探讨5．1环绕立体声在高清电视应用中的适用性（上）

探讨5．1环绕立体声在高清电视应用中的适用性（上） 探讨5(1环绕立体声在高清电视应用中的 适用性(上) 探讨5.1环绕立体声在 高清电视应用中的适用性(上) 陈云陈恩言范金慧尚峰奚培徐济众 一 适合环绕立体声的 高清节目类型 1.它山石 经济基础决定上层建筑,全球范围 内高清电视的发展让我们再一次认识到 这一金科玉律.诸如美国,日本,德国, 英国,法国,韩国等综合经济实力排名 靠前的国家同样走在了积极倡导高清和 发展高清的前列. 1998年,BBC开始采用杜比环绕声 播出温布尔登网球赛: 英国Sky广播公司为英超比赛提供 多声道赛事转播: 2002年日/韩世界杯期间HBS为全 世界提供5.1声道信号: 2003年元旦.奥地利国家广播公司 ORF采用杜比数字5.1直播维也纳的新 年音乐会,并第一次尝试了在转播车中 对音乐会进行杜比数字5.1混录并直播: 今年格莱美颁奖典礼使用了杜比数 字5.1声道直播: 全球调研结果显示.世界上目前比较 热门的高清节目内容主要有几大类型: 体育,电影,电视剧,新闻,纪录片和音 乐会.且各国都在不断努力积累环绕声节 目,增加环绕声节目制作经验.另据统计, 到目前为止,全世界已经有64家主要电 视台将其节目升级到杜比数字5.1音频. 2.驱动力 近几年在国内举行的重大国际足球 O 赛事,以及在上海举行的NBA篮球(季 前赛),F1赛车,ATP网球赛等大型体 育赛事,境外媒体都要求提供杜比数字 5.1声道的节目版本. 国家广电总局在广播影视科技发展 "十一五规划中也明确提出:"2008年 实现北京奥运会的高清晰度电视转播, 2010年全国达到104"以上高清晰度电视 频道的节目制作能力.大力提高广播电 视的立体声,环绕声节目的制作播出能 力." 所以.提供5.1环绕声的高清节目 是时候了. 3.现状 在国内,目前开展的高清制作节目 类型主要有电视电影,电视剧,体育, 纪录片和文艺节目五大类. 2004年雅典奥运会.中央台已经在 雅典奥运会上就羽毛球,乒乓球和现代 五项等赛事项目的直播作了5.1环绕声 商用实践. 除中央电视台外,有实力的地方电 视台,如上海,广东等地电视台也已开 始在体育,音乐会,电视剧等节目类型 方面尝试5.1环绕声节目制作,《世界广 播电视))也陆续有文章介绍这样的案例, 不再累述. 至此,我们不得不考虑迫在眉睫的 问题:哪些类型的高清节目适用5.1环 绕立体声制作呢7 下面就作一些探讨和分析. 本文作者陈云,陈恩言先生,范金慧女士, 尚峰,奚培,徐济众先生.上海文广新闻传媒 集团成员.2006年6月2919收到. 关键词:5.1环绕立体声高清电视 多声道压缩编解码 多声道高清节目制作 整个市场上,高清电视剧的节目年 产量最大,达1000集左右:其次为电 视电影:体育节目和纪录片的制作量相 对前两类来说比较少.高清电视电影方 面,因电影的环绕声应用已经比较成 熟,业内已积累了不少经验,并总结出 了制作流程,所以对制作方式接近电影 的电视电影来说,制作起来就比较容易 上手.电视电影大部分是依靠前期单声 道采集,后期混录合成环绕多声道.环 绕立体声高清电视剧也可以借鉴高清电 视电影的做法,但是,在高清电视剧市 场,目前很少有人采用环绕立体声的声 音制作方式. 体育类环绕立体声高清节目主要是 指在大型体育赛事的电视转播应用,一 般会选择具有强烈的现场效果,有突出 现场气氛的赛事,如足球,篮球,田径, 网球,F1方程式车赛等.在体育方面, 中央电视台音频制作人员已经走在了全 国电视台的前面:从1996年的上海八 运会开始,经过曼谷亚运会,釜山亚运 会,直到2004年雅典奥运会,中央台已 经拥有了相当的经验且已培养了一支稳 定的制作团队. 纪录片(包括专题片)方面,经过 5年的发展和系统提供商对业务的推动, 全国不少电视台已逐步地积累了一定的 高清电视画面的制作经验,但是还没有 采用环绕立体声的声音制作方式的尝试. 