声道(Sound Channel) 是指声音在录制或播放时在不同空间位置采集或回放的相互独立的
音频信号,所以声道数也就是声音录制时的音源数量或回放时相应的扬声器数量。
基本分类
立体声
Stereo
单声道缺乏对声音的位置定位,而立体声技术则彻底改变了这一状况。声音在录制过程中被分配到两个独立的声道,从而达到了很好的声音定位效果。这种技术在音乐欣赏中显得尤为有用,听众可以分辨出各种乐器来自的方向,从而使音乐更富想象力,更加接近于临场感受。立体声技术广泛运用于自Sound Blaster Pro以后的大量声卡,成为了影响深远的一个音频标准。时至今日,立体声依然是许多产品遵循的技术标准。
四声环绕
四声道环绕规定了4个发音点:前左、前右,后左、后右,听众则被包围在这中间。同时还建议增加一个低音音箱,以加强对低频信号的回放处理(这也就是如今4.1声道音箱系统广泛流行的原因)。就整体效果而言,四声道系统可以为听众带来来自多个不同方向的声音环绕,可以获得身临各种不同环境的听觉感受,给用户以全新的体验。如今四声道技术已经广泛融入于各类中高档声卡的设计中,成为未来发展的主流趋势。
5.1声道
5.1声道已广泛运用于各类传统影院和家庭影院中,一些比较知名的声音录制压缩格式,譬如
杜比AC-3(Dolby Digital)、DTS等都是以5.1声音系统为技术蓝本的,其中“.1”声道,则是一个专门设计的超低音声道,这一声道可以产生
频响范围20~120Hz的超低音。其实5.1声音系统来源于4.1环绕,不同之处在于它增加了一个中置单元。这个中置单元负责传送低于80Hz的声音信号,在欣赏影片时有利于加强人声,把对话集中在整个声场的中部,以增加整体效果。相信每一个真正体验过Dolby AC-3音效的朋友都会为5.1声道所折服。
7.1声道
7.1声道系统的作用简单来说就是在听者的周围建立起一套前后声场相对平衡的声场,不同于5.1声道声场的是,它在原有的基础上增加了后中声场声道,同时它也不同于普通6.1声道声场,因为7.1声道有双路后中置,而这双路后中置的最大作用就是为了防止听者因为没有坐在皇帝位而在听觉上产生声场的偏差。
发展历程
19世纪70年代
留声机诞生,人们迎来了最早的单声道音响系统。不过,在那个时代,留声机是贵族、富豪们才能享用的奢侈品,并不能普及到大众中来。后来,
电子管收音机和
晶体管收音机逐渐走入人们的日常生活中,但人们所能听到的仍是一成不变的单声道音响系统。从上个世纪20年代开始,立体声系统在美、英、法等发达国家的商业运营中被使用。随着1957年
美国无线电公司(RCA)第一次将立体声唱片引入商业应用领域,立体声技术开始逐渐被大规模采用。1977年,
杜比实验室又成功研发出了
多声道环绕系统—Dolby Stereo(
杜比立体声),至此,音响正式进入多声道环绕时代。而今天,我们的主题正是一次从单声道向多声道的发展之旅。
单声道
随着时代的发展,单声道的音响系统越来越难以满足人们越来越高的欣赏水准和要求,因此,除了在无线广播和电视单声道伴音这两个传统领域继续发挥余热外,单声道音响系统在其他领域早已开始被效果更为出色的立体声系统所取代。
双声道
双声道立体声系统不仅消除了单声道系统的钥匙孔效应,而且与单声道系统相比,双声道立体声系统无论是在
音质的改善、临场感的加强,还是在重现实际声场中各个声源的空间定位等诸多方面都有很大的改进。因此,立体声技术在被人们认识并接受后,很快就得到了普及与发展。
多声道
尽管双声道立体声的音质和声场效果大大好于单声道,但在家庭影院应用方面,它的局限性也暴露了出来。双声道立体声系统只能再现一个二维平面的空间感,即整个声场是平平地摆在我们面前,并不能让我们有置身其中的现场感。当然,由于在音乐会现场,观众原本就是坐在台下的,而乐队演奏人员则位于舞台之上,立体声所能再现的这种简单的声场方位感与现场音乐会的方位感是基本符合的,因而它仍能满足欣赏需求。但是,在欣赏影片时,整体声场全方位的
三维空间感无疑可以给观众一种鲜活的,置身于其中的临场感,因此,多声道技术也开始发展起来。
环绕声
杜比数码
