環繞聲

環繞聲

環繞聲,就是在重放中能把原信號中各聲源的方向再現,使欣賞者有一種被來自不同方向的聲音包圍的感覺。環繞聲是立體聲的一種。普通的立體聲是平面立體聲,電影院或家庭影院僅僅在聽眾的前方設定“左 -右”雙聲道或“左-中-右”三聲道,隨聲聽領域僅僅在聽眾的左右設定雙聲道;而環繞聲,屬於球面立體聲,至少要有三個聲道,並且聽眾必須處於各聲道的發聲點包圍之中。在環繞聲中,除了聽眾前方“左-中-右”三聲道外,其它的聲道一般都被叫做環繞聲道,但是在7.1以上聲道環繞聲中,左中和右中聲道不被稱為環繞聲道。

基本信息

分類

1環繞聲影片,一定要有真實的51環繞聲影片,一定要有真實的5
目前的環繞聲有:杜比環繞聲(DolbySurround)、杜比定向邏輯環繞聲(DolbyPro-Logic)、杜比AC-3(DolbyDigital)、DTS等。
(1)杜比環繞聲是採集和編碼方式,也是解碼和重現方式,編碼時將左、右、後三聲道聲源用Phase(waves)技術編碼成雙聲道,解碼時將左右聲道的信號經過矩陣解碼後多得到一個後環繞聲道。
(2)杜比定向邏輯環繞聲只是4-2-4編解碼過程中的後半步,所產生的4個聲道提供了準確的定位。起先將左、右、中、後四聲道聲源用杜比環繞聲一樣方式採集編碼,使成為雙聲道信號,播放時通過解碼器和功率放大器,藉助中置音箱和後環繞音箱加強立體聲效果的聲音,比雙聲道的現場效果更為真實。解碼時也使用了矩陣。
(3)杜比AC-3是1991年杜比公司有研究開發的新一代的杜比數碼環繞。這種杜比AC-3環繞聲有6個完全獨立的聲道,全頻帶的左、右、中置、左環繞、右環繞,再加上一個120Hz以下的超重低音的聲道,故又稱作5.1聲道。在AC-3規格中超重低音比其他全頻帶聲道大10dB,以獲得震撼力非凡的低頻信息。AC-3還可以用其他聲道的強聲壓來掩蔽其他聲道的噪音,使音質也就更為逼真。
(4)DTS分離通道家庭影院數碼環繞聲系統(Diserele-ChannelHomeCinemaDigitalSoundSystem)也採用了獨立的5.1聲道。效果達到甚至優於杜比環繞聲系統

舉例

AC-3杜比數碼環繞聲系統

杜比實驗室在1991年開發出一種杜比數碼環繞聲系統(DolbySurroundDigitaI),即AC-3系統。AC-3杜比數碼環繞聲系統由5個完全獨立的全音域聲道和一個超低頻聲道組成,有時又將它們稱為5.1聲道。其中5個獨立聲道為:前置左聲道、—前置右聲道、中置聲道、環繞左聲道和環繞右聲道;另外還有一個專門用來重放120Hz以下的超低頻聲道,即0.1聲道。

杜比環繞聲(DolbySurround)

一種將後方效果聲道編碼至立體聲信道中的聲音。重放時需要一台解碼器將環繞聲信號從編碼的聲音中分離出來。

杜比B,C,S

美國杜比公司研製的系列磁帶降噪系統,用於降低磁帶錄音產生的“嘶嘶聲”,擴展動態範圍。B型降噪系統能降噪10dB,C型增加到20dB,S型則可達24dB。

杜比HXPro

不是降噪系統,而是一種改善磁帶高頻記錄失真的技術,通常也稱為“上動態餘量擴展”。

杜比定向邏輯

(DolbyPro-Logic)
在杜比環繞聲的基礎上增加了一個前方中置聲道,以便將影片中的對白鎖定到螢幕上。

杜比數字

(DolbyDigital)
也稱為AC-3,杜比實驗室發布的新一代家庭影院環繞聲系統。其數位化的伴音中包含左前置、中置、右前置、左環繞、右環繞5個聲道的信號,它們均是獨立的全頻帶信號。此外還有一路單獨的超低音效果聲道,俗稱0.1聲道。所有這些聲道合起來就是所謂的5.1聲道。

