杜比全景聲(民用)白皮書 Dolby Atmos

【影音阿強(qiáng)導(dǎo)購av269.com】杜比全景聲系統(tǒng)進(jìn)入普通百姓家已經(jīng)有三四年了,阿強(qiáng)收集到杜比公司針對家用影音空間的“白皮書”供大家參考:杜比全景聲Dolby Atmos,這項革命性的音頻技術(shù)已經(jīng)來到了家庭影院領(lǐng)域。給你最愛的電影、音樂、游戲等帶來了一個全新的令人激動的沉浸式真實體驗。可以說,杜比全景聲是這20年來,自環(huán)繞聲之后最令人激動的音頻技術(shù)。有了它,內(nèi)容制作者可以使聲音在你的房間里精準(zhǔn)的定位(包括頭頂),使娛樂難以置信。杜比全景聲(民用)白皮書 Dolby Atmos

這篇白皮書解釋了杜比全景聲是如何工作的,并且告訴你怎樣建立杜比全景聲系統(tǒng),或如何升級你現(xiàn)有的系統(tǒng)使之支持全景聲。還解釋了杜比全景聲的相關(guān)技術(shù)組件,以及內(nèi)容制造者喝廣播電視工作者如何制作和傳播全景聲內(nèi)容,并把它傳播到用戶家中。全新的揚(yáng)聲器和AV功放,使杜比全景聲更方便的來到家庭影院領(lǐng)域。

為什么要取代基于聲道的環(huán)繞聲技術(shù)?
杜比全景聲是一項革命性的技術(shù),超越了聲道的限制,開發(fā)了家庭娛樂的最大潛力。

自上世紀(jì)80年代末,杜比引領(lǐng)著家庭影院的發(fā)展。從四聲道的Dolby Pro Logic杜比定向邏輯,到離散型5.1環(huán)繞聲以及7.1環(huán)繞聲。但隨著家庭影院擴(kuò)展到9.1甚至11.1聲道時,追求越來越多聲道數(shù)這個趨勢已經(jīng)很明確。家庭影院內(nèi)容通常來自最多7.1聲道的混音,大多數(shù)時是5.1聲道。這意味著9.1和11.1達(dá)到了收益遞減的臨界點:解析和上混限制了信號供給更多的聲道。

另外,基于聲道數(shù)來重播信號的能力,天生有限。在現(xiàn)實中,聲音通過特定的復(fù)雜方式傳播—蜂鳥從樹上飛下來,在兩朵花中盤旋,再潛入池中喝水。讓蜂鳥飛行的聲音,簡單地從左邊增高聲道到右前聲道無法再現(xiàn)鳥飛行的細(xì)節(jié)。當(dāng)時去這些細(xì)節(jié)時,你的大腦就會失去這些看起來如此真實的感覺。

電影院的解決方案
杜比開始研究電影院中基于聲道的音頻解決方案中的問題。我們的目標(biāo)是通過開發(fā)一個系統(tǒng),來把電影制作者從基于聲道的音頻中解放出來。允許它們精確地確定電影中的聲音應(yīng)該在哪里,如何移動,也就是說精確再現(xiàn)了蜂鳥飛行的復(fù)雜性。

我們和電影制作人和混音師密切合作,以完善技術(shù)。杜比工程師們租下了整個電影院作為實驗室,并和混音師攜手合作,最終開發(fā)出可以混音出杜比全景聲音軌的工具。

最終,杜比全景聲在2012年6月上映的電影《勇敢傳說》中首次亮相。隨后,主流好萊塢電影公司都開始采用這種技術(shù)。杜比全景聲一直被全球電影界所采用,已經(jīng)或正在發(fā)行的影片超過500部,150臺混音設(shè)備被用于電影制作領(lǐng)域。

杜比全景聲和聲音的目標(biāo)對象
杜比全景聲是基于聲音目標(biāo)的概念。在影片中,杜比全景聲依靠9.1聲道,最高可達(dá)118個獨立聲音目標(biāo),以提供聲場包圍感。場景中的每一個聲音——一個孩子的叫喊,一架直升機(jī)的起飛,一輛汽車的喇叭——都可能是一個單獨的聲音對象。每一種聲音都來自場景的特定位置,有時候他們還會移動。汽車從左向右傾斜,而那個大喊大叫的孩子跑上了一段樓梯。通過使用可以在三維空間中重現(xiàn)聲音對象的工具,電影制作者可以將場景中每一個聲音對象分離出來,并確定他們的位置以及運動軌跡。

