什麽是環繞聲？
有許多方法可以制作和呈現錄音。最簡單的方法，也是最早的有聲電影中使用的方法，叫做單聲道。單聲道意味著所有聲音都錄制在壹個軌道或通道上(例如，唱片上的螺旋槽或磁帶上的軌道)，通常在揚聲器上播放。
雙聲道錄音通常稱為立體聲，在這種情況下，聲音在聽者兩側的揚聲器上播放。但這並不完全準確，因為立體聲實際上指的是更大範圍的多聲道錄音。雙聲道聲音是家庭立體聲接收機、電視和調頻收音機的標準格式。最簡單的雙通道錄音，叫做雙耳錄音，就是在現場活動(比如演唱會)中，設置兩個麥克風代替人的耳朵。當妳在兩個不同的揚聲器上聽這兩個頻道時，它會重現身臨其境的體驗。
環繞錄音將這壹概念更進了壹步，增加了更多的音頻通道，使聲音來自三個或更多的方向。雖然術語“環繞聲”在技術上是指杜比實驗室設計的特定多聲道系統，但它更常用作劇院和家庭影院多聲道音響系統的統稱。在本文中，我們將以這種通用的方式使用它。
有壹些特殊的麥克風可以錄制環繞聲(通過從三個或更多方向拾取聲音)，但這不是制作環繞聲音軌的標準方法。幾乎所有的電影環繞聲效果都是在混音工作室制作的。聲音編輯和調音師會收集許多不同的音頻記錄，如在電影工作室錄制的對話，在配音工作室錄制的音效或在電腦上制作的音效，以及樂譜，然後決定播放哪個或哪些音頻通道。
早期環繞聲
多年來，環繞聲以許多不同的方式被制造出來。迪士尼的《幻想曲》(1941)是最早的環繞聲電影之壹，讓觀眾沈浸在古典音樂中。迪士尼音響工程師威廉·加裏蒂(William Garrity)將每個管弦樂隊的錄音分離出來，並混合成四個不同的音軌，這些音軌被錄制成壹張膠片上的光軌。
四條軌道驅動劇院內不同的揚聲器。在壹個設備完善的劇院裏，音樂似乎在觀眾席裏來回移動，這是通過聲音翻譯來實現的。翻譯包括從壹個音頻通道中淡出聲音(如小提琴旋律)，同時在另壹個通道中構建聲音。
為了在環繞聲中播放幻想曲，電影院需要額外的投影儀來播放原聲，以及昂貴的接收器和揚聲器。
這種環繞聲系統並沒有流行起來(必要的設備非常昂貴)，但到了20世紀50年代末，許多好萊塢電影已經采用了更簡單的多聲道格式。在這個時代，有幾種不同的影院設置，包括著名的電影院和電影放映機，但大多數都使用相同的基本聲音技術。作為壹個整體，這些系統被稱為立體聲，或簡單的劇院立體聲。
立體聲
立體聲在影片邊緣使用四個或更多模擬磁性音頻軌道。音軌不能像傳統的光學聲軌那樣發出清晰的聲音，隨著時間的推移會逐漸消失，但在膠片上占據的空間要小得多。標準膠片格式沒有足夠的空間來容納兩個以上的軌道，但在膠片幀周圍可以擠壓多達六個軌道。
在立體聲系統中，三到五個聲道驅動電影屏幕後面的揚聲器。流行的四聲道系統包括壹個聲道驅動左揚聲器，壹個聲道驅動右揚聲器，壹個聲道驅動中置揚聲器，壹個聲道驅動沿劇院兩側和後部的環繞揚聲器。有些系統在屏幕後面有五個獨立通道和壹個環繞通道。
在這些電影中，大部分聲音都是在前置聲道上錄制的，所以文字好像是從屏幕上傳的。當演員在屏幕左側說話時，對話從左側的揚聲器發出。當演員在右邊說話時，聲音來自右邊的揚聲器。大多數對話也指向中央揚聲器，它用於在屏幕上固定或聚焦聲音。背景聲道(或音頻聲道)通常用於“效果聲音”，如環境背景噪音或屏幕外發出的聲音。
20世紀70年代，杜比實驗室基於相同的配置推出了壹種新的聲音格式。
動態杜比
像立體聲壹樣，最初的杜比立體聲有三個前置聲道和壹個環繞聲聲道。然而，它沒有使用軌道，而是恢復到優秀的光軌技術，以允許更清晰的聲音播放。杜比立體聲還采用先進的降噪技術，進壹步提高音質。
