数字电影放映中的声音制式

1、数字电影放映中的声音制式 doi:10.3969/j.issn.1002-6916.2011.11.034 序言 自从 1927 年华纳公司推出了第一部有声电影 爵士歌王 ， 电影便成为一种声画结合的视听艺术， 声音的制作与还放成为其 重要的内容与环节。但是，在有声电影诞生的初期，由于技术的 原因，声音主要表现在点声源和一种平面声的作用上。 随着科学技术的不断发展， 电影声音的记入模式与还放制式 发生了很大的变化， 记录媒体从光学录音、 模拟磁性录音发展到 今天的数字录音， 还放制式也从单声道、 模拟立体声发展为数字 多声道环绕立体声。 电影数字立体声的快速发展使得各种声音制式竞争异常激 烈，

2、经过竞争与选择，到 20世纪 90 年代初，基本形成三种制式 为主的格局，即：英国杜比公司的SRD美国环球公司 的DTS和日本索尼美国电影公司的 SDDS这三种制式与以前的 模拟立体声相比其共同优点是：音质好、声音清楚、失真度小、 动态范围大、临场感强等，并各具特长。 一、杜比 SRD DolbySRD也叫杜比数字(Dolby Digital )，由杜 比实验室推出。 1991 年第一部运用杜比数字的电影蝙蝠侠 诞生。杜比SRD系统是5.1路的环绕立体声制式，由 6 个声道组成 , 声音分配为：电影银幕后面左、中、右三路，观众 厅左环绕和观众厅右环绕各一路，低频效果声一路，共六路。它 是在SR

3、模拟立体声的基础上发展起来的一种声画合一的单系统 电影数字立体声数字光学声迹。采样频率32KHz、44.1KHZ、并 支持48 kHz、动态范围120dB、压缩比为10:1。SRD从 技术角度看很有优势，兼容性好、声画合一，并被DVD HDTV等 音视频产品采用。该系统采用 Dolby AC-3多声道音频编码系统， 即利用人的心理声学和信道间的冗余度进行编码。 DolbySRD 电影数字立体声是杜比公司电影立体声 的第三代产品。第一代产品是将 A型互补降噪技术与矩阵4-2-4 立体声编、解码技术相结合的 A型4-2-4电影立体声。第二代产 品是继A型4-2-4电影立体声之后，将降噪技术频谱录音

4、 (SR) 与A型4-2-4矩阵技术相结合，于1998年推出SR型 4-2-4光学 立体声声迹。SRD电影数字立体声作为第三代产品，它 是在 SR 型 4-2-4 模拟光学立体声的基础上，于 1991 年完成的 一种在35mm影片上同时记录有模拟立体声和数字立体声的光学 立体声迹，其中SR声迹仍为SR型4-2-4声迹，D声迹记录在 靠近模拟声迹一侧的齿孔之间的胶片上， 它是用二进制数字 0或 1 的方式，把 5.1 路数字光学声迹记录下来，还音时通过 AC-3 解码器进行解码。 DolbySRD 电影数字立体声突出的特点是解决了在 同一胶片上印有数字和模拟两种声迹， 这不仅解决了数字声迹影 片

5、既可在数字影院放映又可在模拟影院放映的问题， 并且当数字 声迹放映出现故障时，可自动转换为SR模拟立体声方式，也就 是说它具有自动转换和兼容 SR和 A型模拟声迹的功能。 电影 DolbySRD 数字立体声的特点主要体现在： 1、比模拟声的频率响应宽 杜比A型立体声的频率响应是 30Hz-12.5KHZ;杜比SR立体 声的频率响应是25Hz-14KHz;杜比数字立体声SRD的频 率响应是20Hz-20KHz,由此可见，SRD有这么宽的频率 响应，对所有原声场的还原， 特别是音乐的还原绝对是最逼真的。 2、声道分离度高，失真度小 杜比A型立体声声道间的分离度是 25dB;杜比SR立体声声 道间的

6、分离度是30dB;杜比数字立体声 SRD声道间的分 离度是60dB。相邻通道的分离度越好，串音就越少，立体声的 层次感也才能更好的表现出来，从以上数据可以看出， SRD声道间的分离度是最好的。 3、声音定位好，环绕声能分离成左环绕和右环绕 环绕声能分离成独立的左、右二路，这就是SRD数 字立体声比 SR4-2-4 模拟立体声更具立体声优势的特点之一。 明 确的方位感使声音更丰富、更有层次、更有流动感，声像定位也 更精确，给影片的声音的体现提供了更丰富的手法。 4、有真正的低频效果声 SR立体声低频效果声的信号不是录制时做的，是在Dolby 解码器中使用低通滤波器分离扩展出来的，而现在 SRD