杜比全景聲和家庭影院
杜比已經(jīng)把杜比全景聲從院線發(fā)展至家庭影院。在家庭影院中,所混的每個聲音都是聲音對象。當(dāng)你使用支持杜比全景聲的AV功放時,你告知你的系統(tǒng),有多少揚(yáng)聲器,揚(yáng)聲器類型,以及所在位置。有了這些信息,AV功放中的一個高級處理—對象音頻處理器,解碼位置元數(shù)據(jù)等,最終通過你的揚(yáng)聲器系統(tǒng)重放。這個過程需要實時確定使用哪一個揚(yáng)聲器以重現(xiàn)情景。真實而詳細(xì)具體的聲音,使你的大腦暫時停止懷疑,使你相信你所看到的是真的。復(fù)制這種三維聲場的關(guān)鍵,是在聆聽者的上方的聲音。這可以通過引入頂部揚(yáng)聲器或杜比反射全景聲揚(yáng)聲器實現(xiàn)。

杜比全景聲基于對象聲音的靈活性,讓人難以置信。杜比全景聲電影可以在家里任何揚(yáng)聲器上重放。你可以在杜比全景聲電影中聽到聲音的定位和移動,無論你是5個地面揚(yáng)聲器和2個天空揚(yáng)聲器,還是24個地面揚(yáng)聲器和10個天空揚(yáng)聲器,還是他們之間的任意組合。你的揚(yáng)聲器越多,定位就會越精確。

你有很大的靈活性來升級你的系統(tǒng)。增加更多的揚(yáng)聲器將提供更高層次的對象分辨率和更詳細(xì)、更豐富的聲音。

杜比全景聲的實現(xiàn)
很多好萊塢工作室都在和杜比合作,制作杜比全景聲版本的老片或新片。除了電影,杜比還和游戲,音樂以及廣播等領(lǐng)域的內(nèi)容制造商一起合作,以擴(kuò)大杜比全景聲在家庭影院領(lǐng)域的優(yōu)勢。現(xiàn)在可以享受杜比全景聲音軌的藍(lán)光、廣播以及流媒體資源。為此,我們?yōu)楝F(xiàn)有的技術(shù)開發(fā)了一個新的可擴(kuò)展算法的方式,適用Dolby TrueHD,Dolby Digital Plus等。它們都支持杜比全景聲的傳輸。一個符合規(guī)格的藍(lán)光播放機(jī)可以播放杜比全景聲內(nèi)容且不需要固件更新。藍(lán)光播放器需要連接到支持杜比全景聲的AV功放上,且藍(lán)光機(jī)需要設(shè)置比特流輸出(源碼輸出)。

不需要最新的HDMI線材。1.4版本的線材就可以了。

杜比全景聲音軌可以向后兼容。你過你在一個不支持全景聲的系統(tǒng)播放全景聲音軌,那么你將得到傳統(tǒng)5.1或7.1音頻。這意味著內(nèi)容提供商不必專門做杜比全景聲混音,一個混音就好。

組建你的全景聲系統(tǒng)
杜比全景聲是一項革命性的家庭影院格式,但你并不需要從零開始。雖然你需要一個支持杜比全景聲的AV功放,但絕大多數(shù)的揚(yáng)聲器可以保留。許多人都有5.1或7.1系統(tǒng)。所有的這些揚(yáng)聲器都和可以杜比全景聲系統(tǒng)無縫接入。理想的系統(tǒng)應(yīng)該有單極或雙極揚(yáng)聲器。杜比不推薦使用偶極揚(yáng)聲器。高度擴(kuò)散的偶極揚(yáng)聲器干擾了聲音的定位。

同樣,不要把揚(yáng)聲器放的太高。在聆聽者高度或高個2英尺就可以。避免揚(yáng)聲器離天花板太近,會干擾空間中物體的定位。把地面揚(yáng)聲器和天空聲道都放在天花板上同樣不可取,因為它會重新建立物體的運動。