杜比立體聲的高音質使電影制作人更廣泛地使用環繞聲聲道。喬治·盧卡斯的《星球大戰》是最早采用杜比立體聲編碼的電影之壹，它使用環繞聲來增強其史詩般的太空戰鬥場景。錄音師逐漸把戰鬥機的聲音從前聲道移到後聲道，讓它看起來像飛過屏幕的聲音。
後來的電影采用了“星球大戰”模式，使用環繞軌道來創造奇妙的效果，並填充背景噪音來建立場景的設置。在較新版本的環繞聲系統中，劇院老板可以懸掛壹個低音炮來處理極低頻的聲音(分頻器可以將這些聲音從兩個軌道中分離出來)。很多電影人在影院使用低音炮發出強烈的轟鳴聲，當銀幕上發生爆炸或地震時，會震動觀眾。模擬和數字環繞聲系統中的超重低音聲道有時也稱為低頻效果(LFE)聲道。
1982年，杜比推出了家庭娛樂系統杜比立體聲版杜比環繞聲。杜比環繞聲再現了影院中杜比立體聲的效果，但效果稍有不同。音頻通道被編碼為磁帶上的軌道，或作為電視信號廣播，而不是作為光軌。除了原來的家用杜比系統只有三個聲道——左揚聲器、右揚聲器和後揚聲器，揚聲器設置和劇院的基本方式壹樣。1987年，杜比推出了杜比Pro Logic，為前中置揚聲器多了壹個聲道。
杜比立體聲真正的創新之處在於，將如此多的音頻信息壓縮到電影中的壹個小空間裏。當杜比的工程師開始研究這種新格式時，他們發現在可用空間內只能安裝兩條軌道。為了允許四個獨立的音頻通道，他們開發了壹種特殊的4-2-4處理系統。該系統最初用於20世紀70年代初的四聲道家庭立體聲錄音，並將四個聲道的音頻信息編碼為兩個聲道。
圖4-2-4處理系統
4-2-4處理系統的基本思想是從兩個信息流中導出四個信息流。基本上，這四種信息流是:A流中的信息，B流中的信息，A流和B流中相同的信息，A流和B流中信息的區別..
前兩個渠道相當簡單。a流被提供給左揚聲器，B流被提供給右揚聲器。但是“相同”和“不同”的渠道更復雜。為了理解這是如何工作的，妳需要知道壹些關於揚聲器的聲音。
壹個基本的揚聲器是圍繞壹個電磁體構建的，電磁體是壹個被壹圈電線包圍的金屬圓柱體。電磁鐵被永久天然磁鐵包圍著。當妳讓電流通過電磁鐵時，它就會被磁化，就像天然磁鐵壹樣，有北極和南極。電磁鐵中的線圈壹端連接到(+)揚聲器線路，另壹端連接到(-)揚聲器線路。音頻放大器不斷改變電流的方向，使磁極的方向保持開和關。
改變磁極的方向會改變電磁鐵和周圍天然磁鐵之間的吸引力。這使得電磁鐵來回移動。當電磁鐵移動時，它推拉揚聲器錐體，揚聲器錐體迅速將空氣推出，然後將空氣拉回。空氣粒子的運動產生了我們聽到的聲音。
然後，音頻信號是波動的電流。當電流以某種方式波動時，揚聲器錐體向內移動；當電流以另壹種方式波動時，揚聲器錐體向外移動。這個信號可以表示為振蕩波。產生的特殊聲音取決於錐體運動的速度和距離，而錐體運動的速度和距離又取決於電流的波動方式。
在環繞聲設置中，中央聲道的信號同時錄制在流A和流B上。兩個流上的中心信號在幅度和頻率上是相同的，並且它們是完全同步的。
周相移動
支持中央聲道的環繞聲解碼器會根據A流和B流的模式和幅度選擇相同的信號。在沒有中置揚聲器的環繞聲系統中，完美平衡的中置信號將直接在左右揚聲器之間產生“幻像揚聲器”(揚聲器的幻像)。
通道周圍的聲音信號也記錄在流A和流B上，但是每個流中的相同信號彼此不同步。它們不是同步播放的，而是在兩個音頻流中隨時間移動。結果是這兩個信號相互作用:當流A中的環繞聲信號告訴左揚聲器錐體向外移動時，流B中的信號告訴右揚聲器錐體向內移動。因此，來自左前和右前揚聲器的環繞聲信號信息將在很大程度上被自動抵消。
環繞聲解碼器接收流A和流B，並相對移動它們，使得環繞聲信號再次同相。由於這種偏移，右、左和中央信號不同步，因此它們經常相互抵消。
除了分離不同的信號，合適的環繞聲解碼器還通過不同的濾波器和降噪元件傳輸音頻信息，以平衡聲級並降低噪聲。專業邏輯解碼器使用主動“轉向”元件來更精確地控制過程。
