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Dolby Atmos杜比全景聲(民用)白皮書

發布時間:2018-09-12 16:13 來源:Dolby 閱讀: 我要投稿

家庭影院從入門到精通

  家庭影院網 HDAV.com.cn杜比全景聲Dolby Atmos,這項革命性的音頻技術已經來到了家庭影院領域。給你最愛的電影、音樂、游戲等帶來了一個全新的令人激動的沉浸式真實體驗。可以說,杜比全景聲是這20年來,自環繞聲之后最令人激動的音頻技術。有了它,內容制作者可以使聲音在你的房間里精準的定位(包括頭頂),使娛樂難以置信。

  這篇白皮書解釋了杜比全景聲是如何工作的,并且告訴你怎樣建立杜比全景聲系統,或如何升級你現有的系統使之支持全景聲。還解釋了杜比全景聲的相關技術組件,以及內容制造者喝廣播電視工作者如何制作和傳播全景聲內容,并把它傳播到用戶家中。全新的揚聲器和AV功放,使杜比全景聲更方便的來到家庭影院領域。

  為什么要取代基于聲道的環繞聲技術?

  杜比全景聲是一項革命性的技術,超越了聲道的限制,開發了家庭娛樂的最大潛力。

  自上世紀80年代末,杜比引領著家庭影院的發展。從四聲道的Dolby Pro Logic杜比定向邏輯,到離散型5.1環繞聲以及7.1環繞聲。但隨著家庭影院擴展到9.1甚至11.1聲道時,追求越來越多聲道數這個趨勢已經很明確。家庭影院內容通常來自最多7.1聲道的混音,大多數時是5.1聲道。這意味著9.1和11.1達到了收益遞減的臨界點:解析和上混限制了信號供給更多的聲道。

  另外,基于聲道數來重播信號的能力,天生有限。在現實中,聲音通過特定的復雜方式傳播—蜂鳥從樹上飛下來,在兩朵花中盤旋,再潛入池中喝水。讓蜂鳥飛行的聲音,簡單地從左邊增高聲道到右前聲道無法再現鳥飛行的細節。當時去這些細節時,你的大腦就會失去這些看起來如此真實的感覺。

  電影院的解決方案

  杜比開始研究電影院中基于聲道的音頻解決方案中的問題。我們的目標是通過開發一個系統,來把電影制作者從基于聲道的音頻中解放出來。允許它們精確地確定電影中的聲音應該在哪里,如何移動,也就是說精確再現了蜂鳥飛行的復雜性。

  我們和電影制作人和混音師密切合作,以完善技術。杜比工程師們租下了整個電影院作為實驗室,并和混音師攜手合作,最終開發出可以混音出杜比全景聲音軌的工具。

  最終,杜比全景聲在2012年6月上映的電影《勇敢傳說》中首次亮相。隨后,主流好萊塢電影公司都開始采用這種技術。杜比全景聲一直被全球電影界所采用,已經或正在發行的影片超過500部,150臺混音設備被用于電影制作領域。

  杜比全景聲和聲音的目標對象

  杜比全景聲是基于聲音目標的概念。在影片中,杜比全景聲依靠9.1聲道,最高可達118個獨立聲音目標,以提供聲場包圍感。場景中的每一個聲音——一個孩子的叫喊,一架直升機的起飛,一輛汽車的喇叭——都可能是一個單獨的聲音對象。每一種聲音都來自場景的特定位置,有時候他們還會移動。汽車從左向右傾斜,而那個大喊大叫的孩子跑上了一段樓梯。通過使用可以在三維空間中重現聲音對象的工具,電影制作者可以將場景中每一個聲音對象分離出來,并確定他們的位置以及運動軌跡。

