多聲道環(huán)繞聲系統(tǒng)進入學(xué)校音樂教學(xué)的可行性研究

摘? 要：市面上大多數(shù)多媒體設(shè)備具有調(diào)節(jié)音樂和音效的功能，同時具備壓縮比高的單聲道或立體聲傳輸?shù)奶匦浴Ｓ捎谝纛l遠不如視覺沖擊力強大，且用于存儲音頻的光盤容量較小，人們傾向于關(guān)注視覺信息處理，而忽略了音頻的重要性。多聲道環(huán)繞聲技術(shù)在學(xué)校的教學(xué)實踐中受到越來越多的關(guān)注，但也受到場地設(shè)施等各種因素的影響，因而遭遇瓶頸。對數(shù)字環(huán)繞聲系統(tǒng)進入合唱班教學(xué)課堂的可行性進行研究，以便更好地促進學(xué)生對音頻的正確認識，運用現(xiàn)代高科技數(shù)字技術(shù)傳播真實視聽藝術(shù)。

關(guān)鍵詞：多聲道環(huán)繞聲系統(tǒng);學(xué)校合唱班;音樂教學(xué)

多媒體教學(xué)是21世紀音樂教學(xué)的重要手段之一[1]。在學(xué)校音樂教學(xué)中也出現(xiàn)了各種多媒體軟件和多媒體設(shè)備。然而，從生產(chǎn)和設(shè)備的角度來看，當(dāng)下學(xué)校音樂教學(xué)由于條件受限，所使用的軟硬件設(shè)備的重要音頻在聲音和音質(zhì)上都非常差。

事實上，圖像、聲音和文字是多媒體教學(xué)系統(tǒng)中的一部分，并在多媒體教學(xué)中起著非常重要的作用。聲音是控制學(xué)生情緒和情感不可缺少的因素。壓縮音頻的方法是放棄人們不易聽到的超高頻和超低頻，從而減小聲音文件的音量。雖然聲音文件的體積大大減少，但大量音頻的細節(jié)被人為刪除，壓縮比也變得更高，音頻的主要部分也變得模糊不清。人類的聽覺范圍處于20赫茲到20000赫茲間[2]，20赫茲以下和20000赫茲以上的聲音會給人的心理和生理上帶來不適感。因而，高壓縮比的音頻變得枯燥乏味，很難給人留下深刻印象。

對于如何改變多媒體教學(xué)不重視音頻的現(xiàn)狀，教師和多媒體教學(xué)的軟硬件廠商都在尋求有效的解決辦法。在了解當(dāng)今主流學(xué)校的多媒體教室之后，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)校的大多數(shù)多媒體教學(xué)設(shè)備都保留了20世紀90年代的多媒體教學(xué)風(fēng)格。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，更新現(xiàn)有的多媒體教學(xué)設(shè)備已成為必然趨勢。

本文試圖探討將多聲道環(huán)繞聲系統(tǒng)應(yīng)用到學(xué)校的音樂教學(xué)中，這一教學(xué)實踐能夠使學(xué)生具有更強的空間感、定位感和層次感，聽覺的影響也可以充分調(diào)動學(xué)生的積極性。

一、多聲道環(huán)繞聲

目前多聲道環(huán)繞聲在家庭用戶中已經(jīng)越來越普及。人們利用它觀賞DVD影碟、玩PC游戲或者收聽環(huán)繞聲格式[3]。但是多聲道環(huán)繞聲最令人困惑的一點是它有許多不同的格式。其中最常見的環(huán)繞聲標準如Dolby Audio Code3（稱為AC-3，但通常稱為Dolby Digital），它是一種為HDTV（高清晰度電視）應(yīng)用開發(fā)的音頻編碼格式，它通過有損壓縮將5個全波段（3赫茲-20000赫茲）軌道和1個低波段（3赫茲-120赫茲）軌道編碼成數(shù)據(jù)流。壓縮算法消除了一些人耳不易聽到的聲音細節(jié)，其壓縮比為10：1。杜比數(shù)字標準廣泛應(yīng)用于電影行業(yè)，可以在大多數(shù)DVD上看到，而且目前幾乎所有的DVD播放器都支持該標準。