許多家庭音頻愛好者已經找到了壹種方法，只使用壹個雙聲道家庭立體聲系統和壹組額外的揚聲器來部分解鎖環繞聲聲道。
獲取環繞聲道
接入環繞聲通道的最簡單方法是獲得壹個帶有環繞聲解碼器的接收器。解碼器識別異相信息，並將其提取到第三通道中。為了平衡聲音，接收器還將通道提高到適當的水平，並增加輕微的時間延遲。然而，環繞聲可以使用標準的立體聲接收器來訪問，因為所有信息實際上都包含在左右聲道中。
為此，請準備壹對後置揚聲器，分別放在聽眾的左右兩側。將右聲道的(+)放大器端子連接到右後揚聲器的(+)揚聲器端子，將左聲道的(+)放大器端子連接到左後揚聲器的(+)揚聲器端子。然後連接後揚聲器上的兩個(-)端子。
前聲道同相位的立體聲信號在後揚聲器中相互抵消:左右兩側的(+)電流同時到達每個揚聲器的(+)和(-)端子，所以電流根本不會改變電磁鐵磁極。
但是立體聲聲道中的異相信號會形成交流電，這些信號的電流會從左聲道的(+)功放端流出，而電流的(+)揚聲器端會流入右聲道的(+)功放端。效果是這些異相信號移動後揚聲器的電磁鐵，從而控制後揚聲器的聲音。
要設置簡單的中置揚聲器(固定左右立體聲揚聲器的揚聲器)，只需打開電視。如果是單聲道電視，會同時播放兩個立體聲頻道。立體聲電視也可以很好地用於錨定目的，因為兩個頻道都是從電視區域傳輸的。
在這種設置中，您需要的另壹個組件是電位計，它可以對電流施加不同程度的電阻，從而降低電路中的電壓。在這種環繞聲設置中，電位計僅用作音量控制的後置揚聲器。妳可以把它掛在任何地方，順著電路走到後面的揚聲器。
當然，這種設置不會提供與實際環繞聲接收器相同質量的環繞聲。
20世紀90年代，壹種新的環繞聲開始在劇院出現。此後逐漸超越了標準的4-2-4法。
數字域:DTS
現在，許多電影院都有數字環繞聲系統。數字音響的工作原理和模擬音響系統完全不同。
在模擬錄音中，聲音被編碼成壹個長而波動的信息流。在數字錄音中，聲音被編碼成壹系列1和0，就像計算機程序壹樣。通過這種方法，您可以在有限的空間內編碼更多的信息，從而使音軌更清晰、更準確。
1993隨著《《侏羅紀公園》》的上映，數字影院音效開始向公眾開放。《侏羅紀公園》使用壹種稱為DTS數字聲音的技術，該技術以數字電影系統公司命名，該公司為這項技術申請了專利。
在這個音響系統中，六個獨立的音頻通道被編碼在壹張或兩張CD上。劇院配備了CD播放器和解碼器來分離這些頻道，並在整個劇院安排的不同揚聲器上播放它們。和杜比立體聲壹樣，DTS有三個前置聲道和壹個低音炮。但它不是環繞聲聲道，而是為劇院左側的揚聲器和劇院右側的揚聲器提供單獨的聲道。
數字領域:杜比數字
杜比隨後推出了自己的數字格式，杜比數字。杜比數字也被稱為杜比數字5.1(用於5個音頻通道和1個低音炮通道)、杜比AC-3(用於杜比的第三種音頻編碼設計)或杜比SR-D(用於頻譜數字錄音)。杜比數字和DTS有相同的基本揚聲器配置和聲音相似，但它在壹個非常不同的系統上工作。數字信息不是記錄在cd上，而是以微小的模式編碼在膠片的鏈輪孔之間。
當電影通過放映機時，杜比數字閱讀器通過這種模式發光。在膠片的另壹面，光線照射在電荷耦合器件(CCD)上，這是數碼相機中使用的同壹類型的光學傳感器。CCD記錄的圖像由數百個小斑點組成，代表1，代表0的斑點之間有數百個空格。杜比數字處理器將該圖像中的數字信息解釋為音頻信號。
杜比數字環繞聲Ex的工作方式與杜比數字相同，但它包括壹個額外的環繞聲通道。額外的通道沿著劇院的後墻驅動揚聲器。像前中置揚聲器壹樣，它可以用來固定左右環繞聲道的聲音。