1. 程式人生 > >Dolby與DTS杜比環繞與DTS環繞音響

Dolby與DTS杜比環繞與DTS環繞音響

杜比環繞與DTS環繞具有的相近之處在於它們都是屬於有損的數字壓縮技術。這種稱為“感性的”資料壓縮技術是基於人類心理聲學上所具備的聽音特性——對於高電平的聲音敏感,而遮蔽其它不敏感的聲音開發而來的。同樣是5.1或者6.1聲道,DTS跟DolbyDigital 5.1有何差異?最大的差別,在於兩者使用不同的“演算法”,也就是使用不同的方式來壓縮各個聲道的聲音。

    杜比數字系統一般將5.1聲道聲軌壓縮到384bps,而有些光碟使用448bps,最高可以到640bps;DTS通常使用大得多的位元率——1536bps。如果其他條件全都相同,則位元越多音質就越好,這種說法對不對?不幸的是,對這個問題的回答並不那麼容易,因為DolbyDigital(縮寫為DD)和DTS的資料壓縮電路是各不相同的。例如,一個編碼效率很低的訊號,即使其位元率很高,也只是白白浪費位元和光碟空間,而不會改善音質。一旦一個系統被稱為是“透明的”,提高位元率也不會使它改善音質。此外由於DTS位元率高於杜比,需要佔用更多的空間,如果遇到DVD碟片容量限制,可能會對影象質量產生不利的影響,或者不得不增加額外一張光碟。

    關於杜比環繞和DTS環繞效果的爭論非常多,不同的人有不同的觀點。因為杜比數字系統和DTS都是利用心理聲學原理來對聲軌進行編碼的,所以傳統的噪聲和失真測量值不能表明哪一個系統的效能比較好,確定哪個系統性能較好的唯一方法就是聽音試驗。DTS版本和杜比數字版本之間存在著聽覺上的差別,這些差別可能部分歸因於杜比數字處理技術和DTS處理技術兩者存在的差異。目前普遍來看DTS編碼在60赫茲左右的低頻部分可能略遜一點,而在中音和各聲樂配合的效果更出色一些。但是,人們能夠聽出來的這種差別是相當微小的,尤其對於多聲道系統。也許更公正的說法是兩者是非常接近的對手,在某些情況下人們可能更喜歡杜比的效果,而有些情況下會更喜歡DTS的效果。

Dolby Digital(AC-3)

    1994年12月27日,日本先鋒公司宣佈與美國的杜比實驗室合作研製成功一種嶄新的環繞聲制式,並命名為“杜比AC-3(DolbySurround Audio Coding-3)”。1997年初,杜比實驗室已正式將杜比AC-3環繞聲改稱為杜比數碼環繞聲(DolbySurround Digital),簡稱為DolbyDigital。為了將立體環繞多聲道的聲音訊號存入電影軟片,大量的聲音必須被壓縮錄製,透過AC-3的音效處理,DolbyDigital共有5.1個聲道:前左、前右、中間、左後環繞、右後環繞5個聲道,而“.1”是指分離的低頻效果聲道(20-120赫茲),通常稱作LFE聲道。不同於DolbyProLogic,DolbyDigital是在記錄時就以5.1聲道方式記錄,而DolbyProLogic或者DolbyProLogicII仍然將聲音資訊記錄在兩聲道,只是在播放時由解碼晶片解碼為5.1聲道,正因為如此,DolbyDigital帶有更豐富的聲音資訊。

