(技术转帖) DTS-HD格式及音箱摆位说明

psun · 发表于 2009-7-16 14:54

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技术文档：DTS-HD的7.1声道格式

来源：视听技术日期：2008-01-11 02:31

　　DTS-HD是下一代蓝激光影碟上的伴音格式之一，它是数字影院系统(Digital Theater System)推出的新编码格式，是继DTS-ES 6.1声道之后的推出的DTS++格式的正式注册商标名。
　　DTS-HD是一套相干声学音频编码系统，包含原先的DTS数字环绕声，它被称之为“DTS-HD核”，内含DTS-ES和DTS 96/24，也可加无损压缩技术。第二部分为“扩展”，具有扩张性，能使核的声音品质进一步提高，有了扩展信息还原的声音就有更高音质、更多声道，还能兼容对网络下载内容的互动性。
　　这种用DTS-HD核+扩展的结构形式，兼顾了数据的兼容性和先进性，以及作者和用户要求的复杂特性的可能性。DTS-HD音频表面上为一个单一的数据流，但核和扩展数据可以分开读取和分别使用。
　　DTS-HD数据流进入到原有的DTS解码器，则任何解码器不论新旧都能读出DTS-HD中的DTS核数据，还原出DTS-ES以下的各种DTS音频。这即是说，你用早先的DTS 5.1声道解码器，还原出DTS 5.1声道音频；你是后来的DTS-EX 6.1声道解码器，则解码出后方三个声道是矩阵编码的DTS 6.1声道音频；若是当时最顶级的DTS-ES解码器，则能获得独立6.1声道的DTS音频。而扩展区的数据这类解码器压根“看”不到，丝毫不会妨碍核数据的还原。
　　而有高等解码器的设备就会去解码扩展数据，进一步提升DTS-HD的音频品质。
　　DTS-HD能编码/解码的DTS格式有三种：DTS-HD主体音频（Master Audio），DTS-HD 高分辨率音频（High Resolution Audio）和DTS 数字环绕声（Digital Surround）。
　　DTS-HD主体音频能将音频处理得与录音原版每1比特都相同。DTS-HD主体音频处理的音频码率在Blu-ray碟上能达到24.5Mbps，在HD-DVD上能达到18.0Mbps。这时7.1声道的每个声道的音频都能达到96khz/24bit的取样率和量化精度，与原来的录音版本完全一样。
　　DTS-HD高分辨率音频略有些妥协。它处理的7.1声道声音与原始声音没有听感上的区别。DTS-HD高分辨率音频处理的音频速率为：Blu-ray碟6.0 Mbps和HD DVD 3.0 Mbps。它同样能把7.1声道声音以96khz/24bit的取样率和量化精度处理，但碟片因空间的限制也许不能再放进DTS-HD主体音频了。
　　DTS 数字环绕声是家庭影院音频的原始DTS解码格式。保留这种格式就能让用户用旧有的具有DTS解码能力的播放机去播放Blu-ray碟和HD DVD播放机播放DTS-HD编码碟片时输出的音频，即使得DTS-HD具有下兼容能力。
　　DTS-HD以7.1声道为起步。支持1.5 Mbps以上的高比特率，是现在普通DVD影碟所采用的768kbps的近两倍。取样频率范围从8～192kHz（16/24 bit）。最大有32声道的环绕输出，据称格式能支持的独立环绕声道数目实际上是无限制的。
　　DTS-HD更多声道的标准格式尚未见到，这里看看已经公开的7.1声道的音箱布局。
　　DTS-HD 7.1声道是在传统的5.1声道上增加了二个附加声道。这二个声道能使新系统的环绕声效果远远高过传统环绕声。主要表现在声像定位更加正确，“皇帝席”区域扩大，特殊的动态效果更好，使整个声场更加真实并更具戏剧性。
　　DTS-HD 7.1声道的音箱布局有传统、全后方环绕声、侧面提升、前方增宽、前方提升、中心头顶、中央增高共七种。现分别图示说明于下。
　　1.传统7.1：左L、右R、中央C、低音效果LFE、左环绕Ls、右环绕Rs、左后方环绕Lsr、右后方环绕Rsr：
　　
　　

