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杜比全景声的7.1.2 Bed这件事儿必须要掰扯清楚

白菜君 以白菜的名义 2024-02-09


看上去这应该是一个非常普遍的疑问,以至于让很多有志于开始杜比全景声制作的小伙伴们都被深深地困扰。如果不把这个疑惑掰扯(读 chi,轻音)清楚的话,可能会影响到诸位对于杜比全景声底层逻辑的理解,从而无法利用杜比全景声提供的革命性的功能和创作空间,岂不可惜?


一个普遍的、令人困惑的问题


杜比全景声的Bed的格式是7.1.2,我要如何匹配我的5.1.4或者7.1.4的监听?

或者换一种问法

ProTools 里面只有7.1.2的Bus,可是我要做一个5.1.4的杜比全景声该怎么弄啊啊啊?


这个感觉就好比

等式的一边是7.1.2,另一边是5.1.4或者是7.1.4,要如何配平?


或者就是下图的感觉




希望这篇(有可能是一个系列)掰扯文字能够一举解开萦绕在诸位心头的疑惑。


文章较长,可以直接跳到后半部分看结论以及实验验证过程,或者直接看下面的“嫌长不看版”


嫌长不看版


  • 这个问题本质上体现了声道格式(Channel Mode)和扬声器布局(Speaker Layout)两个概念在沉浸式音频到来之后的区别

  • 问题中提到的7.1.2是指声道格式,5.1.4指的是扬声器布局

  • 在杜比全景声的语境下,这实际上是一个伪命题 - 声道格式和扬声器布局之间不再像传统的基于声道的环绕声格式那样有很强的相关性了 

  • 之所以感到困惑就是因为没有意识到上面这一点

  • 由于Object(对象)的出现,使得杜比全景声这种基于对象的沉浸声格式可以适用于不同的扬声器布局方式 - 5.1.4只是其中一种

  • “x.y.z格式的杜比全景声”的说法是不严谨的,正确的说法是“杜比全景声可以在我的x.y.z扬声器系统中完美播放”

  • 文章最后有实际的实验操作及结果呈现,一看便知

  • 不过我还是希望各位能耐心从头开始阅读



但是要讲清楚这个问题呢,还得先搞清楚一些基本的概念


  • x.y.z的语法及其含义

  • CBI(Channel Based Immersive基于声道的沉浸声)和OBI(Object Based Immersive基于对象的沉浸声)的区别

  • Bed和Object的概念及其区别

  • 杜比全景声格式在制作方式上和传统立体声的最大区别


x.y.z的语法及其含义


在杜比全景声出现之前,表示环绕声声道格式(Channel Mode)或者扬声器布局(Speaker Layout)方式(这两者经常混用,不过也问题不大)的方式基本是x.y,y 通常=1,比如5.1,7.1,这个时候x代表的全频带声道(或者扬声器 )的数量,而y代表的是LFE低频效果声道(或者次低音扬声器)的数量。比如前面提到的5.1,代表有5个全频带的声道或者扬声器(左,中,右,左环绕,右环绕)和一个低频效果声道或者低音扬声器(消费者更愿意用“低音炮”这个听上去更为震撼的名词)。


在某些情况下,y会大于1,也就是会有超过一只的低音扬声器。例如某些AVR(影音接收机)会标称自己是x.2的震撼音效,其实应该就是支持多于1只的低音扬声器接入,从信号源角度来讲,永远只有一个LFE声道。


当环绕声突破了平面,变成3D-Audio,或者沉浸声,表述的方式悄然发生了变化,一种是沿用传统的x.y的方式例如13.1,22.2,只是从频谱方面区分。


另外一种就是像杜比全景声这样的x.y.z的表述方式。这种方式其实是在传统的表述方式的基础之上,又增加了一个描述位置的维度:x代表水平面的声道(或者扬声器)的数量,z代表顶置声道(或者扬声器)的数量。




所以回到引发本文的问题本身:


杜比全景声的Bed的格式是7.1.2,我要如何匹配我的5.1.4或者7.1.4的监听?


应该能明白这里面的7.1.2,5.1.4,或者7.1.4 代表什么意思了吧?



讲真,到这一步其实刚刚讲清楚x.y.z的语法及其含义,但具体带入到问题里面,其实还有需要理解一个非常重要的区别,那就是:


声道格式 

和 

扬声器布局 

的区别


在传统的立体声甚至是5.1、7.1环绕声乃至一些沉浸声的格式中,这两者并没有区别,这两者并没有区别,这两者并没有区别。我们也因此称之为Channel Based, 基于声道的。对于提供了超过耳平面的声道或者扬声器布局,我们称之为CBI(Channel Based Immersive)。