  杜比全景聲和家庭影院

  杜比已經把杜比全景聲從院線發展至家庭影院。在家庭影院中,所混的每個聲音都是聲音對象。當你使用支持杜比全景聲的AV功放時,你告知你的系統,有多少揚聲器,揚聲器類型,以及所在位置。有了這些信息,AV功放中的一個高級處理—對象音頻處理器,解碼位置元數據等,最終通過你的揚聲器系統重放。這個過程需要實時確定使用哪一個揚聲器以重現情景。真實而詳細具體的聲音,使你的大腦暫時停止懷疑,使你相信你所看到的是真的。復制這種三維聲場的關鍵,是在聆聽者的上方的聲音。這可以通過引入頂部揚聲器或杜比反射全景聲揚聲器實現。

  杜比全景聲基于對象聲音的靈活性,讓人難以置信。杜比全景聲電影可以在家里任何揚聲器上重放。你可以在杜比全景聲電影中聽到聲音的定位和移動,無論你是5個地面揚聲器和2個天空揚聲器,還是24個地面揚聲器和10個天空揚聲器,還是他們之間的任意組合。你的揚聲器越多,定位就會越精確。

  你有很大的靈活性來升級你的系統。增加更多的揚聲器將提供更高層次的對象分辨率和更詳細、更豐富的聲音。

  杜比全景聲的實現

  很多好萊塢工作室都在和杜比合作,制作杜比全景聲版本的老片或新片。除了電影,杜比還和游戲,音樂以及廣播等領域的內容制造商一起合作,以擴大杜比全景聲在家庭影院領域的優勢。現在可以享受杜比全景聲音軌的藍光、廣播以及流媒體資源。為此,我們為現有的技術開發了一個新的可擴展算法的方式,適用Dolby TrueHD,Dolby Digital Plus等。它們都支持杜比全景聲的傳輸。一個符合規格的藍光播放機可以播放杜比全景聲內容且不需要固件更新。藍光播放器需要連接到支持杜比全景聲的AV功放上,且藍光機需要設置比特流輸出(源碼輸出)。

  不需要最新的HDMI線材。1.4版本的線材就可以了。

  杜比全景聲音軌可以向后兼容。你過你在一個不支持全景聲的系統播放全景聲音軌,那么你將得到傳統5.1或7.1音頻。這意味著內容提供商不必專門做杜比全景聲混音,一個混音就好。

  組建你的全景聲系統

  杜比全景聲是一項革命性的家庭影院格式,但你并不需要從零開始。雖然你需要一個支持杜比全景聲的AV功放,但絕大多數的揚聲器可以保留。許多人都有5.1或7.1系統。所有的這些揚聲器都和可以杜比全景聲系統無縫接入。理想的系統應該有單極或雙極揚聲器。杜比不推薦使用偶極揚聲器。高度擴散的偶極揚聲器干擾了聲音的定位。

  同樣,不要把揚聲器放的太高。在聆聽者高度或高個2英尺就可以。避免揚聲器離天花板太近,會干擾空間中物體的定位。把地面揚聲器和天空聲道都放在天花板上同樣不可取,因為它會重新建立物體的運動。

  天空聲道的重要性

  在現實生活中,聲音是圍繞著我們的,包括頭頂。重建頂部聲場是一個式全景聲如此逼真的關鍵點。如果我們在屏幕上看到直升機起飛,又聽到螺旋槳切割著我們頭頂的空氣,有了那種感覺我們就是一個參與者,而非觀看者了。

  杜比全景聲重塑通過觀眾的頂部揚聲器了頭頂的聲音。

  讓頂部聲場在居家中實現

  通過對聲學和心理聲學的研究,我們開發出了杜比反射全景聲揚聲器。這中獨特的揚聲器是專門為重播天空聲道而設計的。它們離地面只有幾英尺。杜比反射全景聲揚聲器,使聲音向上發出,并從天花板反射,非常逼真。相對于傳統的頂部揚聲器,很多混音師更喜歡這種設計。

  

 

  這種設計是,在傳統的前置揚聲器的上面,添加一個反射揚聲器模塊。這個模塊被封裝在一個獨立的擋板中,和主揚聲器集成一體。

  

 

