听，电影声音也“3D” 解读杜比全景声

　　中国电影产业正处在最好的时代—总票房和观影人数年年创新高，电影市场空前繁荣。除了影片质量与数量的提升之外，影院近几年在技术方面的升级也助推了市场的繁荣，3D、IMAX都是其中的代表。最近，一个名为“杜比全景声”的技术开始在许多影院的宣传中出现，它是一个新的噱头，还是真正能带来更好的观影体验？通过了解这个技术我们可以判断它的价值所在。

　　看电影追求的就是一个视听效果，电影的3D化、IMAX化成为这几年的主流，所带来的结果就是视觉效果大幅度提升。“视”一直在提升，“听”方面却动作不大，因此音频回放效果就成为电影院下一个急需升级的方向。目前影院在音频回放上能够做到位置辨识，但对移动物体的声音表现还是较为薄弱的，比如头顶盘旋的直升飞机、从天空飞过的物体等，在声音的定位和结像感上都不够清晰。这样的问题并不是现在才出现的，在多声道技术发展的过程中，人们一直在试图解决这类问题，但最终的效果都不尽如人意。

　　从1.0到7.1，声道技术带来的变革

　　在详细了解杜比全景声之前，我们有必要先来回顾一下多声道音频技术的发展历史。

　　音频录制和回放技术是从单声道开始的。从19世纪后期的留声机到20世纪后半叶的录音机，音频从录制到回放基本都采用的单声道技术，直到上个世纪六十年代，单声道录音才彻底消失。单声道在当时的作用只是忠实记录录音位置的音频，由于声道数量少，因此无法重现音频的位置感和空间感，效果非常单薄。从维度来看，单声道可以看成是一维，它只是音场中的一个点。

　　在1957年，美国Audio Fidelity Records第一次将立体声技术引入了商业唱片，从此拉开了立体声的帷幕。直到今天，最主流的录音和播放方式依旧是立体声，尤其是大量的音乐录音，采用的都是立体声录音的方式。相比单声道，立体声录音通过记录、回放两个或者多个独立的声道（一般都是两个），使得声音呈现出一定的方向性和“场”性，极大地改善了音频效果，堪称音频录放诞生以来最重要、最具革命性的技术。回到维度来看，立体声将一维的单声道推向二维，其中包含的信息大幅度增加，音频效果自然更上一层楼。

　　接下来，音频的发展走向多声道。比如我们最常见的2.1声道，其中“2”依旧代表了立体声的两个全频段声道，而“1”则代表的一个低音声道—由于全频段的音箱受制于尺寸和材料的原因，很难发出低频充沛的声音，因此技术人员设计了尺寸多在8英寸甚至12英寸以上的大型扬声器，专门用于播放无指向性的低音，以加强影片中的低频效果，带来了“低音震裤脚”的强烈体验。不仅如此，技术人员还设计出了环绕声，环绕声是指除了前方的左声道、右声道和中央声道外，在观众的两侧和背后都有音箱存在，实现了音频对观众的包围。环绕声的出现，使得音频能够在更多方向上“包围”用户，并为随后的5.1声道和7.1声道的出现埋下了伏笔。

　　在环绕声之后，人们又设计出了5.1声道和7.1声道。所谓5.1声道，是指除了中央声道、左声道、右声道以及低音声道外，又增加了独立控制的左环绕声道和右环绕声道。7.1声道则包括独立的中央声道、左声道、右声道、低音声道、右环绕声道、右后环绕声道、左环绕声道、左后环绕声道。从立体声到7.1声道，音频技术的发展前进了很多，但是依旧不能算是革命性的变革。

　　这是为什么呢？之所以说从单声道到立体声是革命性的变革，原因在于立体声将之前的一维声音拓展至二维，这是革命性的。而无论是7.1声道也好，还是存在于计划中的9.1声道甚至13.1声道也好，都不能算作将二维变为三维，最多只能算是二维音频的加强而已。举一个简单的例子就可以说明这个问题：如果大家在一个有7.1声道的影院中看电影时，剧情需要表现一个直升飞机在观众头顶从左侧移动到右侧再从右侧移动到左侧，如此往复，这个时候7.1声道应该如何解决？

　　聪明的你肯定想到了：利用7.1声道的左侧声道和右侧声道进行配合，比如从左后环绕声道到左环绕声道，再到左声道，然后右声道、右环绕声道、右后环绕声道，这样往复循环，就能在听觉上实现物体在场景中移动的音频效果。没错，这样是可以的。但问题来了，在当前的系统中，声音的定位依靠数个同步的音箱完成，这样的定位是非常模糊的，听众很难清楚地感受音频的位置，也就是“结像力”还不够强。并且无论怎样做，受制于音频强弱和距离的关系，最理想情况下也只有几个用户才能真正享受到“头顶盘旋”的效果，绝大部分用户感受不到。模糊的定位感和比较狭窄的应用范围，使得“声道”的发展受到了阻碍。因为无论如何，声道都是以平面方式环绕用户布置的，无论是5个声道、7个声道还是100个声道，更多的声道只是在用户平面两侧发出更好的声音而已，并没有从根本上改变声音无法实现对用户全包围的情况，也无法让用户更为精确地感受声音来源。

