三維聲混錄棚實訓室建設探究

2023-12-29 00:00:00陳旭捷

新聞研究導刊 2023年22期

摘要：三維聲是超高清新技術（高分辨率、高幀率、高色深、寬色域、高動態范圍、三維聲）的重要組成之一，具有高還原度、高沉浸度，能給聽眾帶來更具感染力的空間感、方位感、臨場感以及個性化和交互體驗。三維聲技術是如今最先進的聲音制作技術，已被運用至電影、電視、互聯網流媒體、游戲、車載等領域。電影技術學院作為廣州城市職業學院的特色學院之一，立足于與電影、多媒體等行業接軌，教學體系參照電影工業全流程來設計。三維聲混錄棚是電影技術學院全流程實訓室不可或缺的一部分，其建設不僅緊扣最新行業技術的需要，符合產業發展方向，也對接省級廣播影視節目制作專業群建設指標任務，是超高清內容制作產教融合實訓基地建設的目標之一。與此同時，新校區的落成為三維聲混錄棚實訓室的建設提供了足夠的空間條件，原有實訓室的專業錄音硬件為新實訓室提供了設備基礎，專業的師資隊伍和管理制度也將為實訓室的建設和運維提供保障。文章以電影工業體系三維聲技術的先驅和代表之一——杜比全景聲和我國擁有自主知識產權的基于AI技術的三維菁彩聲為參考，重點探討三維聲混錄棚實訓室在建筑聲學方面的隔音、吸音、混響處理、駐波等問題以及三維聲系統搭建問題。

關鍵詞：三維聲；混錄棚；實訓室；聲學裝修；系統搭建

中圖分類號：TN912 文獻標志碼：A 文章編號：1674-8883（2023）22-0052-04

課題項目：本論文為2022年度廣州城市職業學院科研項目“基于影視音樂技能大師工作室的全景聲混錄棚實訓室建設研究”成果，項目編號：2022JKY04025；2022年度廣東省教育廳普通高校重點科研平臺項目“超高清視頻產業內容制作與影視傳播人才培養研究協同創新團隊”研究成果，項目編號：2022WCXTD034

隨著科技的創新以及人們對聲音還原和品質的追求，音頻技術不斷發展。聲音制作歷經從單聲道到立體聲，再到5.1環繞聲的發展，目前已進入三維聲時代。從用戶角度來看，人們對沉浸式、空間感等音視頻體驗要求不斷提升；從產業發展角度來看，超高清電視需要與三維聲沉浸式音頻配套發展；同時，數字影院、家庭影院、互聯網流媒體服務、電視劇集、AR/VR、車載、戶外大屏等也同步配套了三維聲技術，大力推動了產業發展。因此，三維聲技術的推廣能夠產生巨大的經濟和社會效應[1]。

廣州城市職業學院電影技術學院抓住省域高水平專業群建設發展機遇，重點建設“超高清內容制作產教融合實訓基地”。該基地對標超高清影視制作行業中后端產業鏈，是學校融入區域發展戰略、高水平服務地方產業的重要舉措。因此三維聲混錄棚實訓室的建設不僅緊扣最新行業技術需要，符合產業發展方向，也是超高清內容制作產教融合實訓基地建設的重要組成部分。

一、建設必要性

（一）符合行業企業發展的需要

2018年1月，當時的國家新聞出版廣電總局發布了關于《用于節目制作的先進聲音系統》的廣播電影電視行業標準，文件提到，4K超高清電視節目播出應支持立體聲或5.1環繞聲，有條件的可支持三維聲（即全景聲）[2]。

隨著5G時代的到來，4K/8K高清視頻逐步興起，三維聲制作也要與之相適應。國內各大主流平臺的內容生產者已開始使用三維聲制式制播晚會、音樂會、演唱會、體育賽事[3]，如央視春節聯歡晚會，湖南衛視、江蘇衛視的跨年演唱會，廣東衛視的綜藝類節目《國樂大典》《流淌的歌聲》，河南衛視的體育賽事《環球拳王爭霸賽》《綜合格斗聯賽》等。

在電影行業，電影畫面技術經過100多年的發展，經歷了由黑白到彩色、由膠片到數字、由2D到3D影像的變革。近年來，數字電影拍攝技術及放映技術突飛猛進，從3D/4K到5G/8K，為觀眾帶來了無與倫比的視覺體驗[4]。

