DTS Virtual:X应运诞生 虚拟3D全景声的音效大师

[导读] 今天要介绍的DTS Virtural:X,已经进化至变态的魔性,抛弃5.1音响硬件,单独一个传统Soundbar就可以打造7.1.4的音效感,当然其他传统音响也可以,只要支持DTS Virtural:X格式即可。随着DTS虚拟Virtual:X技术的应用,消费者在使用家用传统音响的同时,就可以享受高度与环绕音的身临其境感,让消费者在普通家庭影院的打造成本上更容易接受。

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西门吹雪、汗叶孤城的两大音效杀手锏阵营

在电影院花几十块钱看电影,享受到的不仅仅是4K投影、躺椅和爆米花,消费者往往忽略其中的音效杀手锏,小到鸟翅膀扇动的声音,大到枪炮爆炸声,多声道的临场感是通过电视观影无法体验的。下次观影的时候可以注意环绕与顶置的几十个扬声器,目前电影音轨编码基本是 DTS:X和 Dolby Atmos两家垄断,形同西门吹雪汗叶孤城。

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音效多声道还原的艺术理念,主要来源于现实主义。用在智能家庭影院领域,可以在家庭影音房中安装五个、七个甚至十几个扬声器,最终效果还得取决于影音房空间形状的完美调试。

今天要介绍的DTS Virtural:X,已经进化至变态的魔性,抛弃5.1音响硬件,单独一个传统Soundbar就可以打造7.1.4的音效感,当然其他传统音响也可以,只要支持DTS Virtural:X格式即可,今年这项技术将会应用至几款产品之中。随着DTS虚拟Virtual:X技术的应用,消费者在使用家用传统音响的同时,就可以享受高度与环绕音的身临其境感,让消费者在普通家庭影院的打造成本上更容易接受。


抛弃诗和远方

仅需现实主义和大数据!

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随着电视越来越薄,用户对于尺寸的挑剔性越来越高,根据美国消费者技术协会对第十九年度消费者技术所有权与市场潜力的研究表明,截止2017年4月,仅在美国市场,86%的美国消费者拥有超过40寸电视,18%的用户拥有超过60%英寸的电视。虽然较大尺寸的电视提供了更身临其境的观看体验,但音频体验因为限制了扬声器的大小与位置。DTS:X应运而生,不需要更大的驱动单元或者扬声器安装在电视上,预计在2018年推出搭载DTS Virtual:X的电视机。

DTS做过深度调查,因为各种原因,不到30%的消费者在购买了A/V功放后,会连接模拟高度音源的扬声器,而不到48%的消费者会连接后环绕扬声器。家庭影院的打造,要达到较为满意的多声道音效临场感,在美国至少需要1500美金,但去电影院仅仅需要20美金,对于一般家庭来说,价位还是较高。

目前世界上,多数多声道环绕声处理器都使用了DTS的解码技术,其实,DTS离国内消费者并不遥远,自2011年,中国六大主流电视厂家均成为DTS合作伙伴,这些年,已经将高品质聆听体验带给了国内许多消费者。对于虚拟音频处理,现在即便是华为、中兴、努比亚等国产手机,都已经搭载此类技术,对声音进行虚拟处理,从而实现如同多声道家庭音响般的环绕音体验,并且可以兼容几乎所有的耳机设备。现在DTS的虚拟3D全景声举动,只是将虚拟环绕从耳机移至空间更加宽广的家庭空间。

DTS的曲折历史 XPERI的雄心壮志

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DTS成立于1993年,总部设在美国加利福尼亚州的Agoura Hills,当时环球影城和史蒂芬斯皮尔伯格投资DTS。其实早几年,DTS数码环绕声的问世就注定了!因为电影导演史蒂文·斯皮尔伯格在拍摄《侏罗纪公园》之初,发现当时的音响系统已经完全无法满足新形式电影的需求,所以1991年,DTS音响格式应运而生,这甚至要比杜比数码还要早了四年。DTS的面世也助力《侏罗纪公园》在1993年成功上映,为876家电影院采用,并成为一部不朽的电影佳作。近两年,《魔兽世界》电影、《比利林恩的中场战事》、《X战警·天启》等等电影都采用了DTS技术。

2016年底,半导体开发公司Tessera科技8.5亿美元收购DTS科技。今年2月份, DTS与半导体开发公司Tessera合体,再加上FotoNation以及芯片压缩品牌,成立了新公司XPERI,可以说是目前全球最前沿的高清音频技术和解决方案提供商。目前全球二十多亿台音视频设备都搭载了DTS,所以对于不需要太高硬件成本的Virtual:X,其普及程度有着海量的硬件支撑,新东家XPERI很有信心。

从环绕全景声到3D虚拟全景声的历程

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与Dolby Atmos相比,DTS:X也是基于3D音效的音频标准,传统的 5.1 或 7.1 配置在整个布局中只有 5 个或 7 个的发声点,市面上已经有不少设备同时支持这两个标准,但目前所有的一张蓝光光盘都只支持它们两个的其中之一。而基于对象的虚拟多维空间音频技术,也紧随杜比角度,3D全景声突破传统音箱发声模式,仅单路音频信号控制单侧音箱,而是可以操控单侧的多个音箱逐个发出不同的声响,以营造立体动态效果,真实还原由远及近的音效,配合顶棚加设音箱,展现更多声音细节,提升观众观影感受。

在虚拟3D全景声的时代,DTS Virtual:X并不是先行者,在环绕全景声时代,三维音效需要硬件的加设配合,但自从Dolby Virtual Speaker诞生后,可以将双声道立体声和 5.1 声道内容转变为虚拟环绕声,仅通过两个扬声器便可聆听。宽模式适用于小空间,此模式可使人产生两个扬声器相隔比实际更远的感觉,从而拓宽声像。

