环绕声和家庭影院

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1、沈用的 A V 系统, 通常以 A V 放大器为中心, 配置引 言1 高 保 真 系 统 或 环 绕 声 系 统 以 及 大 屏 幕 电 视 机,并向着家庭影院方向发展 。 过去音频和视频系统的组合只重视图象清 晰 度 而 忽 视 音 质 。 电 视 系 统 迄 今 还 是 以 单 声 道为主 , 而录象机的重放虽然采用了立体声, 但 系 统 的 音 质 仍 然 没 有 足 够 重 视 。 自 从 环 绕 声 的提出才使电视机的设计和生产开始重视 A V 系 统的音质 。 一方面改善了电视机的声音质量, 另一 方 面 开 始 生 产 带 环 绕 声 的 大 屏 幕 电 视 机 。 具 有环绕声

2、和大屏幕电视机的家庭影院将是现代家 庭 中 的 娱 乐 中 心, 它 可 以 使 人 们 坐 在 家 中 欣赏 到 电 影 院 所 具 有 的 视 听 效 果 。 随 着 电 子 科 学 技 术 的 发 展, 各 种 高 清 晰 度 、 大 屏 幕 电 视 机 、 投影 电 视 机 、 激 光 影 碟 机 、 V CD 机 、 DV D 机 以 及 各 类 数 字 音 响 、 环 绕 声 的 出 现 为 家 庭 影 院 的 建立创造了条件 。 电影院由放映厅 、 影院设施和影 视 设 备 三 部 分 组 成 。 家 庭 影 院 也 离 不 开 这 三 个 方面, 不同的是放映厅是家庭内的小客厅

3、, 影院 设施是家中沙发 、 桌椅等 , 影视设备则是大屏幕 高 清 晰 度 电 视 机 和 一 套 环 绕 声 系 统 。 通 过 信 号 处理技术 , 可以给出一个三维空间的声场 , 其方向 性 很 强, 声 音 可 以 随 着 画 面 内 容 的 要 求 而 改 变方位 , 令观众仿佛置身于影片情节之中 , 具有 逼 真 的 影 院 效 果 。 但 是 节 目 源 必 须 是 杜 比 环 绕 声 影 碟 并 使 用 环 绕 声 音 箱, 当 然 大 屏 幕 电 视 机 是 重 现 高 清 晰 度 效 果 的 关 键 。 另 一 方 面 家 庭 影 院也不仅仅限于影视欣赏, 也可兼顾音乐欣

4、赏 。例 如 卡 拉 O K、 M TV 等, 也 可 重 放 CD 唱 片 。 如 果 系 统 中 配 有 录 音 座 , 也 就 具 有 家 庭 音 乐 中 心功能 。声 音 具 有 强 大 的 表 现 力 。 近 年 来 兴 起 了 环绕 声 感 受 的 追 求 , 它 是 80年 代 末 声 系 统 质 量 迷 立 体 声 普 及 后 最 大 的 改 进 。 传 统 的 双 声 道 立 体 声具有方向感, 但缺少环境感 。 因为实际中听者 欣赏音乐时, 除了声源方向来的直达声以外 , 还 有 从 周 围 各 种 反 射 面 反 射 回 来 的 反 射 声 , 在 听 者 周 围 形 成

5、 混 响 声 场 , 使 听 者 有 被 声 音 包 围 的 环 境 感 。 所 谓 环 绕 声 是 指 一 种 在 直 达 声 源 方 向 感 不 变 的 情 况 下 , 给 听 者 带 来 环 绕 效 果 音 质 感 觉 的 声 音 。 环 绕 声 感 觉 与 心 理 声 学 中 优 先 效 应 (也称哈斯效 应 ) 和 掩 蔽 效 应 有 关, 可 以 让 直 达 声 先 到 达 以 保 证 声 像 定 位 。 同 时 又 将 与 直 达 声 不 相 干 的 混 响 声 加 大 延 时 ( 通 常 不 超 过 50m s) , 使 人 耳 能 感 觉 到 这 种 声 音, 但 不 能 确