 當初AC-3的發展是為了應用在電影院上,因為電影膠片上的空間有限,所以AC-3音效資料是存放在膠片上的齒孔與齒孔之間。由於膠片上的這部分空間實在太小了,所以杜比實驗室的工程師只好將他們認為人耳聽不到的部分聲音刪除,以節省空間。這種破壞性壓縮使聲音受到了不同程度的損失,但是為了滿足在電影膠片上的應用,這也是迫不得已的做法。AC-3採用6只喇叭的輸出模式,除了超重低音部分外,其餘皆是全頻段立體聲(48kHz、16bit),且現場拍攝時每個聲道皆由獨立的麥克風(拾音器)來錄製,因此AC-3的後置環繞聲道擁有完整的定位能力。關於AC-3資料的流量,兩聲道是192Kbps(大約是未壓縮資料的1/8大小);5.1聲道的資料流量是384Kbps~448Kbps,最高可提升到640Kbps,資料的流量越大代表壓縮的比例越小,音質也就越好,可聽到的細節也會更多。

AC-3可以與現有的其它種類的音響系統很好地相容,包括杜比定向邏輯環繞聲、雙聲道立體聲甚至單聲道系統。它對每一種節目方式都有一個指導訊號,並能在工作時自動地為使用者指示出節目的方式。AC-3甚至可以將5.1聲道的訊號內容壓縮為單聲道輸出,其聲音效果要比傳統的單聲道系統好得多。與傳統的模擬聲道相比DolbyDigital具有更大的動態範圍、更寬廣的頻率響應和良好的聲道分離度。除了超重低音聲道外,其餘5個聲道均是全頻帶輸出,後置聲道輸出的又是立體聲訊號,各聲道的資訊壓縮量遠比DolbyProLogic系統小,所包含的資訊量極為豐富,而且每個聲道均是滿功率輸出,因此能產生極為真實的臨場感和包圍感,定位感極佳,震撼力也是杜比定向邏輯環繞聲系統所不能比擬的。所有的這些特點使得DolbyDigital能夠為觀眾提供比以前的模擬音軌更好的、更令人難忘的娛樂體驗。DolbyDigital目前被美國數字電視廣播系統使用,也是DVD影片(DVD-Video)所使用的標準聲音格式,因此它是目前帶有DVD功能的組合音響支援最廣泛的聲場技術。

Dolby Digital surround EX

   杜比數字環繞聲EX(Dolby Digital Surround EX)原本是杜比實驗室與盧卡斯電影公司於1998年10月共同為電影院還音系統開發成功的一種6.1聲道數字環繞聲制式。原來的杜比數字(DolbyDigital)只有左環繞和右環繞兩個環繞聲道,杜比數字環繞EX在杜比數字(DolbyDigital)基礎上加入了第三個環繞聲道,位置在原來左環繞和右環繞中間。這樣,杜比數字環繞聲EX(DolbyDigital Surround EX)就具有左、中、右、左環繞、右環繞、後環繞一共6個聲道,再加上分離的低頻效果聲道(20-120赫茲),原來的5.1聲道就變成6.1聲道,因此,DolbyDigital Surround EX實際上是6.1聲道系統,其中“.1”就是指分離的低頻效果聲道(20-120赫茲),通常稱作LFE聲道。

考慮到系統的相容性,這個後環繞(中置)聲道經矩陣編碼後錄製在常規的5.1系統的左/右環繞聲軌中,這樣當影片在常規的5.1系統的影院播放時就不會發生資訊丟失的現象。這個後環繞聲道被解碼之後能通過影院或家庭影院系統擺放在觀眾座位後面的環繞聲揚聲器來播放,而左/右環繞聲道音訊資訊是通過擺放在座位邊上的環繞聲揚聲器來播放的。杜比數字環繞EX的優勢在於它包含了更真實的從頭頂或身邊飛過的效果,具有更穩定的聲像襯托電影氛圍及音樂,使無論是影院還是家庭欣賞都具備更和諧的環繞效果。

