3D音頻技術(shù)

很榮幸作為專家代表，來發(fā)布2017年信息化視聽行業(yè)年度十大關(guān)鍵詞之一。今天，我發(fā)布的關(guān)鍵詞是：3D音頻技術(shù)。

從音效的發(fā)展歷程來看，我們歷經(jīng)單聲道音效，立體聲音效，四聲道環(huán)繞音效，5.1聲道、7.1聲道聲道技術(shù)……直到現(xiàn)在，音頻技術(shù)發(fā)展可以說正步入到3D音效時(shí)代。

音頻發(fā)展重要節(jié)點(diǎn)

在說3D音效之前，我們先大致回顧一下音效發(fā)展的重要節(jié)點(diǎn)：

單聲道在早期的聲卡上采用得比較普遍。從現(xiàn)在的眼光來看，這種缺乏位置感的聲音傳遞方式自然是很落后的，但在聲卡剛剛起步時(shí)，這已經(jīng)是非常先進(jìn)的技術(shù)了。早期的留聲機(jī)、廣播都屬于單聲道音效。

隨后出現(xiàn)的立體聲技術(shù)可以達(dá)到了很好的聲音定位效果，成為了影響深遠(yuǎn)的一個(gè)音頻標(biāo)準(zhǔn)。時(shí)至今日，立體聲依然是許多產(chǎn)品遵循的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。它的出現(xiàn)造就了大部分的日本電子企業(yè)的輝煌，包括蘋果公司的產(chǎn)品大行其道很大程度上也得益于此；國(guó)內(nèi)，在改革開放后出現(xiàn)的立體聲唱片、錄音帶和立體聲無線電廣播的繁榮，也有這一技術(shù)的功勞?，F(xiàn)在動(dòng)不動(dòng)就講“情懷”，這些應(yīng)該可以勾起很多人的回憶了。

隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，四聲道環(huán)繞音效出現(xiàn)了，音響技術(shù)由此正式進(jìn)入多聲道環(huán)繞時(shí)代。如今四聲道技術(shù)已經(jīng)廣泛融入于各類中高檔聲卡的設(shè)計(jì)中，成為主流。

5.1聲道目前早已被廣泛運(yùn)用于各類傳統(tǒng)影院和家庭影院中，一些比較知名的聲音錄制壓縮格式，譬如杜比AC-3、DTS等都是以5.1聲音系統(tǒng)為技術(shù)藍(lán)本的。然后是更強(qiáng)大的7.1系統(tǒng)，但因?yàn)槌杀镜奶岣撸?.1音效并沒有太過廣泛普及。

說到這里，我們似乎可以得出一個(gè)有意思的結(jié)論，那就是：除了實(shí)際聽感的提升之外，廠家憑此可以賣出更多的音箱，這大概也是推動(dòng)音頻技術(shù)進(jìn)步的重要因素。

最近幾年，在AV放大器中，看到有9.1聲道，甚至11.2聲道的環(huán)繞聲音效處理技術(shù)，這是由Dolby、Audyssey以及DTS帶來的多聲道音效擴(kuò)展技術(shù)Dolby Pro Logic Ⅱz、Audyssey DSX與DTS Neo：X，主要是讓5.1聲道、7.1聲道的音頻信號(hào)，通過實(shí)時(shí)音效處理，轉(zhuǎn)換為9.1聲道或11.2聲道輸出。

音頻技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，步入到3D音效時(shí)代。

3D音效

許多人提起3D就想起視頻，反而對(duì)3D音效不熟悉。什么是3D音頻？根據(jù)2012年法國(guó)電信研究院在MPEG標(biāo)準(zhǔn)會(huì)議上給出的定義：

3D音頻應(yīng)該保證重建的聲像擁有水平、垂直和距離3個(gè)自由度。而立體聲或環(huán)繞聲系統(tǒng)所重建的聲像僅具備水平方向上的自由度。

簡(jiǎn)單來說，3D音頻是對(duì)聲音最逼真的模擬技術(shù)，能讓聽眾完全還原到與現(xiàn)場(chǎng)相似的聲場(chǎng)。類似的叫法還有全景聲、沉浸式音頻。真正的沉浸體驗(yàn)，來自于高中低音頻在空間內(nèi)全方位的還原。一個(gè)簡(jiǎn)單的場(chǎng)景就是：揚(yáng)聲器仿造頭頂上有一架飛機(jī)從左至右飛過，你閉上眼睛聽，就會(huì)感覺到頭頂真的有一架飛機(jī)從左至右飛過，這就是3D音效。