在这种情况下,制作时要使用的声道数量,和您监听时使用的扬声器的数量是一一对应的。


如果你要做一个立体声的节目,你会设置一对立体声音箱,然后建立立体声bus,所有的信号发送给立体声Bus,监听信号也取自这个立体声Bus。


如果你要做一个5.1的节目,你会设置一套5.1监听,然后建立5.1的bus,所有的信号发送给这个5.1 Bus,监听信号也取自这个5.1的Bus。


目前已知的比较活跃的并且有应用场景的最大数量的CBI的格式应该是22.2。理论上讲应该也设置一套22.2的监听,建立22.2的Bus。


几乎所有的音频工作站和调音台都可以支持立体声和5.1甚至7.1的制作,支持22.2甚至更高格式的专业产品也有。但显然并没有前者应用广泛。


请注意,行文至此,我们其实说的都是一种相对理想的状况,也就是制作时使用的声道格式,和监听扬声器布局格式是一致的 - 立体声制作,使用立体声监听,5.1制作,使用5.1监听,22.2制作,使用22.2监听。


因此显而易见的问题是,在使用基于声道方式的环绕声或者是沉浸声的时候,监听系统的设置要和制作格式严格匹配,才能获得最佳的效果。在立体声,甚至是平面环绕声时代,这并不会带来太大的困扰。但是当制作维度拓展到三维空间,多出来的维度也同时带来的声道数量、扬声器数量乃至其排列组合方式的增加。制作格式和监听格式的匹配与兼容就成了问题。


我要如何确保我在一个x.y.z的监听环境下,制作的x.y.z格式的声音,在另一个扬声器布局为a,b.c的监听环境下可以正确的回放?


姑且不讨论消费端的应用场景,即使在内容制作端,也存在着一个节目在不同的Studio中制作完成的情况。


这个时候,基于声道(Channel Based)的格式多少就些力有不逮了。制作的时候选择的声道数量越多,相应需要配置的扬声器数量也就越多,同样的,为了兼容其他的环绕声格式需要做的兼容性相关的考虑也就越多。


好在,基于对象(Object Based)的格式的出现,非常巧妙地解决了这个问题。


Object 和 Object Based Immersive


(Object(对象)的概念应该是伴随着Immersive Audio 沉浸式音频的技术出现的,因此在平面环绕声的语境中,并不会有Object的概念)


在杜比全景声的系统中,共有118个Object可供使用。每一个对象仍然可以进行定位,但是和传统的制作方式不同的是,凡是被定义为Object的声音(或者轨道),都可以使用3D Panner,在三维空间内任意定位 - 而不是需要先分配给2.0或者5.1/7.1母线。在使用3D Paner定位的时候,每一个Object都会被赋予一个空间位置坐标信息。而这个信息会以元数据(Metadata)的形式,从音频工作站传递给杜比全景声渲染器。


接下来就是重点:


渲染器读取到每一个Object的元数据信息之后,会根据其中的位置参数,以及自己所在系统的扬声器布局配置,自动为该Object分配可供发声的扬声器,从而实现在(根据系统扬声器布局配置构建的)三维声场中的准确定位。



这种方式最大的优势就是在,您的杜比全景声混音可以在任何布局配置的扬声器监听系统之间保持最好的兼容性。假设预混是在一个标准的7.1.4的环境中完成,如果拿到一个9.1.6的系统中进行终混,或者在一个5.1.4的系统中进行QC,甚至是在一个配置有几十只扬声器的杜比全景声系统的混录棚中播放.....你会发现你在制作环境中对每一个Object的定位,在这些扬声器布局配置不尽相同的系统中 - 


居然都是对的


唯一的不同在于,扬声器的配置越多,定位的“分辨率”就越高。


杜比全景声中的

Bed(声床)

Object (对象)


众所周知,杜比全景声是一种基于对象的沉浸式音频格式(Object Based Immersive,简称OBI)。严格地说,是两种沉浸式音频格式的混合 - CBI + OBI。因为除了Object之外,杜比全景声中还有十个声道的Bed(声床),最高可以支持到7.1.2格式,这个Bed就是如假包换的基于声道(Channel Based)的格式。


7.1.2,现在终于距离本篇文章要讨论的问题近了一步。


是的,杜比全景声里面,Bed(声床)能够支持到的最高的格式就是7.1.2,从V12.8版本以后,ProTools 也提供有7.1.2格式的轨道和母线的选项。


下面重点来了,在上一条中我们解释过,因为Object的原因,使得杜比全景声这个格式可以适用不同的扬声器布局配置。


所以如果要回答一开始问的这个问题


杜比全景声的Bed的格式是7.1.2,我要如何匹配我的5.1.4或者7.1.4的监听?

或者

ProTools 里面只有7.1.2的Bus,可是我要做一个5.1.4的杜比全景声该怎么弄啊啊啊?


