杜比全景声
杜比实验室发布的音频平台
杜比实验室全景声(英文名:Dolby Atmos)是杜比实验室研发的环绕声技术,应用在影院、音乐以及娱乐等方面,将创作和体验娱乐内容进行重塑,创造出真实的声音体验。在制作方面,杜比的全场景音响系统统一了多种音频版本,自动生成传统的5.1和7.1声道混音效果。
第一部使用杜比全景声技术的电影是美国Pixar公司制作的动画片《勇敢传说》(Brave,2012)。自杜比全景声凭借《勇敢传说》首度亮相以来,杜比全景声影响了全球观众体验声音的方式。
发展历程
从20世纪30年代开始,以杜比实验室工程师为代表的电影技术从业者开始研究电影的立体声格式。20世纪70年代,杜比实验室开始尝试将四声道环绕声(前三个主声道,后一个环绕声声道)的概念引入电影声音的创作和制作中,增加了一个环绕声通道,从观众的侧面和背面传递声音信息,这是电影声音发展的一个重大突破。
1991年,杜比推出了“杜比数字”环绕声技术(注册商标DolbySR·D,后更名为Dolby Digital)。
2010年,杜比推出了专门针对数字影院DCP(digital cinema Package)发行领域的杜比环绕7.1数字环绕声技术,吸引了一系列电影制作公司和院线采用。
2012年,杜比实验室在此前的技术基础上研发出了杜比全景声。在原理方面,Dolby Atmos 是采用“Channel Base”和“Object Audio”相结合而实现的,它由9.1声道(7.1声道加上2个顶置声道)加上声音对象(最高128个)构成,此外,杜比全景声完全支持在传统立体声以及5.1和7.1声道系统上进行回放。
截止2023年,杜比全景声已被多数主流流媒体平台所采用,比如 Apple TV+、迪士尼公司+ 以及 Netflix(网飞),主流用户可以用多种消费类播放设备体验杜比全景声。同时,杜比实验室全景声除了应用于好莱坞大成本电影,内容创作者也可以使用它制作各种体裁、种类的内容。
勇敢传说》于2012年6月在北美上映,是首部运用了杜比全景声技术的影片,此后也有越来越多的影片采用该技术,例如《流浪的熊猫》《神奇动物在哪里》《功夫熊猫3》等近5年热门大片。
技术概述
多声道技术的升级
杜比全景声技术是一项创新的多声道技术,除了声音对象外,引入了两项关键技术,即ObiectAudio Renderer(OAR)和空间编码技术,同时添加了顶级扬声器,从根本上将音频技术从传统的5.1或7.1声道升级为具有更高空间感的3D音频体验。它不仅恢复了声音的方向,还让人们感受到声音在空间中国移动通信集团的感觉,从而创造出更逼真的音频体验。
杜比实验室全景声技术利用杜比全景声渲染器,在恢复杜比全景声音音频的过程中,实现更高的音频精度和动态范围,使声音效果更清晰、更有感染力。例如,可以通过渲染器将振动反馈添加到低频声音中,以创建身临其境的低音效果。此外,杜比全景声渲染器还可以适应不同的空间布局和扬声器设置,以提供最佳的音频体验。
为了充分体验杜比全景声,官方建议使用7.1.4扬声器系统。然而,用户拥有耳机、立体声扬声器、酒吧扬声器、家庭影院等多种终端设备,此时,有必要将声音渲染到用户端不同配置和布局的扬声器。OAR的功能是将杜比全场景声的声床渲染到可用的扬声器上,并将声音对象渲染到其携带的元数据记录的空间坐标上。这种OAR渲染充分利用了可用的扬声器,可以适应各种扬声器配置。
杜比全景声的多种类型混音套件
在现实场景中,杜比全景声根据UHD电影、电视节目等流媒体内容的不同制作对象,通过不同的混音工具,达到相应的制作技术要求。
杜比实验室全景声渲染和制作单元(RMU)由专用音频处理服务器组成,包括作为服务运行的全景声渲染器(与杜比全景音响剧院音频处理器的渲染器相同)、用于房间校准的Designer工具以及Monitor应用程序,可以将杜比全景音频音轨转换为适合特定影院环境的格式。大型混音工作室最多支持64个扬声器通道,为专业影院的音响系统提供支持。
杜比全景声母版套件是一种适合高品质电视节目制作的软硬件组合,可用于高品质家庭影院的混音和母版工作流程。杜比实验室全景声母版软件渲染器安装在Mac系统Mac Pro服务器、Windows杜比RMU服务器或经认证的运营商服务器上,以形成杜比全景母版版套件。然后由相应的Dante和MADI卡支持,连接到音频工作站并与之协同工作,以生成高品质的杜比全景声音频文件。
对于其他流媒体文件的制作过程,或单机编辑和预混合工作流程,可选工具是杜比全景声音制作套件。此制作套件仅支持麦金塔平台,并与数字音频工作站在同一台计算机或服务器上运行。需要注意的是,单机版在延迟补偿等功能上存在局限性,不适合高品质的影视节目制作。