天空聲道的重要性
在現(xiàn)實生活中,聲音是圍繞著我們的,包括頭頂。重建頂部聲場是一個式全景聲如此逼真的關(guān)鍵點。如果我們在屏幕上看到直升機(jī)起飛,又聽到螺旋槳切割著我們頭頂?shù)目諝猓辛四欠N感覺我們就是一個參與者,而非觀看者了。

杜比全景聲重塑通過觀眾的頂部揚(yáng)聲器了頭頂?shù)穆曇簟?br />
讓頂部聲場在居家中實現(xiàn)
通過對聲學(xué)和心理聲學(xué)的研究,我們開發(fā)出了杜比反射全景聲揚(yáng)聲器。這中獨特的揚(yáng)聲器是專門為重播天空聲道而設(shè)計的。它們離地面只有幾英尺。杜比反射全景聲揚(yáng)聲器,使聲音向上發(fā)出,并從天花板反射,非常逼真。相對于傳統(tǒng)的頂部揚(yáng)聲器,很多混音師更喜歡這種設(shè)計。

這種設(shè)計是,在傳統(tǒng)的前置揚(yáng)聲器的上面,添加一個反射揚(yáng)聲器模塊。這個模塊被封裝在一個獨立的擋板中,和主揚(yáng)聲器集成一體。

并且如果你已經(jīng)有傳統(tǒng)形式的揚(yáng)聲器,你也可以單獨購買反射模塊,加入到你的系統(tǒng)中去。你可以把它放置在你現(xiàn)有揚(yáng)聲器的上方,或在聆聽位置附近3英尺附近。并且可以適用多種房間。如果你的天花板是平的,而且由反射材料構(gòu)成(石膏板、混凝土、木材等),你會聽到最好的反射聲音。測試表明,比較好的天空聲道表現(xiàn)環(huán)境,聽音室高度可以在2.3米到3.7米之間。高度到4.3米,也可以有不錯的效果。

吊燈,空調(diào)通風(fēng)口,嵌入式照明裝置等不會明顯影響到杜比全景聲的效果。

什么情況下我們不推薦安裝架空聲道
有些情況我們不建議使用架空揚(yáng)聲器。如果你的天花板很低,或者你的揚(yáng)聲器離聆聽位置過近。這時頭頂?shù)穆曇艨赡軙稚⒛愕淖⒁饬Γ皇浅两诜諊?dāng)中。

在這種環(huán)境下,反射式全景聲揚(yáng)聲器可以給你一個很好的體驗。頂部聲音很高,創(chuàng)造一個更好的氛圍感。

聽過反射式全景聲揚(yáng)聲器的專家們都認(rèn)為,在某些特定的房間,反射式全景聲揚(yáng)聲器會比架空揚(yáng)聲器效果更好。

如果我選擇架空揚(yáng)聲器呢
我們建議,架空揚(yáng)聲器盡可能的和你的地面揚(yáng)聲器頻響匹配,功率匹配,音色匹配。對于8—14英尺的空間,我們推薦架空揚(yáng)聲器成45度角。對于超過14英尺的空間,天空聲道就會很有氛圍感了。



揚(yáng)聲器的建議
杜比建議在可能的情況下,使用4個反射式全景聲揚(yáng)聲器。使用四個,你可以使頭頂?shù)亩ㄎ桓_。兩個揚(yáng)聲器應(yīng)當(dāng)放在前置左右聲道位置。另外兩個可以放在后環(huán)繞位置。

如果你使用2個,依然能得到不錯的體驗。就把它放在前置左右聲道位置。

你可以把揚(yáng)聲器放在坐下時的耳朵高度或略高的位置。不要講它放在墻高的一半的高度。確保揚(yáng)聲器離你三英尺,最好五英尺以上。如果你使用附加模塊,記得把它們放在前置和環(huán)繞3英尺范圍。

如果你使用架空揚(yáng)聲器,建議您使用4個或更多。如果你使用4個,你應(yīng)當(dāng)把兩個放在你的座位前方,兩個放在座位后。位置大約將前后墻三等分。如果你使用2個,就把他們安裝在頭頂前方。理想的架空揚(yáng)聲器應(yīng)當(dāng)和主音箱音色匹配。