  并且如果你已經有傳統形式的揚聲器,你也可以單獨購買反射模塊,加入到你的系統中去。你可以把它放置在你現有揚聲器的上方,或在聆聽位置附近3英尺附近。并且可以適用多種房間。如果你的天花板是平的,而且由反射材料構成(石膏板、混凝土、木材等),你會聽到最好的反射聲音。測試表明,比較好的天空聲道表現環境,聽音室高度可以在2.3米到3.7米之間。高度到4.3米,也可以有不錯的效果。

  吊燈,空調通風口,嵌入式照明裝置等不會明顯影響到杜比全景聲的效果。

  什么情況下我們不推薦安裝架空聲道

  有些情況我們不建議使用架空揚聲器。如果你的天花板很低,或者你的揚聲器離聆聽位置過近。這時頭頂的聲音可能會分散你的注意力,而不是沉浸在氛圍當中。

  在這種環境下,反射式全景聲揚聲器可以給你一個很好的體驗。頂部聲音很高,創造一個更好的氛圍感。

  聽過反射式全景聲揚聲器的專家們都認為,在某些特定的房間,反射式全景聲揚聲器會比架空揚聲器效果更好。

  如果我選擇架空揚聲器呢

  我們建議,架空揚聲器盡可能的和你的地面揚聲器頻響匹配,功率匹配,音色匹配。對于8—14英尺的空間,我們推薦架空揚聲器成45度角。對于超過14英尺的空間,天空聲道就會很有氛圍感了。

  揚聲器的建議

  杜比建議在可能的情況下,使用4個反射式全景聲揚聲器。使用四個,你可以使頭頂的定位更精確。兩個揚聲器應當放在前置左右聲道位置。另外兩個可以放在后環繞位置。

  如果你使用2個,依然能得到不錯的體驗。就把它放在前置左右聲道位置。

  你可以把揚聲器放在坐下時的耳朵高度或略高的位置。不要講它放在墻高的一半的高度。確保揚聲器離你三英尺,最好五英尺以上。如果你使用附加模塊,記得把它們放在前置和環繞3英尺范圍。

  如果你使用架空揚聲器,建議您使用4個或更多。如果你使用4個,你應當把兩個放在你的座位前方,兩個放在座位后。位置大約將前后墻三等分。如果你使用2個,就把他們安裝在頭頂前方。理想的架空揚聲器應當和主音箱音色匹配。

  如前文所述,我推薦使用廣泛擴散型的架空揚聲器(擴散角度至少45度)。如果不是廣泛擴散的揚聲器,那么讓揚聲器稍稍指向你的位置。

  

 

  你也可以把架空揚聲器和反射式全景聲揚聲器結合使用。比如你已經安裝了兩個架空揚聲器,想再添加兩個以增強天空聲道。那么你可以選擇兩個反射式全景聲揚聲器,以增添頂部聲音的細節,且并不麻煩。

  雖然這篇指南可以讓你有更好的體驗,但杜比全景聲可以和你家中的現有系統對接。例如,杜比全景聲可以支持你的前部增寬和前部增高揚聲器,以及其他一些擺位。

  當然,安裝前還是要參考一下你AV功放的說明書,看看它是否支持你的結構。

  如何描述新的全景聲系統

  隨著杜比全景聲的亮相,有了新的方式去描述揚聲器配置。它基于標準術語(5.1/7.1),在其后面添加了一個數字來描述天空聲道揚聲器數量,如7.1.4。

  在擴展你的系統的時候還要注意一點,新添加的揚聲器要成雙數出現。這種配對確保了一個平衡的聲場。除非是當你要添加中心或中心后部的揚聲器。

  對于高端家庭影院,建議配置7.1.4。當然,最大可以擴展到24.1.10。

  重要的一點是,杜比全景聲內容和你的揚聲器配置無關。無論你是7.1.4系統還是5.1.2,或者終極的24.1.10,你的AV功放都會使用同樣的內容去解碼,并充分利用你的系統配置去重播。

  確保連接正確

  你安裝好揚聲器,購買了新的AV功放,就要開始連接系統了。許多支持杜比全景聲的揚聲器都標注著天空聲道的連接端子(有些功放不使用這個功能,可以在設置菜單自由分配功率擴大模塊)。把你的架空揚聲器或反射全景聲揚聲器連接到那些段端子。

