环绕声格式这么多 它们到底有啥区别?

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腾讯数码
2018年09月09日 09:07

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当时是1969年的夏天,当然,我们谈论的不是布莱恩·亚当斯(Bryan Adams)的歌曲,而是环绕声技术首次进入家庭。它被称为四声道立体声,它首先通过磁带进驻音乐发烧友家庭。令人遗憾的是,四声道立体声技术非常短命。这项技术,利用放置在房间四个角落的四个扬声器,独立地发出声音,令人非常困惑,原因不是电子产品公司在格式上的明争暗斗(听起来很熟悉吗?),它最终未能流行起来。

然而,人类对音乐沉浸感的追求并未停止。1982年,杜比实验室推出了杜比环绕声技术,这一技术通过被称为矩阵编码的过程,将环绕声信号编码到立体声声源上。不久之后,杜比实验室为我们带来了定向逻辑(Pro Logic)环绕声,推动了家用环绕声技术的发展。

环绕声已经成为家庭影院的一个标准部分,但对许多人来说它仍然是一种令人困惑的技术。尽管大多数人都理解用多个扬声器实现类似剧院声效的概念,但许多人并不了解所有格式之间的区别。从基本的5.1到带有多个高架扬声器的杜比全景声(Dolby Atmos)配置,许多概念都让人头大。本文将对简要地介绍相关技术,帮助读者更好地打造自己的环绕声系统。

环绕声基础知识

扬声器

最基本的环绕声系统,包括一组立体声前置扬声器(左和右)和一组环绕声扬声器,这些扬声器通常只放置在两侧,位于中心收听位置的后面。下一步是增加一个中置声道:放置在左前和右前扬声器之间的扬声器,主要负责再现电影中的对话。因此,基本的环绕声系统包含有五台扬声器。我们将在之后添加更多扬声器,但是现在,我们可以使用这种基本的五扬声器系统,作为采用不同格式的跳板。

矩阵

本文中矩阵指的是立体声音源内的独立声音信号的编码。这种方法是早期环绕声格式(如杜比环绕声和杜比定向逻辑)的基础,部分原因在于早期音像媒体(如VHS录像带)上用于存储独立信息的空间有限。

定向逻辑

使用矩阵处理过程,杜比的定向逻辑环绕声被开发用于对主左右声道内的单独信号进行编码。杜比可以允许家庭音频设备解码来自VHS磁带等媒体的两个额外声道,这些媒体为中置声道和环绕声扬声器提供音频信号。由于空间有限,矩阵环绕信号存在一些限制。基本定向逻辑中的环绕声声道不是立体声,带宽有限。这意味着每个扬声器播放相同的声音,声音不包含很多低音或高音信息。

5.1:环绕声成型

杜比数字5.1 / AC-3:基础

还记得激光光盘吗?虽然这种媒介是在1978年首次发明的,但直到1983年,当先锋电子公司购买该技术的多数股权时,它才在北美取得了一些成功。激光光盘的一个优点是,它提供了比VHS磁带更多的存储空间。杜比实验室利用这一优势开发了AC-3,现在被称作杜比数字技术。这种格式在定向逻辑的基础上有所改进,因为它允许立体声环绕声扬声器提供更高带宽的音频。它还有助于增加一个低音声道,在5.1中添加“.1”,由低音炮发出这一声道的音频。杜比数字5.1中的所有信息对于每个声道都是独立的,不需要再使用矩阵编码处理。

随着《燃眉追击》(Clear and Present Danger)电影在激光光盘上的发行,首部采用杜比数字环绕声技术的电影“光临”家庭影院。即使DVD光盘在1997年推出,杜比数字也是默认的环绕声格式。到目前为止,杜比数字5.1被许多人认为是环绕声标准,仍然被应用在大多数蓝光光盘中。

DTS:竞争对手

技术市场怎么会没有竞争呢?多年来,杜比或多或少地主导了环绕声技术领域。然后,DTS(数字影院系统)在1993年出现,为电影制作提供自己的数字环绕声混音服务,随《侏罗纪公园》(Jurassic Park)首次进入影院。这一技术最终逐渐被应用于LD和DVD,但最初只有非常有限的光盘选择它。DTS采用更高的比特率,因此提供更多的音频信息。虽然音质之间的差异是明显的,但据一些人称,这种差异可以忽略不计。

