基于环绕声音效体验的环绕声技术应用

【摘要】本文介绍了多声道音频技术的起源和发展以及环绕声技术在高清晰度电视领域的应用发展，提出了环绕声音效体验环绕声技术的几个应用。

【关键词】环绕声;音效体验;应用

中图分类号：TN94                             文献标识码：A                           DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.08.021

對于使用5.1或7.1声音甚至全景声音和其他多声道音频技术的传统AV系统，我认为大多数AV爱好者都不熟悉。即使他们没有很深的了解，听到或接触它并不难。除了这些传统的多声道系统外，越来越多的设备也开始使用环境声音技术，例如流行的音箱，耳机，智能手机，计算机等，甚至是著名的杜比全景图DTS，完整的三维声音效果也已开始应用于新设备。让我们来看看这些设备的环境声音。

1. 环绕声技术发展现状

从两通道的通道，到现在的多通道，技术的发展促进了整个视听行业的发展，也促进了用户的需求。今天，可以说多通道技术已经进入了数千个家庭。随着三维杜比全景声（Dolby Atmos）DTS：X音效的引入和普及，环境音效也进入了一个新的水平。高发展时期，从前后前后左右，到上下空间的音效的增加，甚至是360°空间环绕声音的影响，声音的存在和空间都更加逼真，整体感觉真实而令人惊讶。随着近年来环绕声技术的发展，您可以在家中的许多频道上安静地享受环境音效，无需去电影院，并且可以近距离体验环境音效带来的电影院令人惊讶的声音效果，在歌声感到宾至如归的感觉不再是梦想或奢侈。

环绕声技术的最早努力来自电影行业对电影声音的需求。为了更好地诠释电影的内容并使观众身临其境，自电影业成立以来，环绕声技术的发展一直受到电影业的发展的驱动。最早使用环境声音的记录可以归功于沃尔特·迪斯尼公司（Walt Disney Company）在1940年代制作的动画电影“幻想曲”。沃尔特·迪斯尼从贝尔实验室（Bell Labs）的灵感中汲取了灵感，贝尔实验室曾在多个实验室工作，麦克风立体声录音技术，并决定更改在电影中使用的“大黄蜂飞扬”音乐视频。频道的音频应用程序称为“Fantasound”。但是，由于Fantasound系统是如此复杂且昂贵，因此尚未在好莱坞电影业中广泛使用。在1950年代，随着宽屏电影的诞生，出现了一种新的多声道声音技术（多声道音频技术），但由于成本高昂而被放弃了。在此期间，70毫米宽屏Aodd-AO电影“俄克拉何马！”（俄克拉荷马州！）成为第一部使用六轨盒式录音机系统的电影-五个屏幕通道和一个外围通道。1976年，随着杜比立体声概念的引入，环绕声在1870年代在好莱坞卷土重来，其中，对环绕声技术的整体发展产生最大推动作用的电影是1977年发行的“星球大战”。不仅赢得了奥斯卡最佳音效奖，而且还促使当时的许多影院将其音频设备升级到杜比立体声标准。随后，杜比实验（DolbyLaboratories）提出的“分离环绕声”的概念试图应用于电影“超人”的声音制作中。1979年，电影《现代启示录》采用了杜比实验室提供的六轨Dolby Stereo 70mm系统，具有三个屏幕通道，两个环绕声通道和一个低频扩展通道，因此成为第一部使用的电影。密集地。这项技术得以展示。许多人认为该技术是第一种5.1格式的环绕声，与我们现在认为的环绕声格式相似。

2. 环绕声技术的应用

2.1 Soundbar的兴起和发展

随着客厅剧院中许多班级的兴起，全环绕声音正变得越来越流行，其成本低廉，操作简单且播音器占地面积小。对于相对复杂的传统多声道系统，内置的Soundbar扬声器可以提供一种更轻松，更便捷的使用方式，并且还可以实现环境声音效果，从而使更多的用户想要它们。Soundbar的环绕声如何？第一个环绕声条必须与多声道放大器，环绕声扬声器和低音炮集成在一起，以形成完整的环绕声系统，单个条形声条不能直接构成环绕声的声音播放系统，只能用作设备来改善电视的音效。这不再足以满足当前的使用要求。

如今，大多数Soundbar产品都配备了环境声音技术和环境声音效果，而无需环境放大器和额外的环境扬声器就可以实现，从而提供了完整的空间体验。一种方法是使用多单元技术来利用壁反射来实现环境声音效果。顾名思义，Soundbar有多组扬声器，它们与不同的声道匹配以实现环境音效。目前在市场上，雅马哈和索尼以及飞利浦等品牌也都有此类应用。第二种是虚拟环境声音技术。在Soundbar中集成了虚拟声音技术，可以获得的环境声音效果比传统的立体声播放略宽。这种类型的产品可能没有很多内置单元，但是从技术上讲，它使用虚拟环境声音来模拟多通道环境效果，主要以2.1或3.1的形式实现围绕声音的多通道效果，包括Bose，Harman，Consumer。被称为飞利浦（Philips）的水井占主导地位。

Soundbar还提供了当前的全景声音，该声音支持Dolby Atmos或DTS：X内置的声音效果。例如，索尼在CES年底推出的HT-8500耳语画廊，实际上并不仅具有此功能2.1声道，而且通过拥有Sony的“垂直旋转”技术，它可以实现类似于7.1.2声道的三维效果。环境立体声带来一种舒缓感和体验杜比全景声（Dolby Atmos）或DTS：X音效，另一个例子是更成熟的Yamaha YSP-5600，它具有许多内置单元阵列，包括3条线。具有32个单元阵列。半径水平调整。在中间和左侧和右侧的6行垂直射线单元中，具有特殊的相位控制延迟。 Yamaha Cinema DSP的独特技术，它使用投射到周围墙壁和天花板上的不同声音来形成三维立体场，从而获得杜比全景声（Dolby Atmos）或DTS：音效X。这种类型的全环绕音箱通常采用这种原理声音“反射”导致单元的声音通过周围天花板或墙壁的反射向上或向周围发出，因此不、会产生逼真的“高声音效果”和获得全景的空间感和声音体验。