 需要說明的是DolbyDigital Surround EX的基本原理仍然是基於模擬體制的矩陣技術,這是一種將通過矩陣編碼產生的第三個環繞聲道放置在5.1杜比數字聲軌中的左/右環繞聲道區域的音訊格式,所以屬於Matrix型別。由於這個附加的環繞聲道的資訊是由左/右環繞聲軌攜帶的,因此,杜比數字環繞EX編碼的聲軌仍舊被很多人認為是5.1系統,而不算真正的6.1系統。此外DolbyDigital Surround EX是Dolby和擁有THX的Lucas合作的結果,約定專業領域由Dolby授權,而民用機器的認證則交給lucas負責,稱為THXSURROUND EX。因此,早期市面上支援DolbyDigital Surround EX解碼的機器,面板上打的Logo其實是THXSURROUND EX標誌。

    Dolby Digital Surround EX編碼的電影膠片向下相容性仍然很好,可以在任何影院播放,並不需要特別處理。後中置環繞聲道的資訊是以矩陣編碼的形式記錄在左/右環繞聲道當中的,所以它可以在普通的5.1影院中播放。同時,和傳統的DolbyDigital膠片一樣,SurroundEX膠片也可以攜帶DolbySR聲跡以相容所有老式模擬還音系統。此外,DolbyDigital EX在DVD碟片上並沒有標誌。市面上很早就有了預錄有DolbyDigital EX音效的DVD碟,但並沒有任何新的標誌,所以可能需要平時要關心一下那些電影是用DolbyDigital EX製作的,往往後面出的碟也將是6.1的,或者也可以參考Dolby的網站訊息。

DTS Digital

   DTS是“Digital Theatre System”的縮寫,是“數字化影院系統”的意思,DTS總公司位於美國加州的洛杉礬。公司主要架構分為兩大部分,一部分是以電影音樂的錄音現場及電影院的編、解碼為主的專業用“數字影院系統”,另一部分是以家庭用解碼器的開發及DVD/LD/CD等套裝軟體為主的消費電子用“DTS技術”兩大部份。

  DTS公司推出了多種聲場技術,其中DTS Digital Surround是最廣為流傳的一種,屬於5.1聲道系統,人們通常說的DTS技術,或者DTS環繞,一般就是指DTSDigital Surround。DTS採用CAC(CoherentAcoustics Coding,相干聲學編碼)方式工作,和DolbyDigital一樣也屬於利用心理聲學原理來對聲軌進行編碼的有損的數字壓縮技術。在電影院中,DTS的聲跡錄音採取了特殊的聲畫分離的數字立體聲,數字聲跡錄在光碟上,由專用的光碟驅動器讀取,另外在拷貝的模擬聲跡與畫幅之間錄有時間同步碼,用來控制光碟機還音與畫面的同步。

    DTS分左、中、右、左環繞、右環繞5個聲道,加上低音聲道組成5.1聲道,這一點和杜比數字相同。但DTS在DVD中標準的資料流量為1536kbps,而DolbyDigital的資料流量是384Kbps~448Kbps,最高可提升到640Kbps,顯然相比之下DTS具體更高的資料流量,也就具有更低的數字壓縮比。資料壓縮比越低,佔用的記錄空間越大,但其重放音質就有可能越好,加之DTS採取高位元、高取樣率等措施,使之對原音重現的追求上就更進了一步,因此DTS被很多人認為比DolbyDigital具體更好的效果。

 DTS技術開發出來以後,一在電影界公佈,馬上受到大導演斯皮爾伯格和環球影業公司的高度重視,得到斯皮爾伯格大力支援,並率先在大型科幻電影“侏羅紀公園”中嘗試採用DTS技術。“侏羅紀公園”採用DTS取得空前成功之後,許多好菜塢電影亦紛紛開始引入DTS數字環繞音響系統。許多導演、製作人員以及混音師認為DTS是聲音再現性最佳的系統。然而由於推廣程度不夠,並且無法相容5.1聲道的DolbyDigital,當1995美國年消費電子產品行業的DVD工作組為新的環繞聲格式找到最好的音訊編碼技術時,他們選擇了DolbyDigital,所以第一代DVD播放機都是與DTS不相相容的。目前支援DTS的影碟數量沒有支援Dolby的多,但是從影碟播放的效果來看,很多人認為DTS的聲場效果更加出色,因此支援DTS成為組合音響比較高階的應用。需要說明的是由於DTS比dolbydigital資料率更高,佔用的空間更多,所以2個小時左右DTS格式的DVD電影往往要省去一些多語言、多角度等功能或影片花絮、製作特輯等額外的附加內容,除非採用容量更大的雙層結構DVD碟片或者雙面DVD,以保證畫面的質量,這也使得支援DTS的DVD碟片比支援Dolby的少。

