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真正的革命性声音技术——浅谈杜比全景声



新一代电影音效技术——杜比全景声(Dolby Atmos)自应用于专业影院以来,获得全球观众的一致认可。自2016年10月杜比官方发表白皮书《适用于条形音箱应用的杜比全景声(Dolby Atmos)》客厅全景声影院(Soundbar-全景声声条,Soundbase-全景声电视底座音箱)在音响界引发广泛热议。与此同时,不少朋友提出一连串的疑问:Dolby Atmos到底是一种什么样的音频技术?与之前的Dolby-HD/Dolby-Digital音频技术又有何区别?

在进入主题前,我们先通过杜比发布的视频简单了解一下杜比全景声。






什么是杜比全景声?


首先,我们来看看百度百科的解释:杜比全景声(Dolby Atmos)是由杜比实验室研发,于2012年4月24日发布的全新影院音频平台。它突破了传统5.1、7.1声道的二维声音效果,能够结合影片拍摄场景,呈现出更加立体,逼真的动态音效。配合顶置音箱,实现声场全方位包围,展现更多声音细节,提升观众的临场观影感受。

百度百科上的解释显得过于简单,如果您只是粗浅的理解,杜比全景声只是通过后期混音的方式,加入了天空声道,那么我只能说您把Dolby的工程师想得太简单了。



为了浅显易懂,天逸音响工程师在深入阅读Dolby Atmos白皮书后,并融入自身的理解,对Dolby Atmos(杜比全景声)技术解释如下:杜比全景声较之前的杜比环绕声最大的改进是增加了顶置声道,这样可以给使用者提供全方位的更强烈的包围感。之前杜比环绕声只有一个平面的2D维度,而杜比全景声则增加了垂直方向的第三个维度,所以可以称之为全景声或3D环绕声。Dolby Atmos技术的另一个创新是改变了之前环绕声基于独立声道的录音方式,而是采用了基于声音对象的录音方式:在录音时同时记录声音对象的声音信息及方位信息,在解码时根据所设置的声道实时计算出来每一个声道所对应的声音数据:包括响度、延时等来重现这个声音对象的真实空间定位以及它的移动轨迹。Dolby Atmos技术支持高达128个声音对象,以及64个声道,在家庭影院中通常采用5.1.2到7.1.4的声道分配。所谓7.1.4也即左、中、右、左右侧环绕、左右后环绕、左右前顶置、左右后顶置、超重低音共12个声道。



并不是简单的声道再升级


从Dolby Digital的5.1时代,到Dolby TrueHD 7.1时代,我们可以认为杜比做的事情,就是把各种声音分配到5.1或7.1声道的这些音箱中去,然后加大数据量,以提高声音的保真度。如果,你现在依然认为杜比全景声,也是用这种方式在工作,那就大错特错了。家庭影院声道数的增加是肯定的,这是趋势,但用传统的方式去实现那么迟早会面临资料量过大、储存不符效益的问题。


与多声道家庭影院系统有何区别?


杜比全景声 (Dolby Atmos) 是首个基于声音对象(Audio Object),而非声道的家庭影院系统。什么是声音对象?您在电影场景中所听到的任何声音都是声音对象,如孩子的叫喊声、直升飞机的起飞声、汽车的鸣笛声。电影制作者运用杜比全景声,可以准确地确定这些声音的发声位置并随情节发展精确地控制声音的位移。

以这种方式来构思声音,不会有基于声道的音频系统所存在的诸多限制。在基于声道的系统中,电影制作者需要考虑扬声器设置:这个声音应该来自左后环绕声还是左侧环绕声?而有了杜比全景声,电影制作者只需要考虑故事情节:孩子大叫大喊着要跑向哪里?无论在电影院还是家庭影院,杜比全景声系统都可以智能地决定使用哪些扬声器,来精确再现电影人想要呈现的孩子的移动方向。



而且,比起基于声道的家庭影院,杜比全景声更加灵活、适应性更强。在基于声道的系统中播放基于声道的内容,扬声器数量是固定的:7.1 系统通常包含7个扬声器和1个低音扬声器。有了杜比全景声,情况恰好相反,你会拥有无与伦比的灵活选择:12个扬声器(7.1.4)就可让你畅享完美体验;或者添加更多扬声器,聆听者会获得更加饱满、细腻的声音。添加扬声器时,支持杜比全景声的接收器会自动判断如何使用扬声器营造妙不可言、身临其境的声音效果。


全景声像网络游戏一样


 

杜比全景声的构成



声音是立体的,想完美还原自然的声音,依靠切分成五组或七组音效的喇叭,明显是不够的。为了让声音在水平和垂直方向都能完美定位,那就要依靠不同的解决方案。杜比提出了最自然的声音(Dolby Atmos)由音床(Bed Audio)、声音对象(audio object)与(Metadata)全景声源数据构成。如果这样还是有一点抽像,那么我用一个大家都能听懂的比喻来说明!全景声技术非常像一个大型的网游!而Bed Audio相当于网游中的大地图,Audio Object相当于在里面游走的角色,Metadata则相当于角色在地图中触发事件的座标等。


Bed:电影音效不可能全部都是对象,这样就像是舞台上只有演员,没有背景一样,所以Atmos提供了所谓的Bed音效,这是所有整个电影声音的基础,你可以理解这就是最传统的5.1或7.1声道。


Object:存在于三度立体空间裡的一组音效。例如杜比全景声演示碟中,那片旋转的树叶就是一个标准的对像,也就是Object。


Metadata:就是记录对像(Object)的位置座标、音像大小、移动时间等相关资讯。您可以想像一下火车开过与头顶有炸弹爆炸的音效,它们除了位置不同,音像的大小与呈现的时间状态也会不同。



定义声音对象(Audio Object)加入之后,Atmos会把这些信息自动分配到各个声道之中。传统多声道编码的基础就是考虑有几个声道,然后把声音放进去。而Dolby Atmos只用考虑这个声音的舞台是什么样子,然后上面发生了什么事情,产生了什么事件。至于,要用到多少声道,喇叭里在发出什么声音,电量制作人就完全不用考虑。因为Atmos的系统会依据现场的播放条件,自动计算并利用这些喇叭呈现出完整的全景声音效,无论喇叭的数量与位置是什么状况,都会被灵活的利用,这就是基于声音对象的Atmos逻辑。所以,Atmos系统必须有来自上方的声音,这是为了给出声音的立体座标位置。至于,这个方面的音箱是安装在天花板,还是由地上的音箱把声音打到天上,都无所谓了。



如果你对此还有疑惑,那么我举个最简单的例子。游戏界的老熟人对PS、Xbox游戏都很追捧,这几款游戏早就是多声道的,都是实时进行声音计算的。玩过第一人称射击游戏的人都知道,转个方向,枪声来的方向声音是实时变化的。这是很早之前的游戏,就已经实现了声音实时变化的功能。对于全景声技术真的不必大惊小怪,而且功放的DSP是专用芯片,运算效率比电脑CPU这种通用处理器效率要高得多。