杜比全景聲走進(jìn)家庭影院

徐雅杰 胡澤

摘要：隨著現(xiàn)代音視頻技術(shù)的飛速發(fā)展，杜比全景聲技術(shù)已經(jīng)走入了大眾的視野。杜比全景聲最初是在影院得以應(yīng)用，目前中國已經(jīng)有7個(gè)城市9個(gè)影院可以支持全景聲版本電影的放映，而隨著音箱品牌和制作方開始逐漸注重家庭聲音的提升和發(fā)展后，聲音設(shè)計(jì)者便大趨勢對家庭影院的全景聲制作進(jìn)行了詳細(xì)的開發(fā)和研究，吸引了越來越多的人開始關(guān)注和選擇家庭全景聲影院系統(tǒng)，而杜比全景聲正是使得這一技術(shù)有了飛躍發(fā)展的重要技術(shù)之一。本文就杜比全景聲的相關(guān)知識以及當(dāng)前對家庭全景聲研究的相關(guān)進(jìn)展進(jìn)行闡述和探究。

關(guān)鍵詞：杜比全景聲;家庭影院;編碼格式;Soundbar

正文

在影視發(fā)展領(lǐng)域，聲音—作為一個(gè)重要元素，從最開始的單聲道發(fā)展到如今的多聲道環(huán)繞，觀眾的聽覺享受在這過程中得到了極大的提升。而杜比全景聲（Dolby Atmos）作為杜比實(shí)驗(yàn)室在2012年新研發(fā)推出的環(huán)繞聲技術(shù)，它打破了以往影院5.1或7.1聲道系統(tǒng)的傳統(tǒng)技術(shù)，為觀眾呈現(xiàn)出了真實(shí)的動態(tài)效果、帶來了全新的影片聽覺體驗(yàn)、增強(qiáng)了聽覺給觀眾帶來的聲音沉浸感，并充分結(jié)合影片內(nèi)容，運(yùn)用動態(tài)對象、聲音定向方式以及播放聲道的混音方式，將環(huán)繞聲技術(shù)推向了一個(gè)前所未有的新高度。

1、了解杜比全景聲

1.1發(fā)展歷程

在20世紀(jì)90年代，SMPTE電影電視工程師協(xié)會首次推薦LPCM編碼5.1聲道信號，制定了采樣率為48kHz、量化精度為18bit的分離式5.1聲道數(shù)字音頻系統(tǒng)，但由于當(dāng)時(shí)的載體例如CD光盤等都沒有足夠的空間可以儲存它，于是，一系列多聲道編碼系統(tǒng)：Dolby Digital杜比數(shù)字系統(tǒng)、DTS數(shù)字影院系統(tǒng)、SDDS索尼動態(tài)數(shù)字聲系統(tǒng)等便陸續(xù)出現(xiàn)了。而后經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)效果對比，最終確定了以杜比新一代AC-3為主流編碼方式，而杜比則繼續(xù)用杜比數(shù)字來表示這種技術(shù)，這些編碼器的出現(xiàn)是加速電影數(shù)字聲發(fā)展的強(qiáng)有力催化劑。

當(dāng)前，杜比實(shí)驗(yàn)室在5.1的基礎(chǔ)上，繼續(xù)發(fā)展增加了聲道數(shù)量設(shè)置，其形式為：L、R、M、LS、RS、LRS、RRS?，F(xiàn)如今在藍(lán)光觀盤的時(shí)代，對于家庭影院來說，我們可以選擇一種傳輸音頻碼流最高可達(dá)18Mbps的多聲道無損音頻壓縮技術(shù)—DolbyTrueHD。它在支持動態(tài)范圍控制（Dynamic Range Control）、對白歸一化（Dialnorm）的同時(shí)，更是支持最新7.1聲道24bit/96kHz的音頻信號。因此，這更可以說明杜比全景聲的發(fā)展是成為將環(huán)繞聲技術(shù)推進(jìn)的重要力量。

1.2基于對象的杜比全景聲系統(tǒng)