如前文所述,我推薦使用廣泛擴(kuò)散型的架空揚(yáng)聲器(擴(kuò)散角度至少45度)。如果不是廣泛擴(kuò)散的揚(yáng)聲器,那么讓揚(yáng)聲器稍稍指向你的位置。
你也可以把架空揚(yáng)聲器和反射式全景聲揚(yáng)聲器結(jié)合使用。比如你已經(jīng)安裝了兩個架空揚(yáng)聲器,想再添加兩個以增強(qiáng)天空聲道。那么你可以選擇兩個反射式全景聲揚(yáng)聲器,以增添頂部聲音的細(xì)節(jié),且并不麻煩。

雖然這篇指南可以讓你有更好的體驗,但杜比全景聲可以和你家中的現(xiàn)有系統(tǒng)對接。例如,杜比全景聲可以支持你的前部增寬和前部增高揚(yáng)聲器,以及其他一些擺位。

當(dāng)然,安裝前還是要參考一下你AV功放的說明書,看看它是否支持你的結(jié)構(gòu)。

如何描述新的全景聲系統(tǒng)
隨著杜比全景聲的亮相,有了新的方式去描述揚(yáng)聲器配置。它基于標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(5.1/7.1),在其后面添加了一個數(shù)字來描述天空聲道揚(yáng)聲器數(shù)量,如7.1.4。

在擴(kuò)展你的系統(tǒng)的時候還要注意一點,新添加的揚(yáng)聲器要成雙數(shù)出現(xiàn)。這種配對確保了一個平衡的聲場。除非是當(dāng)你要添加中心或中心后部的揚(yáng)聲器。

對于高端家庭影院,建議配置7.1.4。當(dāng)然,最大可以擴(kuò)展到24.1.10。

重要的一點是,杜比全景聲內(nèi)容和你的揚(yáng)聲器配置無關(guān)。無論你是7.1.4系統(tǒng)還是5.1.2,或者終極的24.1.10,你的AV功放都會使用同樣的內(nèi)容去解碼,并充分利用你的系統(tǒng)配置去重播。

確保連接正確
你安裝好揚(yáng)聲器,購買了新的AV功放,就要開始連接系統(tǒng)了。許多支持杜比全景聲的揚(yáng)聲器都標(biāo)注著天空聲道的連接端子(有些功放不使用這個功能,可以在設(shè)置菜單自由分配功率擴(kuò)大模塊)。把你的架空揚(yáng)聲器或反射全景聲揚(yáng)聲器連接到那些段端子。

當(dāng)然,不是所有的片源都是全景聲片源。但現(xiàn)在我們可以使用AV功放的上混功能,通過復(fù)雜的信號處理,把普通片源調(diào)整并在你所有的聲道重放。

如果你還不能升級杜比全景聲系統(tǒng),我也強(qiáng)烈建議去購買全景聲片源。杜比全景聲可以向后兼容,所以它在新的或舊的硬件平臺都可以播放。后期,當(dāng)你升級了全景聲設(shè)備,你將解鎖完整的全景聲體驗。同時,杜比全景聲將給你一個比傳統(tǒng)基于聲道的家庭影院更好的氛圍感。

杜比全景聲的技術(shù)基礎(chǔ)
你可以從藍(lán)光碟,廣播和流媒體服務(wù)器上得到杜比全景聲內(nèi)容服務(wù)。支持杜比全景聲的電子游戲也已經(jīng)推出。你需要一臺帶有HDMI輸出的電腦來享受這第一代視頻游戲。數(shù)字廣播和視頻游戲機(jī)也能提供杜比全景聲內(nèi)容。

為了支持傳輸杜比全景聲內(nèi)容,我們已經(jīng)改進(jìn)了很多目前在使用的底層技術(shù),包括Dolby TrueHD, Dolby Digital Plus等,同時確保他們兼容老格式。創(chuàng)造杜比全景聲音頻的關(guān)鍵不只是重放杜比全景聲的聲音,還有創(chuàng)造聲音對象的定位和移動軌跡。所有杜比全景聲內(nèi)容都包括包含這些聲音對象如何在空間中移動的元數(shù)據(jù)。

