3D音頻技術

很榮幸作為專家代表，來發布2017年信息化視聽行業年度十大關鍵詞之一。今天，我發布的關鍵詞是：3D音頻技術。

從音效的發展歷程來看，我們歷經單聲道音效，立體聲音效，四聲道環繞音效，5.1聲道、7.1聲道聲道技術……直到現在，音頻技術發展可以說正步入到3D音效時代。

音頻發展重要節點

在說3D音效之前，我們先大致回顧一下音效發展的重要節點：

單聲道在早期的聲卡上采用得比較普遍。從現在的眼光來看，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，這已經是非常先進的技術了。早期的留聲機、廣播都屬于單聲道音效。

隨后出現的立體聲技術可以達到了很好的聲音定位效果，成為了影響深遠的一個音頻標準。時至今日，立體聲依然是許多產品遵循的技術標準。它的出現造就了大部分的日本電子企業的輝煌，包括蘋果公司的產品大行其道很大程度上也得益于此；國內，在改革開放后出現的立體聲唱片、錄音帶和立體聲無線電廣播的繁榮，也有這一技術的功勞。現在動不動就講“情懷”，這些應該可以勾起很多人的回憶了。

隨著技術的進一步發展，四聲道環繞音效出現了，音響技術由此正式進入多聲道環繞時代。如今四聲道技術已經廣泛融入于各類中高檔聲卡的設計中，成為主流。

5.1聲道目前早已被廣泛運用于各類傳統影院和家庭影院中，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聲音系統為技術藍本的。然后是更強大的7.1系統，但因為成本的提高，7.1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有意思的結論，那就是：除了實際聽感的提升之外，廠家憑此可以賣出更多的音箱，這大概也是推動音頻技術進步的重要因素。

最近幾年，在AV放大器中，看到有9.1聲道，甚至11.2聲道的環繞聲音效處理技術，這是由Dolby、Audyssey以及DTS帶來的多聲道音效擴展技術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，通過實時音效處理，轉換為9.1聲道或11.2聲道輸出。

音頻技術進一步發展，步入到3D音效時代。

3D音效

許多人提起3D就想起視頻，反而對3D音效不熟悉。什么是3D音頻？根據2012年法國電信研究院在MPEG標準會議上給出的定義：

3D音頻應該保證重建的聲像擁有水平、垂直和距離3個自由度。而立體聲或環繞聲系統所重建的聲像僅具備水平方向上的自由度。

簡單來說，3D音頻是對聲音最逼真的模擬技術，能讓聽眾完全還原到與現場相似的聲場。類似的叫法還有全景聲、沉浸式音頻。真正的沉浸體驗，來自于高中低音頻在空間內全方位的還原。一個簡單的場景就是：揚聲器仿造頭頂上有一架飛機從左至右飛過，你閉上眼睛聽，就會感覺到頭頂真的有一架飛機從左至右飛過，這就是3D音效。

目前，人們所使用的各種音場技術規范非常多，但最常見的，幾乎都來自三家公司，他們是Dolby、THX和DTS。在3D音頻技術領域，也形成了Dolby Atmos杜比全景聲、Auro-3D三維聲和DTS：X環繞聲的三足鼎立。無論是影院還是家用環繞聲技術已經全面踏入沉浸式立體環繞聲時代，環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。不管是基于聲音對象為編碼方式的Dolby Atmos、DTS：X，還是以常規聲道方式編碼的Auro-3D，他們所呈現出來的臨場感與空間感都已經超越了現在的5.1與7.1系統，勢必會成為現在和未來構建影院音響系統的規范。

3D音效技術發展分支

總體來看，3D音頻技術發展呈現出兩個主要分支，即：影視3D環繞聲；演出現場3D環繞聲。

影視3D環繞聲是比較成熟的技術。在電影、電視（家庭影院）和游戲、VR等領域廣泛應用，其特點是所有節目都是預先在錄音棚、電視演播廳或演出現場通過錄音、錄像加上必要的編碼和信號處理等技術加工成電影片（硬盤、服務器）或DVD、VR等，提供給使用者欣賞。依其運作的特點可稱之為 “預制件式環繞聲”或“編碼式環繞聲”技術。

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》、《守護者聯盟》、《少年派的奇幻漂流》、《霍比特人》、《地球引力》、《星際迷航：暗黑無界》；國產電影《一九四二》、《西游·降魔篇》等。

演出現場3D環繞聲是把影視3D環繞聲技術應用到演出現場，其中最先進的“演出現場3D聲像定位與跟蹤系統”可實現當演員在舞臺（包括戶外實景）上移動、走進觀眾席互動以及吊“威亞”（鋼絲繩）騰空飛越觀眾席上空等復雜動作時，演員唱歌或念白以及各種效果聲的聲像定位能自動跟蹤同步移動，使觀眾感受到他們在座位上聽到的聲音，是“真實”地從演員的嘴里發出來的，而不是從劇場分散布置的揚聲器中發出的。

在歐美許多劇場（如悉尼歌劇院， 演出歌劇《死亡之城》），特別是實景主題劇場（如奧地利布雷根茨藝術節）等己獲得相當廣泛的應用。我國乘著文化產業旅游產業大發展的東風，已有IOSONO、D-mitri和TTA等演出現場3D環繞聲的知名品牌應用于武漢漢秀主題劇院、廈門閩南劇場和上海交響樂團音樂廳等場所。

最后，順便再提一下現在非常火的VR（虛擬現實技術），也同樣受益于3D音頻技術。因為，3D音效可大大補足VR應用的聽覺短板，提升沉浸感。有人甚至認為：如果沒有3D音頻技術，VR注定是一場 “鬧劇”。于是，3D音頻還被稱為VR音頻。