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发表于 2009-1-3
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环绕声与解码器
环绕声源自电影，它的出现深受影视公司及观众的欢迎，在发展影剧院环绕声的基础上，美国杜比研究所（Dolby Laboratories）研制了家用环绕声系统，通过现代影音科技将家中居室或客厅变成影剧院，即使在一个十余平方米的小空间里，也可感受到剧院中的视听效果。
家庭影院系统的核心器材是杜比环绕声解码器，它是一种声频设备，采用杜比研究所开发的4-2-4模拟矩阵编解码技术，它把左（L）、中（C）、右（R）、后（S）四个方向的声频信号在录制时通过编码、混缩合成为双声道。重播时，将已编码的双声道复合信号通过解码器还原成编码前的4声道立体声。4声道立体声能产生三维空间的立体声效果，具有极强的临场感。
1982年杜比研究所研制的第一代家用环绕声系统为Dolby Surround（杜比环绕声），仅能提供左、右及环绕3个声道，分离度及方向性较差，各声道平衡为手动式，环绕声频率响应在7000Hz以内，延迟时间有固定20ms及可调15～30ms。
1987年杜比研究所推出第二代家用杜比环绕声系统Dolby Surround Pro-Logic（杜比专业逻辑环绕声或杜比定向逻辑环绕声），增加了中央声道，采用定向增强技术，增大了前置和环绕声道的分离度，临场真实感更好，分离度和方向性都有明显提高，它可测试噪声并控制电平，自动控制各声道平衡。该系统中央声道设有“正常”（Normal）、“幻像”（Phantom）和“宽带”（Wide）三种模式，有较强适应性。由于技术上的成熟、性价比高，该系统获得很大成功，曾是家庭影院的主流。
杜比定向逻辑解码可通过模拟或数字两种方式进行，所得结果是一样的，并不存在最佳模式。故而在评价每一种环绕声解码器时，都必须从声音质量和经济这两个方面进行。
THX（Tominson Holman Xperimant）是在杜比定向逻辑环绕声基础上，由卢卡斯影片公司（Lucas film Ltd.）确立的一个标准，它对后置环绕声道及超低音声道提出了新的要求，后置环绕声道为模拟立体声，并加强了对低音的再现。为此开发了一系列信号处理系统，使杜比系统达到THX标准，但THX系统成本高，难以在一般家庭普及。
1994年杜比研究所推出全数字化的杜比AC-3系统（Dolby Surround Audio Codinc-3），即杜比数字环绕声系统，它的特殊之处，在于它的5.1声道，前左、中央、前右、后左、后右5个全频带声道，用5表示，仅有低频频带的超低音声道用0.1表示，其两个后置环绕声道是全频带立体声，独立的超低音声道使它的临场逼真感比THX系统更强，6个各自独立的声道，足可达到身历其境效果，使家庭影院进入一个新的更高的视听境界，是环绕声系统发展的主流。
1996年美国数字影院系统技术研究公司研究开发的dts（digital theater system）家庭影院采用另一数字环绕多声道系统。dts采用相干声学数字声频处理技术，提供更独特的编码和处理方式，可以完整地恢复原始的声频信息，由于其独特的性能和特点，它与杜比数字系统的5.1声道都已是公认的多声道环绕声标准方式。
2000年6月杜比研究所推出新—代的杜比环绕声定向逻辑技术Dolby Surround Pro-LogicⅡ，这种矩阵环绕声系统符合5.1声道，提供5个全频带声道，不仅适于重放各种多声道节目，还可处理任何双声道节目为多声道，不论模拟还是数字录音，均可选择适当模式处理。该技术大大改善了空间感、方向感和声场稳定性，并扩大了最佳听音区。—般DPLⅡ具有两种模式：Movie（电影）和Music（音乐）。
THX系统虽是一种高性能的杜比定向逻辑环绕声重放系统标准，但系整体结构复杂，对所有器材有十分严格的限制，对视听室的吸声、噪声等也有严格要求，一般家庭中很难建立真正的THX系统。
家庭影院最初的环绕声，虽说是一大突破，但由于各声道间的分隔度仅只几个dB，所以各声像的方向感并不明显，并不觉得声音随着画面运动物体而移动，而是从四面八方而来，不仅不能配合画面动态，反倒影响了电影对白的清晰度。
美国杜比研究所和日本NEC公司合作研制的杜比定向逻辑环绕声，以模拟矩阵处理取得四声道，但仍不能提供完全分离的多声道系统，各声道间的相互窜扰仍未根本消除，声道分隔还不能令人满意，系统环绕声的频带只有7000Hz，而且其动态范围也较小，大气势的效果声仍需依仗正面声道之助。
1994年杜比研究所、日本先锋公司合作研制的杜比数字环绕声（DD，Dolby Digital），即过去所称杜比AC-3（Dolby Surround Audio Coding-3），AC-3中的AC为声频编码的缩写，它兼有高音质、频谱利用率高和多频道传送能力强等优点，采用全数字的声频感觉编码系统（Audio-Perceptural Coding System），其目的就是为了改善家庭影院的音响效果。杜比AC-3根据音响心理学原理，利用人耳听觉的遮蔽效应，采用效率极高的压缩编码技术，克服了传统杜比环绕声的缺点，使所有5个声道都包括3～20300Hz（-3dB）整个频带宽度，增强了各声道间的独立性，而且环绕声道为立体声，超低音声道（3～121Hz，-3dB）完全独立，整体音色更悦耳，动态更大，也更逼真。杜比AC-3包含了多种声音效果形式（单声道、双声道、三声道、四声道及五声道等），所以才把原来以AC-3命名的5.1声道名称取消，改以Dolby Digital取代，杜比数字环绕声标记如图2-90所示。
▲图2-90 杜比数字环绕声标记
杜比数字环绕声系统共有5.1个完全独立的声道。除正面左、中、右三个声道和背面左、右两个声道外余下一个不是全频带的超低音就是0.1声道。所以声像定位、相位特性和声场重现性更优越，易于在一般家庭环境中取得酷似影院的声音效果。杜比数字环绕声的环绕声道为全频带立体声，并将低音作为一个独立的声道，各声道间的隔离度更高。THX标准的环绕声是模拟成立体声的，其高音区域在制作时经过补正，调校，低音中有很大部分是人为引入而得到加强的，忽视了它的独立性，所以杜比数字环绕声的临场再现能力比THX更强，更真实，更生动，杜比数字环绕声虽与杜比定向逻辑环绕声有所不同，但其硬件及软件是完全兼容的，所以杜比数字环绕声是发展的主流。
5.1声道于1994年被国际电信联盟（ITU）推荐为“通用的、带和不带图像的环绕声系统”国际标准。
正确操作使用杜比环绕声解码器非常重要，首先要正确选择工作模式，也就是中央声道模式。其次是各声道的音量要平衡，通常可利用机内粉红噪声测试，调节到各声道音量平衡为止。第三是要有足够响度，以便取得好的临场感。 |
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