6.1:再上一个新台阶

为了通过扩展“声场”来增强环绕声效果,6.1增加了另一个声道。第六个扬声器放置在房间后面的中央,被称为后环绕声道。这是环绕声技术开始让人困惑的一个节点。人们已经习惯于将环绕声扬声器(错误地)称为“后环绕声道”,因为它们经常被看见放置在座位区域后面。然而,推荐的扬声器放置位置,始终要求将环绕声扬声器放置在两边和听音位置的正后方。

第六个扬声器的目的,是让听众产生一种某物从后面接近或消失在后面的感觉。将第六个扬声器称为“后置环绕”扬声器,虽然从技术上说是一种准确的描述,但最终结果是造成了困惑。

让人更加困惑的是,每家公司都提供不同版本的6.1环绕声格式。杜比数字和THX联合开发了一个称为“EX”或“环绕EX”的版本,其中扬声器的信息被矩阵编码到左右环绕扬声器上。另一方面,DTS提供了两个独立的6.1版本,DTS-ES独立和DTS-ES矩阵的功能,就像它们的名称揭示的那样。使用ES独立时,声音信息被编码到DVD或蓝光光盘上,而DTS-ES矩阵则从环绕声声道解析信息。

7.1:蓝光的产物

就在人们开始习惯6.1时,7.1与HD-DVD和蓝光光盘一起作为新的必备环绕格式问世,基本上取代了上一代技术。与6.1一样,7.1也有几个不同版本,所有版本都添加了第二个后置环绕声扬声器。曾经只用过一个后置环绕声扬声器的那些环绕声效果现在可以通过两个立体声扬声器实现。信息是独立的,这意味着每个扬声器都获得了自己的特定信息,这是因为蓝光光盘拥有的巨大存储空间。

杜比发布了两种不同的7.1环绕声格式。杜比数字+是“有损”版本,它仍然采用数据压缩技术,占用蓝光光盘上较少的存储空间。另一方面,杜比TrueHD是无损的,由于不采用数据压缩技术,杜比TrueHD的音效是绝对“原汁原味”的。

DTS也发布有两个7.1格式,它们之间的差别不同于杜比的两个格式。DTS-HD是一种有损、采用压缩技术的7.1环绕声格式,而DTS-Master HD是无损的,也是绝对“原汁原味”的。

这里值得注意的是,蓝光光盘并不总是包含7.1声道环绕声混音。电影制片厂必须选择7.1,不过它并非总是会这样做。选择哪种环绕声格式还涉及其他因素,其中存储空间是一个主要因素。 如果在光盘上存储了大量附加内容,就可能没有足够的存储空间用来存储更多的环绕声信息。在许多情况下,5.1混音可以通过A / V接收机中的矩阵处理扩展到7.1。这样,即使后置环绕扬声器没有获得独立信息,它们也可以派上用场。但是,这种情况越来越少了,特别是4K超高清蓝光光盘,它通常支持多个七声道混音。

9.1:定向逻辑:卷土重来

如果读者一直在购买接收机,可能已经注意到许多接收机提供一个或多个不同版本的定向逻辑处理。现代定向逻辑家族的成员包括定向逻辑II、定向逻辑IIx和定向逻辑IIz。下面我们将对它们各自的作用作一个简单介绍。

定向逻辑II

定向逻辑II与其早期的定向逻辑极其相似,因为它可以从立体声源获得5.1环绕声效果。区别在于定向逻辑II提供立体声环绕声信息。当观看只有立体混音效果的非高清电视频道时,通常就会用到这一处理模式。

定向逻辑IIx

定向逻辑IIx是我们提到的处理模式之一,可以把5.1环绕声混音扩展到6.1或7.1。定向逻辑IIx细分为电影、音乐和游戏模式。

定向逻辑IIz

定向逻辑IIz允许在主立体声扬声器之间上文添加两个“前置增高”扬声器。这种矩阵处理形式旨在通过从房间中的全新位置输出声音来为音轨添加更多深度和空间。由于Iiz模式可以使用7.1声道,因此生成的格式称为9.1。

什么是7.2、9.2或11.2?