杜比实验室全景声母版套件和杜比全景声制作套件可支持22个扬声器恢复音频,并支持离线超实时混合渲染生成和创建杜比全景声母版文件。杜比全景声母版文件可用于蓝光设备的Dolby True HD文件的后续编码和生成。此外,它还可用于生成用于流媒体传输和移动端使用的Dolby Digital Plus+JOC文件,编码过程可由杜比媒体生成器套件完成。
技术实现
以往的Dolby SR·D 5.1、Dolby 6.1以及Dolby 7.1都是多声道环声技术,而杜比实验室全景声是一个声音创作的平台,裹括了声音的前期创作、后期制作到院线发行,可以最多容纳64个独立杨言器、并目同时传输128个无损的音频对象。过去的多声道环绕技术通过离散在银募附近的音响矩阵来营造环绕的音场,但每个音箱所传输的信息都是一致的,只是发生了声场的位移。而现实中的声场是独立存在于空间的,比如子弹掉落在地板上的声音和枪机的声音的声源不在一个方位,是独立存在的。Dolby 7.1无法剥离复合的音场,Dolby Atmos可以让64个独立的扬声器传输迥然不同的声音信息。因而,声源的方位性不再受观众席位置干扰,不论哪个座位都可以收到相对准确的音场位置还原,极大地提高了立体声道的辨识度。但同时,全景声也对影院的空间有更高的要求,竖向空间和横向空间都要满足最多64个扬声器的方位布置,银幕的宽度要求不低于12m。
家庭应用
在市面上就能够买到杜比全景声编码的蓝光版电影、电视剧光盘都是杜比全景声技术应用家庭的方式。好菜坞最先发行杜比全景声编码的蓝光版电影光盘,后来很多电视剧,包括热播的美剧、英剧也采用了社比全景声编码,很多机构自制的网剧、音乐会、演唱会、体育比赛和现场的综艺节目,都发行了杜比全景声编码的光盘,体育比赛是杜比全景声的一个最热门的应用,借助杜比全景声技术,在家庭观看时可以自然感受到体育比赛的现场气氛。
家庭用户可以选用Dolby授权的扬声器技术(Doby Enabled Speakers),设备连接时,将Dolby enabled speaker连接到支持比全景声的avr后面独立的“HEIGHT”接口,就可以在家使用杜比实验室全景声了。头顶的声音从独立的HEIGHT输出,独立的顶部声像向上投射到具有良好反射的天花板上,家庭用户收听由天花板反射回来的音源
杜比还可为移动产品提供支持杜比全景声技术的硬件和软件。例如,Dolby Audio X芯片用于移动硬件产品(手机、平板),已经集成应用于联想、乐视等诸多厂商的产品中,Dolby Audio for Mobile Application软件用于移动应用(Mobile APP),可以通过耳机欣赏并体验杜比实验室全景声Dolby Atmos的效果。
小米电视已经内置杜比全景声的解码功能,华为笔记本的音频输出可支持社比全景声的重放,很多厂家传统的AV功放也支持社比全景声的技术。家庭用户用支持杜比全景声技术的设备,在家里就可以观看有杜比全景声标识的节目。
应用领域
影视
杜比全景声的出现使影视的声音制作不再像模拟时代和胶片时代那样复杂,它从光学单声道进化到全景声,影视进入了数字时代,制作过程也得到了简化。
部分影片发行采用了杜比全景声(Dolby Atmos)制式,另外会增加杜比顾问(Dolby Sound Consultant)、杜比全景声混音技术支持 (Dolby Atmos Mix Tech)等。《铃芽之旅》(2023,03)、《流浪地球2》(2023,01)、《小妇人》(2019,12)、《唐顿庄园》(2019,09)、《里约大冒险2》(2014,04)以及《勇敢传说》(2012,06)等均采用了杜比全景声技术。此外,全球使用了杜比全景声技术的机构广泛分布于加拿大美国欧洲亚洲,有美国AMC影院公司 Barrywoods 24、Century at Pacific Commons and XD、杜比剧院、Cinesa Diagonal Mar、Empire Leicester Square、UME国际影城双井店以及上海影城
市场上数量繁多的支持杜比全景声的设备有汽车、PC、家用设备以及手机等手持移动设备。车载杜比全景声音乐,在车内可以享受声音清晰、定位准确、全方位萦绕的沉浸式音乐体验。杜比全景声PC端包括电视、条形音响、等,杜比全景声为智能手机和平板电脑带来优质的声音体验,它够随时随地在移动设备上通过耳机和内置扬声器创造出灵动的音效。支持杜比全景声的移动设备有RIG耳机、海盗船耳机、天文450耳机等。
