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DolbyDolby AtmosDTS杜比杜比全景声

观点 | 三种主流3D声音技术的简要介绍:Auro 3D、Dolby Atmos和DTS:X

影音新生活 视听专题 2015-02-27 3,650 0

虽然Dolby和Auro Technologies凭借其3D音频技术Atmos和Auro引起了广泛关注,但环绕声领域的专家DTS一直将自己的技术低调隐藏,直到现在。尽管DTS的技术在某些圈子里早有流传,但官方并没有发布任何关于DTS-UHD的消息。终于,在2015年CES大展上,DTS宣布了其内部概念DTS:X,并计划于2015年3月正式发布。这个全新的3D音频技术旨在与Dolby Atmos和Auro 3D竞争,争夺家庭影院市场的份额。那么,三者之间有什么不同?它们是否相互兼容?三种系统是不是太多了?我们来总结一下。

观点 | 三种主流3D声音技术的简要介绍:Auro 3D、Dolby Atmos和DTS:X-影音新生活

基于频道与基于物体的音频混音

这三种音频技术的基本原理是相同的:一方面是特定的制作,另一方面是相应的解码方式,再加上多个扬声器的加入。这样,声音轨中的元素不再仅仅被看作是一种简单的排列,而是像一个精确构建的“穹顶”,逐渐将观众包围。这种方式能够让观众更好地融入到影视内容中,通常被称为“沉浸式音效”,使得观影时的感官体验更加强烈。

不过,由于大家都知道“条条大路通罗马”,因此不难理解各大技术厂商会采取各自不同的路径来实现这个目标。这些路径通常基于“基于频道”和“基于物体”的区分,虽然在实际应用中,这两者的界限往往模糊不清。为了更好地理解这些概念,我们可以拆解一下:

基于频道的混音

在纯粹的基于频道的混音中,所有的对话、音效和配乐都固定在特定数量的声道中(例如经典的5.1声道)。这些声音被分别定位在不同的位置,比如对话会放在中央,交响乐会分布在左右声道,特定的音效则分配到环绕声道。这种混音方式已经有很长时间的历史,也有可能将这些混音转换到其他的音响系统上,但这种情况下,原始混音中的某些信号组件会被提取出来并分配给额外的扬声器。不过,这时每个声道的主要信息是不完全的。

基于物体的混音

相比之下,基于物体的混音是将单独的声音元素(所谓的“音频物体”)处理为独立的单元,而不是依赖于固定的频道位置或运动指令。它们通过元数据进行描述,这些元数据与特定的扬声器布局无关。播放时,这些元数据会实时解码,AV接收器根据实际扬声器的位置,尽可能准确地重现这些声音。

混合应用

尽管有这些不同的方式,实际上,很多时候这两种技术是混合使用的。例如,Dolby Atmos通常基于频道混音的基础,再通过音频物体对声音进行增强,而Auro 3D则完全支持音频物体的使用。事实上,完全抛弃频道混音的方式并不现实,因为并不是所有的声音(比如宽广的、比较模糊的环境音效)都适合作为音频物体处理,此外,电影中的一些单独乐器的声音,也不一定需要处理成音频物体,移动于空间中。可以说,频道混音在这些系统中仍然发挥着不可替代的作用。

基于频道和基于物体的混音方法

在营销上,Dolby强调了音频物体的潜力,而Auro Technologies则充分展示了其基于频道方法的优势。最终,这两者的结果都是一种混合方法。虽然Auro 3D基本上支持音频物体的使用,但Dolby Atmos则始终以频道混音为基础(英文中称为“bed”),然后根据场景需求加上音频物体进行增强。

完全抛弃基于频道的混音方法并没有太多意义,原因有几点。首先,并不是所有的声音都适合作为音频物体使用,例如广阔、模糊的环境音就不太适合被处理成音频物体;其次,像电影配乐中某些单独的乐器,通常不需要将它们当作音频物体来处理,而是更倾向于将它们定位在特定的声道上,作为音效的“音色框架”。这样,音频物体的作用就显得更为明确,动态音频物体的移动才能发挥作用。

从技术角度来看,完全基于物体的音频混音在数据处理上是非常庞大的,考虑到要处理的数据量,实际上技术可行性是值得怀疑的。因此,即便是大规模的电影厅Atmos系统,其最大可支持的音频物体数量也是有限的。

Auro 3D, Dolby Atmos 和 DTS:X 详细对比

Dolby建议家庭影院市场使用四声道配置(5.1.2、5.1.4、7.1.2、7.1.4)。传统的5.1声道和7.1声道系统通常会增加两个或四个天花板扬声器,或者添加所谓的“Dolby Atmos启用”扬声器模块。此外,要享受Dolby Atmos 3D音效格式,还需要一台支持Dolby Atmos的AV接收器。该接收器能够解码来自两种已建立的编解码器(TrueHD和Dolby Digital Plus)的核心扩展结构中的额外信息。通过这种方式,系统确保了向下兼容性。