同樣，從第一部有聲電影（《爵士歌王》）開始，電影聲音的還音制式也在不斷升級，從單聲道過渡到立體聲，從立體聲過渡到5.1環繞聲，再到最新的三維聲技術，電影聲音力圖在畫框外為觀眾營造沉浸式體驗。自三維聲誕生以來，每年均有不少重量級電影選擇制作三維聲版本，如《少年派的奇幻漂流》（Life of Pi）、《地心引力》（Gravity）、《鋼鐵俠3》（Iron Man 3）、《霍比特人》（The Hobbit：An Unexpected Journey）等[5]。

（二）構建完整的電影工業流程教學體系的需要

電影技術學院作為廣州城市職業學院的特色學院之一，教學體系參照電影工業全流程來設計，從制片、導演、攝像、燈光、錄音、美術等先期工藝，到剪輯、混音、調色、發行等后期制作，均立足于與電影行業接軌[6]。該學院廣播影視節目制作專業群是廣東省級第一批高職院校高水平專業群建設項目[7]，精準對接超高清影視制作產業鏈中后端——影視制作和影視傳播。同時，作為超高清內容制作產教融合實訓基地，學院需配備超高清拍攝設備及電影全流程影視制作實訓室，如電影攝像與照明實訓室、VR全景與視頻后期實訓室、錄音棚、影視廣告數字調色與色彩管理實訓室等一系列對接產業制作流程的專業實訓室，以滿足高質量拍攝、錄音及視頻后期制作的需要。全景聲混錄棚實訓室與影視制片、攝影、燈光、造型、色彩等實訓室配套銜接，能夠打造完整的電影工業流程教學體系。

（三）原錄音實訓室升級的需要

原錄音實訓室存在吸音地毯脫膠、隔音門損壞等問題，無法起到良好的吸音和隔音作用。硬件一方面亟須更新換代，另一方面無法滿足現有軟件使用要求，亟待改善。

該實訓室主要用于開展專業課程的教學實訓工作，要求學生掌握人聲、音樂和音響三種聲音類型的基本錄制技巧。而原錄音實訓室面積偏小，尤其錄音隔間面積僅有10平方米左右，基本只能滿足兩人的人聲錄制及小型樂器的單人拾音，無法滿足多人的人聲、一定編制的樂隊以及音響錄制時的走位需求；同時，兩個通道的話筒放大器只能滿足單聲道和小型立體聲的錄制，一方面無法做到全面的課程實訓，另一方面也無法滿足三維聲的錄制需求。因此，需要調整實訓室的格局，除了擴大錄音間的空間以外，還需要在控制室增加三維聲制作所需要的軟硬件設備，以滿足實訓教學的需要。

二、建設要點

（一）房間體積

為確保制作環境與最終的放映條件盡可能接近，混錄棚的體積一般需要參考影院環境來設計。電影混錄棚容積若過大將增加建設成本，過小則無法保證聲音的擴散，也無法為大聲壓級留出余量。目前，國內較為認可美國好萊塢的工藝方式。據統計，華納兄弟娛樂公司（Warner Bros.）的影院版杜比全景聲混錄棚長、寬、高分別在14～18米，10.4～15.2米，4.4～7.6米；而華特迪士尼公司（Disney）的影院版杜比全景聲混錄棚長、寬、高分別在10.4～18.3米，10.4～14.6米，4.9～7米[8]。

廣州城市職業學院電影技術學院科教城新校區實訓大樓為全景聲混錄棚的建設提供了足夠的空間。在A7棟3樓的電影全流程制作基地，將設置超高清融媒體中心實訓室、影視特效化妝實訓室、4K影視跟蹤特效制作實訓室、影視智能技術應用實訓室、形體塑造與表演實訓室、達·芬奇國際認證培訓中心、人聲錄音棚、全景聲混錄棚等8間實訓室。B307房間計劃為全景聲混錄棚所用。該房間長16.8米，寬8.4米，高約4米，作為未來全景聲混錄棚的建設場地較為合適。

（二）聲學裝修

混錄棚不同于一般實訓室，它要求有較低的背景噪聲、相對平滑的混響曲線、特有的頻率特性和良好的聲音擴散，以保證聲音的清晰度。混錄棚實訓室的聲學設計，既要參考錄音棚隔聲門窗標準、噪聲控制標準、混響時間標準等各種技術指標要求，又要考慮在建筑設計中的實際因素，如實訓室的樓層因素及其與相鄰房間的規劃等。混錄棚的聲學設計應充分利用有效聲能，使反射聲在時間和空間上合理分布，避免出現聲學缺陷，防止外界聲音或者附屬房間對主要錄音環境產生干擾[9]。