1989年10月,杜比实验室推出了一种比AC-1更先进,被称为适配性传输编码(英文缩写ATC,全称Adaptive Transfer Coding)的AC-2编解码方案。
而AC-3编解码方案,则采用了感觉编码系统,它将一种特殊的音响心理学知识、人耳效应的最新研究成果(通过编码运算,将声音中音量比较低不能被人耳察觉的高频部分进行删除,从而提高
压缩率)于先进的数字信号处理技术很好地结合起来,形成了“数字
多声道音频处理技术”,我们通常简称这种编解码技术为“杜比数码”。因此,可以这样说,只有AC-3编解码方案才是名副其实的杜比数码。
杜比数码(AC-3)的主要特点有:
(1) 纯数字化的音响效果,各项指标(动态范围、
信噪比和环绕声
输出功率)得到了前所未有的提升。
(2)超重低音声道的电平会比其他全频声道的输出电平高出10dB,以获得强力震撼的低频冲击力。
(3)通过独特的编解码算法,可以营造出动态范围宽阔、临场感强、声场定位准确以及细节表现突出等特点。
正因为杜比数码(AC-3编解码)所具有的这些优势,使得它成为了如今
高清晰度电视机、DVD影碟光盘以及环绕声唱片的世界范围内的音频标准。
家庭影院
如今5.1声道家庭影院的系统构成分为两大类:一类是以大屏幕彩电(投影电视)、5.1声道
功率放大器、
杜比数码环绕声解码器以及音箱群为核心的传统
家庭影院系统;
一类是以多媒体电脑、5.1声道声卡以及5.1声道有源音箱为核心的新型家庭影院系统。
虽然这两类系统的构成有很大差别,但工作流程是相同的:由DVD视盘机或
DVD光驱从DVD影碟光盘中读取出双声道的
音频信号(是将5.1声道的音频信号进行AC-3编码为的双声道信号),通过外置的杜比数码环绕声解码器或声卡内置的杜比数码(AC-3)解码器将双声道信号还原为5.1声道的音频信号,最后通过5.1声道功率放大器和音箱群或5.1声道有源音箱进行声音的播放。
因此不难看出,AC-3编解码的过程是整个家庭影院系统中的核心步骤。DVD影碟光盘中的原始音频信号其实是经过AC-3编码的双声道信号,通过对其的解码操作,最后还原为5.1声道环绕声音频信号。在这里,AC-3的解码操作已由外置的或声卡中的解码器来完成了,而AC-3编码的过程,便成为了我们本文要讨论的重点。
简介
单独声道
进行每个单独声道的制作,笔者选用的是在世界范围内广受好评,使用量极大的专业多轨音频编辑软件Nuendo。它是一款由德国Steinberg公司开发的影视后期制作专业音频软件,尤其擅长多轨音频的编辑处理,著名好莱坞大片珍珠港、剑鱼行动等的环绕声音频制作,都主要是由该软件完成的。
下边就是具体操作步骤:
(1)双击桌片上Nuendo图标,打开该款软件。此时映入你眼帘的一片空旷区域,是Nuendo的工作区范围,右下方的长条就是播放控制条,进行一些播放、录音等的控制工作。
(2)选择菜单File>New Project,新建一个工作项目。
(3)此时会弹出一个New Project新建项目选择框,在这里我们选择第六个选项“DVD Authoring5.1 2496”。点击OK按钮,完成选择。
(4)接下来会接着弹出一个SetProject Folder(设置项目文件夹)流览框,在该流览框中,指定一个文件夹,用来存放在软件工作过程中产生的各种
临时文件。
(5)选择好项目文件夹之后,点击Select按钮,完成设置。现在就会弹出两个窗口:大一些,其中划分了很多音轨的就是Project(项目)窗口,我们之后大部分的单独声道音频编辑工作就是在这里完成的。小一些的则是
调音台窗口,我们将在这里为每一条单独声道进行声场的摆位操作(可以理解为将各个声道设置为5.1声道系统中的不同位置)。
(6)现在假设您已经准备好了为不同声道所配的音频素材(即使您现在并没准备好也没有关系,从硬盘上随便找一些Mp3或Wav或其他格式的音乐素材、音效素材或人声素材现在进行准备也不晚)。比如你要进行一段DV影片的配乐,那前置的左右声道就可以放置相同的一段音乐(注意这段音乐一定要是单声道的,如果是双声道立体声,可以用其他音频软件先转化为单声道)。然后中置声道可以放一些希望在音场的中间出现的声音,比如人们说话的声音、鸟叫的声音和水流的声音等等。接下来,后置左、右环绕声道可以分别放一些飞机飞过、打雷闪电以及人们呼喊的声音等。最后,超重低音声道可以放一些你希望得到热烈感加强的声音,比如爆炸声、火山爆发声等等。总之,为各个单独声道安排声音的过程,完全可以由你作主,你希望在将来的5.1声道的环绕声场内的不同方位听到什么声音,就可在此时将这种声音安排进所属的声道中来。