对于不支持Dolby Atmos的设备来说,它们会忽略核心扩展结构的数据,直接回到传统的多声道混音模式。

观点 | 三种主流3D声音技术的简要介绍:Auro 3D、Dolby Atmos和DTS:X-影音新生活
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Auro 3D 与 Dolby Atmos:兼容性与差异

Auro Technologies 的 Auro-3D Octopus 编解码器基于 PCM (脉冲编码调制) 技术,采用与 Dolby Atmos 类似的原理。在传统的环绕声混音中,额外的音频信息会被“隐藏”,只有当配备 Auro 3D 功能的 AV 接收器解码时,才会播放这些信息。与 Dolby Atmos 安装的标准扬声器配置不同,Auro 3D 的额外扬声器布局要求这些扬声器与四个普通的环绕声扬声器略微成角度(30°),直接置于这些环绕声扬声器的上方,而不是像 Atmos 那样从天花板直接向下发声。

Auro 3D 的“高度层”

在 Auro 3D 中,这一额外层的扬声器被称为“Height Layer”(高度层)。与 Dolby Atmos 的布局逻辑不同,Auro 3D 并不是强调扬声器的精确位置,而是将额外的通道直接添加到声道配置中,形成如 9.1 或 10.1 配置,后者还包括一个被称为“Voice-of-God”(上帝之声)通道。这个通道主要用于加强从上方传来的声音,模拟从上面传来语音或其他音效。

家庭影院推荐配置

对于家庭影院应用,Auro 3D 通常推荐的配置是 9.1 或 10.1(包括 Voice-of-God 通道)。而提到的 11.1 配置更多用于影院环境中,因为它可以更好地照顾到后排座椅的声音体验。特别地,中心扬声器的声音会在高度层中获得一个相应的“对立扬声器”,以确保后排座椅也能得到均衡的音效覆盖。

兼容性问题

关于 Auro 3D 和 Dolby Atmos 在实际应用中的兼容性,现阶段还没有明确的结论。在去年的一次采访中,Auro 3D 的主要人物之一 Wilfried Van Baelen 曾表示,尽管 Dolby 强调 Atmos 系统对扬声器布局的容忍度较高,但实际上,这种混合音效系统是否能在 Auro 3D 的 9.1 系统中流畅运行,仍有待观察。

观点 | 三种主流3D声音技术的简要介绍:Auro 3D、Dolby Atmos和DTS:X-影音新生活
观点 | 三种主流3D声音技术的简要介绍:Auro 3D、Dolby Atmos和DTS:X-影音新生活

DTS:X 的现状与前景

目前关于 DTS:X 的具体信息仍然较为有限,但随着更多细节的公布,我们将及时更新。根据 2015 CES 发布的新闻稿,可以确认音频对象在 DTS:X 中同样扮演着重要角色。这表明,DTS 也在采用类似于 Dolby Atmos 的混合方法,即结合音频对象与基于声道的元素,这与前文提到的 Dolby Atmos 和 Auro 3D 的方法一致。

DTS:X 与 Dolby Atmos 的相似性

DTS 通常会参考 Dolby 的概念,因此我们可以预期 DTS:X 与 Dolby Atmos 在扬声器布局上会有一定的相似性。此外,关于音频信息的编码方面,DTS 不太可能采取过于实验性的做法。根据过往经验,DTS 在这一方面会与以往的 DTS-HD 编解码器兼容,这也能保证系统的向后兼容性。

概述

DTS 也宣布了将其技术推广到耳机和电视市场的计划。在电视方面,观众可以为体育赛事等内容制作个性化混音,譬如将场边的声音、解说等不同音频对象进行组合。这种技术可行性已经得到了厂商的展示。然而,是否能在实际使用中得到广泛应用,尤其是在 2015 CES 上展现的技术,仍然是一个待解的问题。过去也曾提出过类似的概念,但最终并未得到普及。

此外,厂商若能与内容生产商和行业伙伴展开合作,推动新格式的全面支持以及内容的普及,或许会更加有利,而不仅仅是专注于开拓新市场。目前虽然在这方面已经有了一些小的进展,但前路依然漫长。尽管得到了 Denon 和 Marantz 等大牌厂商的支持,Auro 3D 能否在强大的竞争面前坚持到最后仍然值得关注,毕竟,技术的实际质量往往难以与行业中的老牌企业抗衡。

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