相較于傳統(tǒng)且基于模擬通道的音頻格式來說，杜比全景聲是基于聲音對象的音頻系統(tǒng)。對于此類系統(tǒng)來說，它能夠記錄錄制場景中的每一條聲音信息、不同的位置空間信息以及用來描述或控制編碼數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)即元數(shù)據(jù)，例如：影片中交通工具的聲音、河流的聲音等，都可以不受聲道控制，作為獨(dú)立的音頻對象而存在，且用戶方作為終端方，可以將聲音按照自己的喜好將其任意移動置于任意位置，塑造符合自己的聽覺感受。

2、杜比全景聲走進(jìn)家庭影院

目前，杜比全景聲已經(jīng)正式走入家庭影院。對于家庭影院中的全景聲系統(tǒng)來說，當(dāng)我們置身其中時(shí)，便可以享受到如置音樂廳中的聽覺感受，例如：當(dāng)聽眾處于一個(gè)廳堂環(huán)境較好的聽音區(qū)域時(shí)，一定會接收到從各個(gè)方向傳來的聲音，那么如果每個(gè)聲音都被精準(zhǔn)地從特定的揚(yáng)聲器重放出，那么聲音聚集到一起就會呈現(xiàn)出很好的臨場感、包圍感等。因此，現(xiàn)在在市面上就可以買到杜比全景聲編碼的電影、電視劇光盤等等，同時(shí)其中最為熱門的就是體育賽事，讓觀眾在家庭觀看時(shí)就可以如同身臨其境般地體驗(yàn)到體育賽事現(xiàn)場緊張激烈的氛圍，實(shí)現(xiàn)觀眾足不出戶就可以感受聲音帶來的魅力。因此，杜比全景聲正逐漸進(jìn)駐家庭領(lǐng)域，完美呈現(xiàn)影院氛圍，讓聽眾在家庭中也可以感受到聲音的美妙，也讓杜比全景聲音設(shè)計(jì)擁有了無限的可能性。

2.1揚(yáng)聲器的合理布局—Soundbar

對于杜比全景聲來說，其還音裝置有很大的靈活性。根據(jù)資料查閱，在一個(gè)還音空間中，最少可設(shè)置2只揚(yáng)聲器，而最多可以支持34只揚(yáng)聲器，這34只揚(yáng)聲器的分布通常為：24只揚(yáng)聲器定位于地面位置，10只揚(yáng)聲器定位于頭頂位置。并且通常來說，揚(yáng)聲器設(shè)置的數(shù)量越多，對聲音的解析程度越高、定位越準(zhǔn)確、呈現(xiàn)出的效果越好。而就在近幾年，為了讓大眾以更簡便的方式、更適中的購買價(jià)格感受家庭影院的全景聲效果，條形音箱（Soundbar）已經(jīng)成為了構(gòu)建家庭影院系統(tǒng)的熱門選擇。

