5.1声道音箱技术

5.1音效处理是目前比较完美的声音解决方案，能够满足电脑游戏和家庭影音方面的超级要求，传统的双声道音响也因此而退出高级音响的舞台。为了充分发挥多声道的能力，必须清楚地了解如何配置和使用整个系统。 5.1声道的简述 　　5.1声道分为预先录制和游戏两种。预先录制已广泛应用于各类传统影院和家庭影院中，一些比较知名的声音录制压缩格式，如杜比AC-3(Audio Coding 3，第三代音响编码)、DTS等都是以5.1声音系统为技术蓝本的。5.1采用左(L)、中(C)、右(R)、左后(LS)、右后(RS)五个方向输出声音，使人产生犹如身临音乐厅的感觉。这五个声道相互独立，其中“.1”声道，则是一个专门设计的超低音声道，这一声道可以产生频响范围20～120Hz的超低音。其实5.1声音系统来源于4.1环绕，不同之处在于它增加了一个中置单元。这个中置单元负责传送低于80Hz的声音信号，在欣赏影片时有利于加强人声，把对话集中在整个声场的中部，以增加整体效果。 　　DVD影片除了在视讯影像画质方面较VCD高出不少外，更重要的是其原始音场的重现。要将影片中的音场效果表现出来，绝不会是二个音箱就能够达到的，至少四个音箱才是构成一个音场的基本要求，六声道的音箱组在全音域的整体表现会更好。由于此应用牵涉到视觉场景与听觉的结合，对于影片中音场的呈现会有相当高的要求，如果不以多声道的音箱组搭配，影片播放出来的音场准确性和真实性便会受到质疑。 　　游戏5.1主要是3D定位，从音场效果方面来看，传统3D定位音效的效果对于前、左、右的声音定位很明确，但是在对于后方及具有高度的声音，就可能会因为每个人的感受不同而有差异，这对于3D游戏来说，无疑是一个颇为不利的因素，因为在游戏中只能看到前方的景象，对于其它位置的动态就必须仰赖于声音才能掌握，若是将喇叭换成四声道或以上的产品的话，这个问题便可迎刃而解。 　　正确的音场需要声卡和音箱共同努力，在1999年上半年曾经出现某些声称支持4声道的声卡，但是在实测之后才知道，它是将原有的二声道讯号复制一份而成为后方二声道，如此一来，自然是前方与后方的声音是相同的，并非真正意义上的四声道。只有使用真正支持5.1的声卡和音箱，并且保持角度、高度、距离、前后左右声道连接的正确性，才能真实地还原音场。 　　5.1系统的诞生，宣告了在此之前的诸如APX、Spatializer 3D、Q-SOUND、Virtaul Dolby、Ymersion、A3D等技术的终结，它达到了真正的3D环绕声效果。一般来说，实现游戏5.1，只需要5.1声卡和音箱，如果要进行5.1影像播放，还需要增加一个杜比解码器。 DVD中的5.1声道 　　要注意的是，Dolby Digital(杜比数字音效)并不全是5.1声道，它只是数字录音的总称，细分为： 1、DDM，即Dolby Digital Mono，杜比数字单声道音效； 2、DDS，即Dolby Digital Stereo，杜比数码双声道音效； 3、DDS，即Dobly Digital Surround，杜比数码环绕音效，双声道存储，环绕声道为单声道，共五声道； 4、Dolby Digital 4.0，即杜比数码环绕音效4.0，四声道存储，环绕声道为独立的单声道录音，五声道； 5、Dolby Digital 5.0，即杜比数码环绕音效5.0，五声道存储，后方环绕声道是独立双声道，共五声道； 6、Dolby Digital 5.1，即杜比数码环绕音效5.1，六声道存储，环绕声道是独立双声道，共六声道； 　　DTS，即Digital Theater System，数字剧院系统，它采用与AC-3不同的压缩技术将环绕音效储存至DVD，播放时必须采用专门的系统，才能将隐藏在DVD中的5.1声道释放出来。DTS跟Dolby Digital 5.1的最大差别在于两者使用不同的“算法”，Dolby Digital 5.1将相同的资料压得更少，占用最小的空间。DTS不刻意追求最高的压缩比，因此也有机会保存更多的资讯，如果处理得当，可以提供优于杜比的表现力。 　　