　　图1.传统7.1声场音箱布局
　　传统的音箱布局大家都熟悉，但各音箱与听众席的角度就不一定正确。DTS公司给出了具体的角度，声音制作者就是以这样的还原角度去分配声音的。用户以这种的角度来布置音箱就能获得最正确的声像定位。
　　2.全后方环绕声7.1：左L、右R、中央C、低音效果LFE、左环绕Ls、右环绕Rs、左后方环绕Lsr、右后方环绕Rsr
　　
　　

　　图2.全后方环绕7.1声场音箱布局
　　7.1声道名称一样，只是把环绕音箱后移20度，加强后方声场的纵深度。
　　3.侧面提升7.1：左L、右R、中央C、低音效果LFE、左环绕Ls、右环绕Rs、左高环绕Lhs、右高环绕Rhs
　　
　　

　　图3.侧面提升7.1声场音箱布局
　　把格式2中的左后环绕和右后环绕变为左高环绕(Lhs)和右高环绕 (Rhs)。二路高环绕的音箱高度提高，并放置到听众的正左、右二侧。
　　这种7.1声道能加强侧面效果。如果你房间的侧墙下方有家俱什么的，或环绕箱不太大，这种放置方式还可节省些空间。其对后方空间的要求小些。
　　4.前方增宽7.1：左L、右R、中央C、低音效果LFE、左环绕Ls、右环绕Rs、左宽Lw、右宽Rw
　　
　　

　　图4.前方增宽7.1声场音箱布局
　　这种布局的7.1声道侧重前方声场的声像定位，前方声像的场面更大，气势宏伟。可以使得房间深度不够的家庭影院也有宽大的声场效果。
　　5.前方提升7.1：左L、右R、中央C、低音效果LFE、左环绕Ls、右环绕Rs、左高Lh、右高Rh

　　图5.前方提升7.1声场音箱布局
　　也是一种增强前方效果的格式，原两路左(L)、右(R)声道分别扩展出左高(Lh)和右高(Rh)的另外两路。这样，前方声场就从主要是水平方向的声像变化发展出水平/垂直二维的声像变化，正面的动感大大加强。如飞机在前方空中翻滚，火箭升空，动漫人物来回穿梭等等声像会更加生动有趣，真实可信。
　　6.中心头顶：左L、右R、中央C、低音效果LFE、左环绕Ls、右环绕Rs、中央环绕Cs、中央头顶C-oh
　　
　　

　　图6.中心头顶7.1声场音箱布局
　　这种音箱布局能产生上方近乎半球面的声像定位，对发生在头顶上面的声音表现会更加出色。如潜艇在水下时，水面或潜艇甲板上发出的声音；盗贼在天花板和楼上地板走动或打洞的声响，这些都是其它5.1或7.1声道无法表现得到位的，而加上C-oh声道后，就能达到完美的程度。
　　7.中央增高：左L、右R、中央C、低音效果LFE、左环绕Ls、右环绕Rs、中央环绕Cs、中央增高Ch
　　
　　

　　图7.中央增高7.1声场音箱布局
　　它与传统6.1声道不同的地方是中央声道被分为上下两路，能增强前方正中的上下感。对于如火箭升空，直升机拔地而起等前方只需向上而去的声像效果来说会与格式5(前方提升7.1声道)一样的感受，声音也能伴随着景象凌空而去。而后方因仍有一中央后环绕声道，故后方的环绕感会优于前方提升7.1声场的听感。但这里要求听音室有足够的后方空间。
　　据DTS介绍，这几种7.1声道的音箱布局可以按剧情和房间的不同来选取。但以我的理解，作为声音的创作者按照剧情的需要选定那种声道布局来设计声音的制作,确能得到最佳的音响效果；但用户必须以完全同样的格式去配置音箱，才能得到与导演意图完全一致的效果。可用户的音箱布局却不是随时都能更改的。这就必然会引入一套从这种7.1声道转变为另一种7.1声道的方式，即新型的7.1声道功放将被要求更加智能化。这样，顶级家庭影院控制中心又有开发竞争的天地了。
　　更好的方案是电影声音制作者直接为一部电影配上多种7.1声道伴音，使影碟上就有几种7.1声道格式供用户选用。
　　一切还都是未知数，因为新的格式才刚出现，有待市场需求去考验。我们期盼着。