2004年數位影音的發展趨勢—音效篇:淺介當今及未來的家庭劇院環繞音效
◎呂堅志
數位與類比的迷思?
在進入數位化時代之後,在音響玩家之間,數位與類比一向各有其擁護者,在音響領域,電子化與數位化的趨勢固然為音響技術帶來了革命性的影響,但傳統的類比技術雖然節節敗退,卻仍然享有相當的影響力以及為數眾多的支持者,舉例來說,縱使傳統LP唱片(俗稱黑膠唱片)有著體積碩大、保存不易的缺點,但其支持者亦不能忍受數位化的CD唱片過於冰冷、尖銳的聲音,而仍緊擁著黑膠唱片不放;同樣的情形也表現在真空管擴大機的愛好者,雖然電晶體的崛起,不但縮小了擴大機的體積,延長了擴大機的使用年限,也降低了生產製造的成本,但真空管擴大機溫暖厚實的聲音,仍然是電晶體擴大機冷冽的聲音所無法比擬的。然而,這種論戰在AV影音領域倒從未出現,因為純音響所追求的,乃是原音重現,但家庭電影院訊源的效果,由於本就仰賴人工製造,此時,數位化的優勢立即顯現,所以,在AV影音的世界裡則是以壓倒性的優勢成為市場的主流。 立體分離度—5.1聲道或7.1聲道?
立體分離度在純音響的世界中,代表著左右聲道的訊號能擁有多大的音壓對比,但因為現場音樂會錄音時必須蒐錄適當的反射音,亦即音樂廳本身的音響效果,所以實際聆聽音樂時,立體分離度的要求並沒有想像中那麼大,就好像在音樂廳中,樂器的定位感並不見得如音響般明確。
但在AV的世界中,很少人會質疑製片場錄製的電影音效與真實世界有什麼差異,畢竟,大多數人沒有經歷過槍林彈雨、飛車追逐,更遑論侏儸紀公園中四處張牙舞爪的恐龍了,於是,如果重播系統沒有良好的分離度,對AV玩家而言,根本不用玩下去了。因此,系統中喇叭的數目便成為能否營造優異環繞效果的重要因素,從2001年起,5.1聲道已成為家庭劇院的基本規格,但到了2004年之後,局勢可能會稍有改觀,愈來愈多的系統將會要求具備6.1聲道的配備,甚至7.1聲道將直接取代5.1聲道,而成為新世代環繞音效的基本規格。
從Dolby 到dts、THX系統
只要是音響玩家或是家庭劇院的影音發燒友,無不對Dolby與dts兩大數位環繞音響的主流規格耳熟能詳,為了在市場上佔有一席之地,兩大系統無不相互較勁,戮力開發更新的音效規格,從更多的環繞聲軌(5.1到7.1)到更低的壓縮比,兩大陣營各有其擁護者,由於Dolby系統可謂是環繞音效的開山祖師,當然享有較高的知名度,但dts系統由於出現時間較晚,且音效壓縮比更低,晚近聲勢頗有凌駕Dolby系統的態勢,更有死忠的發燒友喊出「給我dts,其餘免談!」的口號,但近來另一股新興的勢力,著名電影星際大戰導演喬治盧卡斯(George Lucas)所成立之盧卡斯電影公司(Lucas Film)所主導的THX系統,也悄然走進家庭劇院的領域,而成為市場的新寵,以下即就上述三種系統作一簡單說明。 一、杜比環繞系統(Dolby Surround System)
杜比公司對於每一位AV玩家而言,有著極為深遠的影響力,其實不僅僅是AV玩家,身為20世紀下半葉的現代人,從家中卡式錄音座的減噪系統到電影院甚至家庭電影院的環繞音效,都與杜比公司有著不可磨滅的關係。
對AV玩家而言,杜比儼然成為環繞音效的代言人,不了解杜比彷彿等於不懂家庭劇院的真諦一般,其實以今日資訊之發達,網際網路之流行,想要取得最新最詳盡的一手資訊,直接連上杜比公司的全球資訊網 www.dolby.com就可以了。
翻開杜比環繞音效的演進史,其中最具有代表意義的分水嶺,就是環繞音效已由類比訊源進化為數位訊源,這就是說,從Dolby Surround AC-3(目前改稱 Dolby Digital 5.1)之後,環繞音響已經進入全數位的時代。
簡言之,杜比環繞音效的演進,大體來說就是依據前述多聲道分離度而發展蛻變,依據發展歷程,杜比系統大致發展出如下規格︰
1. Dolby Surround(杜比環繞)