數位訊號處理

(DSP)
指對數字編碼信號進行數字運算,從而對音頻或視頻信號進行處理的一種方式。

THX

美國盧卡斯影業公司制定的一種環繞聲標準,它對杜比定向邏輯環繞系統進行了改進,使環繞聲效果得到進一步的增強。THX標準對重放器材例如影音源、放大器、音箱甚至連線線材都有一套比較嚴格而具體的要求,達到這一標準並經盧卡斯認證通過的產品,才授予THX標誌。

THX5.1

基於杜比數字系統的THX。

家庭THX

(HomeTHX)
指為了在家中重放電影片(拷貝)的聲跡而特地使用的一些專利、技術和重放的標準。THX和杜比定向邏輯環繞聲及杜比數字(DD)數字環繞聲並不矛盾,倒是以它們為基礎而設法予以提高。

DTS

分離通道家庭影院數碼環繞聲系統(Discrete-channelhomecinemadigitalsoundsystem),它也採用獨立的5.1聲道,效果達到甚至優於杜比數字環繞聲系統,是杜比數碼環繞聲強勁的競爭對手。

SRS

美國SRS公司的一種用兩隻音箱產生環繞聲效果的系統。

Q-Sound

指加拿大一家公司開發的一種利用雙聲道來營造虛擬環繞聲的技術。已在計算機、電子遊戲機和電影院中獲得一定的套用。

虛擬環繞聲

(simulatedsurround)
指設法用雙聲道來獲得近似於環繞聲音響效果的一些方法。如QSurround、SRSTruSurround和Spatializer的N-2-2等。但虛擬環繞聲同真正的杜比數字(DD)和家庭影院環繞聲(DTS)還是不相同的。另虛擬環繞聲還多用VirtualSurround表示。

SRS虛擬環繞聲

指美國SRS實驗室推出的一種虛擬環繞聲技術,主要採用頻率濾波和頻率補償的方法來實現虛擬環繞聲。

3D環繞聲系統

近年來家庭影院放聲系統中又出現了一種3D環繞聲系統,它利用耳朵的聽覺特性和人的聽覺心理學,把普通的立體聲信號做一定函式的預處理,使兩隻音箱就能使玲聽者沉浸在富有真實三維空間感的立體聲聲場中。目前3D系統的種類很多,比較常用的有:SRS,Spatializer,APX,Q-SOUND,VirtaulDolby,Ymersion等。
3D系統有三大優點:首先,以對任何單聲道或普通立體聲它對音源沒有特殊要求,無須對節目源進行處理。其次聲道功放和配備多隻音箱,利用原來的雙聲道立體聲,不需增添多功效和兩隻音箱即可享受真實的環繞聲效果,再次,對聽音環境沒有嚴格的要求,特別DolbyPro-Logic、THX和AC—3三種系統。
DolbyPro-Logic、THX和AC—3基本技術參數比較表
類型DolbyPro-LogicTHXAC-3
錄音軌道2路2路5.1路
解碼輸出左/中/右/環繞左/中/右/環繞左/中/右/環左/環右/超低頻
放音聲道左/中/右/環繞4聲道左/中/右/環繞/超低頻左/中/右/環左/環右/超低頻
環繞聲道100Hz-7kHz單聲道100Hz-7kHz模擬立體聲20Hz-2OkHz數碼立體聲
聲道分離度低稍高高