1.隔音

隔音的目的是阻隔通過空氣傳播及通過建筑傳播的噪聲，其途徑是對聲源周邊、傳播路徑中和噪聲接收處的噪聲進行控制，在經濟允許的情況下，適當采用技術措施，使噪聲降至規定的最大允許值[10]。對于混錄棚內部來說，一方面要做好混錄棚實訓室與外界的聲音阻隔，另一方面要做好混錄棚內部錄音室與控制室之間的隔音處理。因此，為了避免外界與混錄棚相互影響，房屋必須完全封閉，才能達到很好的隔音效果。對于混錄棚內部來說，最少需要錄音室和控制室兩個房間才能真正專業地完成錄音任務。錄音室用于人聲錄制、樂隊錄音、擬音等；控制室指滿足多立體聲或環繞聲錄制工藝要求的錄音控制室。做好錄音室與控制室之間隔音處理的最大用處在于可以避免控制室里音箱的聲音被錄音室的話筒拾取，產生嘯叫，同時也可避免控制室的交談聲等其他不必要的聲音傳進錄音室，影響錄音工作的正常進行[11]。

2.吸音

吸音的主要目的是減少室內噪聲，吸收不必要的反射和散射聲。考慮到制作的靈活性，混錄棚要保持吸聲較強、聲反射較少的狀態。所以混錄棚的墻壁和地面通常使用多樣的吸音材料，以保證足夠的聲場擴散。常用的吸音材料有棉布、吸音棉、吸音毯、巖棉、石棉等。其中巖棉、石棉的吸音效果最好，但容易造成環境污染，因此在選擇材料的時候既要考慮吸音效果，又要考慮環保問題。值得一提的是，軟質材料都具有一定的吸音效果，如地毯、窗簾等，遇到室內聲學條件不佳的情況，這些材料可以在一定程度上幫助吸收一些不必要的反射聲。

3.混響處理

混響處理在混錄棚聲學設計中尤為重要，關鍵參數為混響時間。混響時間指的是房間內聲音達到穩態后，聲源中斷發聲，平均聲能密度自原始值衰變到其百萬分之一（60分貝）所需要的時間[12]。較長時間的混響能夠讓聲音更加飽滿、溫暖，但混響時間過長會降低聲音的清晰度，讓聲音變得模糊不清；混響時間越短，聲音越清晰越“干”。對于混錄棚來說，為了方便后期制作，聲音既要“干”，但又不能“變形”，因此混響時間要盡量短，各個頻段要盡量平滑。主要可采取兩種方法控制混響時間，一是改變房間尺寸，二是改變房間表面吸聲量[13]，所以，一方面要根據所需要的混響時間值來計算混錄棚的屋頂、墻壁和地板的面積大小；另一方面要保證聲音的擴散，如在墻壁使用吸音材料，在天花板吊頂組合使用空間擴散體結構、超薄玻璃棉的強聲學結構和薄的諧振聲學結構。

4.駐波

駐波指的是當兩個具有相同頻率、振幅和傳播速度的波在相反方向重疊時，產生的某個頻率聲音加強的現象。駐波通常是由平行墻面，房間的長、寬、高相同或者其比例呈整數倍造成的，所以混錄棚設計的常見操作是改變平行墻面的朝向、改變天花板和地板的關系，將平行墻面設計為不對稱的，將屋頂設計成多層或圓頂等。

（三）系統搭建

三維聲系統搭建主要參照行業先驅杜比全景聲（Dolby Atmos）以及我國自有知識產權的三維菁彩聲（Audio Vivid）。杜比公司于2012年推出的可以有效營造三維空間聲音聽感的影院還音制式，是整個電影工業體系三維聲技術的代表之一。目前國內已有30家全景聲電影混錄棚通過了杜比全景聲認證，其中不乏北京電影學院、中央戲劇學院等專業院校。另外，廣東省內的高校如暨南大學、深圳職業技術大學也在近兩年紛紛建立杜比全景聲混錄棚作為實訓教學配備的軟硬件，這也為廣州城市職業學院提供了很好的參考案例。而三維菁彩聲是我國擁有自主知識產權的基于AI技術的音頻編解碼標準，目前已被華為高清空間音頻所運用，同時成功運用于由工業和信息化部、中央宣傳部等六部門聯合部署開展的超高清視頻落地推廣活動——“百城千屏”，在2022年央視中秋晚會上也有出色的表現[14]。

杜比全景聲和三維菁彩聲的制作均圍繞數字音頻工作站（DAW）、三維聲渲染器和監聽系統來展開，由于三維菁彩聲涉及節目直播，所以直播調音臺這一環節必不可少。而廣州城市職業學院擬建立的三維聲混錄棚主要專注于后期制作，因此系統搭建將圍繞數字音頻工作站、三維聲渲染器和監聽系統來進行。