7、立体声的低频效果声技术却是在录制时做好的， 有单独的一个通 路，它的重现带宽为25Hz-120Hz。这种真正的次低音效果使影 片的声音更加浑厚、 有力。比如，电影中的地震、 战争爆炸声等， 具有令人震撼的效果。 全世界安装有 DolbySRD 制式数字立体声解码设备 的银幕约41 , 000块，在我国DolbySRD是最普及的数 字影院系统，国内现在安装有SRD制式的数字立体声解 码设备的银幕约 70 0 块。 1997年北京电影制片厂制作了我国第 一部SR.D数字立体声电影鸦片战争。 二、DTS DTS(Digital Theater Systems,Inc.)数字影院系统，它 是杜比数字环

8、绕声蝙蝠侠出现两年之后 1993 年由美国环球 电影公司以 侏罗纪公园 首推电影市场的又一种数字环绕声系 统。 DTS采用 CAC( COHERENTCOUSTICCODING 相干声学编码) 方式工作，和 Dolby Digital 一样也属于利用心理声学原理来对 声轨进行编码的有损的数字压缩技术。 我们知道， Dolby Digital 是将音效数据存储在电影胶片的齿孔之间， 因为空间的限制而必 须采用大量的压缩的模式，这样就不得不牺牲部分音质。DTS公 司用一种简单的办法解决了这个问题， 它采用了特殊的声画分离 的双系统，即把音效数据存储到另外的CD-ROM中，使其与影像 数据同步。在电

9、影院中，数字声迹记录在CD-ROM光盘上，由专 用的光盘驱动器读取， 这样不但空间得到增加， 而且数据流量也 可以相对变大，更可以将存储音效数据的CD 更换，另外，在拷 贝的模拟声迹与画幅之间录有时间同步码， 用来控制光驱还音与 画面的同步。DTS具有六路和四路两种格式，六路格式也是 5.1 声道，分左中右三路，频响为20Hz 20kHz;左右环绕，频响为 80Hz 20kHz;低频效果声声道，频响为20Hz 80Hn环绕声道 中 80Hz 以下的信息也放在超低音声道中，这一点和杜比数字相 同，但DTS声音处理采用了英国音频处理技术公司的APT-X100 数码压缩技术，数字压缩比为4:1,仅为

10、杜比AC-3压缩比的1/4。 压缩比越低，占用的记录空间越大，其重放音质就有可能越好， 加之DTS采取高比特、高采样率等措施，使之对原声重现的追求 上就更进了一步，且DTS动态范围为138dB采样频率为48kHz, 因此DTS被很多人认为比Dolby Digital具有更好的效果。 DTS技术开发出来以后，马上受到大导演斯皮尔伯格和环球 影业公司的高度重视，斯皮尔伯格对DTS技术给予高度评价，环 球电影公司也相当看好 DTS的前景。斯皮尔伯格和环球电影公司 于1993年成为DTS的投资人，并决定率先在大型科幻电影侏 罗纪公园中尝试采用 DTS技术。结果，侏罗纪公园一片凭 着逼真的特技制作和令人

11、震撼的 DTS数字环绕音效征服了观众， 以全球 9.2 亿美元的票房收入掀起一股“侏罗纪旋风”, 成为当 时最卖座的电影。 侏罗纪公园采用 DTS取得空前成功之后，许多好莱 坞电影亦纷纷开始引入 DTS数字环绕立体声系统，许多制片人、 导演以及混录师认为 DTS是声音再现性最佳的系统，甚至可以和 原来优异的70mm电影胶片的磁迹声轨相媲美，而影剧院的经营 者也认为DTS制作出来的电影充满了魅力。DTS影院采用一台双 碟放音机， 可不间断的放映长达 3小时 20分钟的巨片， 而且 DTS 技术操作容易，因此获得了绝对性的支持。在DTS问世的第5年， 拥有DTS声轨的电影已经超过了 200部，后来