杜比全景聲音頻渲染器,集成在AV功放里。它實時決定如何像導(dǎo)演想的那樣在你的系統(tǒng)里重播內(nèi)容。

杜比環(huán)繞上混器允許你發(fā)揮基于聲道的內(nèi)容,同時充分利用你的全景聲系統(tǒng)組件。

杜比全景聲和次世代音頻Dolby TrueHD

杜比已經(jīng)擴(kuò)展了Dolby TrueHD格式以允許該格式在藍(lán)光碟片中兼容杜比全景聲內(nèi)容。在杜比全景聲之前,Dolby TrueHD為5.1/7.1等技術(shù)聲道的音頻提供無損支持。

Dolby TrueHD中的杜比全景聲內(nèi)容從藍(lán)光播放器通過HDMI端口連接到AV功放上。如果你的AV功放支持杜比全景聲,Dolby TrueHD基于對象的音頻相關(guān)的元數(shù)據(jù)將被解碼、處理,并呈現(xiàn)給特定的揚(yáng)聲器。杜比全景聲和杜比TrueHD可以進(jìn)行同樣的編碼采樣率(48和96kHz)和位深(16—24bit)。

杜比全景聲和Dolby Digital Plus
杜比數(shù)字+已經(jīng)推出一個新的能夠處理內(nèi)容編碼的解碼器以處理杜比全景聲內(nèi)容。

這個模塊使用新的比特流元數(shù)據(jù)來提取基于對象的Dolby Atmos音頻文件并輸出這些信息以進(jìn)行進(jìn)一步的信號處理。杜比全景聲內(nèi)容采樣率為48kHz,和杜比數(shù)字+相同。

新的音頻解碼器可以向后兼容遺留的基于聲道的杜比數(shù)字+和Dolby TrueHD音軌。

杜比全景聲和杜比MAT
Dolby MAT是Dolby Metadata-enhanced Audio Transimission的簡稱。Dolby MAT編碼器在藍(lán)光播放器中,用來將可變比特率的Dolby TrueHD打包在固定比特率Dolby MAT解碼器放在AV功放中,以壓縮Dolby TrueHD的比特流。隨著杜比全景聲的引入,我們已經(jīng)擴(kuò)展了這種技術(shù),以支持解碼杜比全景聲位無損PCM音頻。

Dolby MAT 2.0的一個重要有點,是可以對杜比全景聲這種基于對象的音頻進(jìn)行實時編碼,并且把它從低延遲和傳輸復(fù)雜的信號源設(shè)備傳輸。例如廣播機(jī)頂盒、個人電腦和游戲機(jī)。AVR中的杜比MAT 2.0解碼器輸出基于對象的音頻及其元數(shù)據(jù)以進(jìn)行進(jìn)一步處理。

杜比全景聲對象音頻渲染
杜比全景聲對象音頻渲染器,基本上是杜比全景聲家庭影院系統(tǒng)的大腦。杜比全景聲內(nèi)容由聲音對象和描述聲音位置以及它如何移動的元數(shù)據(jù)組成以及其他數(shù)據(jù),如對象的類型:它的大小,它的體積或強(qiáng)度等。杜比全景聲對象音頻渲染器被告知你系統(tǒng)中可用的揚(yáng)聲器,并實時重放電影制作人想要的聲音。根據(jù)AV功放的配置,杜比全景聲可以最大支持34個揚(yáng)聲器—24個傳統(tǒng)落地?fù)P聲器和10個天空聲道揚(yáng)聲器,一個或多個低音炮。渲染器還支持更小的揚(yáng)聲器配置,包括五個地面揚(yáng)聲器和兩個架空揚(yáng)聲器,完全可以擴(kuò)展和適用各種家庭影院。

杜比環(huán)繞上混功能
如果你投資了一個杜比全景聲家庭影院,你應(yīng)該充分利用它,即使你的播放內(nèi)容不是杜比全景聲。這就是杜比環(huán)繞上混功能一展身手的時候了。啟用后,它可以擴(kuò)展音頻,將基于聲道的音頻上混至你的所有聲道,包括天空聲道。上混功能擴(kuò)展和處理了基于聲道的音軌,制造一個高度準(zhǔn)確的環(huán)境音效以渲染電影,同時尊重和保持創(chuàng)作者對混音的初衷。

