全景声三维音效的缔造 Dolby Atmos、DTS:X和Auro-3D

多声道影音市场瞬息万变，几乎每年都会带给玩家影像或音效的新震撼。还是2012年的时候，Dolby Attmos（杜比全景声）还是新鲜事物，相比传统杜比，由于增加了天花两路音箱，得到了更为立体和逼真的声效，而得到国外玩家和电影爱好者的追捧，欧美影院纷纷进行更新跟进。全景声三维音效可以打造流动的音效，从平淡无奇的片刻瞬间将观影者带入动人心魄的音效体验中，声音来自各个方向，包括头顶上方，从而营造出异常清晰、饱满、细致而有深度的身临其境般的体验。可以说，家庭影音娱乐已经因全景声而提升至一个全新水平。

全景声三维音效

如今在影院系统里开始流行“沉浸式多维音效”，为了让用户在观影时模拟出在自然界中所听到的声音效果，影音系统中的多声道音效从二维化往三维化的方式开始转变，目的就是模拟出人类在自然界中所听到的声音效果。三维音效技术能让我们在商业电影院或者家庭影院里面听到比以往5.1或7.1声道配置的音响更具临场感的声音效果，让每一个观众能够完全融入电影的情节，感受现场的气氛，尤其可以让声音从上方鱼贯入耳。

三维音效的“沉浸”

三维音效技术是根据我们人耳的听觉特性而应运而生的，我们虽然只有两只耳朵，但却能分辨出声音的方位，包括前、后、左、右、上方等方位。对于传统的5.1 或7.1 声道的多声道音效系统，只是对声音实现了一个平面化的描述，仅仅让观众感受到从左到后或者从前到后的效果，但对于从上到下或者上空移动的声音描述往往显得苍白无力。尽管可以在电影院或家庭影院中把环绕扬声器安装在高于人耳的位置，又或者增加前置上方声道来弥补对声音高度感的描述问题，但由于节目源还是5.1 和7.1 声道制作，即使将环绕扬声器安装在高于人耳的位置或者增加前置上方声道扬声器，所起到的作用也是非常有限的。而最直接的解决办法就是在头顶安装扬声器，而在制作电影的时候就可以把原本属于头顶上方的声音安排到顶部的扬声器进行重播，这样就完善了对声音高度的描述，从而实现三维音效的重播。

除了完善上方声音效果，三维音效技术也需要比以往更多数量的扬声器来达到更高的声音覆盖面以及连贯性更平滑的音像移动效果，才能得到“沉浸”的效果。 用户可以不用更换现有设备，在原有系统基础上，通过增加天花板环绕音箱，就可以实现全景声音效。有些用户可能说，没有条件在天花板上来安装音箱，一些新的音箱技术一样可以在传统摆位上实现全景声音效。设备和解码技术不用愁，最重要的是片源，可以呈现出原始声道信息，非增高、增宽等虚拟声效可比。

为何要使用搭建全景声音效

传统的影院音效设计师仍不得不将独立音效混合到多个声道以便制作音轨，如果需要某一场景（例如，直升飞机起飞），则须将该音效分配给某一声道并与其他音效进行混合。虽然直升飞机可在不同声道中穿梭，但却无法飞临聆听者的上空，但是无法如同现实中一般听到直升飞机呼啸而过，而使用全景声技术，无论是直升飞机的声音、汽车鸣笛声还是孩子的叫喊声均可作为独立的音频对象而存在，且不受声道的限制。如此一来，电影制作者便可专注于阐述故事本身。电影制作者可在某一场景中将音效置于其本应自然出现的位置，而非被迫将其置于多个声道从而影响其艺术追求。

关注度最高的全景声音效技术

对于三维音效，Dolby Atmos、DTS:X 和Auro-3D 是目前业界中关注度最高的三种三维音效技术。对于电影后期制作的角度而言，三维音效技术在扬声器设置方面增加了头顶扬声器的布局。这样在制作音效时可以给予电影音效工程师更多的创作空间，做出更逼真的声音，并达到电影导演所预期的效果。把原本属于头顶上方的声音安排到顶部的扬声器重播，可以实现雷声、树上的鸟鸣、飞机飞过上空、倾盆大雨等效果。还可以结合位于水平面的扬声器来实现声音上、下移动的效果，例如雨水从天空落下，会让人感觉到好像滂沱大雨正正上方倾盆而下。又或者其他特殊的声像移动效果等等。这对于以往的5.1 和7.1 声道系统，这些声音效果单单通过位于水平面的扬声器来实现是非常困难的事情。

Channel Base和Object Base比较

“Channel Base”和“Object Base”，前者可叙述为“基于声道”，后者为“基于声音对象”，它们均为多声道音效的实现方式。对于传统的5.1 或7.1 以及上述的Auro-3D 三维声，它都是基于“Channel Base”来实现的，而Dolby Atmos、DTS:X和刚刚处于起步阶段的Auromax 是采用“Channel Base”和“ObjectBase”两者混合的方式来实现。对于“Channel Base”这种基于声道的概念来实现的多声道音响系统，需要对系统中的每一个扬声器进行固化，才能实现音像定位和移动效果。例如，要实现飞机绕一圈的效果，那么在制作音效的时候，工程师就需要让所有声道的扬声器按照顺( 逆) 时针的方向逐一次序地发声，从而制造出飞机绕一圈飞行的移动声效。