  當然,不是所有的片源都是全景聲片源。但現在我們可以使用AV功放的上混功能,通過復雜的信號處理,把普通片源調整并在你所有的聲道重放。

  如果你還不能升級杜比全景聲系統,我也強烈建議去購買全景聲片源。杜比全景聲可以向后兼容,所以它在新的或舊的硬件平臺都可以播放。后期,當你升級了全景聲設備,你將解鎖完整的全景聲體驗。同時,杜比全景聲將給你一個比傳統基于聲道的家庭影院更好的氛圍感。

  杜比全景聲的技術基礎

  你可以從藍光碟,廣播和流媒體服務器上得到杜比全景聲內容服務。支持杜比全景聲的電子游戲也已經推出。你需要一臺帶有HDMI輸出的電腦來享受這第一代視頻游戲。數字廣播和視頻游戲機也能提供杜比全景聲內容。

  為了支持傳輸杜比全景聲內容,我們已經改進了很多目前在使用的底層技術,包括Dolby TrueHD, Dolby Digital Plus等,同時確保他們兼容老格式。創造杜比全景聲音頻的關鍵不只是重放杜比全景聲的聲音,還有創造聲音對象的定位和移動軌跡。所有杜比全景聲內容都包括包含這些聲音對象如何在空間中移動的元數據。

  杜比全景聲音頻渲染器,集成在AV功放里。它實時決定如何像導演想的那樣在你的系統里重播內容。

  杜比環繞上混器允許你發揮基于聲道的內容,同時充分利用你的全景聲系統組件。

  杜比全景聲和次世代音頻Dolby TrueHD

  杜比已經擴展了Dolby TrueHD格式以允許該格式在藍光碟片中兼容杜比全景聲內容。在杜比全景聲之前,Dolby TrueHD為5.1/7.1等技術聲道的音頻提供無損支持。

  Dolby TrueHD中的杜比全景聲內容從藍光播放器通過HDMI端口連接到AV功放上。如果你的AV功放支持杜比全景聲,Dolby TrueHD基于對象的音頻相關的元數據將被解碼、處理,并呈現給特定的揚聲器。杜比全景聲和杜比TrueHD可以進行同樣的編碼采樣率(48和96kHz)和位深(16—24bit)。

  杜比全景聲和Dolby Digital Plus

  杜比數字+已經推出一個新的能夠處理內容編碼的解碼器以處理杜比全景聲內容。

  這個模塊使用新的比特流元數據來提取基于對象的Dolby Atmos音頻文件并輸出這些信息以進行進一步的信號處理。杜比全景聲內容采樣率為48kHz,和杜比數字+相同。

  新的音頻解碼器可以向后兼容遺留的基于聲道的杜比數字+和Dolby TrueHD音軌。

  杜比全景聲和杜比MAT

  Dolby MAT是Dolby Metadata-enhanced Audio Transimission的簡稱。Dolby MAT編碼器在藍光播放器中,用來將可變比特率的Dolby TrueHD打包在固定比特率Dolby MAT解碼器放在AV功放中,以壓縮Dolby TrueHD的比特流。隨著杜比全景聲的引入,我們已經擴展了這種技術,以支持解碼杜比全景聲位無損PCM音頻。

  Dolby MAT 2.0的一個重要有點,是可以對杜比全景聲這種基于對象的音頻進行實時編碼,并且把它從低延遲和傳輸復雜的信號源設備傳輸。例如廣播機頂盒、個人電腦和游戲機。AVR中的杜比MAT 2.0解碼器輸出基于對象的音頻及其元數據以進行進一步處理。

  杜比全景聲對象音頻渲染

  杜比全景聲對象音頻渲染器,基本上是杜比全景聲家庭影院系統的大腦。杜比全景聲內容由聲音對象和描述聲音位置以及它如何移動的元數據組成以及其他數據,如對象的類型:它的大小,它的體積或強度等。杜比全景聲對象音頻渲染器被告知你系統中可用的揚聲器,并實時重放電影制作人想要的聲音。根據AV功放的配置,杜比全景聲可以最大支持34個揚聲器—24個傳統落地揚聲器和10個天空聲道揚聲器,一個或多個低音炮。渲染器還支持更小的揚聲器配置,包括五個地面揚聲器和兩個架空揚聲器,完全可以擴展和適用各種家庭影院。

