基于環(huán)繞聲音效體驗(yàn)的環(huán)繞聲技術(shù)應(yīng)用

【摘要】本文介紹了多聲道音頻技術(shù)的起源和發(fā)展以及環(huán)繞聲技術(shù)在高清晰度電視領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展，提出了環(huán)繞聲音效體驗(yàn)環(huán)繞聲技術(shù)的幾個應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】環(huán)繞聲;音效體驗(yàn);應(yīng)用

中圖分類號：TN94? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.08.021

對于使用5.1或7.1聲音甚至全景聲音和其他多聲道音頻技術(shù)的傳統(tǒng)AV系統(tǒng)，我認(rèn)為大多數(shù)AV愛好者都不熟悉。即使他們沒有很深的了解，聽到或接觸它并不難。除了這些傳統(tǒng)的多聲道系統(tǒng)外，越來越多的設(shè)備也開始使用環(huán)境聲音技術(shù)，例如流行的音箱，耳機(jī)，智能手機(jī)，計(jì)算機(jī)等，甚至是著名的杜比全景圖DTS，完整的三維聲音效果也已開始應(yīng)用于新設(shè)備。讓我們來看看這些設(shè)備的環(huán)境聲音。

1. 環(huán)繞聲技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

從兩通道的通道，到現(xiàn)在的多通道，技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了整個視聽行業(yè)的發(fā)展，也促進(jìn)了用戶的需求。今天，可以說多通道技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了數(shù)千個家庭。隨著三維杜比全景聲（Dolby Atmos）DTS：X音效的引入和普及，環(huán)境音效也進(jìn)入了一個新的水平。高發(fā)展時(shí)期，從前后前后左右，到上下空間的音效的增加，甚至是360°空間環(huán)繞聲音的影響，聲音的存在和空間都更加逼真，整體感覺真實(shí)而令人驚訝。隨著近年來環(huán)繞聲技術(shù)的發(fā)展，您可以在家中的許多頻道上安靜地享受環(huán)境音效，無需去電影院，并且可以近距離體驗(yàn)環(huán)境音效帶來的電影院令人驚訝的聲音效果，在歌聲感到賓至如歸的感覺不再是夢想或奢侈。

環(huán)繞聲技術(shù)的最早努力來自電影行業(yè)對電影聲音的需求。為了更好地詮釋電影的內(nèi)容并使觀眾身臨其境，自電影業(yè)成立以來，環(huán)繞聲技術(shù)的發(fā)展一直受到電影業(yè)的發(fā)展的驅(qū)動。最早使用環(huán)境聲音的記錄可以歸功于沃爾特·迪斯尼公司（Walt Disney Company）在1940年代制作的動畫電影“幻想曲”。沃爾特·迪斯尼從貝爾實(shí)驗(yàn)室（Bell Labs）的靈感中汲取了靈感，貝爾實(shí)驗(yàn)室曾在多個實(shí)驗(yàn)室工作，麥克風(fēng)立體聲錄音技術(shù)，并決定更改在電影中使用的“大黃蜂飛揚(yáng)”音樂視頻。頻道的音頻應(yīng)用程序稱為“Fantasound”。但是，由于Fantasound系統(tǒng)是如此復(fù)雜且昂貴，因此尚未在好萊塢電影業(yè)中廣泛使用。在1950年代，隨著寬屏電影的誕生，出現(xiàn)了一種新的多聲道聲音技術(shù)（多聲道音頻技術(shù)），但由于成本高昂而被放棄了。在此期間，70毫米寬屏Aodd-AO電影“俄克拉何馬！”（俄克拉荷馬州?。┏蔀榈谝徊渴褂昧壓惺戒浺魴C(jī)系統(tǒng)的電影-五個屏幕通道和一個外圍通道。1976年，隨著杜比立體聲概念的引入，環(huán)繞聲在1870年代在好萊塢卷土重來，其中，對環(huán)繞聲技術(shù)的整體發(fā)展產(chǎn)生最大推動作用的電影是1977年發(fā)行的“星球大戰(zhàn)”。不僅贏得了奧斯卡最佳音效獎，而且還促使當(dāng)時(shí)的許多影院將其音頻設(shè)備升級到杜比立體聲標(biāo)準(zhǔn)。隨后，杜比實(shí)驗(yàn)（DolbyLaboratories）提出的“分離環(huán)繞聲”的概念試圖應(yīng)用于電影“超人”的聲音制作中。1979年，電影《現(xiàn)代啟示錄》采用了杜比實(shí)驗(yàn)室提供的六軌Dolby Stereo 70mm系統(tǒng)，具有三個屏幕通道，兩個環(huán)繞聲通道和一個低頻擴(kuò)展通道，因此成為第一部使用的電影。密集地。這項(xiàng)技術(shù)得以展示。許多人認(rèn)為該技術(shù)是第一種5.1格式的環(huán)繞聲，與我們現(xiàn)在認(rèn)為的環(huán)繞聲格式相似。