不像以前寬帶上混技術(shù),杜比環(huán)繞上混在頻段處處理,解碼和處理多個感知間隔帶,進(jìn)行精密分析,以處理信號源。杜比環(huán)繞上混器單獨控制這些頻率帶,產(chǎn)生高度精確的環(huán)繞聲場,增強(qiáng)了寬敞的氛圍。杜比環(huán)繞上混,包含在杜比全景聲技術(shù)之中,替換了Dolby Pro Logic II上混,提供了更大的靈活性和優(yōu)越的性能。

為了保值正前方揚(yáng)聲器的成像,上混內(nèi)容不會發(fā)送給前三揚(yáng)聲器和增寬揚(yáng)聲器,也不會發(fā)送到后環(huán)居中的揚(yáng)聲器。在這些情況下,聲音成像通過傳給天空聲道進(jìn)行補(bǔ)充。

杜比全景聲內(nèi)容在家庭影院中的傳遞
正如我們已經(jīng)注意到的,杜比全景聲允許電影里的每個聲音被表示為一個單獨的音頻對象。每個對象都有自己的位置元數(shù)據(jù),精確地描述了它應(yīng)該在哪里和它應(yīng)該如何移動,以及其他數(shù)據(jù)。這種方法產(chǎn)生了令人難以置信的逼真效果聲音,但是對于一個有很多動作的場景,它也會產(chǎn)生很多數(shù)據(jù)。把所有的數(shù)據(jù)都給你客廳通過有限帶寬的藍(lán)光光盤或流媒體管道是一個挑戰(zhàn)。我們已經(jīng)用一種叫做空間音頻編碼的技術(shù)解決了這個問題。空間音頻編碼考慮到空間信息,以及其他有關(guān)的信息聲音對象,以有效地Dolby TrueHD和杜比數(shù)字+中進(jìn)行編碼。空間編碼不是一個基于通道的矩陣編碼系統(tǒng),如Dolby Pro Logic II或Dolby Pro Logic II那樣。相反,它是一個根本上的的新的編碼技術(shù),允許所有的對象出現(xiàn)在原始電影音頻混音中,并將在您的家庭影院中重放。

電影制作人經(jīng)常在家庭影院里混音,以達(dá)到最佳近場效果。空間音頻編碼是近場混音專業(yè)人員的利器。回放過程中,電影制作者可以精確監(jiān)聽為藍(lán)光碟而混音的Dolby TrueHD和杜比數(shù)字+內(nèi)容。

制作杜比全景聲音軌
最初的家庭影院杜比全景聲音軌通過藍(lán)光碟和流媒體服務(wù)傳播。對于藍(lán)光和超高清藍(lán)光,工作室將采用無損的杜比TrueHD為主要的原聲帶,杜比數(shù)字+為第二語言。杜比數(shù)字+支持流媒體和有線電視。未來,杜比全景聲內(nèi)容將通過使用多聲道杜比數(shù)字+的點播電視和廣播傳播。杜比全景聲也將支持視頻游戲音軌,將其傳送給AV功放,通過杜比MAT進(jìn)行解碼處理。為家庭影院制作杜比全景聲內(nèi)容的制作公司將使用一個名為Dolby Media Producer的工具,連同它的一套專業(yè)編碼,解碼,和媒體相關(guān)的工具。不過,在使用工具之前,制片公司可以選擇表演幾場初步步驟,包括近場混音和重制電影主文件。在這個過程的階段,音頻混音器可能會對混音進(jìn)行小的調(diào)整,以確保它聽起來像他們打算在杜比全景聲的家庭影院上映的那樣。

結(jié)論
杜比投入了大量精力來研究如何將杜比全景聲內(nèi)容,從電影院搬到家庭影院。而現(xiàn)在,我們建立了傳播方法,同時保持了向下兼容。其結(jié)果是最真實和身臨其境的家庭影院的娛樂體驗。感謝您關(guān)注阿強(qiáng)家庭影院導(dǎo)購平臺!

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