3D视频催生3D音频发展
在熟悉的5.1或7.1环绕声阵列上增加扬声器通道可以再现一个栩栩如生的氛围声场,并且实现像直升飞机这样的空中目标的更准确定位。尽管通过向传统的扬声器水平配置增加一个“高度”成分,过去10年里环绕声取得了进展,但近来3D视频的发展,使得各种3D声音方案应运而生。
SRS实验室2012年1月推出其多维音频平台(MDA)。通过MDA,不依赖使用任何形式扬声器配置得到的有限和传统的声道,声音对象就可穿过全3D时空。
但对某些人来说,3D声音是误称。3D音频技术提供商Iosono的电影和娱乐系统副总裁杰夫·列文森在最近的AES大会上表示:“我认为‘沉浸式’是看待它的好方式。”
正如加拿大蒙特利尔的麦吉尔大学教授、录音室主任维斯拉夫在一次研讨会上所述,高度并非一个新事物,“也许有洞穴人就有带高度感的最好环绕声。想象提供来自上下面的声音的自然形成的空间。”他还指出公元537年建成的伊斯坦布尔的圣索菲亚大教堂的穹顶可自然放大来自上面的声音。
更有沉浸感
立体声、5.1和7.1结构都能够产生环绕声,但即使在实际的3D图像传输出现前,环绕声系统开发者也在研究为更有沉浸感而增加高度信息。一个很早的例子是IMAX,它为一个上中置的“上帝声音”声道提供了机会。1999年,杜比实验室率先通过Dolby Digital Surround EX进行了高度再现,这是首次通过增加一个后中置声道使声音可以在头顶旋绕。
音频专家汤姆林森·霍尔曼(现就职于苹果公司)在其10.2方案中包括了前左和前右高度声道,此方案于2001年推出,2009年通过Audyssey DSX(动态环绕声扩展)推向市场。杜比实验室也在几年前推出了Prologic IIz编解码器,向标准的5.1和7.1结构增加了类似的高度声道。DTS推出了2011年初其11.1格式DTS Neo:X,包括高度声道。
上述结构的声道数目前某种程度上受到可被挤进各自的独立或矩阵编解码技术的因素所限制,但新的基于对象的格式大幅增加了可能性。在这些方案中,声音被映射到三维空间,而每个音频对象,无论它是短暂出现还是完整声道持续,都伴随有描述其空间位置的元数据。基于对象的方式允许声音穿过或位于空间内的任何位置,包括在高度轴。
例如,从德国弗劳恩霍夫数字媒体技术分离出来的Iosono公司支持多达380个独立扬声器,但用很少的扬声器也能有效转换。列文森说:“在电影院中50-60个扬声器给出极其合理的结果。通过三角形阵列你能够在天花板上把声音移来移去,使之听上去就像发自室内任何地方。”
杜比新Atmos格式允许最多128个声道和64个独立扬声器声源。SRS实验室于2012年推出的Multi-Dimensional Audio(多维音频)平台是一种开源方案——本质上是PCM加元数据,而非一种编解码,当前或未来能被映射到任何扬声器布局。
法国数字媒体解决方案公司和Illusonic合作新推出的Illusonic支持的Spheraudio Upmix,支持7.1-65.2的布局。此外,正在力争在新兴的沉浸式声音市场占领一席之地的是来自由比利时的Galaxy Studios(银河录音棚)独立出来的Auro技术公司的Auro-3D,它支持最多13.1的布局。
超高清电视音频
这些沉浸式声音系统目前几乎只用于电影院或特别活动展示,许多情况下也瞄准汽车市场。它们中的任何一个是否会被集成进全球广播标准尚待分晓。
与此同时,日本NHK一直在开发一种能够传输到家的系统。超高清(SHV)(8K UHDTV图像格式也包含其中)的沉浸式声音分量22.2于2005年首次公诸于世,它也被称为“滨崎22.2”。
“我们不想在你的房间内放置24个音箱,”NHK技术研究所高级研究工程师滨崎公男在最近的AES大会上表示。滨崎阐述了家中更广泛接受任何环绕声格式的主要挑战之一——如何和在何处安装所需的音箱,特别是在房子普遍不大的普通日本家庭。22.2格式内有一种矩阵用来缩混到更小的音箱布局,但 NHK还在开发一种音箱阵列结构。此结构围绕着屏幕安装,有约100个微型音箱,也非常有效地再现5.1。
正如滨崎所解释的那样,经过以下广泛研究,得出了22.2布局最佳音箱位置的结论。此结构包括9个上置音箱(含一个中置头顶声道)、10个高度与耳齐平音箱,以及3个跨过屏幕的声道,再现如脚步声、汽车轮胎或其它物体掉落到地面上的声音。
NHK对SHV进行了多次试播,而最大的一次是在伦敦奥运会期间。NHK和BBC研发部合作已达4年,为奥运会试播运去了与SHV有关的几乎每一件设备。
这样的最前沿技术必须开发一套能够处理3D环绕、混合和处理的全新制作和后期制作工具。例如,加拿大麦吉尔大学的布雷特·伦纳德及其他研究人员合作开发了Space Builder(空间构建器)——一种基于脉冲响应的3D环绕处理器。NHK向伦敦运去了其定制的600通道Fairlight Constellation混录调音平台。NHK还开发了点声源,例如一种24声道话筒,目前其直径为60cm,但NHK正致力于开发仅有45cm的型号。