6、 定 其 传 来 方向 。 这样既不破坏主声源的方向感 , 也减少了 直 达 声 对 混 响 声 的 掩 蔽 , 使 混 响 声 加 强 了 环 绕 声效果 , 增加距离感 , 并模拟不同环境下的反射 群来形成环绕声 。在 家 庭 娱 乐 方 式 中, 音 响 和 电 视 技 术 的 发 展 , 它们趋向组合是必然 的 。 音频与视频技术的 各种组合 , 形成不同类型的音频 视频系统 , 即 A V 系 统 。 它 同 时 包 含 有 音 频 、 视 频 设 备 的 系 统, 可 以 进 行 音 乐 欣 赏 、 舞 曲 伴 奏 、 观 赏 电 视 和 聆 听 录 音 节 目 , 并 且 进 一

7、 步 发 展 了 卡 拉 O K 演 唱 。 这类系统的特性多种多样, 有的系统兼有听 的 和 看 的 功 能 , 例 如 一 台 有 音 频 输 入 端 口 的 录 象 机 配 以 一 台 电 视 机 , 或 者 一 台 有 传 声 器 输 入 端 口 的 兼 有 录 象 功 能 的 电 视 机 等 。 但 它 们 的 音 质 不 一 定 达 到 高 保 真 的 要 求 。 卡 拉 O K 机 并 配 以 电 视 机 是 典 型 的 A V 系 统 。 大 型 歌 舞 厅 的 卡 拉 O K 系 统 采 用 了 大 屏 幕 电 视 机 ( 或 投 影 电 视 机 ) 和高保 真 系 统 ,

8、具 有 良 好 的 A V 特 性 。 家 庭电 影 院 声 系 统2立 体 声 通 常 指 双 通 道 立 体 声, 这 种 系 统 只需要左右两条声音通道, 重放设备比较简 单 , 房间 面 积 不 大, 听 音 人 不 多 时 可 以 获 得 较 好 的 立 体 声 效 果 。 但 是 在 面 积 较 大 的 场 所 ( 例 如 电 影院 ) 和要求立体声效果更高的地方 (例如家庭影 院 ) , 双 通 路 立 体 声 效 果 不 能 令 人 满 意, 因 此 研 究 了 多 通 道 立 体 声 并 进 一 步 发 展 了 环 绕 声 系 统 。 杜 比 实 验 室 在 分 离 式 四

9、通 路 系 统 的 基 础 上 提出一种编码系统 , 用于电影院放声 。 该系统在录音时接收 L (左前 )、 R ( 右 前 ) 和 C ( 前 中 ) 和 S(后环 绕 ) 四个信 号 。 通过编码矩阵处理 , 变换成L T 和 R T 两组信 号 , 其中L T = L + 017C - 017 jS R T = R + 017C + 017 jS用 以 记 录 在 电 影 胶 片 的 两 条 光 学 声 轨 上 , 重 放时 经 解 码 后 恢 复 成 四 通 路 系 统 , 它 不 但 创 造 出 具 有 极 为 逼 真 的 声 效 果 , 而 且 与 原 有 电 影 胶 片录 音

10、系 统 兼 容 , 可 用 来 提 高 电 影 院 放 映 系 统 的音质 。 电影立体声的实用化是始于磁性多通道录音, 而杜比立体声是电影声系统最成功的形式 。早 期 , 电 影 院 的 声 音 质 量 不 好 , 高 低 频 分 量 不 足, 失真 大 , 本底噪声高, 立体声效果差 。 杜比立 体 声 (D o lb y S te reo ) 从 根 本 上 解 决 了 这 些 问 题, 它 包 括 从 电 影 配 音 录 制 到 电 影 院 重 放 的 完 整处理过程 。 为了获得更好的立体声效果, 给观 众提供更宽的声像范围, 更生动的环境气氛 。 标 准杜比立体声系统如图1 所示

11、, 接收到 L T 和 R T 两 路 信 号 后, 用 解 码 器 从 这 两 个 信 号 中 恢 复 成 四个声道信号 L , R , C , S , 其中L = L T = L + 017C - 017 jS R = R T = R + 017C + 017 jSC = 017 (L T + R T ) = 017L + 017R + CS = 017 (L T - R T ) = 017L - 017R - 017 jS扬声器系统采用了3 - 1方式的四通路立体声 形 式, 即 在 电 影 院 前 方 设 置 L ( 前 左 )、 R ( 前 右 )、 C (前中 ) 3个 通 道 的