杜比ProLogic是一種矩陣解碼技術(shù)，這種矩陣編/解碼技術(shù)是從1987年開始推廣的[4]，編碼VHS視頻和電視節(jié)目。立體聲軌道上的杜比環(huán)繞程序解碼將恢復(fù)為四通道輸出的環(huán)繞聲程序。Dolby ProLogic II更先進，它可以從任何立體聲源中分離為五個獨立的環(huán)繞通道，即使原始程序沒有Dolby surround和left surround、right surround編碼。播放杜比環(huán)繞編碼程式時，其音效與杜比數(shù)碼5.1相當(dāng);對于未編碼的立體聲節(jié)目，節(jié)目播放的效果創(chuàng)造了一個更廣泛與更包容的聲場環(huán)境。與第一代技術(shù)相比，第二代杜比ProLogic的另一處改進是，它在全頻帶中提供了兩個獨立的環(huán)繞通道。

數(shù)字影音類似杜比數(shù)字編碼格式，也是一種有損音頻編碼技術(shù)。電影中DTS的壓縮比通常在2.9：1到4.3：1之間。它使用的壓縮算法不是基于人耳的聽覺，而是基于數(shù)據(jù)的冗余。基于線性預(yù)測和自適應(yīng)函數(shù)的小波編碼在減少數(shù)據(jù)冗余和壓縮方面非常有效。開發(fā)DTS系統(tǒng)的目標是為所有劇院創(chuàng)建一個統(tǒng)一的數(shù)字音頻標準，而不僅僅是一個音頻演示大廳。它并不提倡將音頻數(shù)據(jù)直接保存到電影膠片中，而是試圖通過其他媒體使電影聲音回放更容易、更便宜、更穩(wěn)定、更靈活、聲音質(zhì)量更高。因為DTS致力于將聲音回放從電影中分離出來，這也是它與其他影院聲音系統(tǒng)最大的區(qū)別，比如它的主要競爭對手杜比數(shù)碼（Dolby Digital）。然而，如果我們只討論在家里看DVD的話，這兩種環(huán)繞立體聲系統(tǒng)并沒有特別明顯的區(qū)別。它們都需要一個硬件或軟件解碼器來將數(shù)據(jù)分解為六個通道（5.1）。在DTS影院系統(tǒng)中，只需要在膠片上光學(xué)印刷一個簡單的時間序列軌跡。然后，計時信號可以由一個便宜的讀碼器從電影放映機上讀取，一個或多個光驅(qū)的數(shù)字音頻文件可以根據(jù)信號同時播放。

二、環(huán)繞立體聲音樂教學(xué)

多聲道環(huán)繞聲技術(shù)在影視類院校的教學(xué)實踐中日趨重視，但也受到了場地設(shè)施等諸條件因素的影響，使得這方面的教學(xué)遇到瓶頸，影響了教學(xué)效果[5]。為了順利開展環(huán)繞立體聲音樂教學(xué)，首先，必須配置一個可以記錄多聲道環(huán)繞聲程序的音頻設(shè)備。要使數(shù)字調(diào)音臺和效果器支持多聲道環(huán)繞錄音，可以配備錄制多聲道聲音和數(shù)字音頻工作站以進行編輯和縮混，其中一些設(shè)備可以在原始基礎(chǔ)上進行補充。其次，多聲道環(huán)繞聲的編排對監(jiān)控環(huán)境有嚴格的要求。一般錄音控制室只要滿足隔聲、混響等聲學(xué)參數(shù)，就沒有明顯的駐波缺陷和合適的空間尺寸。作為記錄環(huán)繞聲的錄音控制室，它也必須符合環(huán)繞聲系統(tǒng)的監(jiān)控規(guī)范。如果沒有嚴格的監(jiān)控標準，錄制時就不會有令人滿意的效果，在其他播放環(huán)境中，就會出現(xiàn)音量不平衡、聲音圖像不正確等問題。因此，對于多聲道環(huán)繞拾取、處理和壓縮混音，必須創(chuàng)建或重建一個支持5.1或7.1環(huán)繞聲監(jiān)控的標準錄音控制室，一是空間不要太小，二是滿足一些混響和擴散指數(shù)。

