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上混技术助力高清5.1环绕声
Larry Schindel
美国线性声学公司(LinearAcoustic Inc.)
随着D V D和蓝光在过去15年的普及与发展,观众在收看数字电视,特别是高清节目时非常期待环绕声体验.电视台为了增强竞争力并争取更多的观众,必须尽可能提供环绕声音频,特别是针对重点频道和核心栏目与大型活动,比如我们在今年夏天的奥运比赛.环绕声上混技术可以帮助电视台解决在开始环绕声播出初期的一些潜在问题,有助于提供更加稳定一致的环绕声场.
什么是环绕声上混？
简单来说,上混就是一个输出音频声道数比输入声道数更多的一种音频处理过程.音频信息被扩展用来填补多个声道,如果从声道数量的角度看,音频被“向上”混音到更多的声道输出.那么上混和立体声合成有什么区别呢？立体声合成是上混的一种形式,但是,当我们今天提到上混的时候,通常是指从立体声输入到5.0或5.1环绕声输出.上混是一种比“简单地将相同音频信号复制到多个声道输出”复杂得多的处理过程,妥善上混的音频听起来非常自然,并且能提供很好的“声像”(即空间感).上混设备通常同时使用输入信号的电平和相位信息,以确定在何处定位、或导向音频.由于相位是用于确定如何定位音频信号的一个重要元素,所以想要将单声道信号上混(立体声合成)是非常困难的,而且听起来也不那么自然.同样地,通过复制一个单声道而创建的“立体声”(实际是双单声道),并不能够给上混提供任何相位差信息.对于任何高质量的上混算法来说,这样的双单声道输入信号只能被上混至中置声道输出.只有利用去相关的输入信号,或包含大量相位差信息的立体声音源才能得到最好的上混效果.
什么时候使用环绕声上混？
如前所述,电视台通常将上混作为在系统、工作流程和人员等向5.1环绕声播出转换进程中,一种快速便捷的过度手段.上混还常常被用于帮助管理音频在整个电视台系统的路由和声道分配.比如,上混设备可以帮助确保无论音频源是立体声或是环绕声,S D I嵌入音频通道1/2, 3/4, 5/6总是包含环绕声音频输出.
即使台里已经实现全频道环绕声播出,上混依然是一个非常有用的工具.那么为什么录制原生5.1环绕声节目的录音师还会需要,甚至是想要使用上混呢？其实在录制环绕声节目时,有好几个典型的常见应用场景都需要用到上混.举例如下：
* 一段关于运动员或者艺人的历史镜头是从之前的比赛、演唱会或采访中截取的素材片段,只有立体声音频.将这段内容进行上混可以确保整个节目环绕声场稳定,避免从环绕声场垮塌为立体声然后再扩展为环绕声场.这样的声场跳变容易让观众分心并感觉不舒服.
* 节目中使用的一些配乐可能只有立体声版本,上混可以让配乐更好的融入到录音师全力打造的环绕声场中.
* 一些现场活动的录音师会使用一种分轨(discreet)和上混(upmix)的话筒组合来为观众营造出空间感更开阔、更饱满的现场体验.
在上述三个例子中,录音师或在多种音源格式的情况下使用上混以保持稳定的环绕声场,或创造性的使用上混来实现更好听的环绕声混音.需要注意的是,上混绝对不能代替分离环绕声,而是一种用来提升观众(或者说听众)欣赏体验的工具.
重要的考虑因素：
在选择环绕声上混设备时,通常需要考虑到以下几点因素.
延时量是一个重要指标,特别是用于现场节目制作(比如像体育赛事或大型活动等等).很明显,在这些情况下,延时量越低越好.但是,从另一方面来说,上混算法也应该确保有足够的时间来完成复杂精密的计算,确保上混结果不会出现混乱的声音定位和不应出现的可闻失真.有一些上混算法就曾被指出在处理一些特定节目类型时,不能保持中置声道信号的稳定输出.
方便修改的上混参数有助于录音师对输出的整体把控.比如,将中置声道(主要是对白)的一小部分分散到前置的左右声道,可以让中置的声像听起来较宽阔,并且更稳定的锁定在屏幕方位上,特别是对于不是坐在正对屏幕中间位置的观众.通常环绕声道的宽度和深度也可以独立进行调整,这样可以对整个声场进行灵活的控制,对不同类型节目的上混输出效果进行优化.比如对体育赛事、颁奖典礼或音乐现场等使用不同的设置.
一些高级功能包括对输入音频的自动识别,如果算法检测到立体声输入则进行上混,如果检测到5.1环绕声输入则直通.这样的优势在于可以自动、快速、无缝衔接所有不同音频输入格式,提供稳定的环绕声输出.
当我们在选择或评估一种上混算法时,最重要的是“听”.不仅要听上混后环绕声的效果,还要听上混后经过环绕声编解码再下混回立体声的效果.这样做的原因是,即使电视台已经实现了5.1环绕声播出,大多数观众还是只听到立体声版本.如果环绕声传输使用了杜比编码,则在电视机、机顶盒或A V功放里面已经内置了解码后对环绕声信号自动混音输出以匹配观众实际听音环境中声道数量的功能(通常对于只使用电视机的用户是两声道立体声,而使用家庭影院的用户则是5.1环绕声).并不是所有的上混算法在完成这样的处理过程后还能输出好声音,所以对下混的试听是非常必要的.
在某些地区,观众可能还在收听着单声道.他们有可能是使用一台老式电视机,或者使用机顶盒的射频输出将节目信号送到电视机.这样的单声道信号往往是利用左右声道信号再一次下混得到的.
当我们需要照顾到单声道下混的时候,很重要的一点是要在环绕声编码器上选择 Lo/Ro(仅左/仅右)的优选下混模式.另外一种常用的下混模式是Lt/Rt(总左/总右),由于该模式下混出来的左右声道包含环绕声道的相位转换,所以左右环绕声道的信息在进行单声道下混时会相互抵消.
除此之外,我们建议在制作过程中同时进行环绕声、立体声,甚至单声道的切换监听,以确保无论用户处于何种听音环境,重要的音频元素在各种不同的输出模式下都可以被清楚的听到.无需多言,使用多种不同类型的音频节目对上混算法进行试听和评估是非常重要的.就好像您选一款话筒,处理器或混响设备,每一种都有它独到的效果.
总而言之, 上混可以创造出一种引人入胜的自然声场.我们不能把它当成一种环绕声制作的“”手段,而应该当成我们音频工具箱中一个非常有用的工具.试用一下,您可能会发现上混不但非常有用,而且适用范围还很广泛.
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