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環繞聲格式這麽多 它們到底有啥區別?

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當時是1969年的夏天,當然,我們談論的不是布萊恩·亞當斯(Bryan Adams)的歌曲,而是環繞聲技術首次進入家庭。它被稱為四聲道立體聲,它首先通過磁帶進駐音樂發燒友家庭。令人遺憾的是,四聲道立體聲技術非常短命。這項技術,利用放置在房間四個角落的四個揚聲器,獨立地發出聲音,令人非常困惑,原因不是電子產品公司在格式上的明爭暗鬥(聽起來很熟悉嗎?),它最終未能流行起來。

然而,人類對音樂沉浸感的追求並未停止。1982年,杜比實驗室推出了杜比環繞聲技術,這一技術通過被稱為矩陣編碼的過程,將環繞聲信號編碼到立體聲聲源上。不久之後,杜比實驗室為我們帶來了定向邏輯(Pro Logic)環繞聲,推動了家用環繞聲技術的發展。

環繞聲已經成為家庭影院的一個標準部分,但對許多人來說它仍然是一種令人困惑的技術。儘管大多數人都理解用多個揚聲器實現類似劇院聲效的概念,但許多人並不了解所有格式之間的區別。從基本的5.1到帶有多個高架揚聲器的杜比全景聲(Dolby Atmos)配置,許多概念都讓人頭大。本文將對簡要地介紹相關技術,幫助讀者更好地打造自己的環繞聲系統。

環繞聲基礎知識

揚聲器

最基本的環繞聲系統,包括一組立體聲前置揚聲器(左和右)和一組環繞聲揚聲器,這些揚聲器通常隻放置在兩側,位於中心收聽位置的後面。下一步是增加一個中置聲道:放置在左前和右前揚聲器之間的揚聲器,主要負責再現電影中的對話。因此,基本的環繞聲系統包含有五台揚聲器。我們將在之後添加更多揚聲器,但是現在,我們可以使用這種基本的五揚聲器系統,作為採用不同格式的跳板。

矩陣

本文中矩陣指的是立體聲音源內的獨立聲音信號的編碼。這種方法是早期環繞聲格式(如杜比環繞聲和杜比定向邏輯)的基礎,部分原因在於早期音像媒體(如VHS錄影帶)上用於存儲獨立資訊的太空有限。

定向邏輯

使用矩陣處理過程,杜比的定向邏輯環繞聲被開發用於對主左右聲道內的單獨信號進行編碼。杜比可以允許家庭音頻設備解碼來自VHS磁帶等媒體的兩個額外聲道,這些媒體為中置聲道和環繞聲揚聲器提供音頻信號。由於太空有限,矩陣環繞信號存在一些限制。基本定向邏輯中的環繞聲聲道不是立體聲,帶寬有限。這意味著每個揚聲器播放相同的聲音,聲音不包含很多低音或高音資訊。

5.1:環繞聲成型

杜比數字5.1 / AC-3:基礎

還記得雷射光碟嗎?雖然這種媒介是在1978年首次發明的,但直到1983年,當先鋒電子公司購買該技術的多數股權時,它才在北美取得了一些成功。雷射光碟的一個優點是,它提供了比VHS磁帶更多的存儲太空。杜比實驗室利用這一優勢開發了AC-3,現在被稱作杜比數字技術。這種格式在定向邏輯的基礎上有所改進,因為它允許立體聲環繞聲揚聲器提供更高帶寬的音頻。它還有助於增加一個低音聲道,在5.1中添加“.1”,由低音炮發出這一聲道的音頻。杜比數字5.1中的所有資訊對於每個聲道都是獨立的,不需要再使用矩陣編碼處理。

隨著《燃眉追擊》(Clear and Present Danger)電影在雷射光碟上的發行,首部採用杜比數字環繞聲技術的電影“光臨”家庭影院。即使DVD光碟在1997年推出,杜比數字也是默認的環繞聲格式。到目前為止,杜比數字5.1被許多人認為是環繞聲標準,仍然被應用在大多數藍光光碟中。

DTS:競爭對手

技術市場怎麽會沒有競爭呢?多年來,杜比或多或少地主導了環繞聲技術領域。然後,DTS(數字影院系統)在1993年出現,為電影製作提供自己的數字環繞聲混音服務,隨《侏羅紀公園》(Jurassic Park)首次進入影院。這一技術最終逐漸被應用於LD和DVD,但最初只有非常有限的光碟選擇它。DTS採用更高的比特率,因此提供更多的音頻資訊。雖然音質之間的差異是明顯的,但據一些人稱,這種差異可以忽略不計。