一般而言，在錄制環(huán)繞音樂教學(xué)節(jié)目時，通常需要對前期收集的聲音材料進行后期藝術(shù)再加工，包括對以往材料的處理和空間感的提高，從而增強聲音效果和環(huán)繞設(shè)計。在后期制作中，混響器和緩響器彌補了聲音空間的不足。例如在舞蹈節(jié)目中，一些舞者發(fā)出哼唱音樂的聲音被麥克風(fēng)拾取，使聲音空間感不夠，在后期制作中，通過加入適量的人工混響音效，增加了音效的空間感，使聲音更加自然，與音樂更為融合。同樣的例子是對學(xué)生掌聲的處理，通過加入適量的人工混響來提高空間感，從而在整個節(jié)目中實現(xiàn)同樣的聲音和空間感[6]。

立體聲錄音中空間感處理、聲像定位以及視覺定位產(chǎn)生效果聲[7]，效果聲在音樂教學(xué)方案中是最能體現(xiàn)場景感的聲音，也是最能體現(xiàn)立體感的聲音元素。效果聲出現(xiàn)在節(jié)目中適當(dāng)位置的頻率越高，節(jié)目的環(huán)繞聲效果就越突出。通過對效果聲的處理，第一可以增強節(jié)目的藝術(shù)效果和環(huán)繞聲氛圍，第二可以彌補現(xiàn)場錄音在后期剪輯時對效果聲的破壞。在現(xiàn)場錄音時，很難預(yù)先判斷和掌握效果音的產(chǎn)生和時間，需要在單個通道上錄制整個效果聲音。然后，在后期合成中，將場景的效果聲音混入程序中。這樣，一方面可以使用音頻工作站來最大程度地利用現(xiàn)場聲音，還可以添加原本無法人工獲得的聲音效果。另一方面，很容易形成低音炮效果聲道，因為環(huán)繞聲的低頻效果通道可以為學(xué)生提供良好的聲音真實感。它的頻率范圍很窄，通常是通過濾除其他聲道效果材料的20-120Hz分量獲得的。在后期制作過程中，通常還需要使用多通道分配和聲音處理技術(shù)，如調(diào)整環(huán)境大氣的性能、平移、跳躍過渡、水平旋轉(zhuǎn)、垂直下降、殘留效果。

三、多聲道環(huán)繞聲系統(tǒng)進入學(xué)校合唱班

多媒體教學(xué)系統(tǒng)正朝著高清視頻和高清音頻相分離的方向發(fā)展。人為將聲音排列成不同的通道，盡管它的立體聲制作時間比普通的兩聲道要長，但使用時更有效。多聲道數(shù)字環(huán)繞立體聲系統(tǒng)的第一個好處體現(xiàn)在它的作曲過程。之前的雙聲道立體聲只能在作曲過程中聽到作品的整體效果。學(xué)生只能看樂譜，先練鋼琴，想象音樂應(yīng)該是什么樣子，整體效果通常是由美化音效的工程師完成。許多樂器聽起來很模糊，然而教師只能在獨奏或演奏時選擇樂器的特點。采用多聲道數(shù)字環(huán)繞立體聲系統(tǒng)后，情況有了很大改善，其他樂器也能正常演奏。在多聲道環(huán)繞聲環(huán)境中，學(xué)生可以體驗樂隊的感覺，學(xué)習(xí)作曲、布局等課程。學(xué)生可以像音樂家一樣體驗樂器在樂隊中的位置、樂器在整個樂隊中的聲音比例，以及每一種樂器在整個樂隊中的作用。通過多渠道環(huán)繞系統(tǒng)，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性明顯提高。多聲道數(shù)字環(huán)繞音響系統(tǒng)也可廣泛應(yīng)用于聲樂和鋼琴課程的教學(xué)中。多聲道數(shù)字環(huán)繞立體聲系統(tǒng)提供多聲道高分辨率音頻，允許學(xué)生完全刪除樂器聲或人聲。

