杜比全景聲走進家庭影院

徐雅杰 胡澤

摘要：隨著現代音視頻技術的飛速發展，杜比全景聲技術已經走入了大眾的視野。杜比全景聲最初是在影院得以應用，目前中國已經有7個城市9個影院可以支持全景聲版本電影的放映，而隨著音箱品牌和制作方開始逐漸注重家庭聲音的提升和發展后，聲音設計者便大趨勢對家庭影院的全景聲制作進行了詳細的開發和研究，吸引了越來越多的人開始關注和選擇家庭全景聲影院系統，而杜比全景聲正是使得這一技術有了飛躍發展的重要技術之一。本文就杜比全景聲的相關知識以及當前對家庭全景聲研究的相關進展進行闡述和探究。

關鍵詞：杜比全景聲;家庭影院;編碼格式;Soundbar

正文

在影視發展領域，聲音—作為一個重要元素，從最開始的單聲道發展到如今的多聲道環繞，觀眾的聽覺享受在這過程中得到了極大的提升。而杜比全景聲（Dolby Atmos）作為杜比實驗室在2012年新研發推出的環繞聲技術，它打破了以往影院5.1或7.1聲道系統的傳統技術，為觀眾呈現出了真實的動態效果、帶來了全新的影片聽覺體驗、增強了聽覺給觀眾帶來的聲音沉浸感，并充分結合影片內容，運用動態對象、聲音定向方式以及播放聲道的混音方式，將環繞聲技術推向了一個前所未有的新高度。

1、了解杜比全景聲

1.1發展歷程

在20世紀90年代，SMPTE電影電視工程師協會首次推薦LPCM編碼5.1聲道信號，制定了采樣率為48kHz、量化精度為18bit的分離式5.1聲道數字音頻系統，但由于當時的載體例如CD光盤等都沒有足夠的空間可以儲存它，于是，一系列多聲道編碼系統：Dolby Digital杜比數字系統、DTS數字影院系統、SDDS索尼動態數字聲系統等便陸續出現了。而后經過大量的實驗效果對比，最終確定了以杜比新一代AC-3為主流編碼方式，而杜比則繼續用杜比數字來表示這種技術，這些編碼器的出現是加速電影數字聲發展的強有力催化劑。

當前，杜比實驗室在5.1的基礎上，繼續發展增加了聲道數量設置，其形式為：L、R、M、LS、RS、LRS、RRS。現如今在藍光觀盤的時代，對于家庭影院來說，我們可以選擇一種傳輸音頻碼流最高可達18Mbps的多聲道無損音頻壓縮技術—DolbyTrueHD。它在支持動態范圍控制（Dynamic Range Control）、對白歸一化（Dialnorm）的同時，更是支持最新7.1聲道24bit/96kHz的音頻信號。因此，這更可以說明杜比全景聲的發展是成為將環繞聲技術推進的重要力量。

1.2基于對象的杜比全景聲系統

相較于傳統且基于模擬通道的音頻格式來說，杜比全景聲是基于聲音對象的音頻系統。對于此類系統來說，它能夠記錄錄制場景中的每一條聲音信息、不同的位置空間信息以及用來描述或控制編碼數據的數據即元數據，例如：影片中交通工具的聲音、河流的聲音等，都可以不受聲道控制，作為獨立的音頻對象而存在，且用戶方作為終端方，可以將聲音按照自己的喜好將其任意移動置于任意位置，塑造符合自己的聽覺感受。

2、杜比全景聲走進家庭影院

目前，杜比全景聲已經正式走入家庭影院。對于家庭影院中的全景聲系統來說，當我們置身其中時，便可以享受到如置音樂廳中的聽覺感受，例如：當聽眾處于一個廳堂環境較好的聽音區域時，一定會接收到從各個方向傳來的聲音，那么如果每個聲音都被精準地從特定的揚聲器重放出，那么聲音聚集到一起就會呈現出很好的臨場感、包圍感等。因此，現在在市面上就可以買到杜比全景聲編碼的電影、電視劇光盤等等，同時其中最為熱門的就是體育賽事，讓觀眾在家庭觀看時就可以如同身臨其境般地體驗到體育賽事現場緊張激烈的氛圍，實現觀眾足不出戶就可以感受聲音帶來的魅力。因此，杜比全景聲正逐漸進駐家庭領域，完美呈現影院氛圍，讓聽眾在家庭中也可以感受到聲音的美妙，也讓杜比全景聲音設計擁有了無限的可能性。