此時的杜比環繞音效仍停留在類比時代,故無論是電影院的「杜比雙聲道音效」(Dolby Stereo)或是家庭電影院的「杜比環繞音效」(Dolby Surround),都是預先將中間聲道以及環繞聲道混入在左右兩聲道之中,再利用相加或相減邏輯電路將中間聲道、環繞聲道取出來,用以呈現來自四面八方的音場。
其實類比式的環繞音效如Dolby Surround,簡單來說就是利用邏輯電路把左右聲道互補的視為為環繞聲道,以營造具有包圍感效果的音場,因此錄音室中就必須預作手腳,才有可能獲得較有意義的環繞聲道效果。
2. Dolby Pro Logic(杜比定向邏輯)
杜比環繞音效(Dolby Surround)問世之後,儼然成為家用的環繞音效標準規格,一方面是杜比公司在電影工業的成就直接影響了家庭電影院市場的佔有率,一方面也是杜比公司的穩固實力。如上述所謂的邏輯電路,僅能做到初階的環繞效果,講白一點,只是四面八方都有聲音而已,畢竟邏輯電路或是錄音製作再怎麼用心,距離真正的現場震撼效果還有一番距離,此時,Dolby
Pro-Logic悄然問世。
Dolby Pro-Logic可視為Dolby Surround的加強版,簡單來說,Dolby Pro-Logic增加了所謂的中間聲道定義,亦即希望在家庭電影院中,除了新增中間聲道的觀念之外,更讓中間聲道的地位提升至與主聲道相同的地位,事實上對於家庭電影院系統而言,中間聲道的地位有時還高於主聲道,這在數位時代的Dolby Digital更為明確。與Dolby Surround相同的是,Dolby Pro-Logic也是利用所謂的邏輯電路將中間聲道取出,有點像是和把左右聲道相同的聲音另外獨立出來,此外,更提供了所謂的Phantom模式,亦即即使系統沒有中間聲道喇叭的配備,依然可以讓虛擬中間聲道有較為突出的表現出來。
Dolby Pro Logic可說是目前最為廣泛採用的家庭劇院系統處理方式。它用「杜比環繞」或「杜比立體聲」編碼軟體可產生出一種環繞的效果。這些軟體包括VHS、LD、DVD或立體聲電視中播出的本世紀七十年代以來的幾乎所有電影片。
當環繞音效進入Dolby Pro-Logic的時代之後,藉著較先進的邏輯解碼電路,家庭電影院的風潮也大勢底定,當然,這距離大放異彩還有一些距離,至少,Dolby Pro-Logic代表著家庭劇院確實可為,所謂第一代的AV玩家也多半是在這個時段發跡。可是類比解碼技術再怎麼進步,想要獲得各聲道完全分離的環繞效果仍有困難,唯一之路,就是將環繞音效邁入數位化,於是更新一代的Dolby Digital乃應運而生。
3. Dolby Digital(杜比數位)
為一種數位式環繞形式,具有所有的數位系統所共有的高清晰度,無失真和無噪音優點。與杜比定向邏輯相比,音質的改善相當於以LP錄音唱片升級為CD。
4. Dolby Digital/DD 5.1 (杜比數位.5.1,原名為Dolby AC -3) 
現稱為Dolby Digital 5.1聲道音訊之數位壓縮格式環繞音效 (壓縮率約10:1),現在已成為為家庭劇院擴大機之基本音效規格。
5. Dolby Pro Logic II
為Dolby公司目前最新技術之一,可將傳統兩聲道音訊轉換為5.1聲道音訊。運用範圍廣泛,尤其在有線電視上,新一代家庭劇院擴大機之基本音效規格。
6. Dolby Digital Surround EX
為Dolby公司目前最新技術,主要是除原Dolby Digital 5.1之音軌外,再加上後置之左、右環繞聲道或中央聲道,而製造出6.1或7.1音軌之音場,此一技術有助於製造更豐富的包圍感。
二、dts環繞系統(Digital Theater System) 
原本是電影院的播放系統。喇叭的構成和AC-3一樣5.1聲道,但有較低的數位壓縮格式 (壓縮率約3:1),所以使音質會更好,現在也已成為家庭劇院擴大機之基本音效規格。