Soundbar之所以如此命名，是因其構(gòu)成詞“bar”有“條形”的含義，其形式是在電視下方放置一個(gè)包含一排音箱陣列的條形音箱，其內(nèi)部即是將多個(gè)聲道的音箱和功放整合在一個(gè)長條狀的箱體內(nèi)。Soundbar最主要的關(guān)鍵便是“環(huán)繞聲”，從開始的最基本目的“代替平板電視機(jī)自帶揚(yáng)聲器，提高聲音重播效果”發(fā)展到現(xiàn)在的“全景聲Soundbar”即支持內(nèi)置Dolby Atmos或DTS：X，其呈現(xiàn)出的聽覺效果不可小覷。就現(xiàn)在發(fā)展技術(shù)較為成熟的雅馬哈“數(shù)字投音機(jī)”YSP-5600來講，其內(nèi)置多個(gè)單元陣列：中間位置設(shè)置了3排32個(gè)水平排列的Beam單元陣列，兩側(cè)各設(shè)置了6個(gè)垂直方向的Beam單元陣列，其分別配合雅馬哈獨(dú)特的CinemaDSP技術(shù)，同時(shí)每一個(gè)揚(yáng)聲器均配以單獨(dú)的延遲時(shí)間控制，并通過獨(dú)立的放大器電路驅(qū)動，利用音束與墻面和天花板之間的投射，從而交疊形成一個(gè)三維的立體聲場，進(jìn)而利用特定陣列揚(yáng)聲器形成的音束實(shí)現(xiàn)Dolby Atmos或DTS效果。因此，Soundbar其實(shí)從嚴(yán)格意義上來講，并不屬于環(huán)繞聲系統(tǒng)，它只是利用了“聲音反射”的原理，讓聲音分別從單元發(fā)出后，經(jīng)過四周墻體以及天花板的反射，從而讓聲音在空間中“相遇”，從而營造出逼真的環(huán)繞聲效果，獲得全景聲的聲音體驗(yàn)。并且，隨著技術(shù)的逐漸進(jìn)步，設(shè)計(jì)上更是越發(fā)注重觀眾的感受。同時(shí)，由于Soundbar多位于電視機(jī)的下方，就會造成電視機(jī)傳出的對白和歌聲仿佛是從下方傳出來的感覺，因此YSP-5600便設(shè)計(jì)配備了對白提升功能，其目的就是希望讓來自其陣列揚(yáng)聲器的反射音束將對白的視覺高度提升到屏幕上的合適高度水平，為觀眾帶來一個(gè)完美均衡的聲音和圖像體驗(yàn)。

因此，其巨大的技術(shù)轉(zhuǎn)變所呈現(xiàn)出的聲音效果已經(jīng)足以媲美一些小型的環(huán)繞聲系統(tǒng)，更加推進(jìn)了家庭影院融入杜比全景聲目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，也更加證明了全景聲在家庭影院中的重要地位。

2.2編碼技術(shù)的應(yīng)用

對于音視頻技術(shù)來說，編碼技術(shù)在節(jié)目實(shí)現(xiàn)的許多環(huán)節(jié)中都占據(jù)著重要地位，例如：在實(shí)際的應(yīng)用環(huán)節(jié)中：內(nèi)容交換、存儲/傳輸、控制以及承載其他應(yīng)用服務(wù)等。并且，在經(jīng)過編碼過程后，可以壓縮數(shù)據(jù)率、兼容現(xiàn)有載體和介質(zhì)、攜載音頻數(shù)據(jù)之外如元數(shù)據(jù)、字符等其他信息，更是在實(shí)現(xiàn)杜比全景聲技術(shù)中起了至關(guān)重要的承接作用。

廣播電視媒體把杜比全景聲的節(jié)目傳到家庭中時(shí)，有Dolby ED2和DolbyDigitalPlusJOC（以下簡稱DD+ JOC）兩種編碼格式以及Spatialcoding空間編碼技術(shù)。首先，相對應(yīng)DolbyE的信源編碼格式—Dolby ED2。Dolby ED2工作于20bit，與視頻幀同步，通過編組可以實(shí)現(xiàn)更多音頻的傳輸。同時(shí)，Dolby ED2編碼是在Dolby E的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)的，其加入了沉浸式和定制化的對象元數(shù)據(jù)參數(shù)（ObjectAudioMetadata），在每個(gè)AES對攜載8個(gè)聲道的基礎(chǔ)上，它兼容現(xiàn)有的Dolby E系統(tǒng)，同時(shí)還可以被現(xiàn)有的Dolby E解碼器解碼。其次，相對應(yīng)DolbyDigitalPlus的信源編碼格式—DolbyDigitalPlusJOC。DD+ JOC可以理解為帶有杜比全景聲渲染元數(shù)據(jù)的“DolbyDigitalPlus”，但實(shí)際它增加了元數(shù)據(jù)信息。其信息存在于“DolbyDigitalPlus”的一個(gè)子碼流（sub-stream），若解碼器能解就會正常輸出;若在其過程中不具備該項(xiàng)功能，則會以5.1形式輸出。

