環繞聲與MP3環繞聲淺析

沈芳旌

【摘要】目前，由于巨大的文件數據量和對專業設備的要求，環繞混音無法在互聯網上大量應用，然而這種情況即將被改變了。MP3環繞技術可以把5.1環繞聲文件壓縮到和立體聲MP3文件差不多的大小，同時并且保證聲音質量并且還可以作為Winamp的插件使用，而且它是免費的。它還為用立體聲耳機播放5.1聲道聲音提供了雙聲道解決方案，你甚至都不需要環繞揚聲器了。這些是不是聽起來太難以置信了？MP3環繞技術很有可能會改變我們聽音樂的方式。

【關鍵詞】環繞聲；MP3環繞聲

一、環繞聲發展

家中環繞聲的沿革迄今為止還是一個夸張的失敗。在過去的40年中，一系列輝煌的創新出現了，然后消失在公眾的冷漠中。1970年推出的四聲道立體聲系統，實現得非常完美：在黑膠唱片上記錄四條同步音軌是一件不小的成就。但是在標準化系統上，廠商沒有達成一致；技術上的困難和不兼容的格式意味著很少有人有足夠的信心去購買它，所以這個系統消逝了。但是無論如何，四聲道立體聲系統因為數學中的一個基本缺陷，永遠不能準確再現三維聲場：四個揚聲器放置在房間角落不能產生像立體聲和5.1聲道那樣的“幻象”。90度的角度過大。它能給予一些好的建議，但不適合做環繞聲。

接下來Ambisonics出世了，同樣誕生于80年代，在一些發燒友和學術界仍然非常受歡迎。Ambisonics是真正的輝煌——它仍然是記錄和再現三維聲場最準確和靈活的方式，甚至可以再現高度。在不斷的適應下，系統能夠幾乎在任何位置包含任意數量的揚聲器。

從90年代起，出現了一個接一個的環繞聲格式，讀者可能會更熟悉：杜比數字邏輯，杜比數字，DTS等。放置揚聲器位置的概念是基于聽覺圈的建立；低音炮提供了“一個點”，然后創新只是增加更多的衛星音箱，達到5.1，6.1，7.1，10.2環繞聲……

由THX發明家設計的10.2格式環繞聲被稱為“比5.1好兩倍”的環繞聲，它包括兩個高度通道。至今出現了眾多環繞聲制式，它是高清晰度視頻的同伴， 但是大眾并不會花高價來買它。

二、如今的環繞聲

隨著近些年來聲道數量不斷增加，聲音質量和動態范圍也不斷增加，并且價格不斷降低。所以如果環繞聲系統性價比從沒有這么高過，那它為什么不能更受歡迎呢？

不僅是環繞聲音響的音質體驗越來越好，數字立體聲設備也在按這個路線發展。SACD和DVDAudio有比CD更好的頻帶寬度和動態范圍，但是目前最受歡迎的格式竟然是低碼流的MP3。為什么呢？

唯一的解釋是HIFI離大多數人生活太遠。大多數人并不笨，他們知道MP3質量不如CD，但是他們不在乎。他們不想要也不需要超高保真度，他們需要便攜和廉價，最好是免費。MP3完美的符合他們的要求。MP3的高壓縮比使文件更小并且可以在互聯網上便捷的傳輸，這帶來了一種新的音樂銷售模式。高保真并沒有消失，但是市場變的非常小，就像環繞聲音響一樣。

三、MP3環繞聲

人們對環繞聲不買賬并沒有動搖音響行業對于環繞聲才是未來的堅信。現在音響行業有個絕好的機會證明自己是正確的。這些年來，環繞聲可以兼容錄音包了。理論上已經可以支持7.1聲道環繞聲，Steinberg公司為Nuendo和Cubase提供的音頻引擎也可以支持環繞聲。PC機已經裝備了5.1環繞聲卡有一段時間了——這些都最終暗示著環繞聲時代將以某種方式到來。MP3也將進入環繞聲時代。

基于這些原因，看起來音響工業最終會因為人們的需求提供使用現有硬件的環繞聲產品。購買新設備是一種選擇但不是必須的，重要的是新的設備要由免費軟件驅動。MP3環繞技術主要由原始MP3編碼器的發明者Fraunhofer開發。這個免費軟件可以兼容PC，MAC和Linux。此外，MP3環繞技術是完全向后兼容的：環繞聲文件可以在之前的任何一代MP3播放器上播放，但是只能以立體聲模式播放。

MP3環繞系統有三個主要部分。第一部分是編碼/解碼或者叫‘codec（意思是壓縮和解壓縮）。這個編碼器是最聰明的部分，它是對心理聲學深入研究的產物，結合了一些非常嚴謹的數值檢驗。通過移除原始錄音中的一些聽不到的部分，文件體積會大大縮小。MP3環繞技術的壓縮方法驚人的有效，5.1聲道的文件只比立體聲文件體積大百分之十。

獨立的解碼器包括兩個版本： 一個獨立的MP3環繞聲播放器和一個免費軟件Winamp的流處理插件。這個系統的第二部分是一個可以使立體聲耳機回放環繞聲MP3的雙聲道模擬器，它使用了頭相關傳輸函數技術來模擬5.1聲道聲場的效果。MP3環繞聲系統的第三個部分是 MP3 SX。通過分析立體聲錄音的氛圍，SX技術可以合成一對后部聲道并且生成人造環繞聲。

為了獲得更好的效果，你最好有一臺配備了5.1聲道聲卡的PC或MAC計算機，并配有五個揚聲器和一個重低音音箱。如果你沒有合適的聲卡你也可以在耳機中聽雙聲道環繞聲，但是為了感受這個編碼器的完美音效，你最好用揚聲器播放。MP3環繞播放器的接口已經簡單的不能再簡單了：你只需要把文件拖進播放器然后選擇一種回放模式。MP3環繞聲的聲音質量非常好，特別是考慮到他的文件體積被壓縮的很小。聲音并非是干癟粗糙的，效果恰恰相反：聲音非常圓潤飽滿，并且有許多細節。

MP3環繞技術也有缺點，但是如果直接和DTS或Dolby系統比較，這些缺點只是表面上的。MP3環繞聲令人印象深刻，但是如果緊接著試聽DTS音軌，你會立刻注意到DTS的低頻更深高頻更亮。MP3環繞的動態范圍也受到了影響，但是如果不是通過系統間的直接比較，這些缺點并不明顯。這種缺點是難免的，因為：MP3環繞聲的碼率只有192kbps，但是DTS的碼率率有1411kbps。綜合考慮這些因素來看，MP3環繞聲技術是令人驚訝的。