在聲樂和鋼琴教學(xué)中，伴奏是必不可少的。其實聲樂教學(xué)中有很多好的歌曲，但是由于缺少伴奏樂隊，這些歌曲的效果很差，因而逐漸退出聲樂教學(xué)舞臺，有的甚至被大家遺忘。在鋼琴教學(xué)中，伴奏的機會更是少之又少，更不用說獨奏了。但是，如果他們沒有達到學(xué)生的伴奏水平，他們就不能獨奏。在多渠道的教學(xué)系統(tǒng)環(huán)境中，學(xué)生能夠真正感受到身臨其境的感覺，閉上眼睛就像在演奏一場音樂會。伴奏可以是交響樂團、電聲樂隊和多頻道多媒體教室的伴奏。多聲道環(huán)繞聲教學(xué)系統(tǒng)相比于雙聲道立體聲教學(xué)系統(tǒng)，不僅節(jié)省了人力、物力、財力，更重要的是，實際上它比雙聲道立體聲教學(xué)系統(tǒng)更好。采用多聲道環(huán)繞聲教學(xué)系統(tǒng)，通常不需要為人聲、鋼琴等創(chuàng)建伴奏樂隊。在作曲課程中，取消了為該課程制作大型多媒體教學(xué)系統(tǒng)的步驟。當(dāng)使用雙聲道立體教學(xué)系統(tǒng)時，在上作曲課之前要花費大量的人力、物力和時間制作課件，包括樂器的獨奏，以及與其他幾個樂器之間的協(xié)作，總之，使用起來非常不便。利用多聲道系統(tǒng)，在播放過程中可以自由增加每臺儀器的音量，控制每臺儀器的參數(shù)，甚至可以選擇一些樂器演奏等。通常，音樂會或音樂會的DVD制作是在中央通道中安排諸如人聲或主樂器之類的聲音。周圍的聲音和樂隊的伴奏被安排在其他通道中，因此我們可以靈活地刪除人聲或主奏樂器。音樂會成為伴奏，大大節(jié)省了費用。

多聲道環(huán)繞聲系統(tǒng)中的多種音頻格式在音質(zhì)方面各有優(yōu)勢，雖然流式多聲道環(huán)繞聲與數(shù)字杜比相比有一定差距，但文件大小相對較小，而且可以以較低的比特率實現(xiàn)這一優(yōu)異的結(jié)果。

四、結(jié)語

多聲道環(huán)繞聲是視聽技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，這一系統(tǒng)被應(yīng)用于多媒體音樂教學(xué)中，使學(xué)生對空間、定位和層次感有了更充分的認識，可以給他們帶來更好的聽覺效果，能夠充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

參考文獻：

[1]王鐵衛(wèi).讓多聲道環(huán)繞聲系統(tǒng)走進高校藝術(shù)類多媒體教學(xué)課堂的可行性分析[D].吉林：東北師范大學(xué)，2011.

[2]徐軍.人類的朋友——奇妙的超聲波[J].數(shù)理天地（高中版），2008（3）：47.

[3]胡綱.身臨其境的環(huán)繞聲[J].個人電腦，2004（8）：239-242.

[4]子良.杜比環(huán)繞聲定向邏輯Ⅱ解碼技術(shù)詳解[J].實用影音技術(shù)，2002（3）：52-54.

[5]張建榮.移動式多聲道環(huán)繞聲教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計與搭建[J].藝術(shù)科技，2016（9）：47.

[6]王建林.多聲道環(huán)繞立體聲電視節(jié)目的錄制技巧[J].廣播與電視技術(shù)，2017（4）：20-23.

[7]魯勇.電視綜藝節(jié)目的立體聲錄音初探[J].現(xiàn)代電視技術(shù)，2006（5）：37-39.

作者簡介：盧敏，合肥市第32中學(xué)教師。