DTS ES

   DTS是“Digital Theatre System”的縮寫,是“數字化影院系統”的意思,DTS總公司位於美國加州的洛杉礬。公司主要架構分為兩大部分,一部分是以電影音樂的錄音現場及電影院的編、解碼為主的專業用“數字影院系統”,另一部分是以家庭用解碼器的開發及DVD/LD/CD等套裝軟體為主的消費電子用“DTS技術”兩大部份。DTS公司推出了多種聲場技術,DTSES是在5.1聲道的DTS環繞基礎上增加了中置後環繞聲道,組成左、中、右、左環繞、右換、和後環繞的6聲道系統,加上低音聲道,稱之為6.1聲道,和DolbyDigital surround EX是相同的。

  DTS則分為DTSES Matrix和DTSES Discrete兩種。最初的DTSES系統是以與DolbyDigital EX 相似的矩陣式(Matrix)來工作的。矩陣式6.1擴充套件式環繞聲由於增加了一路後中置環繞聲,其環繞聲場的現場感效果比起5.1聲道環繞聲有明顯改善,但因為採用的是矩陣方式來增加後中置環繞聲,其效果就尤如DolbyDigital EX方式中增加一路環繞聲時一樣,聲道間分離度差,聲場定位感不強,有模糊感。後來,由於市場競爭的需要,同時也為了追求更好的環繞音效,DTS公司推出了DTSES Discrete系統,但是目前DTSES Discrete還很少被採用。DTSES Discrete比DTSES Matrix效果更好,它在DTS環繞聲道中多一個獨立音軌(就是是在母帶的5.1聲道核心區域之外,再附加一個獨立的延伸區域)。DTSES Discrete是真正的6.1聲道系統,它從製作、編碼到最後解碼都是完全按獨立的6.1聲道進行,所以會有更好的分離度效果。而DTSES Matrix和DolbyDigital EX都是建立在5.1聲道的基礎上,通過矩陣編碼產生的第三個環繞聲道,因此被很多人認為它們不是真正的6.1聲道,只能算是5.1構架下的6.1聲道。此外,對於支援DTSES解碼功能的機器來說,還包含對DTSNeo:6格式的環繞聲音效的支援。

    DTS ES Discrete為了相容原有的數字5.1系統,在錄製這樣的DVD過程中,是將增加的後環繞聲道訊號隱藏到原來的數字5.1聲道訊號當中,在普通的DTS5.1聲道解碼AV放大器中,不會檢測到這個隱藏的後中置訊號,因此不會影響原來的DTS5.1聲道的解碼工作。而新型的具備DTSES Discrete聲道解碼功能的AV放大器電路中,可以檢測到這個訊號,同時啟動6.1解碼電路,該隱藏的數字後環繞聲道訊號就會被還原出來。所以,不論DolbyDigital EX音軌、DTSES Matrix音軌還是DTSES Discrete音軌,都是與原有的數字5.1聲道相容的,不必擔心買了6.1音軌的碟放不出來,只是沒有新的6.1系統的話,只能按原來5.1音效來欣賞而已。要想知道DVD碟片是否有DTSES 6.1音效,只要看碟片包裝上的標誌就知道了,值得注意的是,盜版的DVD中,DTS ES音軌並不都能正確製作出6.1標記來讓機器識別。至於DTSES是Matrix音軌還是Discrete音軌,可以參考DTS的官方訊息。