直接答案是

即使只是做了一个7.1.2格式的内容,依然可以在您的 5.1.4的系统中完美呈现


这个问题的问题在于(The Problem of this Question),混淆了声道格式(Channel Mode)和扬声器布局(Speaker Layout)。


正如前文所述,在基于声道(Channel Based)的环绕声和沉浸式音频中,特别是立体声乃至平面立体声时代,声道格式和扬声器布局在长时间之内是混用的,几乎不分你我。


但是基于对象(Object Based)的杜比全景声格式的出现,使得声道格式和扬声器布局这两者之间的关系不再强相关了。


尽管,杜比全景声的Bed(声床)仍然是基于声道的格式,基本可以视作增加了两个顶置环绕声的一种环绕声格式。


但因为引入了Object的概念,杜比全景声可以适用于不同的扬声器布局



因此这个问题其实本身就是有问题的 - 本质上是并没有理解Object的作用。


拓展答案

您的7.1.2的内容,不但可以在5.1.4系统中完美呈现,也可以在7.1.4,9.1.4甚至是更多的扬声器配置系统中完美呈现:


延伸概念

x.y.z格式的杜比全景声的叫法是不严谨的

本质上来讲,这样的提法还是没有Get到杜比全景声中“对象”的作用。我们可以讲“可以在x.y.z布局的扬声器系统中呈现的杜比全景声”




接下来让我们来做(一系列)实验来验证一下吧,如果大家手头有Pro Tools和杜比全景声渲染器,可以跟着我左手右手一个慢动作一起尝试验证一下:


实验简介


本次推送我们先高度还原一开始提出的,具有普遍性的疑惑问题的场景:


以5.1.4的扬声器布局为例,送出“7.1.2”的信号


之所以把 “7.1.2”打上了引号,是因为这并完全不是一个传统意义的7.1.2声道的信号


我们可以用两种方式送出这个“7.1.2”


方法一:使用7.1.2的声床,将信号发送给7.1.2的母线
方法二:使用7.1的声床,使用两个Object,并将其定位至头顶


首先,我们把渲染器中的扬声器布局设置为5.1.4,




(为方便演示,我们只给顶置通道发送信号),

我们把立体声测试信号送到Bed中的顶环通道(7.1.2 Bed Overhead),

可以看到在渲染器的信号输入部分,9/10两路显示有信号输入,

在监听部分,电平表显示四只顶置扬声器都有信号,而扬声器部分同样可以看到四只顶置扬声器都有信号:



放大渲染器,可以更清楚地看到渲染器会把 Bed中的9/10通道的输入信号,分配给5.1.4系统中的全部四只顶置扬声器来还音:



如果我们只发送单声道信号给Bed中的顶环声道,比如单独发送至右顶环

可以在渲染器的输入部分看到只有Bed中的通道10显示有信号输入,

在5.1.4的扬声器配置中,Bed的右顶环信号会分配给顶置扬声器中右侧的两只发声:



放大渲染器,可以更清楚地看到渲染器会把 Bed中通道10的输入信号,分配给5.1.4系统中的右侧两只顶置扬声器来还音:


以上是利用杜比全景声中,通道格式设置为7.1.2的Bed,演示如何与一个扬声器布局(Speaker Layout)设置为5.1.4的系统的兼容。



接下来我们来演示使用Object时的情况。


在工作站中将信号发送至一个Object(本示例中为Object 11),

然后使用3D Panner,将该Object定位至3D空间中的左上角,

在渲染器的信号输入部分,可以看到输入11显示有信号,

此时渲染器的Object视图中,可以看到该Object也定位在左上角,和Panner中的位置一致,


在5.1.4的扬声器系统中,如此定位的Object,会分配给顶置左侧前方的扬声器(Ltf)发声:



如下是工作站中3D Panner对该Object的定位:



如下是渲染器中,该Object在信号输入部分、Object视图中,以及监听部分的显示呈现



如果我们希望利用Object也能让某一侧全部的顶置扬声器发声(类似使用Bed的情况),可以按照如下方式在3D Panner中进行设置:



在这种情况下,这个Object定位在空间上方的左侧正中,渲染器会将这路信号分配至左侧两只扬声器发声:



如果我们希望利用Object让全部的顶置扬声器发声(类似使用Bed的情况),可以按照如下方式在3D Panner中进行设置:



在这种情况下,这个Object定位在空间上方,混音位的正上方,渲染器会将这路信号分配至全部顶置扬声器发声:




希望上面的文字和验证实验可以解答您心中的疑惑。后续本公号计划要不定期地推送相关主题的内容,包括但不限于:


扬声器布局为 9.1.6 的时候,会发生什么?

怎样在扬声器布局为5.1.4的环境中处理7.1.2的Bed?

杜比全景声渲染器中的“渲染(Renderer)”和“再渲染(Re-Renderer)”

有些音频工作站直接提供了7.1.4的bus,是不是在打你的脸?

......


感兴趣的小伙伴可以关注本号不定期随时获得更新。


如有疑问,欢迎致信  hi_baicaijun@163.com




最后,拜托大家抽出一点时间,帮助我做一份问卷调查,以便今后生产更多合乎大家口味的内容。




———— / END / ————

2B还是不2B,这或许是个问题

但是

“干,还是不干,从来都不是问题”


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