  杜比環繞上混功能

  如果你投資了一個杜比全景聲家庭影院,你應該充分利用它,即使你的播放內容不是杜比全景聲。這就是杜比環繞上混功能一展身手的時候了。啟用后,它可以擴展音頻,將基于聲道的音頻上混至你的所有聲道,包括天空聲道。上混功能擴展和處理了基于聲道的音軌,制造一個高度準確的環境音效以渲染電影,同時尊重和保持創作者對混音的初衷。

  不像以前寬帶上混技術,杜比環繞上混在頻段處處理,解碼和處理多個感知間隔帶,進行精密分析,以處理信號源。杜比環繞上混器單獨控制這些頻率帶,產生高度精確的環繞聲場,增強了寬敞的氛圍。杜比環繞上混,包含在杜比全景聲技術之中,替換了Dolby Pro Logic II上混,提供了更大的靈活性和優越的性能。

  為了保值正前方揚聲器的成像,上混內容不會發送給前三揚聲器和增寬揚聲器,也不會發送到后環居中的揚聲器。在這些情況下,聲音成像通過傳給天空聲道進行補充。

  杜比全景聲內容在家庭影院中的傳遞

  正如我們已經注意到的,杜比全景聲允許電影里的每個聲音被表示為一個單獨的音頻對象。每個對象都有自己的位置元數據,精確地描述了它應該在哪里和它應該如何移動,以及其他數據。這種方法產生了令人難以置信的逼真效果聲音,但是對于一個有很多動作的場景,它也會產生很多數據。把所有的數據都給你客廳通過有限帶寬的藍光光盤或流媒體管道是一個挑戰。我們已經用一種叫做空間音頻編碼的技術解決了這個問題。空間音頻編碼考慮到空間信息,以及其他有關的信息聲音對象,以有效地Dolby TrueHD和杜比數字+中進行編碼。空間編碼不是一個基于通道的矩陣編碼系統,如Dolby Pro Logic II或Dolby Pro Logic II那樣。相反,它是一個根本上的的新的編碼技術,允許所有的對象出現在原始電影音頻混音中,并將在您的家庭影院中重放。

  電影制作人經常在家庭影院里混音,以達到最佳近場效果。空間音頻編碼是近場混音專業人員的利器。回放過程中,電影制作者可以精確監*聽為藍光碟而混音的Dolby TrueHD和杜比數字+內容。

  制作杜比全景聲音軌

  最初的家庭影院杜比全景聲音軌通過藍光碟和流媒體服務傳播。對于藍光和超高清藍光,工作室將采用無損的杜比TrueHD為主要的原聲帶,杜比數字+為第二語言。杜比數字+支持流媒體和有線電視。未來,杜比全景聲內容將通過使用多聲道杜比數字+的點播電視和廣播傳播。杜比全景聲也將支持視頻游戲音軌,將其傳送給AV功放,通過杜比MAT進行解碼處理。為家庭影院制作杜比全景聲內容的制作公司將使用一個名為Dolby Media Producer的工具,連同它的一套專業編碼,解碼,和媒體相關的工具。不過,在使用工具之前,制片公司可以選擇表演幾場初步步驟,包括近場混音和重制電影主文件。在這個過程的階段,音頻混音器可能會對混音進行小的調整,以確保它聽起來像他們打算在杜比全景聲的家庭影院上映的那樣。

  結論

  杜比投入了大量精力來研究如何將杜比全景聲內容,從電影院搬到家庭影院。而現在,我們建立了傳播方法,同時保持了向下兼容。其結果是最真實和身臨其境的家庭影院的娛樂體驗。

注:本文轉載自Dolby,轉載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。如有侵權行為,請聯系我們,我們會及時刪除。

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