3、家庭影院杜比全景聲的優(yōu)越性

3.1優(yōu)化了音質(zhì)的還原度

對于Dolby7.1/5.1來說，一個(gè)場景中多只音箱同時(shí)存在的現(xiàn)象是正常的，因此對于環(huán)繞聲技術(shù)來說，在聲音重放的過程中，很難將多只音箱的聲壓級和頻率響應(yīng)等參量保持一致，而這就會產(chǎn)生主音箱與環(huán)繞音箱音色不一致的現(xiàn)象，讓聽眾置身其中時(shí)，產(chǎn)生聽覺上的錯(cuò)覺。但杜比全景聲由于基于音頻本身，因此可以通過獨(dú)立揚(yáng)聲器來改善影廳的均衡，著重提升低音效果。因此，獨(dú)立音箱可以有效還原出影片中的每一個(gè)小聲音，讓觀眾在觀看畫面的同時(shí)，可以感受到影片中的各種微小聲音意境，將還原度達(dá)到最高。同時(shí)，對于擁有Soundbar的家庭影院來說，由于Soundbar的內(nèi)置功放功率更大，揚(yáng)聲器口徑、數(shù)量更大更多，所以在將聲音開到更大的同時(shí)，低音效果也更佳、細(xì)節(jié)呈現(xiàn)也更加精致，對于Dolby音效來說，可以更好的展現(xiàn)出包圍感、空間感等等，從而優(yōu)化了音質(zhì)的還原度。

3.2提升了環(huán)繞聲道的辨識度

對于杜比全景聲的出現(xiàn)來說，可以將其稱為一次多聲道環(huán)繞聲技術(shù)上的大升級，更是聲音創(chuàng)作上的一個(gè)里程碑。目前，在可以實(shí)現(xiàn)杜比全景聲的影院中，通常最多可以容納64只獨(dú)立揚(yáng)聲器，同時(shí)傳輸128個(gè)無損音頻對象，這是之前所有重放及傳輸技術(shù)都無法實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)，在前文中也提到，在過去的技術(shù)中，由于每個(gè)音箱所傳輸出的信息都是一致的，所以我們大多數(shù)都是選擇聲場位移，即通過熒幕前的音響矩陣來營造環(huán)繞的聲場。而在現(xiàn)實(shí)中，某些聲音的聲源在畫面中是不存在在同一個(gè)方位的，而Dolby之前的技術(shù)是無法將它們剝離開來的，但DolbyAtmos卻可以實(shí)現(xiàn)將64個(gè)獨(dú)立的聲道傳遞出不同的聲音信息。如此，在家庭影院中，不管觀眾置身哪個(gè)位置，都可以接收到影片中準(zhǔn)確的方位信息，極大地提升了環(huán)繞聲道聲音的辨識度，成功將觀眾帶入影片。

3.3優(yōu)化電影音效和重播效果

對于上述提到的Soundbar，其提供了非常簡單的連接方式。由于Soundbar就是一個(gè)以壁掛方式安裝在墻上的條形音箱，且大多數(shù)為有源一體化設(shè)計(jì)，不僅解決了功放與揚(yáng)聲器之間的匹配問題，其中的布線問題等也可以忽略。所以，簡潔、易用、靈活的功能特點(diǎn)正是家庭影院選擇Soundbar的主要原因。

結(jié)語：

杜比全景聲的猛然出現(xiàn)，可謂“驚艷”。所以，在技術(shù)飛速發(fā)展的過程中、觀眾不斷的認(rèn)可下，研究人員不斷挖掘嘗試，快速將這一突破帶進(jìn)家庭影院中，創(chuàng)造了無與倫比的條形音箱（Soundbar）聆聽體驗(yàn)，現(xiàn)在從制作端到欣賞端這一流程都有了非常完整的實(shí)現(xiàn)方案，愈加證明了杜比全景聲技術(shù)在家庭影院中的實(shí)現(xiàn)方案是完整的、是成熟的。所以，將杜比全景聲引入家庭影院絕對稱得上是一個(gè)飛躍性的大進(jìn)步。相信不久，沉浸式的家庭影院體驗(yàn)，可以讓越來越多的觀眾足不出戶就可以感受一場屬于自己的聽覺盛宴。

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