2. 環(huán)繞聲技術(shù)的應(yīng)用

2.1 Soundbar的興起和發(fā)展

隨著客廳劇院中許多班級的興起，全環(huán)繞聲音正變得越來越流行，其成本低廉，操作簡單且播音器占地面積小。對于相對復(fù)雜的傳統(tǒng)多聲道系統(tǒng)，內(nèi)置的Soundbar揚(yáng)聲器可以提供一種更輕松，更便捷的使用方式，并且還可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境聲音效果，從而使更多的用戶想要它們。Soundbar的環(huán)繞聲如何？第一個環(huán)繞聲條必須與多聲道放大器，環(huán)繞聲揚(yáng)聲器和低音炮集成在一起，以形成完整的環(huán)繞聲系統(tǒng)，單個條形聲條不能直接構(gòu)成環(huán)繞聲的聲音播放系統(tǒng)，只能用作設(shè)備來改善電視的音效。這不再足以滿足當(dāng)前的使用要求。

如今，大多數(shù)Soundbar產(chǎn)品都配備了環(huán)境聲音技術(shù)和環(huán)境聲音效果，而無需環(huán)境放大器和額外的環(huán)境揚(yáng)聲器就可以實(shí)現(xiàn)，從而提供了完整的空間體驗(yàn)。一種方法是使用多單元技術(shù)來利用壁反射來實(shí)現(xiàn)環(huán)境聲音效果。顧名思義，Soundbar有多組揚(yáng)聲器，它們與不同的聲道匹配以實(shí)現(xiàn)環(huán)境音效。目前在市場上，雅馬哈和索尼以及飛利浦等品牌也都有此類應(yīng)用。第二種是虛擬環(huán)境聲音技術(shù)。在Soundbar中集成了虛擬聲音技術(shù)，可以獲得的環(huán)境聲音效果比傳統(tǒng)的立體聲播放略寬。這種類型的產(chǎn)品可能沒有很多內(nèi)置單元，但是從技術(shù)上講，它使用虛擬環(huán)境聲音來模擬多通道環(huán)境效果，主要以2.1或3.1的形式實(shí)現(xiàn)圍繞聲音的多通道效果，包括Bose，Harman，Consumer。被稱為飛利浦（Philips）的水井占主導(dǎo)地位。

Soundbar還提供了當(dāng)前的全景聲音，該聲音支持Dolby Atmos或DTS：X內(nèi)置的聲音效果。例如，索尼在CES年底推出的HT-8500耳語畫廊，實(shí)際上并不僅具有此功能2.1聲道，而且通過擁有Sony的“垂直旋轉(zhuǎn)”技術(shù)，它可以實(shí)現(xiàn)類似于7.1.2聲道的三維效果。環(huán)境立體聲帶來一種舒緩感和體驗(yàn)杜比全景聲（Dolby Atmos）或DTS：X音效，另一個例子是更成熟的Yamaha YSP-5600，它具有許多內(nèi)置單元陣列，包括3條線。具有32個單元陣列。半徑水平調(diào)整。在中間和左側(cè)和右側(cè)的6行垂直射線單元中，具有特殊的相位控制延遲。 Yamaha Cinema DSP的獨(dú)特技術(shù)，它使用投射到周圍墻壁和天花板上的不同聲音來形成三維立體場，從而獲得杜比全景聲（Dolby Atmos）或DTS：音效X。這種類型的全環(huán)繞音箱通常采用這種原理聲音“反射”導(dǎo)致單元的聲音通過周圍天花板或墻壁的反射向上或向周圍發(fā)出，因此不、會產(chǎn)生逼真的“高聲音效果”和獲得全景的空間感和聲音體驗(yàn)。

