淺析Ambisonics技術(shù)在VR電影聲音創(chuàng)作中的應(yīng)用

【摘 要】VR電影即虛擬現(xiàn)實(shí)電影，是近幾年新興的一種電影模式，本文基于對(duì)VR電影聲音制作流程的研究，探索其中最為重要的Ambisonics技術(shù)的原理、發(fā)展以及其在VR電影聲音創(chuàng)作中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】VR電影;Ambisonics技術(shù);聲音創(chuàng)作

中圖分類號(hào)：J9文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1007-0125（2020）02-0101-01

電影聲音的創(chuàng)作從電影誕生初期的默片放映到后來的單聲道、雙聲道、5.1環(huán)繞立體聲，再到如今的DOLBY ATMOS還音系統(tǒng)，都是為了利用雙耳效應(yīng)及心理聲學(xué)等原理，在一定程度上還原與設(shè)定聲場(chǎng)類似的空間聽覺感知。近年來新興的VR電影突破了傳統(tǒng)電影空間的限制，有著360°的空間視覺特性，讓觀眾獲得虛擬現(xiàn)實(shí)空間的沉浸感。因此，VR電影中的聲音也應(yīng)該是一種真正的空間聲。它所營造的是以觀影者頭部為中心的球形聲場(chǎng)，根據(jù)觀影者頭部的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，通過實(shí)時(shí)渲染達(dá)到聲音隨視線方向變化而變化。[1]

Ambisonics（多聲道模擬環(huán)繞聲）是一種捕捉球形（Full-Sphere）聲場(chǎng)的三維環(huán)繞聲技術(shù)，研發(fā)于20世紀(jì)70年代初。該技術(shù)能夠記錄下以聽者/話筒為中心的整個(gè)球形空間的聲場(chǎng)信息，將信息以Ambisonics B-format的音頻文件格式進(jìn)行保存，并且能夠基本實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)重放。[2]Ambisonics技術(shù)運(yùn)用于音頻的錄音過程中，同時(shí)也在后期制作中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

一、Ambisonics技術(shù)在VR電影同期錄音中的應(yīng)用

VR電影中的聲音較之傳統(tǒng)聲音最大的特點(diǎn)在于它的整個(gè)聲場(chǎng)是包含360度的三維完整球體。傳統(tǒng)的環(huán)繞立體聲電影需要在同期過程中錄制雙聲道立體聲的環(huán)境聲或是四聲道、五聲道的環(huán)境聲鋪設(shè)在對(duì)應(yīng)的還原音箱中，而VR電影錄制的是Ambisonics格式的音頻，是包含聲場(chǎng)方向信息的編碼信號(hào)，它不受特定播放系統(tǒng)的限制，可以通過解碼在不同數(shù)量的揚(yáng)聲器中播放出來。

最常見的Ambisonics是四通道格式，它是由一個(gè)具有4個(gè)振膜的話筒拾取到同期聲場(chǎng)信息進(jìn)行編碼的，稱為一階Ambisonics格式，這種是最常見的Ambisonics格式，其可以在最少的預(yù)算下完成VR音頻制作。隨著話筒振膜數(shù)的提高，錄制的Ambisonics格式也會(huì)隨之提高，49個(gè)振膜的話筒可以錄到6階的Ambisonics聲音。隨著階數(shù)的升高，聲像在空間中的定位精確度也越來越高。

目前有很多公司已經(jīng)開發(fā)研制了支持Ambisonics格式音頻的錄音設(shè)備，如Rode公司于2018年推出的Ambisonics 話筒NT-SF1，它具有四個(gè)心形電容振膜，排列成四面體陣列形式，分別指向左前、左后、右前、右后，所拾取的原始信號(hào)叫作A-format。ZOOM F8錄音機(jī)在升級(jí)更新4.0系統(tǒng)以后就可以實(shí)現(xiàn)Ambisonics音頻格式錄音，在系統(tǒng)菜單的輸入端口，可以將音頻輸入格式改為 Ambisonics Mode即可實(shí)現(xiàn)錄制四通道的poly wav錄音格式的A format音頻信息。

再用RODE研發(fā)的SoundField Plug-in插件進(jìn)行A-format到B-format格式的轉(zhuǎn)換，從而獲得水平及垂直面的三維信息。

在電影同期錄音中，利用Ambisonics技術(shù)錄制的音頻信息，可以在后期制作中運(yùn)用插件進(jìn)行編輯解碼，最終輸出有三維信息的聲音文件。VR電影在同期錄音過程中與傳統(tǒng)電影錄音的最大區(qū)別就在于環(huán)境音的錄制，因?yàn)閷?duì)白以及音效可以通過后期pan的方式達(dá)到聲像定位的效果，而環(huán)境聲是一個(gè)環(huán)境的整體氛圍，渾然一體的環(huán)境聲效果很難通過后期拼湊出來。因此，同期錄音時(shí)可利用Ambisonics技術(shù)錄制含有三維聲場(chǎng)信息的環(huán)境音用于后期的制作中。