模擬產生

立體聲場的模擬產生

根據聲像定位原理,如果用一隻音箱只能產生“點”聲源,而點聲源只能模擬聲音的強弱並使人產生距離感,而不能產生不同聲源在不同位置的位置感。,如果在房間A中有三個不同位置的聲源被一個話筒拾取後的信號經放大器傳到房間B的音箱重放,這時房間B音箱前的人員只能聽出房間A中有幾個聲源和電子、電聲原理每個聲源距話筒的絕對直線距離,而聽不出這三個聲源的相對方位。而如果我們在房間a中擺上兩支話筒,這兩支話筒的信號分別通過兩台獨立的放大器傳到房間b中兩隻有一定距離擺放的音箱上。而當聆聽人員坐在這兩隻音箱正前方等腰三角型頂點上位置上時,就能準確判別房間a中三個聲源所處的不同位置。這一原理我們稱之為“立體聲原理”。人們利用這一原理,就可以在聲音錄製時就用兩隻話筒進行錄音,而在重放用兩路放大器和兩個音箱就可以實現立體聲重放。

環繞聲場的模擬產生

上面介紹了用兩隻音箱模擬產生立體聲場的原理,但是請注意,這時兩路音箱所能重現的聲場只是我們前面的聲場,而對我們身邊兩側和身後的聲音就不能重現了。這時重現的聲音只是兩維平面聲場信息。根據“立體聲原理”的道理,如果我們在錄音時,再增加兩支左後、右後的拾音話筒,在重放時,再在我們的身後增加兩路左後和右後音箱,這樣我們不是就可以重放整個聲場各個方位的信號了嗎?事實上就是如此,只不過是人們根據實際需要再做適當的修改、調整和編碼。如杜比(DolbyPro-logic)定向邏輯環繞聲就是在聽音環境中加了後置左右聲道音箱(為降低成本合用一路放大器),這時就能明顯產生三維立體空間感。而高檔次的杜比AC-3(DolbyDigital)、THX、dts環繞聲技術均採用了六聲道技術,即在上述的四聲道基礎上還增加了一中間聲道(以加強語言對白)和超低音聲道(以加強低頻效果),這時聲場模擬的程度就非常真實了。多媒體中的A3D、EAX技術也都支持後置的兩聲道。

虛擬環繞聲場的產生

以上第三點中我們談到了真實環繞聲場的建立與產生,而虛擬環繞聲場顧名思義就是“虛擬”的。虛擬環繞聲的提出是基於以下考慮:一是真實環繞聲的實現設備比較複雜且成本較高,實現真實環繞聲的重放至少需要四路放大器和四路音箱。這就促使人們尋找一些廉價、簡單的模擬方法。二是從人的身理和心理聲學及電聲學中研究發現,如果我們在前面的兩隻音箱中加入一些在實際環境中能聽到的反射聲,這樣也多少讓人能產生一定的三維空間感,這樣做其三維效果雖比不上真實三維模擬技術,但總是把成本大大降低了,操作便用也簡單了,同時也有一定的實用價值。目前虛擬環繞聲的技術在多媒體音響中套用較廣泛並己有如下有代表性的技術:SRS實驗室早期的SRS-3D和近期的Trusurrond、Microsoft公司的DS3D、Qsund實驗室的Q3-D2.0、Spatializcr實驗室的N-2-2、HarmaInterat-cive的VMAX、Aurceal公司的A3D和創新公司的EAX等等。

錄製系統

錄音控制室的設計

就普通立體聲錄音控制室而言,有一類是把兩隻主監聽揚聲器埋入前面的障板牆之中,而控制室的後面、兩側和頂棚做成吸聲結構。在這種控制室中錄製環繞聲節目時,後面設定的SL、SR揚聲器發出的聲音,在到達前方平整的障板牆面時會有較強的反射,從而造成監聽聲場的混亂,這顯然不好。如果後牆面做成強吸聲結構,雖然聲反射問題得以解決,但最佳聽音區會減小。因此環繞聲錄音控制室前面一般做成吸聲結構,後面則做成對聲音“漫反射”的擴散結構,這樣既能防止反射聲的影響,又不至於減小聽音區。
另外,環繞聲控制室面積一般不宜太小,否則監聽效果會受到影響。