DTS Virtual:X 呈现的3D虚拟全景声,运用psychoacoustic 心理声学技术来还原顶置和卫星音响的音效,依据了人的生理声学和心理声学原理专门处理3D声道,制造出3D声源来自听众后方、侧面或上方的幻象感觉。

DTS开始玩Virtual:X并不是一蹴而就,而是有一些历史积淀,如DTS出品过的Play-Fi产品,由一台Soundbar、两个后置环绕音响以及一台低音音箱组建成了一套Wi-Fi 5.1声道的音响,非常类似Sonos的音响组合,当时这一套音响就可以模拟7.1.4声道的音效。我们知道杜比是通过墙壁折射体现出的环绕音不同,但DTS Virtual:X无需通过墙壁反射,所以不需要进行过于复杂的声音校准,也不会对房间内的布置有太多苛求,对于普通消费者而言更易用。

心理声学技术并不玄乎

英国物理学家瑞利于1896年通过实验发现人的两只耳朵对同一声源的直达声具有0.44-0.5微秒的时间差、声强差及相位差,而人耳的听觉灵敏度可根据这些微小的差别准确判断声音的方向、确定声源的位置。人耳拥有频率滤波效应,其声音定位机制与声音频率有关,对20-200赫的低音靠相位差定位,对300-4000赫的中音靠声强差定位,对高音则靠时间差定位。据此原理可分析出重放声音中的语言、乐音的差别,经不同的处理而增加环绕感。

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人的听觉系统对不同方位的声音产生不同的频谱,而这一频谱特性可由头部相关传输函数HRT(HeadRelated Transfer Function)来描述。所以,人耳的空间定位包括水平、垂直及前后三个方向。水平定位主要靠双耳,垂直定位主要靠耳壳,而前后定位及对环绕声场的感受靠HRTF函数。3D虚拟全景声依据这些效应,人为制造与实际声源在人耳处一样的声波状态,使人脑在相应空间方位上产生对应的声像。

人脑在三维空间利用位置提示确定声音源的位置,使用位置提示空间音频技术可以虚拟声源的感知与信号源于任意位置的三维空间。简单理解DTS Virtual:X,能将频率与声波分离,让人误以为身临其境。再简单解释,这种“三维声场”是不存在的,它只是一种幻象,就如同我们看到的立体电影、立体画片,都是通过技术手段将两维平面物体转化为三维空间物像。其实,什么原理并不重要,关键能让相对廉价的Soundbar瞬间拥有7.1.4的音效,这一点最吸引人,虚拟音效到底能达到什么价位的7.1.4硬件,才是消费者最关心的!

超劲爆性价比的硬件依赖

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我们知道对于Dolby Atmos、Auro-3D与 DTS:X 而言,它们需要依赖更高运算性能的处理器对其进行解码后渲染处理,特别是采用声音对象为基础的 Dolby Atmos 与 DTS:X,必须通过AV放大器中的运算器对节目源内每一个声音对象的信息进行获取与解码,并分配到相对应位置的扬声器上,以实现与声道式音效完全不同的听觉体验,如果要构建一个新式的环绕声系统,就必须搭配一款具有相应解码能力的环绕声处理器或 AV 放大器,而且价格不菲。而DTS Virtual:X的虚拟引擎将终结这种性价比偏离的现象,一台搭载DTS Virtual:X解码引擎的Soundbar可能仅需300美金。

相比音波反射式的dolby虚拟音效,DTS Virtual:X无论房间大小、布局、或扬声器配置高低都可以实现,所以更加灵活先进。目前,虽然市面上有一些全景声Soundbar,但多为杜比环绕反射式卫星5.1音效,而且价格不菲,即使这样,顶置音效依然无法解决,更达不到多声道影院级。从较为便宜的传统Soundbar中,如何听到更多的声场,像飞机从面前飞过,然后掠过头顶,丛林中的昆虫唧唧叫,感觉到四周昆虫的呻吟声。曾经一直捶足顿胸,垂直音效虚拟化一直是音频格式虚拟化无法逾越的伤,难道必须在头顶上挂上至少4只音箱吗?

虽然DTS Virtual:X不需要过高的硬件依赖,通过机内模拟的方式,最多可以实现7.1.4声道的表现,而且不需要进行过于复杂的声音校准,也不会对房间内的布置有太多苛求,就易用性而言着实令人称道。我们对于7.1打造的环绕方位感也没有质疑,但是对于顶部音效的强烈包裹表现笔者仍然有些质疑。当然在家庭影院领域,我们还经常看到THX和Audyssey的身影,它们是否又会有新的类似举措?拭目以待!


编辑点评

DTS首先收购三维音效公司SRS研究所,然后DTS又被Xperi收购,所以DTS目前的三维虚拟音效技术应该部分来源SRS多年的积淀。虚拟3D全景声时代的到来,虽然无需改变原有系统或改动家居装潢布局,但顶部声音覆盖营造的音场宽窄范围如何?是否仅能将指向性较强的中高音部分声音还原垂直声场?对于消费者皇帝音位的要求如何?这些都需要体验后解惑。

因为现在无线3.1或5.1音箱非常热,当然DTS宣称的Virtual:X如果能应用在3.1或者5.1音箱上最好不过,搭载Virtual:X 处理引擎的设备让我们非常期待!能否进行细腻而颇具张力的上方声场细节刻画,还需视听以待!现在就打开手机的杜比虚拟环绕立体声预热一番。

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