淺析Ambisonics技術在VR電影聲音創作中的應用

【摘 要】VR電影即虛擬現實電影，是近幾年新興的一種電影模式，本文基于對VR電影聲音制作流程的研究，探索其中最為重要的Ambisonics技術的原理、發展以及其在VR電影聲音創作中的應用。

【關鍵詞】VR電影;Ambisonics技術;聲音創作

中圖分類號：J9文獻標志碼：A? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1007-0125（2020）02-0101-01

電影聲音的創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環繞立體聲，再到如今的DOLBY ATMOS還音系統，都是為了利用雙耳效應及心理聲學等原理，在一定程度上還原與設定聲場類似的空間聽覺感知。近年來新興的VR電影突破了傳統電影空間的限制，有著360°的空間視覺特性，讓觀眾獲得虛擬現實空間的沉浸感。因此，VR電影中的聲音也應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，根據觀影者頭部的運動狀態，通過實時渲染達到聲音隨視線方向變化而變化。[1]

Ambisonics（多聲道模擬環繞聲）是一種捕捉球形（Full-Sphere）聲場的三維環繞聲技術，研發于20世紀70年代初。該技術能夠記錄下以聽者/話筒為中心的整個球形空間的聲場信息，將信息以Ambisonics B-format的音頻文件格式進行保存，并且能夠基本實現精準重放。[2]Ambisonics技術運用于音頻的錄音過程中，同時也在后期制作中發揮著關鍵作用。

一、Ambisonics技術在VR電影同期錄音中的應用

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

最常見的Ambisonics是四通道格式，它是由一個具有4個振膜的話筒拾取到同期聲場信息進行編碼的，稱為一階Ambisonics格式，這種是最常見的Ambisonics格式，其可以在最少的預算下完成VR音頻制作。隨著話筒振膜數的提高，錄制的Ambisonics格式也會隨之提高，49個振膜的話筒可以錄到6階的Ambisonics聲音。隨著階數的升高，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開發研制了支持Ambisonics格式音頻的錄音設備，如Rode公司于2018年推出的Ambisonics 話筒NT-SF1，它具有四個心形電容振膜，排列成四面體陣列形式，分別指向左前、左后、右前、右后，所拾取的原始信號叫作A-format。ZOOM F8錄音機在升級更新4.0系統以后就可以實現Ambisonics音頻格式錄音，在系統菜單的輸入端口，可以將音頻輸入格式改為 Ambisonics Mode即可實現錄制四通道的poly wav錄音格式的A format音頻信息。

再用RODE研發的SoundField Plug-in插件進行A-format到B-format格式的轉換，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技術錄制的音頻信息，可以在后期制作中運用插件進行編輯解碼，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電影錄音的最大區別就在于環境音的錄制，因為對白以及音效可以通過后期pan的方式達到聲像定位的效果，而環境聲是一個環境的整體氛圍，渾然一體的環境聲效果很難通過后期拼湊出來。因此，同期錄音時可利用Ambisonics技術錄制含有三維聲場信息的環境音用于后期的制作中。

二、Ambisonics技術在VR電影后期中的應用

（一）軟件支持

當今電影后期制作的行業軟件基本是Protools與Nuendo兩個軟件。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聲場、編輯及定位。對于單聲道、雙聲道、環繞聲素材，可用軟件自帶的Spatial Workstation插件或者Audio Ease的360pan Suite插件將素材轉換為Ambisonics格式并對其進行編輯、處理和編碼。

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

對于插入到軟件中的點聲源，為了能夠更好融入到三維聲場中，需要利用混響插件制造混響效果，如Wigware的Ambisonics reverb混響插件。該插件運用房間仿真技術，模擬房間空間，基于傳統混響插件房間大小、吸聲能力、混響時間等參數，附加可以根據聲源的位置變化激發空間響應，獲得相應的空間效果，更具三維真實感。

（二）監聽

目前，為了還原三維球形聲場，VR電影聲音多采用耳機監聽。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有的HRTF函數來仿真，使耳機中的聲音重現編輯及混錄時聲音在三維空間中所處的位置。[3]

一階的Ambisonics B-format有四個通道，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。在經過HRTF函數仿真編碼后，便可以輸出左右聲道信號進行監聽。

用耳機進行監聽，可以突破傳統還音系統揚聲器擺放以及聽音環境的限制。利用封閉式耳機可以保真還原三維立體聲場的聲音信息，搭配頭盔，可以實現與觀影者視線實時同步的方位聲音還原。

目前，VR電影相較于傳統電影正處于初期階段，很多操作系統的功能以及與之相配套的插件亟待開發，Ambisonics技術為VR電影聲音的實現提供了十分重要的技術支持，對Ambisonics技術繼續深入的研究及相關產品的研發，將會對VR電影聲音創作的未來起到至關重要的作用。

參考文獻：

[1]張瑩，趙雪松.基于Ambisonics的VR電影錄音初探[J].現代電影技術，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].復旦學報，2017（02）.

[3]王玨.VR（虛擬現實）電影聲音制作流程分析[J].現代電影技術，2017（01）.

基金項目：本文系浙江傳媒學院2018年度青年教師科研提升計劃項目結項論文，項目編號：ZC18XJ053。

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