12、 扬 声 器 , 用 以 模 拟 听 者 前 方 声 源 的 直 达 声, 前 面 方 向 的 早 期 反 射 声 以及 前 面 方 位 的 混 响 声 信 息 。 在 观 众 的 背 后 及 侧 面 设 置 环 绕 声 通 道 的 多 个 并 联 扬 声 器 (S ) , 用 以 携 带 模 拟 听 者 左 、 右 和 后 方 的 早 期 反 射 声 和 混响声信息, 也可携带画面以外的效果声信息 。 在 电 影 院 内 四 通 道 扬 声 系 统 按 图 2所 示 方 式 布 置 。 在电影院内除前方扬声器以外, 通常侧面和 后 方 设 置 多 只 扬 声 器 作 为 环 绕 声 系 统

13、重 放, 并 且 常 常 在 环 绕 声 道 中 插 入 延 迟 电 路 。 这 种 系 统 在应用于家庭时通常将环绕声扬声器减少到两 个, 即左后和右后各一个扬声器 。 当然增加环绕 声扬声器数量可以获得更好的效果 。2 电 影 院 内 杜 比 立 体 声 用 扬 声 器 系 统 布 置80年代中期 , 杜比实验室又提出了杜比 SR 系统 (D o lb y Sp ec t ra l R eco rd in g Sy stem ) , 这 种 系 统 把 输 入 信 号 进 行 频 谱 分 析 , 可 以 将 更 多 的 信息记录在磁带上 , 而且还能拓宽动态范围 。 杜 比 SR 技 术

14、引 入 杜 比 立 体 声 系 统 后 , 形 成 了 杜 比立体声 SR , 它在杜比立体声的基础上提高了 电影的放声质量 。 音频信号的数字化 , 使电影的 声 系 统 也 企 图 数 字 化 。 曾 经 考 虑 从 制 作 阶 段 声 系 统 全 面 数 字 化 问 题 , 但 从 现 有 的 胶 片 为 基 础 的 制 作 工 艺 条 件 来 看 , 全 数 字 化 方 式 还 不 具 备 必 要 的 条 件 。 因 此 只 能 在 原 有 杜 比 立 体 声 SR 的 基 础 上 数 字 化 , 提 出 了 杜 比 SRr D 电 影 数 字 声音系统 。 采用这种数字声音系统的胶片

15、, 保留 了 原 有 的 两 条 模 拟 光 学 声 轨, 而 SRr D 的 数 字31图1 杜 比 立 体 声 系 统 ( 解 码 器 )电声技术 11 1997数据记录在胶片摸拟光学声轨旁边定位孔之间的胶片上 。 杜比数字立体声 SRr D 系统, 前 方 仍 然 为 左 、 中 、 右 3个 通 道 , 背 后 和 侧 面 是 左 、 右 两个 环 绕 声 通 道 , 在 前 方 中 间 还 有 200H z 以 上 的 低音专用通道, 称为0 11通道, 因此总数为5 11条通 道 , 扬 声 器 系 统 的 布 置 如 图 3 所 示 。 在 音 质 方面 , 杜 比 SRr D

16、系 统 又 有 很 大 的 提 高 。技术, 区别在于杜比环绕声是家用 的 , 它的载体是 录 像 磁 带 、 CD 唱 片 或 L D 影 碟 , 解 码 设 备 是 装 有 杜 比 解 码 器 的 家 用 播 放 设 备 。 杜 比 环 绕 声也可以说是杜比立体声的简化 , 它也是一种3 -1方式的 4通路立体声系统, 记录 时 4条通道的信 号 经 过 编 码 变 成 2条 声 道 , 重 放 时 由 2声 道 解 码 还 原 成 4条 通 道 的 信 号 。 图 4是 一 种 家 用 杜 比 环绕 声 系 统, 它 从 左 、 右 通 路 信 号 产 生 (L T - R T )差 信 号 , 通 过 延 迟 电 路 将 差 信 号 延 时 2050m s, 然 后 经 7kH z 的 低 通 滤 波 器 和 杜 比 B 型 降噪处理 , 经放大后作为后方环绕声道放音 。 后 方环绕声道可以采用多只扬声器 , 但通常为 2只并 联 , 故 仅