对于“Object Base”，它已经抛开了声道数量的概念。同时，制作时也不需要对每一个扬声器进行固化。工程师在制作时只需要通过可视化界面给制作系统设定声音在这个三维空间中的运动轨迹以及相对位置，那么系统就会根据你设定的轨迹、位置等数据，并结合系统的扬声器数量进行即时运算，然后再把音频流分派到相应的扬声器之中，得到相同的移动声效和精准定位。由于这种方式抛开了声道数量的概念，理论上来说，基于“Object Base”方式实现的多声道音响系统对扬声器的数量可以无限扩充。只要扬声器的数量越多，声像的移动感就越连贯，定位也更精准。

Object Base的优点

“Object Base”方式是三维音效的未来发展趋势。这是因为它摆脱了声道的概念，没有扬声器数量的限制，系统会将所存储的声音数据结合现场影音系统的配置情况进行即时运算，并进行声音重播。所以，“Object Base”对系统的适应性非常强。采用这种方式制作的音效只需要经过一次制作就能永久通用，无论是商业电影院中采用数十只扬声器的配置，还是家用环境采用十来只扬声器的配置都能适用。同时，它的对下兼容性强，如果系统不支持该音效的处理功能，系统也能播放其源数据。这样就不需要另外再制作专用的5.1 声道或7.1 声道的音轨，从而节省更多的存储空间，又能减少制作成本和时间。另外，数量越多的扬声器能具备更平滑的声像移动和精准的声像定位。

Dolby Atmos、DTS:X 和Auro-3D

Dolby Atmos

杜比全景声全新音频平台（Dolby Atmos）是杜比实验室于2012年4月24日发布，是首个基于音频对象而非声道的音频制式。最基本的Dolby Atmos声道配置，就是5.1.2声道，两只天空喇叭。但是目前最常见的是在聆听位置上方安置四只喇叭，两只在聆听位置之前，两只在聆听位置之后，需要AV环绕扩音机多出四个声道来配合，因此至少9.1声道规格的 AV环绕扩音机才能做到5.1.4的Dolby Atmos。一般5.1、6.1或7.1规格的环绕扩音机无法加装四只天花喇叭的要求。

Dolby Atmos在电影音效录音室进行录制的时候，只记录音效的位置与时间，不管播出的声道数。Dolby Atmos会记录某个音效物件在某时间点的相对位置、距离远近，以及音量，然后把此该音效包在Dolby Atmos的格式物件中，由于不同时间点的位置不同，因此产生移动的效果。

Dolby Atmos最多可支援到64个独立声道，并能同时处理多达128个音效物件。播放时，由扩大机自行判断物件的相对位置，来决定交给哪个声道或哪几个声道播出，每个声道都是独立的讯号。如此一来，大的戏院可以装很多支喇叭，小戏院就装少一点，但播放的素材都是同一个。因此听到的声音不是模拟出来的，而是真正的原始素材。

DTS：X

全球领先的高清音频解决方案提供商DTS公司于2015年4月9日推出的新一代“基于声音对象”的编解码技术——DTS：X，该技术是对DTS-HD Master Audio技术的进一步延伸，DTS：X跟Dolby Atmos一样，采用Object-Based编码，同样也是必须加装天空声道喇叭,在聆听位置上方以8只喇叭摆成圆形。

目前已经有Anthem、Denon、Integra、Krell、Marantz、McIntosh、Onkyo、Outlaw Audio、Pioneer、Steinway、Lyngdorf、Theta Digital、Trinnov Audio、Yamaha 等厂家允诺加入，可说几乎涵盖了所有主要AV环绕扩大机厂商。DTS:X是开放式的新一代的编解码标准，同时也是基于对象的多维空间音频技术(MDA)。DTS：X技术可以完美地向后兼容,兼容现有的所有DTS码流，支持所有的DTS-HD Master Audio的性能，包括支持DVD、蓝光和流媒体格式等等。而且支持单独对对白进行控制，功放用户可以在家里对特定的声音对象进行音量控制，比如说根据你的喜好对对白的音量进行调整。

DTS:X也秉承了对无损编码内容的支持，像DTS-HD Master Audio一样，DTS:X支持高达24bit/96kHz(基于对象)和24bit/192kHz(立体声与多声道)的无损音频，无损音效一直是DTS的特色。DTS:X在喇叭对应上，同样可支援天空声道，除了可建构11.2声道系统外，最高亦可对应32声道，完全不让Dolby Atmos专美于前。

Auro 3D

Auro-3D 影院全景声音效于2014年5月9日发布，Auro 3D环绕声系统是一种在原有水平面的环绕声中新增的三维空间表现方式，除了增加高位和天花扬声器之外，Auro-3D 还需要搭配对应的译码前级，以实现原生 Auro-3D 译码回放，同时支持从任意讯号源升级到最高 13.1 声道的 3D 音轨效果。三层式环绕声音箱的布局能够令我们的大脑产生一个自然的三维空间声音体验，从而达到3D环绕声音响效果的目的。

Auro 3D环绕声系统的三层环绕声音箱布局下层环绕声布局：回放包围在听众周围的声音(水平面)。上层环绕声布局: 回放来自夹角为30°左右的声音，来自这个角度的声音大部分都是非常重要的空间反射声，同时也有一些直达声，例如鸟鸣等等，这对于我们的大脑感受来说非常重要，能够让我们更好地理解从第一层传来的声音，同时能够得到更加自然的音色以及更加清晰的水平面声音定位。

头顶/天花板环绕声布局：增加的单独声道，在还原飞过头顶的音效或者其他在观众头顶上方的特别音效时能够创造一个头顶上方的声音定位或轨迹，使Auro 3D的配置布局更加完整。如果头顶的布局直接与下层的环绕声连接，则无法重现一个自然的三维空间声音。上层的布局是重现一个自然包融的三维空间声音体验的关键所在。