DVD中的声音储存方式，除了Dolby Digital和DTS数码环绕音效，还有欧洲的MPEG 2、SONY发展的SDDS，或以高音质立体声为基础的PCM数码格式等，但目前DVD主要还是利用Dolby Digital和DTS来记录声音，营造丰富的环绕效果。 　　也许大家还听说过THX，它是美国大导演乔治.卢卡斯所提出的电影院播放标准，其目的是为了提高电影院的影片声音播放水准，使观众能完全感受到导演所要表达的企图。因此它对电影院的空间与所有音响器材都有相当严格的规定，甚至播放时银幕的亮度都有一定的要求，而且电影院在发给THX执照之后还必须每半年接受复检一次，以免器材老化而不符标准。THX规格后来也由电影院延伸至家庭用的器材，与电影院有着同样严厉的规格，目前已有许多厂商生产符合THX标准的影音器材。一套完全由THX规格器材组成的AV系统应该能够达成以下的效果：全频段的高音及低音、声音更为平顺自然、在听觉范围内最少的低音失真、更清晰的人声定位。 　　能得到THX认证的器材非常昂贵，而且大多都得搭配Hi-End的音响器材才能发挥其效果，因此通常有THX效果的家庭影音系统，大多价格不菲。 配置5.1声道系统 　　音箱增多之后，不是杂乱地往电脑旁边一放即可。为了突出5.1的效果，对每个音箱的位置都有严格的要求。PC系统服务于个人，不能绝对按家庭影院相同的方法来摆放音箱，不过，仍有一个简单法则：高音音箱摆在高处，低音音箱摆在低处。 　　前方音箱以一字排开的方式面对聆听者摆放，左右分别放置一个音箱，中置音箱放在显示器前的桌面上或显示器的顶部。前置音箱与中置音箱的高度尽可能相同，而且这三个音箱的正面应在同一平面上，或是中置音箱稍微向后一点，但其正面应与前置音箱的正面平行。前置左右两音箱之间的距离与听者的位置有关，在正常的观看位置上，音箱与听者的角度为45度。 　　环绕音箱摆在听者的左右两侧，两个音箱面对面朝向聆听者，两个音箱与听者的距离相同，并将这两个音箱放在高于听者坐姿时头部以上60～90厘米处。第二种方案是在听者背后的墙上吊挂音箱，环绕音箱朝向前方或面对面。 　　人类对重音的定向不敏感，重低音音箱的摆放位置较为随意。然而，电脑音箱的低频范围不是想像中那么低，还是放在听者前方的地面上为佳。假如低音音箱出现谐振现象，即开大音量后出现不正常振动的声音时，可以为它安装胶垫、或在低音音箱上面放置书本等重物来消除谐振。 声音传播与音箱摆放 　　从音源发出后直接传到聆听者的声波称之为直达声。 　　由于声波在传输过程中在各方向上有一定程度的扩散，因此当我们欣赏家庭影院节目时，从音源发出的大部分声波将通过房间中的墙壁、天花板等物体反射到我们的耳朵里，这种通过反射传输的声波称为反射声。 　　最早到你耳朵的反射声是一次反射声。一次反射声由于声波反射的时间很短，因此它的声波形状和直达声非常接近。 　　延时混响声是继一次反射声之后到达你耳朵的反射声，它在传输时没有方向性，因此如果出现过多的延时混响声，将会严重影响重放声音的清晰度。延时混响声的多少与听音环境形状、尺寸及建筑材料的材质有密切关系。 　　将卫星音箱摆放在离开室内墙壁稍远的位置时，比较容易获得良好的声音重放效果，不仅音色自然，而且声像定位也更好，同时声音的空间感和纵深感方面会更强烈。原因是经过如此摆放的音箱，在直接发出声音后(直达声)到达你耳朵的时间，能够同稍后从室内各墙壁以及天花板反射后到达你耳朵的声音(反射声)，在时间上存在明显差别。这个时间差别最好不少于10ms。只有这样，人脑才有足够的时间对原先听到的声音信号进行完整的分析处理，从而避免受到早期反射声的干扰。 　　如果在很短的时间内就听到了那些反射声，则人脑便会把这些反射声当作原先的声音的一部分，容易使声音的空间特性变得模糊不清。从人脑这一特性出发，将音箱摆放在离后墙大约0.6m，离侧墙大约0.9m(这是一个比例，可动态改变)，容易获得比较好的声音重放效果。 　　摆放完之后，就要进行音量调节，让听者在座位上感到每一个音箱的音量均相等。如果环绕音箱距听者较近，音量控制必须相应调低，不觉得吵杂，才能获得平衡的音响感觉。