dts系統的最新規格為dts-ES,主要是在數位5.1架構下,再增加back surround成為6.1聲道簡稱之,較頂級之家庭劇院擴大機均採用。2002年6月,dts公司又推出dts-ES
Discrete 6.1,它是完全獨立出後中聲道,與矩陣編碼混入左右聲道是不同的。另外的dts-ES Neo.6則是採用矩陣技術將傳統兩聲道的立體聲音源,解碼成6.1聲道的環繞音效,並提供Neo.6
Cinema與Neo.6 Music兩種模式。此外,還有dts 96/24,這是2002年底出現的最新環繞音效格式,這套系統的主要特點在於多聲道音頻取樣頻率及解析度,一般CD的取樣規格為44.1k
/ 16bit播放時高音表現最高可達22kHz,取樣頻率96kHz的話,播放時高音最高可達48kHz,而16bit和24bit就如同粗豆腐和嫩豆腐的差別,DVD
Audio及SACD 皆採96kHZ(多聲道)或192kHZ(二聲道)取樣頻率,較頂級的家庭劇院擴大機皆採用192k / 24bit之音頻取樣頻率,而只要是標示有dts
96/24的軟體,其5.1聲道原始錄音都是採用96 kHZ /24bit的高音質錄音技術錄製而成,強調有近似DVD-Audio的音質效果。而且dts
96/24不需配合特定的DVD影音光碟機就能播放,只要透過DVD影音光碟機的數位傳輸,讓具備dts 96/24功能的環繞擴大機就能享受到96
kHZ /24 bit的5.1聲道效果,如果擴大機不具備此項解碼功能,仍然可以聽得到聲音,只是並非 96 kHZ /24 bit的高音質,目前市面上具備此類功能的擴大機及軟體並不多見,但已有愈來愈多的趨勢,世界上第一張以dts
96/24錄製的DVD為日本歌手米西亞的日本演唱會錄音實況,此張DVD影音品質均極為優異,值得玩家收藏鑑賞。
三、THX環繞系統(Digital Theater System) 
原為美國盧卡斯電影公司所提倡的電影播放規格,如喇叭、DVD、擴大機等AV產品,需經過多項嚴格製作規格通過後,才能成為THX之認証產品,所以嚴格說來,THX是一種如ISO 9001的認證規格,但因為取得認證需要經過嚴謹的測試,固凡經過其認證之音響器材均有優異的環繞音效表現,故晚近亦成為家庭劇院的規格之一。
THX系統依價位與規範內容,亦有下列不同規格:
1. THX SELECT
為較低階、普及化的認證規格。
2. THX ULTRA
由於認證標準較高,價格上自然也較高。主要是對使用空間在3000立方英呎以上之器材授於THX Ultra認証,屬旗艦級產品。後續又有THX Ultra 2的推出,為針對改革後所推出的新認證標準,除了要求器材具備Dolby Digital Surround EX與dts-ES 6.1聲道的解碼功能,並強調擴大機必須具備控制環境對低頻的影響與搭載ASA (Advance Speaker Array)先進揚聲器陣列。另外還要具備Ultra 2 Cinema/Ultra 2 Music兩種音效強化模式;以及推動低組抗喇叭的能力、更高的訊噪(S/N)比。
目前THX 系統最新的技術是THX SURROUND EX ,其出現原因是由於市場陸續推出了Dolby Digital Surround EX與dts-ES的6.1聲道系統,THX為相容6.1聲道系統,因此開發出THX SURROUND EX的7.1聲道,以使音響玩家能多出一項新的選擇,THX SURROUND EX是以數位5.1聲道架構基礎下之6.1聲道或7.1聲道系統,主要技術特點在於系統增加了後環繞聲道 (back surround) ,而能營造出更好的包圍效果,只要擴大機具有THX SURROUND EX的功能,DVD影片在解碼之後,在後處理部分便能輸出7.1聲道的環繞音效。
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