2.2 便携的耳机

如今，年轻人或音乐爱好者越来越频繁地使用耳机，并且自然他们对耳机的音质提出了更高的要求，尤其是那些喜欢玩游戏和看音乐的人。如今，大多数游戏只是一个阶段，对提取和定位的声音要求非常高。语音聆听不仅仅是金庸古龙武术小说中的成人故事，如今流行的各种FPS电子体育游戏还要求观察各个方向，全方位收听，而传统的双通道耳机使其难以实现这种功能，更不用说电影了。当前的大片实质上具有多通道环境声音设置。使用传统的两声道耳机作为音频输出，不会感觉到一切的震撼和存在，这只是一种声音损失。目前，对于年轻人一副多声道耳机是必不可少的。

显然，多通道耳机与常规的传统耳机之间并没有太大区别，但是内部使用的技术是独特的。基本上，多通道耳机分为多个物理通道和多个虚拟通道。所谓的多声道物理耳机被内置在多扬声器单元中，通过多个单元来实现环境音效。通用的方法是使用分布在耳机腔中的独立空间设计，每个单元都有一个独立的空间腔，每个通道不互相干扰，声音独立，并配备解码技术和多个通道的播放。此外，这些单元作为卫星分布在喉咙中，从而最大程度地创造了多通道的空间感，并获得了真正的环境声音体验。这种类型的头戴式耳机通常是头戴式耳机，其中大多数用于游戏头戴式耳机。

多通道虚拟耳机，使用技术模拟真实耳道的声学特性，来实现人用两个耳朵聆听真实场景（3D）的声音。利用外耳和耳道的不对称性，看到并吸收了引入耳内的相同声音时，声音会发生频率和阶段的变化，并且会注意到该声音经历了不同的变化，并且代表了另一个方向。虚拟环境声音技术可以测量声音在哪个方向上的变化，并将变化直接添加到头戴式耳机播放的声音信号中，并将位置信息添加到信号中，从而使两声道头戴式耳机产生环绕声音，以获得环境音效。例如，杜比耳机技术可用于在立体声耳机中产生逼真的5.1声道环境声音效果。也可以使用普通的两声道耳机，但通常是通过具有内置耳机技术的信号源来完成的。杜比已经发布了使用内置DSP处理器并提供虚拟环境声音的Dolby Dimension耳机，它拥有5.1.2系统的声音效果。那些感兴趣的人可以尝试一下。

2.3手机也可以营造空间包围感

在讨论了上面的耳机环绕之后，对于耳机资源部分，我需要谈谈当前的智能手机。智能手机也是耳机使用最多的设备。智能手机可以直接支持环境声音输出吗？无需专业耳机，即可获得环境音效。首先，我需要谈谈DTSHeadphone：X。这项技术是几年前发布的，旨在支持手机上的环境声音。 -常规的虚拟环境声音技术是处理两个通道，然后将它们转换为虚拟环境声音。 DTS：X耳机正在预处理中。首先，将声音处理转换为DTS耳机：音频组件X。卸下耳机后，可以创建多声道环境并获得真实的声音效果。DTS：X耳机实际上使用类似于HRTF和心理声学的原理，将来自不同方向的声音效果转换为不同的声波。当耳朵接收声音时，它们会沿不同方向感觉到声音，从而体验到周围声音的影响。

集成了杜比音频技术的智能手机越来越普遍。三星，索尼，小米和华为等主要手机制造商的许多型号都采用了杜比音频技术，有些型号还采用或支持最新的杜比全景声（Dolby Atmos）和杜比AC-4音频技术。GalaxyS9/S9+和最新的Samsung S10系列，HuaweiP20/P20Pro等型号均支持杜比全景声（Dolby Atmos）。P20系列是世界上第一款支持杜比AC-4的移动设备。您可以体验电影全景声音的乐趣，真正支持杜比环境声音的手机也分为两类，第一类需要耳机输出，第二类是通过扬声器集成式手机实现的。Huawei Enjoy MAX是一款可通过内置扬声器直接获得杜比全景声（Dolby Atmos）声音的手机。扬声器对称放置，并在内部具有较大的音腔，以提供立体声效果。杜比全景声（Dolby Atmos）技术在播放杜比格式的视听源时，可以显示杜比全景声（Dolby Atmos）环境声音的效果，从而为环境声音营造一种舒缓感。您可以尝试使用小型手机欣赏环境声音，并且在外出旅行，娱乐和结识朋友时都将享受令人惊讶的环境声音效果。营造一次美妙而愉快的经历。

4. 结语

当然，无论是客厅剧院中的环绕音箱，便携式耳机还是手机，其周围的声音效果仍无法与传统的音响系统相提并论。但是，它低成本，安装操作简便，便携性和声音效果好。这足以满足大多数人的需求，这也是Soundbar耳机和手机的好处。随着技术的不断发展，还有很多工作要做。我相信，将来简单的设备可以在周围实现更逼真的声音效果，并带给人们真实的感觉。

参考文献：

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作者简介：冯晶（1981年12月），男，壮族，广西宁明县，硕士研究生，三级录音师，音频工程师，主要从事电视转播音频技术支持，以及音频制作调音及录音技术工作。