. Jednak dopiero gdy ludzie w przyszłości, w automatycznie sterowanym samochodzie, będą w stanie przestać poświęcać się zadaniu prowadzenia pojazdu, będą mieli wolne wszystkie zmysły, by móc w pełni cieszyć się takimi doznaniami dźwiękowymi.
Przyszłość dźwięku jest w internecie
Kolejny wielki krok: rozpowszechnienie standardu szybkiej komunikacji mobilnej 5G otwiera nowe możliwości dla wysokiej jakości kanałów streamingu. Wiele osób używa swoich smartfonów jako głównego odbiornika usług strumieniowego przesyłania dźwięku w samochodzie. Jest to wygodne: nagranie jest po prostu przesyłane do samochodu za pomocą Bluetooth. Ponieważ jednak przepustowość pasma bezprzewodowej techniki Bluetooth jest ograniczona, występuje wąskie gardło, któremu czasami towarzyszy utrata jakości dźwięku. W niedalekiej przyszłości do wielokanałowego streamingu audio wysokiej jakości Audi wykorzysta jako odbiornik sam samochód. Pozwolą na to wbudowana karta SIM i wysokowydajny moduł odbiornika. Z perspektywy inżynierów dźwięku Audi, to kolejny kamień milowy na drodze ku przyszłości.
