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立体声

立体声,就是指具有立体感的声音。自然界发出的声音是立体声,但如果我们把这些立体声经记录、放大等处理后而重放时,所有的声音都从一个扬声器放出来,这种重放声(与原声源相比)就不是立体的了。这是由于各种声音都从同一个扬声器发出,原来的空间感(特别是声群的空间分布感)也消失了。这种重放声称为单声。如果从记录到重放整个系统能够在一定程度上恢复原发生的空间感(不可能完全恢复),那么,这种具有一定程度的方位层次感等空间分布特性的重放声,称为音响技术中的立体声。

环绕立体声 立体声

立体声

立体声基本信息

英文名称:Stereo


立体声是指具有立体感的声音。


它是一个几何概念,指在三维空间中占有位置的事物。因为声源有确定的空间位置,声音有确定的方向来源,人们的听觉有辨别声源方位的能力。特别是有多个声源同时发声时,人们可以凭听觉感知各个声源在空间的位置分布状况。从这个意义上讲,自然界所发出的一切声音都是立体声。如雷声、火车声、枪炮声、风声、雨声等等


当人们直接听到这些立体空间中的声音时,除了能感受到声音的响度、音调和音色外,还能感受到它们的方位和层次。这种人们直接听到的具有方位层次等空间分布特性的声音,称为自然界中的立体声。


立体声源于双声道的原理,立体声不算和双声道一个概念,但是因果关系。

立体声组成

直达声


直达声是指直接传播到听众左右耳的声音。


反射声


它是指从室内表面上经过初次反射后,到达听众耳际的声音,约比直达声晚十几到几十毫秒。


混响声


它是指声音在厅堂内经过各个边界面和障碍物多次无规则的反射后,形成漫无方向、弥漫整个空间的袅袅余音。

立体声特点

与单声道相比,立体声有如下优点:


具有各声源的方位感和分布感;


提高了信息的可懂度;


提高节目的力量感、临场感、层次感和解析度。

立体声多种格式

简介


多声道环绕声最让人迷惑不解的地方之一就是存在很多种不同的格式。下面是最常见的几种环绕声标准。


Dolby AC-3标准


Dolby Audio Code 3(简称 AC-3,但更为流行的叫法为 Dolby Digital)是针对 HDTV(高清晰电视)应用而开发的一种音频编码格式,它将 5 个全频段(3Hz~20000Hz)的音轨和一个低频段(3Hz~120Hz)的音轨通过有损压缩的方式编码为一个数据流。


它所采用的压缩算法会将人耳不易听到的部分声音高频细节信息删除,从而能够实现 10:1 的压缩比。Dolby Digital 标准在电影工业中得到了非常广泛的应用,在大多数 DVD 影碟中都能看到它的身影,而且几乎所有的 DVD 机都能支持这一标准。


Dolby Pro Logic II


Dolby Pro Logic(杜比定向逻辑技术)是一种矩阵解码技术,它能够将 VHS 录影带及 TV 节目中已编码在立体声音轨上的杜比环绕声的节目解码还原为四声道输出的环绕声节目。而 Dolby Pro Logic II(第二代杜比定向逻辑技术)要更为先进一些,它能从任何立体声节目源分离出五个独立声道的环绕声(左、中置、右,左环绕及右环绕),即便原来的节目没有经过杜比环绕声的编码处理也能实现。对于经过杜比环绕声编码的节目的回放,如电影音轨,其声音效果可与 Dolby Digital 5.1 媲美;对于未编码的立体声节目,如立体声 CD 唱片,节目回放的效果可营造出更宽广的、更有包围感的声场环境。与第一代技术相比,第二代杜比定向逻辑的另一项改善之处在于它提供了全频段的两个独立的环绕声道,而第一代技术只有单一的、频段有限的环绕声道。


Digital Theater Sound


与 Dolby Digital 编码格式类似,Digital Theater Sound 也是一种有损音频编码技术。在电影中 DTS 的压缩比例通常在 2.9:1~4.3:1 之间。它所采用的压缩算法并不是基于人耳的听觉,而是基于数据的冗余度。由于采用了带有线形预测和自适应功能的小波编码方式,它能够非常有效地减少数据冗余度并进行压缩。


开发 DTS 系统的宗旨是想建立一个适用于所有影院的统一的数字音频标准,而不仅仅针对音响演示厅。它并不主张把音频数据直接保存到电影胶片上,而是试图通过其他媒介来实现更简便、更廉价、更稳定、更灵活同时具有更高音质的电影声音回放。由于 DTS 致力于把声音播放与电影胶片分离开来,这也成为它与其他影院声音系统最大的不同,比如它最主要的竞争对手-Dolby Digital 系统。


不过如果人们仅仅讨论在家庭中观看 DVD 影碟的话,这两种环绕声系统之间并没有特别明显的差异,它们都需要硬件或者软件的解码器将数据分解为 6 个声道(5.1)。这是因为制作 DVD 影碟时,Dolby 的音轨就不用再保存在电影胶片的边缘了。
在 DTS 系统中,声音是采用数字音频文件的格式保存在CD-ROM上的(而不是采用 CD 音轨方式),这主要是为了更好地进行错误校正。通过多个光驱组成的光驱链就能扩展出若干条环绕声音轨,对于那些需要提供外语配音的电影拷贝,只需要配上另外的光盘即可,相当灵活。