正如我们之前提到的那样,5.1、7.1和所有其他“X.1”中的“.1”,都是指环绕声中的LFE(低频效果)声道,由低音炮播放。添加“.2”只意味着接收机有两个低音炮输出,两个连接提供相同的信息,因为杜比和DTS只有一个低音炮声道。由于A / V接收机制造商希望销售更多低音炮,因此采用了“.2”的概念。

Audyssey DSX和DSX 2

Audyssey是一家以开发A / V接收机自动校准软件而闻名的公司,拥有自己的环绕声解决方案Audyssey DSX。DSX支持比5.1和7.1环绕声格式更多的扬声器,上混5.1和7.1信号以增添更多声道。通过在7.1系统中增加前置增宽和前置增高声道,Audyssey可以实现11.1声道环绕声。Audyssey DSX 2可以将立体声信号混合到环绕声中。随着近年来像杜比全景声和DTS:X这样的基于对象的环绕声格式的出现,Audyssey已经开始走下坡路。

3D/基于对象的环绕声

环绕声技术的最新和最了不起的发展不仅为增高声道提供了独立音频,而且为音响工程师提供了一种新的混音方式,以实现迄今为止最准确的沉浸感。使用“基于对象”这一名称是因为,电影创作中使用的混音器可以在3D空间中表示单独的声音对象,例如嗡嗡作响的蜜蜂或直升机,而不受标准声道设置的限制。

通过在家用A / V接收机中为顶置式扬声器添加独立声道,增高声道表示为它们自己的独立实体,这样就增加了用于表示家庭环绕声道的另外一个数字。例如5.1.2系统,除包含传统的五个声道和一个低音炮外,还包含另外两个扬声器,在立体声中增添前方的增高信息。5.1.4系统会增加四个额外的增高声道,其中包括前方两个、后方两个,依此类推。

杜比全景声

剧院中的杜比全景声

杜比是目前基于对象的环绕声技术的领头羊。在配备杜比全景声系统的影院中,可以在给定场景中呈现多达128个不同的声音对象,把它们传输到64个不同的扬声器。在过去,如果屏幕右侧发生爆炸,半个剧院会听到相同的声音。使用杜比全景声系统,剧院中的声音将来自不同的位置。

家庭中的杜比全景声

杜比全景声于2015年开始出现在A / V接收机中,其能力远远低于专业格式。如上所述,最常见的配置是5.1.2或5.1.4,它们分别为传统的5.1环绕声系统增加了两个和四个增高扬声器,但杜比支持更大的配置。杜比全景声相对较快地获得了成功,因为目前大多数非低端A / V接收机都支持这种格式。

2015年,雅马哈推出了第一款支持杜比全景声的音棒YSP-5600。其他厂商很快跟进,其中包括三星HK-950。甚至出现了像LG W8这样的电视,通过内置音棒支持杜比全景声。

与此同时,采用杜比全景声的电影在继续增加,它们通过蓝光光盘以及Netflix和Vudu等流媒体视频网站提供给消费者。一开始时节目很少,但每周都在稳步增加。杜比全景声甚至开始应用在一些现场直播中,其中就包括2018年冬季奥运会。

DTS:X

就像其他类型的环绕声格式一样,DTS 2015年推出了自己的基于对象的环绕声格式DTS:X。虽然杜比全景声将每个场景中的对象限制为128个,但DTS:X没有这样的限制。DTS:X的目标是比杜比全景声更灵活、更易用。

DTS Virtual:X

DTS还意识到,并非所有电影爱好者都有空间或时间来打造基于对象的音响系统。DTS收集的资料表明,只有不到30%的客户将增高扬声器连接到他们的系统中,甚至连接环绕声扬声器的比例也不到48%。

为此,该公司开发了DTS Virtual:X,它采用数字信号处理(DSP)技术,旨在提供与传统DTS:X系统相同的空间线索,但是只需要较少数量的扬声器,哪怕是只有2个扬声器。

AURO-3D

它可能不像杜比全景声或DTS:X那么出名,但Auro-3D比它们存在的时间都要长得多。这项技术于2006年首次发布,并一直在影院中使用,最近刚开始出现在家庭影院系统中。

原文来源:Digital Trends

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