2.2 便攜的耳機(jī)

如今，年輕人或音樂愛好者越來越頻繁地使用耳機(jī)，并且自然他們對耳機(jī)的音質(zhì)提出了更高的要求，尤其是那些喜歡玩游戲和看音樂的人。如今，大多數(shù)游戲只是一個階段，對提取和定位的聲音要求非常高。語音聆聽不僅僅是金庸古龍武術(shù)小說中的成人故事，如今流行的各種FPS電子體育游戲還要求觀察各個方向，全方位收聽，而傳統(tǒng)的雙通道耳機(jī)使其難以實(shí)現(xiàn)這種功能，更不用說電影了。當(dāng)前的大片實(shí)質(zhì)上具有多通道環(huán)境聲音設(shè)置。使用傳統(tǒng)的兩聲道耳機(jī)作為音頻輸出，不會感覺到一切的震撼和存在，這只是一種聲音損失。目前，對于年輕人一副多聲道耳機(jī)是必不可少的。

顯然，多通道耳機(jī)與常規(guī)的傳統(tǒng)耳機(jī)之間并沒有太大區(qū)別，但是內(nèi)部使用的技術(shù)是獨(dú)特的?；旧?，多通道耳機(jī)分為多個物理通道和多個虛擬通道。所謂的多聲道物理耳機(jī)被內(nèi)置在多揚(yáng)聲器單元中，通過多個單元來實(shí)現(xiàn)環(huán)境音效。通用的方法是使用分布在耳機(jī)腔中的獨(dú)立空間設(shè)計(jì)，每個單元都有一個獨(dú)立的空間腔，每個通道不互相干擾，聲音獨(dú)立，并配備解碼技術(shù)和多個通道的播放。此外，這些單元作為衛(wèi)星分布在喉嚨中，從而最大程度地創(chuàng)造了多通道的空間感，并獲得了真正的環(huán)境聲音體驗(yàn)。這種類型的頭戴式耳機(jī)通常是頭戴式耳機(jī)，其中大多數(shù)用于游戲頭戴式耳機(jī)。

多通道虛擬耳機(jī)，使用技術(shù)模擬真實(shí)耳道的聲學(xué)特性，來實(shí)現(xiàn)人用兩個耳朵聆聽真實(shí)場景（3D）的聲音。利用外耳和耳道的不對稱性，看到并吸收了引入耳內(nèi)的相同聲音時(shí)，聲音會發(fā)生頻率和階段的變化，并且會注意到該聲音經(jīng)歷了不同的變化，并且代表了另一個方向。虛擬環(huán)境聲音技術(shù)可以測量聲音在哪個方向上的變化，并將變化直接添加到頭戴式耳機(jī)播放的聲音信號中，并將位置信息添加到信號中，從而使兩聲道頭戴式耳機(jī)產(chǎn)生環(huán)繞聲音，以獲得環(huán)境音效。例如，杜比耳機(jī)技術(shù)可用于在立體聲耳機(jī)中產(chǎn)生逼真的5.1聲道環(huán)境聲音效果。也可以使用普通的兩聲道耳機(jī)，但通常是通過具有內(nèi)置耳機(jī)技術(shù)的信號源來完成的。杜比已經(jīng)發(fā)布了使用內(nèi)置DSP處理器并提供虛擬環(huán)境聲音的Dolby Dimension耳機(jī)，它擁有5.1.2系統(tǒng)的聲音效果。那些感興趣的人可以嘗試一下。