2.1揚聲器的合理布局—Soundbar

對于杜比全景聲來說，其還音裝置有很大的靈活性。根據資料查閱，在一個還音空間中，最少可設置2只揚聲器，而最多可以支持34只揚聲器，這34只揚聲器的分布通常為：24只揚聲器定位于地面位置，10只揚聲器定位于頭頂位置。并且通常來說，揚聲器設置的數量越多，對聲音的解析程度越高、定位越準確、呈現出的效果越好。而就在近幾年，為了讓大眾以更簡便的方式、更適中的購買價格感受家庭影院的全景聲效果，條形音箱（Soundbar）已經成為了構建家庭影院系統的熱門選擇。

Soundbar之所以如此命名，是因其構成詞“bar”有“條形”的含義，其形式是在電視下方放置一個包含一排音箱陣列的條形音箱，其內部即是將多個聲道的音箱和功放整合在一個長條狀的箱體內。Soundbar最主要的關鍵便是“環繞聲”，從開始的最基本目的“代替平板電視機自帶揚聲器，提高聲音重播效果”發展到現在的“全景聲Soundbar”即支持內置Dolby Atmos或DTS：X，其呈現出的聽覺效果不可小覷。就現在發展技術較為成熟的雅馬哈“數字投音機”YSP-5600來講，其內置多個單元陣列：中間位置設置了3排32個水平排列的Beam單元陣列，兩側各設置了6個垂直方向的Beam單元陣列，其分別配合雅馬哈獨特的CinemaDSP技術，同時每一個揚聲器均配以單獨的延遲時間控制，并通過獨立的放大器電路驅動，利用音束與墻面和天花板之間的投射，從而交疊形成一個三維的立體聲場，進而利用特定陣列揚聲器形成的音束實現Dolby Atmos或DTS效果。因此，Soundbar其實從嚴格意義上來講，并不屬于環繞聲系統，它只是利用了“聲音反射”的原理，讓聲音分別從單元發出后，經過四周墻體以及天花板的反射，從而讓聲音在空間中“相遇”，從而營造出逼真的環繞聲效果，獲得全景聲的聲音體驗。并且，隨著技術的逐漸進步，設計上更是越發注重觀眾的感受。同時，由于Soundbar多位于電視機的下方，就會造成電視機傳出的對白和歌聲仿佛是從下方傳出來的感覺，因此YSP-5600便設計配備了對白提升功能，其目的就是希望讓來自其陣列揚聲器的反射音束將對白的視覺高度提升到屏幕上的合適高度水平，為觀眾帶來一個完美均衡的聲音和圖像體驗。

因此，其巨大的技術轉變所呈現出的聲音效果已經足以媲美一些小型的環繞聲系統，更加推進了家庭影院融入杜比全景聲目標的實現，也更加證明了全景聲在家庭影院中的重要地位。

2.2編碼技術的應用

對于音視頻技術來說，編碼技術在節目實現的許多環節中都占據著重要地位，例如：在實際的應用環節中：內容交換、存儲/傳輸、控制以及承載其他應用服務等。并且，在經過編碼過程后，可以壓縮數據率、兼容現有載體和介質、攜載音頻數據之外如元數據、字符等其他信息，更是在實現杜比全景聲技術中起了至關重要的承接作用。