游戏
杜比全景声将每种声音准确地放置在三维空间中萦绕着听众,让其沉浸在游戏之中,可以快速确定声音在游戏中的准确定位——以免贻误战机,提升了游戏体验感。使用杜比全景声技术的游戏有幻塔、梦幻诛仙、GEARS5等。
音乐
杜比实验室与主流音乐品牌、分销商和独立音乐品牌合作,摩登天空太合音乐集团等厂牌均有创作发行。
2022年7月6日,腾讯音乐娱乐集团(TME)和沉浸式娱乐领域的领导者杜比实验室在QQ音乐上联合宣布推出杜比全景音乐。QQ音乐平台成为国内首个支持杜比全景音乐的音乐平台,超级会员用户现在可以通过杜比全景乐享受身临其境的高品质音乐体验。这标志着腾讯音乐娱乐集团与杜比战略合作的开始,双方将进一步推动杜比全景声音乐在中国的普及。
杜比实验室全景声音乐内容生态系统正逐步覆盖全球主流互联网音乐服务平台。音乐迷目前可以通过Apple Music等流行的音乐流媒体服务享受杜比全景声(Dolby Atmos)。杜比还与国际度假村合作,在米高梅公园推出了杜比现场直播,这是世界上第一个以杜比全景声(Dolby Atmos)提供现场音乐会的表演场所。 杜比全景声(Dolby Atmos)还通过最近与Lucid Motors,梅赛德斯-奔驰和的合作,改变了车内的音乐聆听方式。
家庭娱乐
随着杜比实验室全景音响技术在实体影院的成功应用,家庭影院也开始吸引杜比全景声技术。杜比实验室在第23届中国国际广播电视信息网络展览会CCBN2015上展示了这项技术,这也将是家庭影院领域最突出的发展之一。与基于声道的家庭影院相比,杜比的全场景声音具有更强的灵活性和适应性。杜比全景音响系统本身几乎是无限的。如果有足够的空间和预算,消费者甚至可以创建一个杜比全景音响系统,地板上有24个扬声器,顶部有10个扬声器。添加扬声器时,支持杜比实验室全音域声音的接收器将自动决定如何使用扬声器来创建身临其境的音效。杜比全景声在家庭影院的应用,无疑将提升家庭影院的视听性能。尽管它可能会对实体影院产生一定影响,但由于其对家庭空间和预算的要求很高,它的普及还有很长的路要走。
优缺点
优势
杜比全景声的出现是电影声音从二维空间发展到三维空间的一次声音技术革命。它突破了5.1、7.1等多声道环绕声的传统概念,能够结合电影内容呈现多层次、全方位的音效和空间。多声道环绕声是平面环绕声,而全景声是全方位的三维环绕声。
多声道环绕声解决了水平声像定位和移动的问题,但并没有真正解决垂直声像定位的问题。而杜比全景声带来可以覆盖整个范围和级别的环绕声。在5.1和7.1等传统的多声道环绕声系统中,当与有声音的屏幕分离时,会感觉到环绕声的声音位置不是很准确,而杜比全场景声技术的应用可以更准确地定位运动声源。杜比全景声的包容性、层次感和运动方向感也比原始环绕声表现更好。随着制作成本的逐渐降低,杜比全景声在动画电影中的应用也越来越受欢迎。全景声音呈现动态音效,不同于以前控制电影院中一个扬声器产生相同声音的音频信号。它允许一侧的多个扬声器逐个发出不同的声音,从远到近创造出更逼真的音效;通过在天花板上添加扬声器,声场被包围,展示了更多的声音细节,增强了观众的观看体验。
此外,杜比实验室全景声技术不是单一的多声道环绕声技术,而是一个艺术创作的音频平台,包括电影音频从创作、传输、录制、分发到还原的多个阶段。这不仅为电影艺术家提供了更多的播放自由,也极大地方便了发行商;其次,杜比全景音响摒弃了频道录制和还原的概念。替换为声音对象、元素和元数据。声音元素是电影艺术家创作的基本立足点;同时,杜比全景音响技术是一个智能音频平台,可以以最好的方式恢复声音设计师的创作意图,实现最佳的音效。
不足
杜比全景声也存在着明显的不足之处,一是成本高,它需要更多的音频声道和复杂的声音处理算法,因此其后期制作的成本相对较高;其次需要专业的音效设计师来进行音效设计和后期制作;第三,需要专业的播放设备,借助专业的播放设备才能完全体验到Doby Atmos技术带来的环绕效果,这意味着需要投入更多的设备,对于广大观众而言存在一定的负担。
参考资料
杜比全景声:突破声音屏障.Dolby Newsroom.2023-09-24
杜比全景声.Dolby.2023-08-11
..2023-09-15
音乐创作.Dolby Professional.2023-08-10
腾讯音乐与杜比战略合作.Dolby Newsroom.2023-08-10
目录
概述
发展历程
技术概述
多声道技术的升级
杜比全景声的多种类型混音套件
技术实现
家庭应用
应用领域
影视
游戏
音乐
家庭娱乐
优缺点
优势
不足
参考资料