(7)至于超重低音音轨,由于不存在声场位置的设置问题,因此在Nuendo在软件中,还不必让它出场。
(8)全部设置完之后,就可以将它们分别导出为单独的Wav格式的音频文件了,
具体步骤如下:
<1>选中第一条音轨“前置左”,点击音轨表右上方的S按钮,变为了红色,变是单独选中该音轨。这一部非常重要,只有这样,在导出的过程中,才能单独将“前置左:音轨导出,否则,就是5条音轨混为一支Wave文件导出了,这样可就麻烦了。
<2>鼠标点击音频素材条,周围被红线框住,表示选中。然后按下电脑键盘的P键,让顶部的绿线将音频素材条围住。
<3>选择菜单File>Export>Audio Mixdown,打开音频文件导出对话框,在Channel下拉菜单中选择MONO(单声道),在Files Of下拉菜单中选择Wav格式,在Files Name输入框中输入音频文件名称“前置左”,点击OK按钮,将剩余每一条音轨依次导出为单声道的Wav文件“前置右“、前置中”、“后置左”、“后置右”。值得强调的一点是,每一条音轨的导出,都要将该音轨的红色S按钮点亮,并将上一音轨的S按钮点灭,否则如果有两个或两个以上的S按钮处于点亮状态,那导出的Wav文件仍旧是这几条音轨的混合,而不是单独一条音轨。
(9)这样,在Nuendo中的5.1声道环绕声的每个单独声道的制作就完成了。接下来,我们就要对这些制作好的单独声道进行AC-3编码操作,从而制作出AC3文件。
AC-3编码
将六条声道一起进行AC-3编码,在这一步的操作中,笔者选择了一款由美国著名音频软件公司Soundfoundry出品的专业的5.1声道AC-3编码软件Soft Encode 1.0 - Dolby Digital 5.1。它可以编码出完全具有专业水准的5.1声道环绕声AC3文件。
具体操作步骤如下:
(1)双击桌面上的该软件图标,打开Soft Encode 1.0 - Dolby Digital
5.1。
(2)选择菜单File>Open,从硬盘中找到刚才导出的第一个Wav文件“前置左”,点击打开按钮,将其导入。
(3)此时在Soft Encode的界面中,就新开了一条音轨,名称为“前置左”。点击该音轨左端声场位置图中左上角的黑色方点,将其变为白色方点。则将该音轨的音轨类别设置为了AC-3编码过程中的前置左声道。
(4)按照2~3步的步骤,将在Nuendo中导出的其余4条音轨分别导入,并将它们的AC-3编码音轨类别分别设置好。
(5)最后就剩下超重低音音轨没有导入了。由于超重低音音轨没有音场指向特性,所以我们将它放在其他音轨之后最后进行导入。需要强调一点的是,Soft Encode这款软件只支持导入Wav文件,因此如果你的超重低音素材不是Wav格式的话,首先需要在其他音频软件中将其转换为Wav格式。
(6)将超重低音素材文件导入Soft Encode后,点击音轨左端声场位置图中,位于中心的黑色方点,将其变为白色。则便将超重低音素材音轨设置为了AC-3编码过程中的超重低音声道。
(7)接下来就可进行AC-3的编码操作了。选择菜单File>Encode,打开AC-3编码对话框,在文件名输入框中输入需要的文件名,点击保存按钮,AC-3编码便开始了。此时会弹出一个编码过程进度条。稍等一会,AC-3编码就完成了。
用任意一款DVD播放软件(WinDVD、PowerDVD等)便可以播放你刚才制作的AC3文件。假如你现在的电脑就是5.1声道的有源音箱,那便可感受自己亲手自做的5.1环绕声了。
结语
这篇文章所涉及的知识,很多都具有较强的专业性。为了便于您的阅读和理解,笔者简化了很多知识性内容的讲解,而是侧重制作过程的步骤梳理。希望可以使您在最大程度上快速制作出属于自己的5.1声道环绕声,为您今后制作出更为专业的媲美大师级作品的环绕声作品抛砖引玉。