环绕声与MP3环绕声浅析

沈芳旌

【摘要】目前，由于巨大的文件数据量和对专业设备的要求，环绕混音无法在互联网上大量应用，然而这种情况即将被改变了。MP3环绕技术可以把5.1环绕声文件压缩到和立体声MP3文件差不多的大小，同时并且保证声音质量并且还可以作为Winamp的插件使用，而且它是免费的。它还为用立体声耳机播放5.1声道声音提供了双声道解决方案，你甚至都不需要环绕扬声器了。这些是不是听起来太难以置信了？MP3环绕技术很有可能会改变我们听音乐的方式。

【关键词】环绕声；MP3环绕声

一、环绕声发展

家中环绕声的沿革迄今为止还是一个夸张的失败。在过去的40年中，一系列辉煌的创新出现了，然后消失在公众的冷漠中。1970年推出的四声道立体声系统，实现得非常完美：在黑胶唱片上记录四条同步音轨是一件不小的成就。但是在标准化系统上，厂商没有达成一致；技术上的困难和不兼容的格式意味着很少有人有足够的信心去购买它，所以这个系统消逝了。但是无论如何，四声道立体声系统因为数学中的一个基本缺陷，永远不能准确再现三维声场：四个扬声器放置在房间角落不能产生像立体声和5.1声道那样的“幻象”。90度的角度过大。它能给予一些好的建议，但不适合做环绕声。

接下来Ambisonics出世了，同样诞生于80年代，在一些发烧友和学术界仍然非常受欢迎。Ambisonics是真正的辉煌——它仍然是记录和再现三维声场最准确和灵活的方式，甚至可以再现高度。在不断的适应下，系统能够几乎在任何位置包含任意数量的扬声器。

从90年代起，出现了一个接一个的环绕声格式，读者可能会更熟悉：杜比数字逻辑，杜比数字，DTS等。放置扬声器位置的概念是基于听觉圈的建立；低音炮提供了“一个点”，然后创新只是增加更多的卫星音箱，达到5.1，6.1，7.1，10.2环绕声……

由THX发明家设计的10.2格式环绕声被称为“比5.1好两倍”的环绕声，它包括两个高度通道。至今出现了众多环绕声制式，它是高清晰度视频的同伴， 但是大众并不会花高价来买它。

二、如今的环绕声

随着近些年来声道数量不断增加，声音质量和动态范围也不断增加，并且价格不断降低。所以如果环绕声系统性价比从没有这么高过，那它为什么不能更受欢迎呢？

不仅是环绕声音响的音质体验越来越好，数字立体声设备也在按这个路线发展。SACD和DVDAudio有比CD更好的频带宽度和动态范围，但是目前最受欢迎的格式竟然是低码流的MP3。为什么呢？

唯一的解释是HIFI离大多数人生活太远。大多数人并不笨，他们知道MP3质量不如CD，但是他们不在乎。他们不想要也不需要超高保真度，他们需要便携和廉价，最好是免费。MP3完美的符合他们的要求。MP3的高压缩比使文件更小并且可以在互联网上便捷的传输，这带来了一种新的音乐销售模式。高保真并没有消失，但是市场变的非常小，就像环绕声音响一样。

三、MP3环绕声

人们对环绕声不买账并没有动摇音响行业对于环绕声才是未来的坚信。现在音响行业有个绝好的机会证明自己是正确的。这些年来，环绕声可以兼容录音包了。理论上已经可以支持7.1声道环绕声，Steinberg公司为Nuendo和Cubase提供的音频引擎也可以支持环绕声。PC机已经装备了5.1环绕声卡有一段时间了——这些都最终暗示着环绕声时代将以某种方式到来。MP3也将进入环绕声时代。

基于这些原因，看起来音响工业最终会因为人们的需求提供使用现有硬件的环绕声产品。购买新设备是一种选择但不是必须的，重要的是新的设备要由免费软件驱动。MP3环绕技术主要由原始MP3编码器的发明者Fraunhofer开发。这个免费软件可以兼容PC，MAC和Linux。此外，MP3环绕技术是完全向后兼容的：环绕声文件可以在之前的任何一代MP3播放器上播放，但是只能以立体声模式播放。

MP3环绕系统有三个主要部分。第一部分是编码/解码或者叫‘codec（意思是压缩和解压缩）。这个编码器是最聪明的部分，它是对心理声学深入研究的产物，结合了一些非常严谨的数值检验。通过移除原始录音中的一些听不到的部分，文件体积会大大缩小。MP3环绕技术的压缩方法惊人的有效，5.1声道的文件只比立体声文件体积大百分之十。

独立的解码器包括两个版本： 一个独立的MP3环绕声播放器和一个免费软件Winamp的流处理插件。这个系统的第二部分是一个可以使立体声耳机回放环绕声MP3的双声道模拟器，它使用了头相关传输函数技术来模拟5.1声道声场的效果。MP3环绕声系统的第三个部分是 MP3 SX。通过分析立体声录音的氛围，SX技术可以合成一对后部声道并且生成人造环绕声。

为了获得更好的效果，你最好有一台配备了5.1声道声卡的PC或MAC计算机，并配有五个扬声器和一个重低音音箱。如果你没有合适的声卡你也可以在耳机中听双声道环绕声，但是为了感受这个编码器的完美音效，你最好用扬声器播放。MP3环绕播放器的接口已经简单的不能再简单了：你只需要把文件拖进播放器然后选择一种回放模式。MP3环绕声的声音质量非常好，特别是考虑到他的文件体积被压缩的很小。声音并非是干瘪粗糙的，效果恰恰相反：声音非常圆润饱满，并且有许多细节。

MP3环绕技术也有缺点，但是如果直接和DTS或Dolby系统比较，这些缺点只是表面上的。MP3环绕声令人印象深刻，但是如果紧接着试听DTS音轨，你会立刻注意到DTS的低频更深高频更亮。MP3环绕的动态范围也受到了影响，但是如果不是通过系统间的直接比较，这些缺点并不明显。这种缺点是难免的，因为：MP3环绕声的码率只有192kbps，但是DTS的码率率有1411kbps。综合考虑这些因素来看，MP3环绕声技术是令人惊讶的。