廣播電視媒體把杜比全景聲的節目傳到家庭中時，有Dolby ED2和DolbyDigitalPlusJOC（以下簡稱DD+ JOC）兩種編碼格式以及Spatialcoding空間編碼技術。首先，相對應DolbyE的信源編碼格式—Dolby ED2。Dolby ED2工作于20bit，與視頻幀同步，通過編組可以實現更多音頻的傳輸。同時，Dolby ED2編碼是在Dolby E的基礎上進行設計的，其加入了沉浸式和定制化的對象元數據參數（ObjectAudioMetadata），在每個AES對攜載8個聲道的基礎上，它兼容現有的Dolby E系統，同時還可以被現有的Dolby E解碼器解碼。其次，相對應DolbyDigitalPlus的信源編碼格式—DolbyDigitalPlusJOC。DD+ JOC可以理解為帶有杜比全景聲渲染元數據的“DolbyDigitalPlus”，但實際它增加了元數據信息。其信息存在于“DolbyDigitalPlus”的一個子碼流（sub-stream），若解碼器能解就會正常輸出;若在其過程中不具備該項功能，則會以5.1形式輸出。

3、家庭影院杜比全景聲的優越性

3.1優化了音質的還原度

對于Dolby7.1/5.1來說，一個場景中多只音箱同時存在的現象是正常的，因此對于環繞聲技術來說，在聲音重放的過程中，很難將多只音箱的聲壓級和頻率響應等參量保持一致，而這就會產生主音箱與環繞音箱音色不一致的現象，讓聽眾置身其中時，產生聽覺上的錯覺。但杜比全景聲由于基于音頻本身，因此可以通過獨立揚聲器來改善影廳的均衡，著重提升低音效果。因此，獨立音箱可以有效還原出影片中的每一個小聲音，讓觀眾在觀看畫面的同時，可以感受到影片中的各種微小聲音意境，將還原度達到最高。同時，對于擁有Soundbar的家庭影院來說，由于Soundbar的內置功放功率更大，揚聲器口徑、數量更大更多，所以在將聲音開到更大的同時，低音效果也更佳、細節呈現也更加精致，對于Dolby音效來說，可以更好的展現出包圍感、空間感等等，從而優化了音質的還原度。

3.2提升了環繞聲道的辨識度

對于杜比全景聲的出現來說，可以將其稱為一次多聲道環繞聲技術上的大升級，更是聲音創作上的一個里程碑。目前，在可以實現杜比全景聲的影院中，通常最多可以容納64只獨立揚聲器，同時傳輸128個無損音頻對象，這是之前所有重放及傳輸技術都無法實現的。同時，在前文中也提到，在過去的技術中，由于每個音箱所傳輸出的信息都是一致的，所以我們大多數都是選擇聲場位移，即通過熒幕前的音響矩陣來營造環繞的聲場。而在現實中，某些聲音的聲源在畫面中是不存在在同一個方位的，而Dolby之前的技術是無法將它們剝離開來的，但DolbyAtmos卻可以實現將64個獨立的聲道傳遞出不同的聲音信息。如此，在家庭影院中，不管觀眾置身哪個位置，都可以接收到影片中準確的方位信息，極大地提升了環繞聲道聲音的辨識度，成功將觀眾帶入影片。

3.3優化電影音效和重播效果

對于上述提到的Soundbar，其提供了非常簡單的連接方式。由于Soundbar就是一個以壁掛方式安裝在墻上的條形音箱，且大多數為有源一體化設計，不僅解決了功放與揚聲器之間的匹配問題，其中的布線問題等也可以忽略。所以，簡潔、易用、靈活的功能特點正是家庭影院選擇Soundbar的主要原因。

結語：

杜比全景聲的猛然出現，可謂“驚艷”。所以，在技術飛速發展的過程中、觀眾不斷的認可下，研究人員不斷挖掘嘗試，快速將這一突破帶進家庭影院中，創造了無與倫比的條形音箱（Soundbar）聆聽體驗，現在從制作端到欣賞端這一流程都有了非常完整的實現方案，愈加證明了杜比全景聲技術在家庭影院中的實現方案是完整的、是成熟的。所以，將杜比全景聲引入家庭影院絕對稱得上是一個飛躍性的大進步。相信不久，沉浸式的家庭影院體驗，可以讓越來越多的觀眾足不出戶就可以感受一場屬于自己的聽覺盛宴。

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