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声临其境——关于杜比音效的那些事#数字生活#

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 查看:14405    回复:48 | 发表于 2019-7-8 03:03:09 | 只看该作者 |   复制
本帖最后由 yincnyo 于 2019-7-12 15:07 编辑



序言

在我们的生活中,杜比音效几乎是随处可见的。买电影票时你一定看到过一些影厅上写着杜比影院或者杜比全景声,一些手机也是支持杜比全景声的(比如Reno系列)。但是杜比音效的发展历程和技术原理,大多数人就不太清楚了,今天就跟大家聊聊杜比音效的那些事。


为电影而生

杜比音效就是为了电影而生的,提供给观众最佳的声音体验一直是电影行业追求的目标。而杜比实验室提供的杜比音效就是电影音效方面的引领者。所以,我也会讲讲杜比音效产生之前的电影音效的往事。


杜比音效出现之前的电影声音技术

单声道(Mono

单声道(Mono)是电影声音成为独立的声音技术后的最初的形态,在此之前声音一直是电影的附属品,声音是由电影放映机发出的,而单声道与之最大的区别就是声音开始由单独的扬声器发出。单声道的收音是用一个录音器,整个空间的各种声音都混在一起,放音可以是一个也可以是多个扬声器,不过多为单个扬声器。单声道是电影声音技术最原始的状态。最早的单声道技术出现在1929年





双声道立体声(Stereo)

双声道立体声(Stereo)是部分地恢复原始声音的空间感,具有一定程度的方位层次感和空间感的声音技术。一般通过双声道多扬声器来实现。。双声道与单声道的区别就在收音是用两个不同位置的录音器采集的,播放时也是将左声道和右声道两个声道的声音通过两个或多个扬声器输出,从而使声音具有立体感,不再是平平的声音。1933年,贝尔实验室第一次实现了双声道立体声的实验。





环绕声Surround

双声道立体声技术给观众带来的震撼体验使得电影制作者们开始研究如何让声音更有立体感。在不断地探索下,环绕声(Surround)诞生了。环绕声在音源的录制上采用多轨录音法、声像定位法和多轨叠录法,保证了音源的立体感。在影院的扬声器布置上,除了双声道的左声道和右声道,为了增强临境感,在屏幕中间的位置又增加了中置声道。此外,为了增强电影的代入感,让声音包围观众,在影厅的两侧和后面增加了一组扬声器,作为环绕声道。这样,影厅的两侧、前后就都有扬声器环绕着观众,环绕声名副其实。详细情况请看配图。





环绕声的雏形幻想声诞生于1938年,但是因为声音需要采集多声道的音频而且播放时也需要众多扬声器的配合,成本,在那个双声道还未能普及的年代,环绕声技术的发展也非常缓慢。再加上之后第二次世界大战的爆发,以及当时生产力的限制,环绕声技术发展缓慢

时光荏苒,转眼就到了二十世纪下半叶。双声道立体声技术在西方国家的影院中得到了很大程度的普及,但是环绕声技术的普及依然缓慢。因为环绕声需要录制四个音道,而大多数影院的影厅里只有两个扬声器,不能播放环绕声技术拍的电影,而且环绕声技术的录制成本高,四声道的储存容量也大,导致当时的电影制作主要采用双声道立体声技术。这个时候需要由一个突破性的技术出现改变这种现状。

杜比全景声出现前的杜比音效发展史

杜比立体声

1976年杜比立体声技术的发明改变了环绕声发展的进程。杜比立体声创造性地解决了只支持双声道立体声技术的影院无法播放环绕声制作的电影的问题。杜比立体声在录制音频信息时把左、中、右、环绕四个声道的信息经降噪后按一定方式编制记录成两声道,在播放时再还原成四声道。这样的处理方式,不仅降低了储存成本也使其与双声道立体声相兼容,使电影音频在支持环绕声技术影院和双声道立体声技术的影院都能正常使用。杜比立体声在1977年的星球大战中一战成名,凭借着逼真的音效和声位感广受好评,让环绕声开始在电影圈流行起来。

杜比5.1声道环绕声

随着1987年电影电视工程师协会将18Bit48kHZ5.1 环绕声作为新的数字音频系统标准,环绕声进一步推广和发展,声音技术从之前的模拟声音转变为数字声音。在这个标准下出现了DTS 数字影院系统,DOLBY DIGITAL数字(AC-3)系统,索尼动态数字音响系统(SDDS)。这三个系统都有各自的优势,而杜比AC-3系统,即5.1声道环绕声因为具有更好的性价比而被市场广泛采用。
   
杜比5.1声道环绕声在杜比立体声的左、右声道、中置声道、环绕声道的基础上在影厅屏幕前方增加了重低音效果扬声器(Subwoofer),即5.1声道中的0.1声道,并且把环绕声分为左环绕(蓝色)和右环绕(粉色),详情请看下图(在环绕声图示中添加了文字解释的部分就不再次重复标注了)。杜比5.1声道环绕声的左、右声道主要负责电影背景音乐的播放,还有部分的环境声效中置声道则主要负责人声对白的播放,同时还能让前方声场的声音更具有连贯性、更平滑,并能与左、右声道配合将聆听区域范围扩大化左、右环绕声道则侧重于播放环境声效,还有部分特定音效,并配合前方声道来实现声音的前后移动效果。低音声道则播放低音效果声道以及其他声道的低频部分,用来营造震撼的低频效果。