2.3手機(jī)也可以營造空間包圍感

在討論了上面的耳機(jī)環(huán)繞之后，對于耳機(jī)資源部分，我需要談?wù)劗?dāng)前的智能手機(jī)。智能手機(jī)也是耳機(jī)使用最多的設(shè)備。智能手機(jī)可以直接支持環(huán)境聲音輸出嗎？無需專業(yè)耳機(jī)，即可獲得環(huán)境音效。首先，我需要談?wù)凞TSHeadphone：X。這項(xiàng)技術(shù)是幾年前發(fā)布的，旨在支持手機(jī)上的環(huán)境聲音。 -常規(guī)的虛擬環(huán)境聲音技術(shù)是處理兩個通道，然后將它們轉(zhuǎn)換為虛擬環(huán)境聲音。 DTS：X耳機(jī)正在預(yù)處理中。首先，將聲音處理轉(zhuǎn)換為DTS耳機(jī)：音頻組件X。卸下耳機(jī)后，可以創(chuàng)建多聲道環(huán)境并獲得真實(shí)的聲音效果。DTS：X耳機(jī)實(shí)際上使用類似于HRTF和心理聲學(xué)的原理，將來自不同方向的聲音效果轉(zhuǎn)換為不同的聲波。當(dāng)耳朵接收聲音時(shí)，它們會沿不同方向感覺到聲音，從而體驗(yàn)到周圍聲音的影響。

集成了杜比音頻技術(shù)的智能手機(jī)越來越普遍。三星，索尼，小米和華為等主要手機(jī)制造商的許多型號都采用了杜比音頻技術(shù)，有些型號還采用或支持最新的杜比全景聲（Dolby Atmos）和杜比AC-4音頻技術(shù)。GalaxyS9/S9+和最新的Samsung S10系列，HuaweiP20/P20Pro等型號均支持杜比全景聲（Dolby Atmos）。P20系列是世界上第一款支持杜比AC-4的移動設(shè)備。您可以體驗(yàn)電影全景聲音的樂趣，真正支持杜比環(huán)境聲音的手機(jī)也分為兩類，第一類需要耳機(jī)輸出，第二類是通過揚(yáng)聲器集成式手機(jī)實(shí)現(xiàn)的。Huawei Enjoy MAX是一款可通過內(nèi)置揚(yáng)聲器直接獲得杜比全景聲（Dolby Atmos）聲音的手機(jī)。揚(yáng)聲器對稱放置，并在內(nèi)部具有較大的音腔，以提供立體聲效果。杜比全景聲（Dolby Atmos）技術(shù)在播放杜比格式的視聽源時(shí)，可以顯示杜比全景聲（Dolby Atmos）環(huán)境聲音的效果，從而為環(huán)境聲音營造一種舒緩感。您可以嘗試使用小型手機(jī)欣賞環(huán)境聲音，并且在外出旅行，娛樂和結(jié)識朋友時(shí)都將享受令人驚訝的環(huán)境聲音效果。營造一次美妙而愉快的經(jīng)歷。

4. 結(jié)語

當(dāng)然，無論是客廳劇院中的環(huán)繞音箱，便攜式耳機(jī)還是手機(jī)，其周圍的聲音效果仍無法與傳統(tǒng)的音響系統(tǒng)相提并論。但是，它低成本，安裝操作簡便，便攜性和聲音效果好。這足以滿足大多數(shù)人的需求，這也是Soundbar耳機(jī)和手機(jī)的好處。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，還有很多工作要做。我相信，將來簡單的設(shè)備可以在周圍實(shí)現(xiàn)更逼真的聲音效果，并帶給人們真實(shí)的感覺。

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作者簡介：馮晶（1981年12月），男，壯族，廣西寧明縣，碩士研究生，三級錄音師，音頻工程師，主要從事電視轉(zhuǎn)播音頻技術(shù)支持，以及音頻制作調(diào)音及錄音技術(shù)工作。