　　声道的发展到这里似乎走入了一个死胡同，那么应该如何改进才能进一步提升音频效果呢？没错，这就是杜比全景声所要回答的问题。

　　立体的包围声场：杜比全景声

　　一开始我们先不纠结什么是杜比全景声，还是来看之前直升飞机在头顶盘旋的例子。在7.1声道下，直升飞机盘旋的声音依靠左右声道和各个方向的环绕音箱来实现，定位不够准确。那么，为什么不转换思维，让直升飞机的声音从头顶的音箱发出呢？

　　如果有这样一系列音箱，它根据影院的方位放置，在观众头顶以矩阵的方式存在，形成多列排布。当直升飞机盘旋的场景出现时，头顶相应位置的音箱就会发出更为准确的声音，这会使得整个声音的结像感和定位感更为精确，声音的真实程度也能得到很大的提升。不仅如此，如果说传统的多声道环绕声布置很难实现一个全包围的声场，那么新加入的放置于观众头顶的音箱矩阵就恰好弥补了这样的不足，它可以和之前的多声道方式结合起来，实现声音对观众的全包围—这就是杜比全景声（Dolby Atmos）。用例子引出了杜比全景声，下面还是让我们用更专业的语言去描述它的特点。

　　结合了声道和对象的优势

　　一般来说，目前声音大多是以声道为基础。以声道为基础就是传统的多声道立体声技术，这项技术无论是制作还是实现都比较容易，在实际使用中重现也不困难。但是正如上文所说，这种技术对一些需要精确展示声音位置的情况来说不太适合，毕竟它过于宽泛。实际上，声音还可以紧盯某个对象，以实现对静止或者移动对象的声音精确重现，目前这种应用还不算多。杜比全景声的技术本质就是充分结合了声道音频和对象音频两者的优势，既可以使用传统的声道方式实现场景上的音效展现，又可以使用对象来精确地实现音频效果，最终结合两者优点，呈现出全包围、立体的音频效果。

　　新增的上置音箱矩阵

　　杜比全景声相比传统的7.1声道或者5.1声道最主要的区别在于环绕扬声器的数量和摆放位置。从位置来看，杜比全景声主要在观众头顶增加了两排音箱，这两排音箱和两侧的两排音箱联合起来组成了一个音箱矩阵，实现了声音对观众的全包围。需要重点说明的是，和之前多声道音箱分组可调完全不同的是，杜比全景声的每个音箱都是独立可调节的，这就为丰富多彩的音频变化和出色的立体效果打下了坚实基础。

　　除此之外，杜比全景声为了进一步加强低音效果，在观众的左后和右后各增加了一个重低音音箱。不仅如此，考虑到目前超宽、超长银幕的出现（比如长度超过12米，长宽比为2.39∶1的银幕），它还建议在银幕背后除了设置传统的中央声道、左声道和右声道之外，再额外加入两个全频段音箱以实现更为平滑的声音过渡。

　　在声音维度方面，上文曾提到单声道是一维的，立体声和多声道技术是二维的线或面。在杜比全景声上，从其扬声器的排布方式来看，声音基本上已经是三维、全方位的了。在增加了头顶矩阵式音箱和拥有了周围的环绕式音箱后，声音几乎不再存在发声弱区，用户相当于被包围在声场中，这会带来声音效果的大幅度改善。

　　杜比全景声的软件

　　如果说硬件是杜比全景声的皮囊的话，那么软件就是杜比全景声的灵魂了。杜比全景声技术在制作上最重要的一部分就是应用于Avid Pro Tools中的杜比全景声声像调节插件，这个插件可以对杜比全景声混合录音中的音频对象实现三维平移控制，并且还拥有预设高度模式，让使用者能轻松实现头顶平移等效果。此外，杜比全景声还拥有专用的监听类应用软件，可以实现RMU的传输、测量和监听控制，为混音师反馈画面和混音信息，以及混录母带控制等功能。专业的混音师使用杜比全景声相关软件，可以实现对独立音箱声音效果的调节，最终呈现出立体感很强的音频效果。

　　播放方面，杜比全景声的软件和解码器配合，能够根据影院的状况智能输出音频。同时它还会根据影院提供的结构图、长、宽、高、音箱位置等信息来确定最佳的播放方案，带来最适合电影院的音频效果。