6.1:再上一個新台階

為了通過擴展“聲場”來增強環繞聲效果,6.1增加了另一個聲道。第六個揚聲器放置在房間後面的中央,被稱為後環繞聲道。這是環繞聲技術開始讓人困惑的一個節點。人們已經習慣於將環繞聲揚聲器(錯誤地)稱為“後環繞聲道”,因為它們經常被看見放置在座位區域後面。然而,推薦的揚聲器放置位置,始終要求將環繞聲揚聲器放置在兩邊和聽音位置的正後方。

第六個揚聲器的目的,是讓聽眾產生一種某物從後面接近或消失在後面的感覺。將第六個揚聲器稱為“後置環繞”揚聲器,雖然從技術上說是一種準確的描述,但最終結果是造成了困惑。

讓人更加困惑的是,每家公司都提供不同版本的6.1環繞聲格式。杜比數字和THX聯合開發了一個稱為“EX”或“環繞EX”的版本,其中揚聲器的資訊被矩陣編碼到左右環繞揚聲器上。另一方面,DTS提供了兩個獨立的6.1版本,DTS-ES獨立和DTS-ES矩陣的功能,就像它們的名稱揭示的那樣。使用ES獨立時,聲音資訊被編碼到DVD或藍光光碟上,而DTS-ES矩陣則從環繞聲聲道解析資訊。

7.1:藍光的產物

就在人們開始習慣6.1時,7.1與HD-DVD和藍光光碟一起作為新的必備環繞格式問世,基本上取代了上一代技術。與6.1一樣,7.1也有幾個不同版本,所有版本都添加了第二個後置環繞聲揚聲器。曾經隻用過一個後置環繞聲揚聲器的那些環繞聲效果現在可以通過兩個立體聲揚聲器實現。資訊是獨立的,這意味著每個揚聲器都獲得了自己的特定資訊,這是因為藍光光碟擁有的巨大存儲太空。

杜比發布了兩種不同的7.1環繞聲格式。杜比數字+是“有損”版本,它仍然採用數據壓縮技術,佔用藍光光碟上較少的存儲太空。另一方面,杜比TrueHD是無損的,由於不採用數據壓縮技術,杜比TrueHD的音效是絕對“原汁原味”的。

DTS也發布有兩個7.1格式,它們之間的差別不同於杜比的兩個格式。DTS-HD是一種有損、採用壓縮技術的7.1環繞聲格式,而DTS-Master HD是無損的,也是絕對“原汁原味”的。

這裡值得注意的是,藍光光碟並不總是包含7.1聲道環繞聲混音。電影製片廠必須選擇7.1,不過它並非總是會這樣做。選擇哪種環繞聲格式還涉及其他因素,其中存儲太空是一個主要因素。 如果在光碟上存儲了大量附加內容,就可能沒有足夠的存儲太空用來存儲更多的環繞聲資訊。在許多情況下,5.1混音可以通過A / V接收機中的矩陣處理擴展到7.1。這樣,即使後置環繞揚聲器沒有獲得獨立資訊,它們也可以派上用場。但是,這種情況越來越少了,特別是4K超高清藍光光碟,它通常支持多個七聲道混音。

9.1:定向邏輯:卷土重來

如果讀者一直在購買接收機,可能已經注意到許多接收機提供一個或多個不同版本的定向邏輯處理。現代定向邏輯家族的成員包括定向邏輯II、定向邏輯IIx和定向邏輯IIz。下面我們將對它們各自的作用作一個簡單介紹。

定向邏輯II

定向邏輯II與其早期的定向邏輯極其相似,因為它可以從立體聲源獲得5.1環繞聲效果。區別在於定向邏輯II提供立體聲環繞聲資訊。當觀看只有立體混音效果的非高清電視頻道時,通常就會用到這一處理模式。

定向邏輯IIx

定向邏輯IIx是我們提到的處理模式之一,可以把5.1環繞聲混音擴展到6.1或7.1。定向邏輯IIx細分為電影、音樂和遊戲模式。

定向邏輯IIz

定向邏輯IIz允許在主立體聲揚聲器之間上文添加兩個“前置增高”揚聲器。這種矩陣處理形式旨在通過從房間中的全新位置輸出聲音來為音軌添加更多深度和太空。由於Iiz模式可以使用7.1聲道,因此生成的格式稱為9.1。

什麽是7.2、9.2或11.2?