1.數字音頻工作站

隨著計算機及信號處理技術的迅速發展，數字音頻工作站即DAW的功能、性能和處理能力迅速提升，并逐步取代傳統調音臺的作用。常用的DAW有Logic Pro、Pro Tools、Nuendo、Cubase、Pyramix 和 Resolve等，不論選擇哪種音頻工作站，都應支持三維聲、5.1/7.1環繞聲或2.0立體聲等標準格式的環繞聲處理。同時，它需要本機集成或能夠連接到相關的三維聲渲染器，并支持3D對象平移，方能實現對聲音對象在三維空間的方位控制。因此，連接到三維聲渲染器并配置DAW，是完成三維聲混音的關鍵環節。此外，音頻工作站與控制臺相結合已經成為三維聲混錄棚系統的主流，二者結合可以大大提高修改效率，縮短制作周期。

2.三維聲渲染器

無論是杜比全景聲還是三維菁彩聲，都是基于對象的聲音格式，旨在突破傳統意義上5.1、7.1聲道的概念，運用基于音頻對象而非傳統的音頻聲道的模式，令聲音來自各個方向，包括頭頂上，從而營造出異常清晰、飽滿、細致而有深度的聲音環境，給觀眾身臨其境般的體驗，提升觀眾的觀影感受。而渲染器是三維聲混音系統的核心元素。它與數字音頻工作站（DAW）配合使用，生成位置元數據，允許在任何播放環境中準確再現音頻混音的空間。渲染器是制作三維聲音頻的關鍵環節，主要有以下幾個作用：第一，監聽設置。通過渲染器可配置監聽布局，如7.1、5.1或者立體聲布局等，當然也可增加頭頂揚聲器，如7.1.4、5.1.4等；設置每只揚聲器的輸出電平和延時等參數。第二，建立與DAW之間的聯系。三維聲渲染器可以與DAW在同一臺電腦上運行，也可以將其安裝在單獨的蘋果電腦或 Windows計算機上。采用哪種方式取決于渲染器的品牌、電腦操作系統、DAW的版本以及工作的需要。例如，杜比全景聲渲染器可以支持其與DAW安裝在同一臺蘋果電腦上，但對于Windows系統，二者只能分別安裝在兩臺電腦上。第三，在DAW上設置音床（bed）和對象（object），所有聲像定位信息都將作為元數據發送給渲染器。在完成全部對象和母線配置后，所有對象和母線都將顯示在新的3D房間視圖中，混音師可根據劇情需要在3D空間里設置聲音對象的位置，做到基于聲道的混音和基于對象的混音之間的自由切換。

3.揚聲器配置

監聽環境在三維聲音頻制作中發揮著重要作用。揚聲器使用數量的多少會在很大程度上影響最佳聽音的區域范圍，如揚聲器數量越少，最佳聽音的區域范圍也就越小，兩者呈正相關。通常揚聲器越多，越能準確呈現三維聲混音，但需要根據房間大小和可用預算來決定。杜比公司通常建議使用7.1.4揚聲器布局，其中“7”指的是聽音者平面的7個揚聲器，分別為前方左、中、右，左側環繞、右側環繞以及左后環繞和右后環繞；“1”指的是超低揚聲器；“4”指的是安裝在聽音者上方的4個頂置揚聲器。對于較小的房間，也可使用5.1.4布局，不同的是僅使用一對環繞揚聲器。當然，這種方式也會影響聲像定位的準確性。對于較大的房間，特別是商業工作室，杜比公司建議使用9.1.4揚聲器配置，相對于7.1.4增加了一對前置寬環繞聲揚聲器；可以選擇添加一對中間頂置揚聲器以創建9.1.6設置[15]。

根據新教學實訓大樓的具體情況，全景聲混錄棚的揚聲器配置建議采用7.1.4的揚聲器布局，一則房間體積允許，二則在混音時可實現更準確的聲像定位。

三、結語

本次建設以超高清內容制作產教融合實訓基地為依托，對接省級廣播影視節目制作專業群建設指標任務，以原有實訓室設備為基礎，充分考慮與行業最新技術接軌，力爭突破傳統意義上5.1、7.1聲道的概念，實現從二維空間的環繞立體聲到三維環繞聲的飛躍。三維聲實訓室建成后一方面能夠滿足廣播影視節目制作專業群4個專業的日常教學需要，大幅提高實訓課程質量，讓實訓內容緊貼最新技術發展趨勢，為相關行業提供對口人才；另一方面亦可對接專業影視團隊或公司對個人錄音、數字聲音制作、影視音效制作、樂隊錄音、全景聲制作等聲音制作需求，同時對接音視頻認證證書考證及培訓項目，為學校申請省級、國家級培訓項目打下軟硬件基礎。