杜比全景声走进家庭影院

徐雅杰 胡泽

摘要：随着现代音视频技术的飞速发展，杜比全景声技术已经走入了大众的视野。杜比全景声最初是在影院得以应用，目前中国已经有7个城市9个影院可以支持全景声版本电影的放映，而随着音箱品牌和制作方开始逐渐注重家庭声音的提升和发展后，声音设计者便大趋势对家庭影院的全景声制作进行了详细的开发和研究，吸引了越来越多的人开始关注和选择家庭全景声影院系统，而杜比全景声正是使得这一技术有了飞跃发展的重要技术之一。本文就杜比全景声的相关知识以及当前对家庭全景声研究的相关进展进行阐述和探究。

关键词：杜比全景声;家庭影院;编码格式;Soundbar

正文

在影视发展领域，声音—作为一个重要元素，从最开始的单声道发展到如今的多声道环绕，观众的听觉享受在这过程中得到了极大的提升。而杜比全景声（Dolby Atmos）作为杜比实验室在2012年新研发推出的环绕声技术，它打破了以往影院5.1或7.1声道系统的传统技术，为观众呈现出了真实的动态效果、带来了全新的影片听觉体验、增强了听觉给观众带来的声音沉浸感，并充分结合影片内容，运用动态对象、声音定向方式以及播放声道的混音方式，将环绕声技术推向了一个前所未有的新高度。

1、了解杜比全景声

1.1发展历程

在20世纪90年代，SMPTE电影电视工程师协会首次推荐LPCM编码5.1声道信号，制定了采样率为48kHz、量化精度为18bit的分离式5.1声道数字音频系统，但由于当时的载体例如CD光盘等都没有足够的空间可以储存它，于是，一系列多声道编码系统：Dolby Digital杜比数字系统、DTS数字影院系统、SDDS索尼动态数字声系统等便陆续出现了。而后经过大量的实验效果对比，最终确定了以杜比新一代AC-3为主流编码方式，而杜比则继续用杜比数字来表示这种技术，这些编码器的出现是加速电影数字声发展的强有力催化剂。

当前，杜比实验室在5.1的基础上，继续发展增加了声道数量设置，其形式为：L、R、M、LS、RS、LRS、RRS。现如今在蓝光观盘的时代，对于家庭影院来说，我们可以选择一种传输音频码流最高可达18Mbps的多声道无损音频压缩技术—DolbyTrueHD。它在支持动态范围控制（Dynamic Range Control）、对白归一化（Dialnorm）的同时，更是支持最新7.1声道24bit/96kHz的音频信号。因此，这更可以说明杜比全景声的发展是成为将环绕声技术推进的重要力量。

1.2基于对象的杜比全景声系统

相较于传统且基于模拟通道的音频格式来说，杜比全景声是基于声音对象的音频系统。对于此类系统来说，它能够记录录制场景中的每一条声音信息、不同的位置空间信息以及用来描述或控制编码数据的数据即元数据，例如：影片中交通工具的声音、河流的声音等，都可以不受声道控制，作为独立的音频对象而存在，且用户方作为终端方，可以将声音按照自己的喜好将其任意移动置于任意位置，塑造符合自己的听觉感受。

2、杜比全景声走进家庭影院

目前，杜比全景声已经正式走入家庭影院。对于家庭影院中的全景声系统来说，当我们置身其中时，便可以享受到如置音乐厅中的听觉感受，例如：当听众处于一个厅堂环境较好的听音区域时，一定会接收到从各个方向传来的声音，那么如果每个声音都被精准地从特定的扬声器重放出，那么声音聚集到一起就会呈现出很好的临场感、包围感等。因此，现在在市面上就可以买到杜比全景声编码的电影、电视剧光盘等等，同时其中最为热门的就是体育赛事，让观众在家庭观看时就可以如同身临其境般地体验到体育赛事现场紧张激烈的氛围，实现观众足不出户就可以感受声音带来的魅力。因此，杜比全景声正逐渐进驻家庭领域，完美呈现影院氛围，让听众在家庭中也可以感受到声音的美妙，也让杜比全景声音设计拥有了无限的可能性。

2.1扬声器的合理布局—Soundbar

对于杜比全景声来说，其还音装置有很大的灵活性。根据资料查阅，在一个还音空间中，最少可设置2只扬声器，而最多可以支持34只扬声器，这34只扬声器的分布通常为：24只扬声器定位于地面位置，10只扬声器定位于头顶位置。并且通常来说，扬声器设置的数量越多，对声音的解析程度越高、定位越准确、呈现出的效果越好。而就在近几年，为了让大众以更简便的方式、更适中的购买价格感受家庭影院的全景声效果，条形音箱（Soundbar）已经成为了构建家庭影院系统的热门选择。

