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影院技术:环绕声,百啭千声

 求知_时光 2018-03-06

本期重点:杜比、DTS 是什么?为什么影厅需要很多扬声器?全景声影厅有何不同?


下期预告:如何在家原汁原味地欣赏你最喜爱的 3D 电影?如何选择心仪的屏幕?如何享受次世代技术带来的动人色彩?幼女下期文章:“影院技术:Dolby, BD & 3D”。

IMAX 的广告语说得好:“Watch a movie, or be part of it.(看电影,还是走进一部电影。)”溪水潺潺,水珠声音清脆;飞船起飞,轰鸣振聋发聩;赛车驶过,蹭得双耳微烫——音效萦绕在四周,流动于三维空间之内,使人彻底沉浸在故事情节之中,从而增强了故事的感染力并打造出极致的影院体验。随着扬声器到存储介质(胶卷、蓝光碟、DVD 等都是存储介质)的改变,观影体验也将极为不同。不论是电影院还是家庭影院,选择正确的配置都至关重要。




杜比、DTS,常常出现在眼前,它们是什么?进入一个影厅,你是否观察过扬声器阵列的排布?有些拥有天花板悬挂式扬声器,有些左右墙壁嵌入环绕扬声器,甚至一个影厅坐拥高达64个——为什么需要这么多?难道仅仅是为了让声音响度大吗?本文就将介绍有关的电影声学技术。



对于现代电影,声音有不可置否的重要地位。研究表明,声音在观影体验中的贡献率高达50%(*1),而评判声音重放质量的标准就是是否带你“走进”一部电影。声音若要令人身临其境,不单单靠其音质,更为重要的是营造以假乱真甚至超越现实的声场。正是如此, 众多环绕声技术应运而生——正是它们使得声音有了方位感。
Dolby Laboratories (杜比实验室)和 DTS 致力于此已有半个世纪,它们推出一代又一代环绕声方案,使电影历久弥新。你也许会想起初中物理提到的“双耳效应”,没错,这是环绕声技术实现的基础,但是实现它所需要的远非如此。除了准确的声音定位,混响、延迟、衰减、扬声器之间的衔接配合等等也极大影响声音的可信度。环绕声技术它大量应用心理声学、集成电路的成果,处理出各个方位扬声器所需要播放的声音,从而塑造难以置信的真实声场。

首先,电影摄制组在制作电影时,会采用多方位阵列式麦克风,捕捉来自各方位的声音,然后利用编辑软件进行杜比/ DTS 编码(.mp3 就是一种编码格式。杜比数字开始采用.ac3,而 DTS 为.dts),并存储到蓝光碟或胶片中。这些编码包括了声音的位置信息。播放电影时,环绕声解码芯片还原各声道需要播放的声音,功率放大器分配给各方位扬声器重放它们。




说到声场,不得不提声道。随着环绕声技术的不断革新,可支持的声道数也随着攀升。在音响系统中,声道数是衡量其可塑造声场能力的重要指标。声道越多,声音方位越准确,对应所需要的音箱也越多。


最简单的环绕系统是2声道,即基于左右声道的立体声重放。

卢卡斯影业为星球大战推出了 THX 标准,引入了重低音单元,组成 x.1/x.2 系统(.1表示一个低音音响)。关于重低音,稍后还会再讨论。
图为 10’’ JBL 无源低音单元

随着 Dolby Pro Logic (杜比定向逻辑)技术出现,中置音箱加入,使人物对话更集中于荧幕中部;而接踵而来的 Dolby Pro Logic II(杜比定向逻辑 II), Dolby Digital(杜比数字),Dolby Digital Plus(杜比数字+),Dolby TrueHD,DTS Digital Sound/Digital Surround, DTS-ES, DTS-HD Master Audio 等,加入环绕左、环绕右、后环绕左、后环绕右等更多声道 ,组成 5.1/5.2/7.1/7.2/9.1/9.2 甚至更高的系统。这些音响包围着观众,各司其职。当声音发出时,相应位置的一个音响或多个音响就会重放这些声音。

最新的 Dolby Atmos (杜比全景声)和 DTS:X 基于声音物体而非声道,编码只记录物体位置,而功放(相当于环绕声处理器)可以根据具体的音箱布置分配各音响声音,从而使声音定位前所未有地精确。

更重要的是,杜比全景声首次加入天空声道,声音不仅有了平面位置,也有了高度,声场因全景声的诞生变为了三维。为了产生顶部向下的声音,杜比提供了两种方案:天花板悬挂式扬声器或反射式扬声器。在影院,由于屋顶较高,通常采用悬挂式,而家中则采用反射式(音响向上发声,通过天花板反射到人耳)。这两种方案都可以营造同样美妙的三维声场。各扬声器之间协同工作,能塑造出“蚊子在脑袋上方绕”的真实感。

图为 Dolby Atmos 向上发声单元


当然,音质也同等重要。一般,我们无法获取影院音响品牌型号等信息,但在家庭,你应该为中置和低音声道配置最佳的音响,它们是音响系统的灵魂。中置还原人声,要是声音细腻纯净,那就再好不过。为此建议选用丝质圆顶高音单元的音箱。

低音是所有其他音箱的弥补。由于尺寸限制,绝大绝大多数音响(低于12寸)都不可能完全还原低频信号,需要大尺寸的重低音音响完成重放,而由于人耳对低频的方位感知能力较差,我们不需要多个低音音箱,而直接将所有音箱的低频部分交给唯一的低音音响来重放(事实上,在影院或较大的家庭影院,会采用多个来保证声压)。

低音几乎完全决定了电影震撼与否——中频再柔韧,高音再清脆,敌不过低音撼动整个房间的快感——当然,对于真正的家庭影院搭建者来说,切记适可而止,低音单元的分频和响度需要仔细调校。环绕音箱要保证瞬态还原力强,为此选用金属(铝制或钛制)圆顶高音单元。线材选择也十分重要,要做足功课。

图为 AV 功放 YPAO 测定(Yamaha 旗下支持基于对象解码的全景声/ DTS:X 的功放感知具体音响布局的过程,用到了特殊的 YPAO 麦克风)

选择影院时,尽量选择全景声影厅,电影表现力将大为不同。坏消息是,正如万达 IMAX 不达标一样,国内的全景声影院也不一定完全合乎杜比的要求,而如今在家搭建全景声/ DTS:X 家庭影院仍然十分昂贵——需要支持全景声的片源(搭载基于杜比数字/ DTS-HD 声轨的,或 2015 年及之后上线的大部分电影发行的蓝光碟)、支持 全景声/DTS:X 的 AV 功放和上文提到的两种特定的扬声器——所以完整的全景声体验离我们仍有距离。

不过,好消息是,杜比正在筹划自己的影院,严格符合 Dolby Vision(下期会介绍)和 Dolby Atmos 的标准。记住,声音是你观影的基础和首要追求。


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