二、Ambisonics技術(shù)在VR電影后期中的應(yīng)用

（一）軟件支持

當(dāng)今電影后期制作的行業(yè)軟件基本是Protools與Nuendo兩個(gè)軟件。Protools HD12.8.2版本軟件中可以建立Ambisonics 音頻軌道，將Ambisonics音頻格式素材在軟件里旋轉(zhuǎn)聲場(chǎng)、編輯及定位。對(duì)于單聲道、雙聲道、環(huán)繞聲素材，可用軟件自帶的Spatial Workstation插件或者Audio Ease的360pan Suite插件將素材轉(zhuǎn)換為Ambisonics格式并對(duì)其進(jìn)行編輯、處理和編碼。

Nuendo8軟件也可以直接建立Ambisonics音頻軌道，當(dāng)使用單聲道、立體聲或是環(huán)繞聲音頻文件時(shí)，需要讓它們通過多聲道模擬環(huán)繞聲音頻軌，通過“Multi Panner”（多重聲相儀）調(diào)整聲音的運(yùn)動(dòng)模式和自動(dòng)化控制，并將輸出設(shè)置為“Ambisonic Mix”總線。在導(dǎo)出時(shí)，選擇“3rd Order Ambisonics out”（第三級(jí)多聲道模擬環(huán)繞聲輸出）渲染并導(dǎo)出多聲道模擬環(huán)繞聲格式音頻。

對(duì)于插入到軟件中的點(diǎn)聲源，為了能夠更好融入到三維聲場(chǎng)中，需要利用混響插件制造混響效果，如Wigware的Ambisonics reverb混響插件。該插件運(yùn)用房間仿真技術(shù)，模擬房間空間，基于傳統(tǒng)混響插件房間大小、吸聲能力、混響時(shí)間等參數(shù)，附加可以根據(jù)聲源的位置變化激發(fā)空間響應(yīng)，獲得相應(yīng)的空間效果，更具三維真實(shí)感。

（二）監(jiān)聽

目前，為了還原三維球形聲場(chǎng)，VR電影聲音多采用耳機(jī)監(jiān)聽。用于VR聲音制作的插件提供了雙耳渲染輸出，渲染方法是通過加入現(xiàn)有的HRTF函數(shù)來仿真，使耳機(jī)中的聲音重現(xiàn)編輯及混錄時(shí)聲音在三維空間中所處的位置。[3]

一階的Ambisonics B-format有四個(gè)通道，稱之為W，X，Y，Z，它們分別代表著全方位聲音信息、前后聲音信息、左右聲音信息以及高度聲音信息。在經(jīng)過HRTF函數(shù)仿真編碼后，便可以輸出左右聲道信號(hào)進(jìn)行監(jiān)聽。

用耳機(jī)進(jìn)行監(jiān)聽，可以突破傳統(tǒng)還音系統(tǒng)揚(yáng)聲器擺放以及聽音環(huán)境的限制。利用封閉式耳機(jī)可以保真還原三維立體聲場(chǎng)的聲音信息，搭配頭盔，可以實(shí)現(xiàn)與觀影者視線實(shí)時(shí)同步的方位聲音還原。

目前，VR電影相較于傳統(tǒng)電影正處于初期階段，很多操作系統(tǒng)的功能以及與之相配套的插件亟待開發(fā)，Ambisonics技術(shù)為VR電影聲音的實(shí)現(xiàn)提供了十分重要的技術(shù)支持，對(duì)Ambisonics技術(shù)繼續(xù)深入的研究及相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)，將會(huì)對(duì)VR電影聲音創(chuàng)作的未來起到至關(guān)重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]張瑩，趙雪松.基于Ambisonics的VR電影錄音初探[J].現(xiàn)代電影技術(shù)，2018（10）.

[2]張瑩，沈希辰.從Ambisonics到雙耳聽覺—VR電影聲音制作方案研究[J].復(fù)旦學(xué)報(bào)，2017（02）.

[3]王玨.VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）電影聲音制作流程分析[J].現(xiàn)代電影技術(shù)，2017（01）.

基金項(xiàng)目：本文系浙江傳媒學(xué)院2018年度青年教師科研提升計(jì)劃項(xiàng)目結(jié)項(xiàng)論文，項(xiàng)目編號(hào)：ZC18XJ053。

作者簡(jiǎn)介：孫文欣（1990-），女，漢族，浙江杭州人，浙江傳媒學(xué)院，研究方向：影視錄音。