　　高端影院的标准，杜比全景声优势明显

　　说了这么多，那么杜比全景声真正的优势在哪里呢？

　　首先，杜比全景声能够实现真正的顶部声音。由于更改了扬声器的排布方位，设计了真正居于影院顶部的扬声器矩阵，因此杜比全景声的声音能够更为自然和谐地从顶部发出并带来逼真的效果。相比之下，传统的5.1声道和7.1声道的顶部声音都是虚拟的，用户可以大概感受到声音在顶部并通过左右声道等信息判断方位，但相当模糊并很难确认，这一点远不如杜比全景声技术。拥有了杜比全景声之后，一些特殊的声音，比如瀑布、滴水、坠落等声音能够更自然地呈现。举例来说，在支持杜比全景声的影院中观看《霍比特人：意外之旅》，其中洞穴里滴落的水滴仿佛直接从观众头顶掉落，能够为观众带来更为逼真的音频感受。

　　其次，杜比全景声的音质更为出色。杜比全景声的优势在于，它不再像之前一样对同一个声道的扬声器实现一组一组的控制，而是直接对每一个具体的扬声器进行控制。也就是说，声道这个概念在杜比全景声中被削弱了，每个扬声器都可以独立控制意味着每个扬声器都是独立声道，这就大大增加了声音的灵活性，提高了声音的立体感，大幅度增加了声音的分离度和结像感。不仅如此，为了实现杜比全景声，每个扬声器都是全频段的，这相比之前多声道立体声在环绕声上选用的小型环绕声扬声器，声音要更为均衡。

　　第三，由于每个扬声器都可以独立控制，杜比全景声几乎能够为影院中所有用户带来类似的体验，而不是像之前5.1声道或者7.1声道那样，只有少数几个座位才能真正感受到“正确”的音效。这样的效果提升了用户的观影体验，带来了更深入的沉浸感。

　　在兼容性方面，杜比全景声实际上是多声道立体声技术的超集，因此可以很轻松地兼容传统的5.1、7.1等多声道立体声技术。因此，未来如果出现支持杜比全景声的蓝光光盘，家庭用户也不用担心无法播放。至于杜比全景声在家庭应用上的前景，考虑到其昂贵的价格和复杂的布置，短期内应该还没有太大可能进入家用市场。

　　目前电影市场对杜比全景声的接受度如何？根据杜比的数据来看，导演和电影业界对杜比全景声持强烈支持的态度，从2013年开始推广杜比全景声到现在，包括冯小刚的《一九四二》、刘伟强的《血滴子》、彼得·杰克逊的《霍比特人》、大卫·阿索隆的《钢铁侠3》、张艺谋的《归来》等电影，都使用了杜比全景声技术。目前杜比全景声技术在国内也正处于大力推广和高速发展的阶段，杜比已经联合了部分影院进行相关技术的推广和效果展示。北京、上海等一线城市已经有了使用杜比全景声技术的影院，相信在不久的将来更多城市的观影者也会有机会享受到这一技术所带来的震撼。对观众来说，在杜比全景声的影院观影可能稍贵一些，但是的确能享受到不一样的音频效果。不论是看电影，还是其他娱乐，只要多一点付出，就能获得更精彩、更逼真的音效，值不值？还是等你体验之后再说吧。

　　附文：

　　昂贵的杜比CP850 全景声音频处理器

　　为了配合全景声技术，杜比推出了名为CP850 的全景声音频处理器。这款产品不但可以支持杜比7.1 环绕声、杜比5.1环绕声、杜比TrueHD 等技术，最重要的是支持杜比全景声解码，可以实现最多64个独立的音频输出。作为一款专业设备，杜比CP850 还包含了杜比调试服务，影院如果购买了整套设备，杜比的工程师还会上门帮助影院进行安装调试。

　　作为一款专业的生产力设备，大家猜猜这款产品的具体售价是多少？五万？十万？都不对。这款设备的售价在35000美元左右，折合人民币差不多接近22 万元。如果你对这个价格没有概念的话，那么我们来看看杜比提供的一组数据。

　　根据杜比的估计，将一个传统的5.1声道或7.1 声道的400 座影院改造成支持杜比全景声，在硬件上的投入大约为60万元，包括增加的环绕音箱和功放设备，施工布线的需求以及杜比全景声音频处理器CP850—看明白了吧，一个小小的音频昂贵的杜比CP850 全景声音频处理器杜比CP850全景声音频处理器杜比CP850背后复杂的接口处理器就占据了大约1/3 的价格，的确贵得令人咋舌！

　　当然，虽然它的价格不便宜，但从投资收回的角度来看并非不可接受。根据杜比计算，升级这样一个播放厅的成本如果要在一年时间收回的话（400 个座位，每天四场放映，平均上座率30%），每张电影票只需要增加3.4 元即可；如果票价只增加1 元的话，成本会在3 年内收回。这样来看，杜比全景声的投入还是可控的，总成本并不太离谱。

　　文 张智衍