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浅谈数字电影放映中的声音制式
[论文关键词] 声音制式 杜比SRD DTS SDDS
[论文摘要]随着数字技术的总体发展，观众需求的提高，数字电影制作放映中的多声道环绕声时代已经到来，经过发展竞争基本形成以杜比SRD、 DTS、SDDS三种声音制式为主的格局，这三种制式与以前的模拟立体声相比音质好、失真度小、声音清楚、动态范围大、临场感强等，并各具特长。
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，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，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(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*战争》。
二、DTS
DTS（Digital Theater Systems,Inc.）数字影院系统，它是杜比数字环绕声《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（COHERENT ACOUSTICS CODING，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－80Hz。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公司不断完善和推出新的格式，包括DTS-ES系列的DTS ES Matrix 6.1、DTS ES Discrete 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SDDS（Sony 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。SDDS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。
虽然已有1,400部以上的片子采用SDDS音效格式，但实际上只有约7％的影片是真的以完整的八声道进行混音录制，绝大多数的音效工作室仍是用六声道（5.1）的系统设备而不是八声道（7.1）来进行编辑制作。此外SDDS的八声道录制设备相当昂贵，这也使得许多工作室无力增设新的设备，如此也使得之后的发展变成只有较高预算、制作场地较大、较能允许放置更多制播设备的工作室才有八声道的录制系统可用。因此，SDDS是三种普及推广型音效中最居弱势的一种（此处还未将THX加以列算），而负责SDDS的索尼电影院产品部门（Sony Cinema Products）也在2002年将职务告一段落，不过SDDS仍然持续支援多数的主要制片工作室，然而新成立的电影院中则愈来愈少采用、布建SDDS系统，这也是不争的事实。
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的数据压缩专利技术，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的数字制式所不能复制的。
到目前，几家大的发行公司已经有100多部影片采用SDDS声带发行。华纳公司、20世纪福克斯公司、新线电影公司、哥伦比亚三星公司和其它公司已经承诺要持续不断地采用SDDS声带来发行它们的影片。
结语
今天我们熟知的DolbySRD、DTS、SDDS等技术,已被广泛应用于电影声音的制作放映中,这些新技术的出现和应用为电影声音魅力的体现创造了新的舞台，从而提高了电影的总体功能。多声道数字立体声制式在电影中的广泛应用，从根本上改变了电影声音制作、放映的格局，为电影艺术的发展开辟了广阔的空间。
参考文献
[1]沢口真生编著,王明臣、张永辉译，《环绕声录音制作技术手册》，科讯交流有限公司2003年4月出版
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