12、出品的好莱坞电影 如生死时速、水世界和龙卷风等风靡全球的著名大 片，几乎都同时具备了 Dolby Digital 和DTS声轨。 环球、米高梅、派拉蒙、华纳、 20 世纪福克斯等公司都发 行了 DTS制式的影片，而作为播放电影终端的电影院，采用DTS 还音系统的数量在不断增加，目前DTS银幕总数已经超过22， 000块。在中国DTS银幕数也已经超过250块，和杜比数字并列 为数字环绕立体声轨之雄而得到世界上大多数电影院的大力支 持。 在我国，DTS也得到了一定的发展，国内第一部采用DTS数 字立体声技术制作的上海美影厂的动画片宝莲灯，也产生了 很大的影响。 随着技术的成熟与市场的需要， DTS

13、公司不断完善和推出新 的格式，包括 DTS-ES系列的 DTSESMatrix 6.1、DTSESDiscrete 6.1、DTS Neo： 6 和用于 DVD-Video 的高质量音频 DTS 96/24。 采用DTS编码的DVD软件也不断增加。DTS将继续在电影和多声 道音乐的领域充当重要的角色， 给电影和音乐创作者提供更大的 创作空间和条件，也给影音消费者提供更多的数字音频乐趣。 三、SDDS 1994年 8月推出的索尼动态数字立体声 SDD(SSony Dynamic Digital Sound )是电影业最新、最先进的数字立体声制式，这 是美国索尼电影公司(SPE采用索尼公司数字信号

14、处理和音响 技术的精华开发并投入使用的一种系统。该系统共有八个声道： 左、左中、中、右中、右、左环绕、右环绕及低频效果声声道。 SDD3使用一种5:1压缩技术，采样频率44.1kHz、动态范围105dB、 频率响应5Hz- 20kHz(+-1dB)。使用ATRAC编码方式把声音信息 记录在胶片的两边，使用这种算法可以保持100%的数据冗余量， 经过测试可以放映500次以上质量不会有所降低，SDDS灵活性 大，通过不同组合， 可生成 8、 6、 4 和 5.1 声道各种立体声制式。 电影界专家通常把SDDS看成是最“准确还音”的数字立体 声制式，主要是由于它真正声道分离的数字编码技术和多达八声

15、道的还音能力。 SDDS是最先进的数字制式，因而要用更完美的硬件，SDDS 还音硬件是按照索尼公司严格的机械标准制造的， 这是为了使它 能在放映间里使用多年。 另外， 只是计算设备的费用可能误导客 户，声画分离的双系统看起来很便宜， 但需要不断地向影院提供 只读光盘(CDROM。对于电影界来说，把每一部影片只读光盘 的制作和发行费用计算在内以后，这种系统就昂贵得不能接受 了，索尼还认为，未来的影院将全部采用数字还音方式，影院目 前不应该去升级现有的模拟还音系统。因此，安装SDDS系统不 要求对模拟A环（光学预放器和降噪器）作不必要的升级，把隐 藏着的模拟A环升级费用包括在内之后，采用SDDS常

16、常成为影 院升级到数字声的最便宜的途径。 SDDS首次的实际商业电影运用是由阿诺 史瓦辛格主 演的幻影英雄 上映。 此后， 有超过 1,400 部的影片采用 SDDS 的音效记录格式， 如：蜘蛛侠 3、 灵魂战车 （ 2007 年）、 变形金刚 （2007 年）等。至于电影院方面，到了 2007 年初已 有8,000家以上的电影院装设、布建 SDDS的音效播放系统。 即便如此，SDDS也依然是相当活跃的音效制式，在2005年 仍有150部以上的新影片使用 SDDS制式，至2007年初也已经超 过 100 部，且 2005 年只有 5 部影片是真的使用到八个声道，而 2006年已有 3 部以上影

17、片使用上八声道。 尽管所有数字立体声制式比起几年前的模拟立体声制式来 说，都能提供可以听得出来的音质改进，但 SDDS在传送最高质 量的声音上是唯一的和最优秀的。 SDDS在以下几个重要方面超 过了其它的数字立体声制式： 1、声道的数量， 系统自含的数字信号互补和音频编码技术。 别的数字制式有最多六个声道，SDDS则可以容纳多达八个声道。 SDDS采用高度的数字信号互补或称误差校正，在通过胶片接头 或影片损坏时， 仍然保持声带的数字放音状态， 没有因转回模拟 声带造成还音质量下降而引起观众注意的问题。 2、SDDS采用ATRAC勺数据压缩专利技术，这种技术既能保 持录音声道的真正分离， 又能得到非常好的声音质量。 当在众所 周知的SONY名下把这些技术因素汇集在一起时，观众所听到的 影片声音是任何一种其他勺数字制式所不能复制