Soundbar之所以如此命名，是因其构成词“bar”有“条形”的含义，其形式是在电视下方放置一个包含一排音箱阵列的条形音箱，其内部即是将多个声道的音箱和功放整合在一个长条状的箱体内。Soundbar最主要的关键便是“环绕声”，从开始的最基本目的“代替平板电视机自带扬声器，提高声音重播效果”发展到现在的“全景声Soundbar”即支持内置Dolby Atmos或DTS：X，其呈现出的听觉效果不可小觑。就现在发展技术较为成熟的雅马哈“数字投音机”YSP-5600来讲，其内置多个单元阵列：中间位置设置了3排32个水平排列的Beam单元阵列，两侧各设置了6个垂直方向的Beam单元阵列，其分别配合雅马哈独特的CinemaDSP技术，同时每一个扬声器均配以单独的延迟时间控制，并通过独立的放大器电路驱动，利用音束与墙面和天花板之間的投射，从而交叠形成一个三维的立体声场，进而利用特定阵列扬声器形成的音束实现Dolby Atmos或DTS效果。因此，Soundbar其实从严格意义上来讲，并不属于环绕声系统，它只是利用了“声音反射”的原理，让声音分别从单元发出后，经过四周墙体以及天花板的反射，从而让声音在空间中“相遇”，从而营造出逼真的环绕声效果，获得全景声的声音体验。并且，随着技术的逐渐进步，设计上更是越发注重观众的感受。同时，由于Soundbar多位于电视机的下方，就会造成电视机传出的对白和歌声仿佛是从下方传出来的感觉，因此YSP-5600便设计配备了对白提升功能，其目的就是希望让来自其阵列扬声器的反射音束将对白的视觉高度提升到屏幕上的合适高度水平，为观众带来一个完美均衡的声音和图像体验。

因此，其巨大的技术转变所呈现出的声音效果已经足以媲美一些小型的环绕声系统，更加推进了家庭影院融入杜比全景声目标的实现，也更加证明了全景声在家庭影院中的重要地位。

2.2编码技术的应用

对于音视频技术来说，编码技术在节目实现的许多环节中都占据着重要地位，例如：在实际的应用环节中：内容交换、存储/传输、控制以及承载其他应用服务等。并且，在经过编码过程后，可以压缩数据率、兼容现有载体和介质、携载音频数据之外如元数据、字符等其他信息，更是在实现杜比全景声技术中起了至关重要的承接作用。

广播电视媒体把杜比全景声的节目传到家庭中时，有Dolby ED2和DolbyDigitalPlusJOC（以下简称DD+ JOC）两种编码格式以及Spatialcoding空间编码技术。首先，相对应DolbyE的信源编码格式—Dolby ED2。Dolby ED2工作于20bit，与视频帧同步，通过编组可以实现更多音频的传输。同时，Dolby ED2编码是在Dolby E的基础上进行设计的，其加入了沉浸式和定制化的对象元数据参数（ObjectAudioMetadata），在每个AES对携载8个声道的基础上，它兼容现有的Dolby E系统，同时还可以被现有的Dolby E解码器解码。其次，相对应DolbyDigitalPlus的信源编码格式—DolbyDigitalPlusJOC。DD+ JOC可以理解为带有杜比全景声渲染元数据的“DolbyDigitalPlus”，但实际它增加了元数据信息。其信息存在于“DolbyDigitalPlus”的一个子码流（sub-stream），若解码器能解就会正常输出;若在其过程中不具备该项功能，则会以5.1形式输出。

3、家庭影院杜比全景声的优越性

3.1优化了音质的还原度

对于Dolby7.1/5.1来说，一个场景中多只音箱同时存在的现象是正常的，因此对于环绕声技术来说，在声音重放的过程中，很难将多只音箱的声压级和频率响应等参量保持一致，而这就会产生主音箱与环绕音箱音色不一致的现象，让听众置身其中时，产生听觉上的错觉。但杜比全景声由于基于音频本身，因此可以通过独立扬声器来改善影厅的均衡，着重提升低音效果。因此，独立音箱可以有效还原出影片中的每一个小声音，让观众在观看画面的同时，可以感受到影片中的各种微小声音意境，将还原度达到最高。同时，对于拥有Soundbar的家庭影院来说，由于Soundbar的内置功放功率更大，扬声器口径、数量更大更多，所以在将声音开到更大的同时，低音效果也更佳、细节呈现也更加精致，对于Dolby音效来说，可以更好的展现出包围感、空间感等等，从而优化了音质的还原度。

3.2提升了环绕声道的辨识度

对于杜比全景声的出现来说，可以将其称为一次多声道环绕声技术上的大升級，更是声音创作上的一个里程碑。目前，在可以实现杜比全景声的影院中，通常最多可以容纳64只独立扬声器，同时传输128个无损音频对象，这是之前所有重放及传输技术都无法实现的。同时，在前文中也提到，在过去的技术中，由于每个音箱所传输出的信息都是一致的，所以我们大多数都是选择声场位移，即通过荧幕前的音响矩阵来营造环绕的声场。而在现实中，某些声音的声源在画面中是不存在在同一个方位的，而Dolby之前的技术是无法将它们剥离开来的，但DolbyAtmos却可以实现将64个独立的声道传递出不同的声音信息。如此，在家庭影院中，不管观众置身哪个位置，都可以接收到影片中准确的方位信息，极大地提升了环绕声道声音的辨识度，成功将观众带入影片。

3.3优化电影音效和重播效果

对于上述提到的Soundbar，其提供了非常简单的连接方式。由于Soundbar就是一个以壁挂方式安装在墙上的条形音箱，且大多数为有源一体化设计，不仅解决了功放与扬声器之间的匹配问题，其中的布线问题等也可以忽略。所以，简洁、易用、灵活的功能特点正是家庭影院选择Soundbar的主要原因。

结语：

杜比全景声的猛然出现，可谓“惊艳”。所以，在技术飞速发展的过程中、观众不断的认可下，研究人员不断挖掘尝试，快速将这一突破带进家庭影院中，创造了无与伦比的条形音箱（Soundbar）聆听体验，现在从制作端到欣赏端这一流程都有了非常完整的实现方案，愈加证明了杜比全景声技术在家庭影院中的实现方案是完整的、是成熟的。所以，将杜比全景声引入家庭影院绝对称得上是一个飞跃性的大进步。相信不久，沉浸式的家庭影院体验，可以让越来越多的观众足不出户就可以感受一场属于自己的听觉盛宴。

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