監聽揚聲器系統

5.1ch環繞聲的監聽揚聲器應按照ITU-R建議書BS-775-1進行配置,即在前方同一平面上設定L、C、R揚聲器,在控制室後方左、右設定SL、SR揚聲器。這5隻揚聲器最好取同一廠家的產品,前面三隻取同一型號,後面兩隻可取較小的型號。當控制室面積較大時(例如50m2以上),也可對稱地增加環繞聲揚聲器,類似電影院那樣採用分散布置的辦法。使用無源音箱時,功放也應採用同一型號的產品,以減小因設備差異而帶來的影響。
在環繞聲情況下,控制室與錄音室之間的觀察窗對聲場的影響可能會更大,所以應儘量減小窗的面積;而為了方便觀察,可在錄音室設定小攝像頭。

調音台

環繞聲錄製調音台與立體聲錄音調音台和的差別主要在聲像分配與監聽系統上。首先,環繞聲錄製調音台應有獨立的環繞聲混合母線,例如:5.1ch格式時需要6條,7.1ch格式時需要8條。其次,它還要有把各聲道信號分配到環繞聲母線上去的“聲像電位器”(即通稱的“聲像搖桿”)。有的台子前面聲道和後面聲道的聲像電位器是分開的;有的台子上只有一個可分配到5個聲道的聲像電位器,使用更為方便。一般低頻效果聲是由自身通道的電平控制並分配到相應的一個或幾個聲道上。還有,對環繞聲錄製調音台上的監聽系統也有要求:(1)能對送往5個(或7個)揚聲器的信號電平進行聯動控制,而不需單獨調整每一路電平;(2)能對輸出的每一路信號進行啞音控制,這在錄製監聽中經常用到。
在環繞聲錄製前,往往需要調整各聲道揚聲器的聲壓電平,使在聽音位置的聲壓級儘可能相同。為了使用方便,一般要求調音台有粉紅噪聲發生器,以便於微調各揚聲器的聲級。

母版錄音機

環繞聲錄製用多聲道母版錄音機已有許多產品,最流行的是TASCAMDA98、DA88,它們可以同時記錄(或播放)8個通道的信號,是專為環繞聲錄製而設計的。在錄製5.1ch環繞聲時,聲軌的分配通常是1軌記錄L信號,2軌R信號,3軌C信號,4軌LFE信號,5軌SL信號,6軌SR信號。
現在許多音頻工作站(DAW)也可用於環繞聲錄製,而且使用很方便。能對記錄5.1ch信號的6個通道同時進行編輯,是環繞聲錄製的特殊要求。
然而,多數數字錄像機沒有足夠的聲道記錄環繞聲,因此需外接環繞聲錄音機或DAW同步工作。在新出的高清錄像機中,有不少已具備環繞聲的記錄功能

周邊及輔助設備

a.環繞聲混響器
在環繞聲混響器誕生之前,製作環繞聲節目一般是把2~3台立體聲混響器組合使用,為了使音質加工效果一致,通常選用同一型號的產品。近年推出了t.c.electronic系統6000和Lexicon960等環繞聲混響器,用一台混響器就可以對環繞聲的各聲道信號加混響等效果,使音質處理非常方便。這些產品往往都預設了許多功能,例如:有的可利用混響與反射聲集合來控制聲源的定位,在縱深感的控制上更加自然,比單純的聲像電位器控制效果更好;有的內置各種建聲參數的計算機仿真軟體,利用這些技術可再現各種聲場;有的軟體在輸入控制室的房間參數和揚聲器配置後,即可得到相應的環繞聲效果。
b.縮混電路
在環繞聲普及之前,立體聲重放是使用最多的形式。在理想情況下,製作5.1ch環繞聲母版的同時,再製作一個立體聲母版。這樣顯然既耗時、費力,又增加了製作成本。在保證一定質量的前提下,一般採用縮混電路的辦法,即通過縮混電路將5.1ch的環繞聲信號縮混成2ch的立體聲信號。縮混採用以下變換式:
Lm=L+αC+βSL
Rm=R+αC+βSR
式中Lm、Rm為立體聲信號。環繞聲調音台一般都有這種縮混電路,將5.1ch變到立體聲時,一邊聽立體聲效果一邊調α、β的大小。而在播出矩陣中的縮混電路α、β則採用固定的0.707(-3dB)。
給演員返送的立體聲信號也要通過縮混電路來得到。沒有專用的環繞聲調音台時,縮混電路是錄製環繞聲節目必不可缺的。
c.環繞聲監視表
5.1ch環繞聲有6個通道信號,要求具有能同時指示6個電平的監視表。為反應幾個主要通道信號的相關性,一些產品除可指示電平外,還用曲面及其法線的形式來反映監視環繞聲信號,就像用示波器來監視立體聲信號的相關性一樣。不過環繞聲監視表產品目前還不多。
d.環繞聲監聽矩陣
在沒有環繞聲調音台時,也可以用大型多母線調音台來錄製環繞聲節目。當然,這用起來不太方便,而且必須外接環繞聲監聽矩陣單元。它可以把各母線上的環繞聲通路信號進行綜合電平控制後送往監聽揚聲器,還可以把5.1ch信號切換成立體聲或單聲道信號進行監聽或作為返送信號送出。已有不少型號的這類產品。