目前，人們所使用的各種音場(chǎng)技術(shù)規(guī)范非常多，但最常見的，幾乎都來自三家公司，他們是Dolby、THX和DTS。在3D音頻技術(shù)領(lǐng)域，也形成了Dolby Atmos杜比全景聲、Auro-3D三維聲和DTS：X環(huán)繞聲的三足鼎立。無論是影院還是家用環(huán)繞聲技術(shù)已經(jīng)全面踏入沉浸式立體環(huán)繞聲時(shí)代，環(huán)繞聲音箱的布局已不限于地面，而是向著上方甚至天花方向拓展。不管是基于聲音對(duì)象為編碼方式的Dolby Atmos、DTS：X，還是以常規(guī)聲道方式編碼的Auro-3D，他們所呈現(xiàn)出來的臨場(chǎng)感與空間感都已經(jīng)超越了現(xiàn)在的5.1與7.1系統(tǒng)，勢(shì)必會(huì)成為現(xiàn)在和未來構(gòu)建影院音響系統(tǒng)的規(guī)范。

3D音效技術(shù)發(fā)展分支

總體來看，3D音頻技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)出兩個(gè)主要分支，即：影視3D環(huán)繞聲；演出現(xiàn)場(chǎng)3D環(huán)繞聲。

影視3D環(huán)繞聲是比較成熟的技術(shù)。在電影、電視（家庭影院）和游戲、VR等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，其特點(diǎn)是所有節(jié)目都是預(yù)先在錄音棚、電視演播廳或演出現(xiàn)場(chǎng)通過錄音、錄像加上必要的編碼和信號(hào)處理等技術(shù)加工成電影片（硬盤、服務(wù)器）或DVD、VR等，提供給使用者欣賞。依其運(yùn)作的特點(diǎn)可稱之為 “預(yù)制件式環(huán)繞聲”或“編碼式環(huán)繞聲”技術(shù)。

Dolby Atmos即是如此。很多我們所喜愛的電影，都采用了Dolby Atmos格式，比如好萊塢電影《勇敢傳說》、《守護(hù)者聯(lián)盟》、《少年派的奇幻漂流》、《霍比特人》、《地球引力》、《星際迷航：暗黑無界》；國(guó)產(chǎn)電影《一九四二》、《西游·降魔篇》等。

演出現(xiàn)場(chǎng)3D環(huán)繞聲是把影視3D環(huán)繞聲技術(shù)應(yīng)用到演出現(xiàn)場(chǎng)，其中最先進(jìn)的“演出現(xiàn)場(chǎng)3D聲像定位與跟蹤系統(tǒng)”可實(shí)現(xiàn)當(dāng)演員在舞臺(tái)（包括戶外實(shí)景）上移動(dòng)、走進(jìn)觀眾席互動(dòng)以及吊“威亞”（鋼絲繩）騰空飛越觀眾席上空等復(fù)雜動(dòng)作時(shí)，演員唱歌或念白以及各種效果聲的聲像定位能自動(dòng)跟蹤同步移動(dòng)，使觀眾感受到他們?cè)谧簧下牭降穆曇?，是“真?shí)”地從演員的嘴里發(fā)出來的，而不是從劇場(chǎng)分散布置的揚(yáng)聲器中發(fā)出的。

在歐美許多劇場(chǎng)（如悉尼歌劇院， 演出歌劇《死亡之城》），特別是實(shí)景主題劇場(chǎng)（如奧地利布雷根茨藝術(shù)節(jié)）等己獲得相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。我國(guó)乘著文化產(chǎn)業(yè)旅游產(chǎn)業(yè)大發(fā)展的東風(fēng)，已有IOSONO、D-mitri和TTA等演出現(xiàn)場(chǎng)3D環(huán)繞聲的知名品牌應(yīng)用于武漢漢秀主題劇院、廈門閩南劇場(chǎng)和上海交響樂團(tuán)音樂廳等場(chǎng)所。

最后，順便再提一下現(xiàn)在非?；鸬腣R（虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)），也同樣受益于3D音頻技術(shù)。因?yàn)椋?D音效可大大補(bǔ)足VR應(yīng)用的聽覺短板，提升沉浸感。有人甚至認(rèn)為：如果沒有3D音頻技術(shù)，VR注定是一場(chǎng) “鬧劇”。于是，3D音頻還被稱為VR音頻。