文艺类节目,I;P_AI演唱会,也还都 是采用单声道的制作方式,不过近两年 内已陆续有人开始试验录制5.1杜比环 探讨5.1环绕立体声在高清电视应用中的适用性(上) 绕声的现场音乐会.文艺类节目可选用 滨唱会,交响乐等场面比较大,观众有 互动.具有厅堂感觉的节目进行环绕声 制作=对于环绕立体声高清电视节目来 说.主要是为了反映现场效果,营造现 场气氛对演唱会和足球赛这类现场 感场面感强的节目来说.在现场看和 在家看电视是两种完全不同的视听感 受.因此.选择环绕立体声能够营造出 临塌感. 丹析一下三述五类节目的制作市场 情况受节目制作周期《电视剧前期拍 撮普遍是平均3—4天/集电视电影 普遍是平均20天左右完成前期摄制)和 节目成本的影响和制约.目前国内大部 分的高清电视剧和高清电视电影很难在 前期拍摄阶段采用环绕立体声手段来采 集声音素材.与此同时.鉴于时效性, 低成本制作的策略.国内绝太部分电视 台制作的高清纪录片也还是仅限于干单 声道的制作方式:倒是体育类节目作为 领头雁野前已经有了真正意义上韵环 绕立体声高清采集和制作.文艺类的音 乐会在环绕声节目录制方面尚处在试验 和摸索阶段. 相对单声道工艺来说.51环绕立 体声工艺投人大,周期长工作量增加 对录音师的要求提高.因此.在实际使 用中对各类节目要综合分析各方因 素区分声音制作方式. 从发展前景来看.今后真正髭够馓 到51环绕立体声高清前期采集和后期 制作并重的应该是文艺类节目:而侧重 于直播白勺体育赛事节目则将偏重于前期 51环绕声节目直播.同时.体育节目 也是目前能够真正实现51环绕立体声 高满前期现场制作的.但是受限于场地 和监听环境的非及过短的制作周期. 其声音制作精度是否经得住细细推敲值 得探讨:至干大部分的量产化高清电视 剧和高清电视电影节目则必须依靠后 期混录实现51环绕立体声效果.严格 意义上应该称为虚拟51效果":在纪 录片方面,考虑到节目韵对效,选题 和接摄方式.以及目前国内的投资量和 人员配备情况.对电视台内常规纪录片 的摄制不建议采用51环绕立体声制作 方式,至于听焱.节目只要提供积声道 立体声.就能以现有的SRS虚拟环绕声 技术,使用,对扬声器或,副耳机来感 受到环绕声的效果.电视台也可以采用 新技术新设备,比如数字音频处理器c像 新技术与理论 upMAX2251环绕声场合成器).将原本只 有双声道的立体声节目直接输出提供蛤 电视观众虚拟的51声道环绕声: 我们可把电视台范畴的文艺类,体 育类51环绕立体声高清节目归类为 以真实再现现实空间"为声音制作目的, 即以还原物理声场为首要目的,而把 51环绕立体声高清电视电影和高清电 视剧归为是以时空再造为声音制作目 的 二环绕立体声高清电视制作/ 播出中需注意的几个问题 1压缩编解码方式的选择 提到声音的编解码首先有必要提 一 下PCMc脉j中编码调制1.PCM是不压 缩的高音质数码音效.没有经过任何压 缩处理,因此可以获得最佳的音质表现 世界上51数字声音的实际应用始 于1990年韵电影迪克?翠西》【D,ck 7racy}经过十多年韵发展目前环绕立 体声的压缩编解码方式主要有如下几种. c11杜比数宇{AC,31和杜比E 社比AC一3多路数字音频编码,即 杜比数码环绕音效利用矩阵编码技术. 医亘垂亚 82006勺?,一 探讨5.1环绕立体声在高清电视应用中的适用性(上) 为5.1多声道(左,右,中,左环绕,右 环绕和低频增强声道)环绕形式,以 AC一3格式存储.这6个声道(在不压缩 的PCM表示中需要6×48kHz×18b= 5.184Mb/s)可编码的额定比特率是 384kb/s,压缩率为12:1.AC一3还可以 支持从32,640kb/s变化的比特速率. AC一3传输的是一个离散的多声道编码 的比特流,在解码器中向下混合产生 适当的复制声道(单声道,立体声,环 绕矩阵或多声道),环绕声道频宽为 20Hz,20kHz. AC一3采用6通道扬声器模式,除了 超重低音部分外,其余皆是全频段独立 声道,48kHz,16b. AC一3数据的流量,两声道是192kb/s, 大约是未压缩数据的1/8,5.1声道的 流量是384,448kb/s,最高可提升到 640kb/s,数据流量越大压缩比例越小, 音质相对更好,可听到的细节也多,但 杜比AC一3将S/N比控制得很好,所以影 响的重点就是可听到的细节多寡与否了. 