杜比的100间声音实验室

吴洋洋

看到电视屏幕里的“火堆”，屏幕前的观众皮肤温度也会随之上升；而听到“亡魂”这个词，很多人也会忍不住打个寒战—这些现象背后的道理很简单，图像、色彩、声音与人的感受之间存在着关联。但这一切究竟是如何发生的？

杜比公司专门建立了一个实验室来研究这个问题。和一般的实验室要么充斥着各种器皿、要么摆满电脑不同，这间实验室却像个家庭影院—当然这也可以理解，杜比正是以影音设备闻名。

在这里，实验对象需要做的，只是坐在沙发上看电视，或者戴上耳机听一些音乐。唯一不同于家庭影院的是，实验对象的头顶贴满了导线—用来监测他的脑电波，同时还有仪器记录其皮肤温度变化以及心电图波动情况。

“实验对象越放松越好。”杜比公司首席科学家Poppy Crumb对《第一财经周刊》说，为了降低测试工具对测试结果的影响，她一般会把实验最开始一段时间的数据拿掉。

杜比对声音和画面的处理已有50年的历史。但是关于人的视觉和听觉究竟如何工作、如何引发人的情绪反应等还没有人提供过完整的研究。事实上，什么样的画面、声音引发人产生什么样的生理反应，皮肤温度、心率、脑电波分别会发生什么变化，这套基准从未建立过。

因为基准的缺乏和算法的粗糙，人们在看电视、听音乐、观赏电影时的感受与导演或音乐制作人的意图之间常常错位。一个最简单的例子是，很多女性都会觉得耳机戴起来不舒服，这或许源于市场上的耳机多数基于男性模特或者人口统计学数据而设计。

传感器技术越来越发达之后，杜比就开始筹备这个实验室，试图建立色彩、声音与情绪的数据基准。它为此招募的员工不是来自加州理工学院、麻省理工学院，就是来自加州大学伯克利分校或者斯坦福大学等名校，无一例外，他们都从事过与大脑相关的研究工作。加入杜比前，Poppy Crumb是约翰·霍普金斯大学的一位神经物理学家，研究人的大脑如何体验周围发生的一切。

同一时间，这间实验室会准备着15至20项实验，其中一些是神经物理学实验，另一些则有关行为 学。

实验室所做的一切，都是为了服务于“更吸引人”这个目的。反向使用色彩、声音与情绪之间的关联，杜比就可以开发出更敏锐的影像和声音处理工具。在建立基准之外，Poppy Crumb团队的另一项重任是研究“如何组合不同的元素，才能创造更沉浸式的体验”。

“比如在虚拟现实的游戏中，人体的头部与传输功能有关，会对虚拟现实体验是否成功具有决定性影响。”Poppy Crumb说，不仅电视、音乐厂商需要这样的技术，如今热门的虚拟现实（VR）及增强现实（AR）的公司们更是热衷研究其中的门道。在杜比首席科学家的身份之外，Poppy Crumb目前还在斯坦福大学任职，教授一门有关游戏开发和沉浸式技术的课程。

应用层面的一切都跟算法有关。通过对储存在用户本地终端上的数据（cookie）的个性化追踪，杜比可以了解不同元素组合下，游戏玩家在游戏中的反应时间和沉浸程度分别如何。假如需要，他们还可以“设计”从大脑到身体针对游戏产生的充满变化的体验。

杜比在美国旧金山总部有100多个实验室。这间科学实验室只是其中之一，除此之外，还有包括电视机、PC、音箱、VR、AR等各应用场景的测验室—要达到沉浸效果，不同的应用场景、甚至不同款产品都需要各自不同的算法。

无论在家里的客厅，还是在飞机上看电影，人们都想要最好的声音，毕竟那是带你进入电影和故事的纽带。数码产品越来越轻薄，人们对视频和音乐的效果要求却越来越高，这意味着杜比需要在更小的空间里计算声音的传导路径。在与华为笔记本电脑MateBook的合作中，杜比的工作是在一个只有30厘米长、5毫米高的空间里设计出360度的环绕音效。

色彩的对比度也影响人的沉浸度。普通影院无论在光线最强还是最弱的情况下，所能呈现的最高对比度都只有2000：1。用更小的刻度控制电影拍摄和放映后，杜比能将对比度提升至100万：1。“这意味着大屏幕真的能够提供伸手不见五指的黑暗，而不是看起来黑其实是灰色的黑暗。前者的效果更加引人入胜。”杜比全球总裁Kevin Yeaman说。

但是，我们从这些人造设备中获得的声音或画面越逼真越好吗？杜比的客户之一Skywalker Sound并不这么认为。

作为卢卡斯影业旗下负责音效的子公司，Skywalker Sound最近在对一部电影的音效反复讨论之后，决定对一个场景使用无声效果。镜头中，男主角从失控的电梯中爬了出来，怀里抱着他的女朋友，以为两个人都得救了，手一摸才发现，他的女朋友被急速下沉的电梯拦腰截断了。“有时候，当事人的无声比大声哭喊更让人感觉痛苦—这时，坐在影院里，几乎所有人都能听见周围人紧张地呼吸。”Skywalker Sound的总经理Josh Lowden说。

Kevin Yeaman认为，他们在做的事情与此并不矛盾。“艺术和科学本来就是互相交融的，但你得先处理源头的技术，然后才是产业链上的事情。”他说，有关声音或画面的元数据和新算法诞生后，杜比做的第一件事就是坐下来当观众。到最后的测试环节，导演、调色师、混音师等专业人员，甚至正在准备体育节目播报的转播车都会上场，以测试新工具能否真正为这些创意工作者所用。

影像声音和画面效果的不协调往往是收录、播放设备和软件本身造成的，很多时候，播放场景也是影响因素。常规影院里，座位靠边的观众常常被墙壁里的音箱震得耳鸣，而角落里的观众有可能区分不出声音究竟来自前方还是后方。杜比因此把影院也纳入了设计范围。100多个实验室当中，最大一个实验室就是杜比影院。它也是用来测试杜比最新声音与画面技术的最大场景。这个影院和杜比音效、画面技术一起，正在成为杜比的产品之一。

今年7月，杜比在美国芝加哥一家名为Soundbar的俱乐部测试了它的最新声音技术。在这间俱乐部中，杜比还尝试将其照明系统与音效系统集成在一起，当灯光照到某片区域或某些特定人物身上时，音樂也会同步到相应位置，变成可以流动的音乐。一些艺术家对此很兴奋，因为这种技术意味着他们很快就可以拥有定制现场演出的能力了。