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无论5.1声道,7.1声道还是9.1声道,其实只有4声道

 好了明理 2020-12-27

估计大家看到这个标题有点儿震惊,这怎么可能呢?要说明这个问题,让我们从两声道立体声说起吧:

下图是双声道立体声示意图:

无论5.1声道,7.1声道还是9.1声道,其实只有4声道

这个图大家很熟悉,我们一般听音乐的时候都用立体声系统,也就是两个扬声器系统,人坐在与两只扬声器成等腰三角形的位置聆听音乐,这个位置俗称皇帝位,也就是说在这个位置听音乐可以获得最佳的听音效果,实际上,是为了获得更准确的声像定位。

在讲解两个扬声器如何将乐器定位的原理之前,我们要说明一下。人是如何判断一个发声物体的方位呢?大家知道,人都有两只耳朵,任何一个发声物体发出的声音,到达两只耳朵的时间是有时间差的。总有一个先到一个后到,那么,这个声音分别到达两只耳朵的时间差。就会产生这个发声物体的位置信息,我们的大脑就是根据这个声音到达两个耳朵的时间差。来判断这个发声物体的方位。而这个时间差我们往往称之为相位。在立体声播放系统中,两只扬声器就将不同乐器存在方位的相位信息传递给人的两只耳朵,如果一个声音只从左声道扬声器传出的话,人就可以判断出这个声音的方位是从左声道传出的。而右声道扬声器发出声音的时候,人也可以判断出这个声音发出的方位是右声道扬声器。如果两只扬声器发出一个同样相位的声音的时候,此时人就会判断,这个声音的相位来自于两只扬声器的中间,而此时两只扬声器中间并没有第三只扬声器的存在。那么这个时候,所谓中间的相位的声音,实际上来自于人对它的幻觉。两只扬声器就可以制造一个横跨两只扬声器之间的所谓的声场。这个声场中不同方位放置的乐器就可以由两只扬声器来再现这个乐器的方位。我们通过两只耳朵分别听到这个两只扬声器发出的声音,就可以比较精确的锁定这个具体乐器的方位。这就是双扬声器立体声系统的基本原理。如下图所示:

无论5.1声道,7.1声道还是9.1声道,其实只有4声道

但是,如果人没有坐在皇帝位,而是坐在左侧,实际聆听位置距离左侧扬声器更近,则乐器的方位就会向左偏离,如下图所示:

无论5.1声道,7.1声道还是9.1声道,其实只有4声道

这样乐队各个乐器的位置就不准确了,但是如果在中间再放一只音箱,由于这个音箱的声音可以由音响系统算出中位扬声器应该发出的声音相位。因此,这只扬声器会将偏移的乐器方位“拉”回去。如下图所示:

无论5.1声道,7.1声道还是9.1声道,其实只有4声道

这就是“中置扬声器”的由来。除非是音乐发烧友,一般人平常听音乐其实并不十分关注乐器的方位。因此,即便坐在偏处也基本不影响听音的效果。但是在看电影的时候,如果有人在银幕中间说话,而你恰好坐在靠左侧的位置,此时,在你听起来这个人的声音与影像的方位就产生了偏离,图像显示方位在中间,而你听到的声音偏左。然而,坐在皇帝位的观众没有这个影响。因此,家庭影院系统推荐在中间放一个中置扬声器,它可以将处在银幕中间的人物的对白锁定在中间的位置,即便你座位偏左,声音也会从中间发出来,使声音与图像的方位统一。

了解了立体声确定声音相位(方位)的原理时候,环绕立体声的方位的确定就不难理解了。原则上只要四只扬声器就可以确定平面空间的方位了。如下图所示:

无论5.1声道,7.1声道还是9.1声道,其实只有4声道

但是这个方位的确定依赖于你所坐的位置。如果你坐在皇帝位看电影的话,四只扬声器就足够了,完全不需要多余的扬声器,电影在混音的时候实际上也只产生四声道音轨就足够了。其他的声道,比如中置声道,完全可以由AV功放的环绕声解码器根据前方左右声道的信息“推算”出来然后单独从给中置音箱发声。这个中置声道并能提供更多的信息,只是将中间相位的声音锁定在中间位置罢了。另外,还有那个0.1的重低音声道,也是由这4个声道的声音信号将超低频信号提取出来单独发送给低音炮出声的。如果你用的4个音箱都是全频带音箱的话,低音炮可以不用接,实际上每个音箱都能全频带发声的效果是最好了。由于家庭影院的环绕声更多的是渲染环境气氛,一般也很少有人物对白来自后方,因此,一般的家庭影院就只在前方正中位置安置了一个中置音箱,这也是5.1 声道的由来。如下图显示:

无论5.1声道,7.1声道还是9.1声道,其实只有4声道

我在示意图里并没有画低音炮,大家可以认为这几只音箱都是全频带音箱。那么7.1声道又是怎么回事儿呢?实际上,所谓7.1声道就是在后方左右再加两只音箱,使得后方的声像定位更准。如下图所示:

无论5.1声道,7.1声道还是9.1声道,其实只有4声道

还是,如我之前所说的,这些音箱不会提供更多的信息,只是将这个相位的声音锁定在这个方位而已,因此,你音箱的摆位一定要与AV功放计算的方位一致,否则就是弄巧成拙,反而将声音锁定在错误的方位,这样的话,即便你坐在皇帝位都无法得到正确的声音方位了。

而所谓9.1声道则是在前方又加两个声道:

无论5.1声道,7.1声道还是9.1声道,其实只有4声道

其实,如果你愿意的话,原则上你可以将在360度任何方位上放置音箱以锁定声音的方位。而所有这些声道都可以从最原始的四声道中推算出来。这也是我说的,无论是5.1声道还是7.1声道,甚至9.1声道,本质上都是4声道的原因。

现在杜比全景声又添加了天空声道,原则上讲这是增加了信息量的声道,因为原来的4声道都是平面声场的,不会上天入地,在天花板安装天空声道是可以将平面声场扩展到真正的三维空间的。下图就是9.1.2与9.1.4的示意图:

无论5.1声道,7.1声道还是9.1声道,其实只有4声道
无论5.1声道,7.1声道还是9.1声道,其实只有4声道

我用蓝色方块表示天空音箱,这个9.1.4应该是最高配置了。但是,注意哈,但是,就目前的绝大多数电影而言,原始录音并没有所谓的天空声道,这个所谓的天空声道更多的时候依然是从原始4声道中虚拟出来的……

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