作为终端使用的杜比数字(AC一3)不 能直接用于剪辑,所以专业间的传输除 了使用AES/EBU或嵌入式SDI外,就可 以使用杜比E技术,它与标准视频帧幅 率同步,多级编解码后仍能保持优异的 声音质量,可在编码形式下进行编辑和 操作.使用杜比E压缩技术,可以把最 多8个声道的音频(包括元数据)压缩到 一 路2声道的AES3音频通道中.携载的 杜比E比特流可通过标准数字音频接El (AES/EBU,S/PDIF等等)进行传送.杜 比E支持超过10次的编解码而不会带来 可听到的声音损失. (2)DTS和DTS—HD DTS(数字影院系统)采用由英国 APT公司开发的4倍压缩技术apt—x.技 术上DTS利用4频段的ADPCM系统,根 据分频段对信号的主要给出更高的量化 精度.可以提供5.1多声道(左,右,中, L/R C_FE Ls/Rs SAP: 新技术与理论??-? 节目翻作节目分发 — 杜比E DoIby57O音频信号编码器阿(元数据DP571或参数编写)—HDSDI/杜比E — 场消隐嵌入器或高清高清卫星 HD—SDI录像机服务器 + 杜比 或 I-IO.~SOI 元数据 本地加藏 杜比E解码器DP57 或 HDSDI/ 场消隐解嵌器 元数据 广播(地面/卫星/有线) AC一3编码器 DP569l3/2L 杜比数字1. AC一3)编码器l2/0 :.b c ? 恨加载了元数据I: ——_1——— jSub 设置信息 图I 左环绕,右环绕和低频增强声道)环绕 形式.使用比较低的数据压缩比,接近 于无损的工作模式,压缩比为4.1,环 绕声道频宽为20Hz,20kHz. DTS—HD属于下一代音频压缩技术, 能够提供前所未有的灵活性,格式升级 能力(包括质量和文件大小),数据流传 送(实现了互联网数据流无线和有线传送 的最佳优化),可伸缩性(向前和向后的 兼容性),可移植性(在现有的和不断发 展的媒体平台上的可操性)以及安全性 (集成了加密和水印技术)大为增强.作 为DTS核心技术的扩展,DTS—HD现在 可以支持从单声道至7.1数字分离式多 声道.DTS—HD能够使用一次的单一码 流同时满足无损压缩和从1.0至7.1声 道的数字音频解码技术.DTS—HD允许 用户在编码数据上直接进行剪贴编辑而 不产生音质损耗. 同样是5.1声道,DTS跟杜比数字 5.1的最大差别,在于两者使用不同的 算法,即采用不同的方式来压缩多声道 的声音. DTS跟AC一3的差异在于数据流量的 大小,DTS在DVD上拥有1536kb/s的 数据流量,和AC一3的384,448kb/s比 较,数据量达到了3倍多,即使将AC一3 拉到极限的640kb/sDTS的数据还是 超过1倍有余,这使得我们通过DTS能 比AC一3听到更多的细节,整个空间感 及移动感将会更好,更清楚.但是,听 感既与压缩率有关也与算法优劣有 关.随着压缩算法的不断更新,现在已 经不能用码率多少来作为对音质损伤程 度的依据了. (3)SDDS和THX SDDS(索尼数字动态音频系统)的数 字声迹是7,1(L,Lc,c,Rc,R,Sw,Ls, Rs)制式,多出来两个声道(中左声道与 中右声道),即SDDS在前方共有五个声 道.目前该方式基本只停留在影院内. 由乔治?卢卡斯发明的THX不牵涉 到编码技术,只是一种规范.它对于每 个环节,如影碟,放大器,喇叭,甚至 是视听空间的规格都有严格的要求,每 个器材都需要经过认证,使用非常有限. 综上所述,目前在高清电视节目制 作/播出流程中能够应用的技术还是 PCM,杜比E和杜比AC一3以及DTS. 图I列示了5.1环绕声从节目制作 到电视观众的流程中所用到的全部压缩 编解码技术.【未完待续】叼