DTS 系统的原型于 1992 年问世。在接下来的几年中,这一技术受到美国好莱坞大导演斯皮尔伯格(Steven Spielberg)及环球电影公司的高度重视,并在大型科幻电影《侏罗纪公园》中首次采用了 DTS 技术(1993 年 6 月)。斯皮尔伯格和环球电影公司甚至和该技术的发明人德利贝尔格共同合作成立了 DTS 公司。随后,支持 DTS 的影院如雨后春笋般普及开来。
DTS 公司还开发了一些其他的音频格式,包括DTS-ES(DTS 5.1 声道的增强版,使用一个额外的背环绕中置扬声器来实现 6.1 回放)、DTS 96/24(采用 96 kHz、24-bit 采样率的 5.1 环绕声)、DTS Neo 6(将老电影中的两声道音源扩展成 5.1 环绕声,类似于 Dolby Pro Logic II)。

构建环绕

环绕声的播放


如果你想在PC上实现环绕声的播放,你的电脑需要具备下面的条件(通常新买的 PC 会满足其中的绝大部分):


一款 DVD 光驱;


一款带有环绕声输出的普通声卡(最好带有 S/PDIF 输出以连接外置的解码器)或者一款带有 6 路输出的专用多声道声卡;


一组有源 5.1 扬声器或者一款 6 声道功率放大器加上一组无源扬声器;


能够支持 Dolby Digital 和 DTS 解码的 DVD 播放软件或者采用外置的 Dolby Digital、DTS 解码器;


一组扬声器线缆,如果采用外置的功率放大器或解码器,还需要配备相应的音频线缆。


某些声卡可能需要使用 S/PDIF 线缆来连接外置的解码器,这类解码器有时被集成于高档有源扬声器或者家庭影院的功放单元。


Dolby Digital 和 DTS 对 5.1 扬声器摆放位置的要求是一致的,而 DVD-Audio 和 SACD 则稍有不同,它们要求后置扬声器要与人耳位于同一水平线。不过,理想的环绕声扬声器摆放位置在实际家庭中很难实现。人们往往会为了摆放方便把扬声器放在房间的角落或者挂在墙上,而这些都会影响环绕声场的效果或者破坏扬声器音量的相对平衡关系,比如把扬声器挂在墙上会对低频段声音产生 6dB 的增益。


低音炮的摆放位置也很有讲究,如果摆放在角落,可以能带来 18dB 的增益。而稍微不太对称的低音炮摆放位置可能会有助于消除驻波或共振的情况。


尽管合理的扬声器摆放位置对于产生准确的环绕声声场是至关重要的,但人们往往更关心这些扬声器在房间里怎么摆放起来更方便。这正是造成很多家庭影院效果不佳的主要原因。


Windows 环绕声设置


如果你想用 PC 来进行环绕声播放,还需要有一些注意事项。如果你的 PC 之前被设置为双声道立体声,你需要到控制面板的“声音和音频设备”中去更改一下设置。


选择“音量”选项卡的“扬声器设置”中的“高级”按钮,然后在“扬声器设置”下拉列表中选择你的扬声器类型,如 5.1 或 7.1 环场扬声器。以上的操作步骤是针对 Windows XP 的,不过对其他版本的 Windows 来说也基本类似。


对于双声道立体声来说,如果不小心接反了连接线也无关紧要,你肯定能听到正常的声音(只是左右声道反了而已)。而对于 6 声道的 5.1 环绕声来说,连接错误的概率显然要大了很多。


如果你使用的是普通的声卡,不同的端口往往会用不同的颜色和文字标识出来,这会让连接过程变得更简单一些,而那些专用的多声道声卡却只用数字标明了端口号,反而更容易让人迷惑。


更为复杂的是,这些专用的多声道声卡通常都允许控制软件改变输出端口的映射关系。由于 Windows 操作系统限制端口映射必须成对改变,因此我们建议你不要轻易改变原来的缺省设置。


类似 WinDVD 这样的应用软件往往会提供一个环绕声测试模式。在环绕声测试模式下,软件会让一个声音依次从每个扬声器发出,从而让你了解是否正确连接了每个扬声器。Windows Media 9 的安装过程也会使用 WM9 格式的测试文件来测试环绕声,你可以到 Microsoft 公司的网站去下载。

立体声信号消人声

立体声可以看作 4 个不同的声源混在一起,1 声源称人声,2、3、4 声源称节拍声。


1 声源是两声道相同的部分,2 声源是两声道相反的部分,3 声源是左声道有、右声道没有的部分,4 声源是左声道没有、右声道有的部分。


人声消除的结果无疑就是:新建左声道=原左声道-原右声道,新建右声道=原右声道-原左声道,1 声源的部分将消失。


单道混音的结果是:原左声道+原右声道,变成了一个声道,2 声源部分将消失。


所以人声可以消除,而节拍声是无法通过最基本的立体声混音消除的。