系統實例

下面簡介日本NHK廣播中心的幾個環繞聲音樂錄音室。

音樂錄音棚CR-506

這是NHK於1985年建立的用於音樂錄音的多小室錄音棚,1999年改建成5.1ch環繞聲音樂錄製棚。7個小室的總面積約330m2,適用範圍從流行音樂到管弦樂的錄音。
控制室的前、側及頂面採用吸聲阱結構,後面用磚砌成擴散形狀,在較大的範圍有很好的監聽效果。500Hz的混響時間為0.15s,本底噪聲(包括隔聲)在NC15以下。監聽採用NES系列產品,L、C、R採用NES211S,SL、SR為NES101S。採用模擬超大型錄音調音台AMEK9098i,它可用於立體聲、3-1方式環繞聲、5.1ch環繞聲等的錄製,計算機可存儲及恢復台面的使用狀態。

電子音樂錄音棚CC-50

它可用來錄製現代音樂。1996年經改建,能適應5.1ch環繞聲錄製要求。調音台是FAME型,監聲揚聲器採用的是5隻真力公司的1038A,記錄設備採用的是mfx3型DAW。聲源可以是鍵盤樂器、取樣器和其它電子樂器。

後期製作棚HD-520

這是NHK於1994年建成的高清後期聲音製作室,1999年又增添了部分設備,可適應5.1ch環繞聲製作要求。不僅可用於實況、電視劇環繞聲製作,而且可用於音樂節目的環繞聲製作。
採用AMS/NEVELogic2調音台,它滿足3-1、3-2方式的環繞聲製作要求。在前方透聲投影幕之後的L、C、R採用先鋒2401型揚聲器。設定了兩組環繞聲揚聲器,可切換使用。一組是兩隻較大的先鋒2402揚聲器,並與L、C、R揚聲器處於同一高度;另一組是像電影院那樣在牆壁上部分散布置的小型音箱(JBL8330)。這兩種設定在主觀感覺上是不同的。在NHK的多聲道環繞聲研究中做過許多試驗。低音揚聲器為2台真力1094A揚聲器,以適應低頻效果聲的播放。

電視演播室CT-101

這是NHK廣播中心面積最大(約1200m2)的電視演播室,許多音樂電視節目都在此錄製。1997年對音頻系統進行了改造,引入了適應5.1ch環繞聲錄製的設備。
採用ADX8000型數控模擬調音台,通道分組及推子狀態設定全部可以記憶和恢復。它兼具數字控制技術的優點和模擬通路的高音質、高穩定性等特點。調音台可適應3-1方式及5.1ch環繞聲錄製,通過聲像控制搖桿可以方便地進行各通道的環繞聲聲場定位。調音台內設有獨立的縮混電路,在製作5.1ch環繞聲母版的同時,可以縮混成3-1方式的環繞聲或立體聲信號輸出。
監聽採用NES系列產品,L、C、R為NES211S,SL、SR為NES較小型號的揚聲器。

相關搜尋

熱門詞條

聯絡我們