杜比7.1声道环绕声

为了增强音效、保证影厅中每个观众的音效体验以及增强音效的立体感,杜比实验室在2010年推出了杜比7.1声道环绕声。这次的升级,将影厅后方的扬声器从5.1声道环绕声的做环绕声道和右环绕声道中剥离出,增加了左后环绕声道(黄色)和右后环绕声道(绿色)。详情见下图。做了这样的改变后,坐在影厅后方的观众也能够得到不弱于前方观众的声场体验。最早的采用杜比7.1声道环绕声技术的电影是玩具总动员3。






划时代的杜比全景声(Dolby Atmos)

杜比全景声的诞生

当你读到这里时会发现,杜比音效在从杜比立体声到杜比5.1声道环绕声再到杜比7.1声道环绕声的发展过程中,虽然做了很多音效方面的创新,但是并没有带来翻天覆地的改变。不要着急,2012年,杜比实验室通过收购西班牙音尚公司再融入自己的声音处理技术之后发布了杜比全景声(Dolby Atmos)。从此杜比音效从2D时代进入了3D时代。

杜比全景声的变革型创新

作为一款三维沉浸式音效,杜比全景声与以往的杜比音效升级不同杜比5.1声道环绕声升级到杜比7.1声道环绕声的变化就是重新分配了扬声器,加大了音频数据量,使得声音的保真度得以提升。要知道录一个7.1声道的声音,录音师要考虑每个声道要干什么,然后自己分别去录8声道的音轨。如果按照这个趋势发展下去,为了音效更好,音道会变得越来越多。如果录一个几十个声道的音轨,无论是录音室分配声音还是存储数据都是很艰难的。

于是杜比全景声采用了新的音效逻辑,不再针对某一个声道分配声音,而是针对每一个声音对象分配声音。简单地说,电影创作者运用杜比全景声,可以准确地确定某个声音对象的发声位置并随情节发展精确地控制声音的位移,比如飞机从你的头顶掠过这个场景,杜比全景声系统可以智能地决定使用哪些扬声器,来精确再现电影中想要呈现的飞机的移动方向。采用这种方式,就不会有基于声道的音频系统所存在的诸多限制,之前的声道技术录制这个场景的时候,就需要考虑飞机掠过时应该用左环绕声道还是左后环绕声道,不能非常逼真地展现一个动态最关键的一点是,在展现这个场景时,杜比全景声可以以单个扬声器为单位展现飞机掠过的效果,每个扬声器都可以是一个单独的声道,然后在多个扬声器中传递过去,声道的数量大大增加。而不再是将扬声器以组为单位来播放声音,一个声音发出就是一组扬声器都在发声,杜比全景声的方式可以带来更好的动态效果。因此,一般杜比全景声的影厅会尽量多地放置扬声器。





杜比全景声的声音构成方案及演绎模式

杜比全景声的声音由声床(BedAudio)、声音对象(audioobject)与全景声源数据(Metadata)构成。

声床就是电影音效的场景,就是整个电影声音的基础,类似传统的5.17.1声道,是电影中绝大部分的场景音声音对象就是存在于三维立体空间里的一组动态音效,就像树上飘下的落叶或是叶子上滑落的一滴露水。全景声源数据就是记录声音对像的位置座标、音像大小、移动时间等的相关资讯数据。就像落叶和露水落下时除了位置不同以外,它们的音像的大小与呈现的时间状态也会不同。

因此,杜比全景声的演绎模式就是确定画面的场景,然后确定场景中的对象,最后确定场景中的事件细节。把这些要素组成起来,并且把这些段落连贯起来,就是一整个电影故事的音效。非常智能的一点是,杜比全景声会根据电影制作者对者三要素的设计而依据硬件的条件自动计算分配声道。这样也能兼容更多的老旧的硬件设备,影厅中的5.1声道和7.1声道的扬声器都能在杜比全景声的智能分配音道的功能下继续提供高质量的全景声音效。最直观的描述杜比全景声与之前的杜比环绕声的区别就是以前的杜比环绕声是被设定好的一种方式的,是死板的,而杜比全景声是灵活的,兼容性高的。

问答环节

又到了喜闻乐见的问答环节,这次的问题是一个很多朋友都有的问题。





问:手机也没有影厅中那么多的扬声器,支持杜比全景声的手机跟其他的手机比有优势吗?

答:首先,要知道,无论是影院里有多少个扬声器,声音都是我们用我们的双耳听到的。所以不管有几个扬声器,我们的人耳都只是一个双声道接收系统。因此,如果在我们的耳朵位置放两个录音器录音,放音的时候再把这个双声道音频放出来,经过实验证明确实可以达到非常逼真的人耳在现场听到的环绕声效果。

不过那些电影的录音并不会专门为人耳或耳机而录制环绕声音频。但是上面说的这种人耳录音方式是在数字音频技术出现之前的唯一手段。如今在数字音频技术时代,可以用算法把正常的音频录音方式转换模拟出人耳录音方式的效果,最终能听到类似环绕声的效果。支持杜比全景声的手机就能做到这一点。尤其是当你看一段用杜比环绕声或杜比全景声技术录音的视频时,支持杜比全景声的手机就可以把这些多声道的声音通过手机现有的扬声器还原出来,虽然扬声器数量有限效果达不到影厅的效果,但是也要比不支持杜比全景声的手机把用杜比音效技术录制的多声道音频毫无逻辑地混合成双声道音频的效果要好很多。

因此,杜比全景声搭载在手机上是对声效有一定提升的,绝不是像有的人说的那样是个鸡肋。





(本帖图片来源于网络,部分文字参考网络内容,如有侵权,请联系本人删除)


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发表于 2019-7-8 21:21:24 | 只看该作者
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发表于 4 天前 | 只看该作者

谢谢喜欢
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希望OPPO R11 也有
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