正如我們之前提到的那樣,5.1、7.1和所有其他“X.1”中的“.1”,都是指環繞聲中的LFE(低頻效果)聲道,由低音炮播放。添加“.2”隻意味著接收機有兩個低音炮輸出,兩個連接提供相同的資訊,因為杜比和DTS只有一個低音炮聲道。由於A / V接收機制造商希望銷售更多低音炮,因此採用了“.2”的概念。

Audyssey DSX和DSX 2

Audyssey是一家以開發A / V接收機自動校準軟體而聞名的公司,擁有自己的環繞聲解決方案Audyssey DSX。DSX支持比5.1和7.1環繞聲格式更多的揚聲器,上混5.1和7.1信號以增添更多聲道。通過在7.1系統中增加前置增寬和前置增高聲道,Audyssey可以實現11.1聲道環繞聲。Audyssey DSX 2可以將立體聲信號混合到環繞聲中。隨著近年來像杜比全景聲和DTS:X這樣的基於對象的環繞聲格式的出現,Audyssey已經開始走下坡路。

3D/基於對象的環繞聲

環繞聲技術的最新和最了不起的發展不僅為增高聲道提供了獨立音頻,而且為音響工程師提供了一種新的混音方式,以實現迄今為止最準確的沉浸感。使用“基於對象”這一名稱是因為,電影創作中使用的混音器可以在3D太空中表示單獨的聲音對象,例如嗡嗡作響的蜜蜂或直升機,而不受標準聲道設定的限制。

通過在家用A / V接收機中為頂置式揚聲器添加獨立聲道,增高聲道表示為它們自己的獨立實體,這樣就增加了用於表示家庭環繞聲道的另外一個數字。例如5.1.2系統,除包含傳統的五個聲道和一個低音炮外,還包含另外兩個揚聲器,在立體聲中增添前方的增高資訊。5.1.4系統會增加四個額外的增高聲道,其中包括前方兩個、後方兩個,依此類推。

杜比全景聲

劇院中的杜比全景聲

杜比是目前基於對象的環繞聲技術的領頭羊。在配備杜比全景聲系統的影院中,可以在給定場景中呈現多達128個不同的聲音對象,把它們傳輸到64個不同的揚聲器。在過去,如果螢幕右側發生爆炸,半個劇院會聽到相同的聲音。使用杜比全景聲系統,劇院中的聲音將來自不同的位置。

家庭中的杜比全景聲

杜比全景聲於2015年開始出現在A / V接收機中,其能力遠遠低於專業格式。如上所述,最常見的配置是5.1.2或5.1.4,它們分別為傳統的5.1環繞聲系統增加了兩個和四個增高揚聲器,但杜比支持更大的配置。杜比全景聲相對較快地獲得了成功,因為目前大多數非低端A / V接收機都支持這種格式。

2015年,雅馬哈推出了第一款支持杜比全景聲的音棒YSP-5600。其他廠商很快跟進,其中包括三星HK-950。甚至出現了像LG W8這樣的電視,通過內置音棒支持杜比全景聲。

與此同時,採用杜比全景聲的電影在繼續增加,它們通過藍光光碟以及Netflix和Vudu等流媒體影片網站提供給消費者。一開始時節目很少,但每周都在穩步增加。杜比全景聲甚至開始應用在一些現場直播中,其中就包括2018年冬季奧運會。

DTS:X

就像其他類型的環繞聲格式一樣,DTS 2015年推出了自己的基於對象的環繞聲格式DTS:X。雖然杜比全景聲將每個場景中的對象限制為128個,但DTS:X沒有這樣的限制。DTS:X的目標是比杜比全景聲更靈活、更易用。

DTS Virtual:X

DTS還意識到,並非所有電影愛好者都有太空或時間來打造基於對象的音響系統。DTS收集的資料表明,只有不到30%的客戶將增高揚聲器連接到他們的系統中,甚至連接環繞聲揚聲器的比例也不到48%。

為此,該公司開發了DTS Virtual:X,它採用數字信號處理(DSP)技術,旨在提供與傳統DTS:X系統相同的太空線索,但是只需要較少數量的揚聲器,哪怕是只有2個揚聲器。

AURO-3D

它可能不像杜比全景聲或DTS:X那麽出名,但Auro-3D比它們存在的時間都要長得多。這項技術於2006年首次發布,並一直在影院中使用,最近剛開始出現在家庭影院系統中。

原文來源:Digital Trends

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