參量化Ambisonics解碼技術淺析

徐子凡

(北京電影學院聲音學院,北京 100088)

1 前言

上世紀七十年代,在對環繞聲系統的研究浪潮中,Gerzon等人開發了利用球諧函數記錄三維聲場的Ambisonics技術,并設計了相關的錄音、傳輸和還放設備,以期能夠將Ambisonics應用到環繞聲格式廣播電視節目的制作中。但是,在5.1系統成為占據絕對主導地位的環繞聲格式后,Ambisonics便淡出了商業市場的視野,在很長一段時間里只有少數從事理論研究的工程師對這一領域進行了研究,取得的進展也較為有限,直到虛擬現實 (Virtual Reality,VR)技術的發展與成熟打破了這種狀況。VR 技術所提供的三維視覺空間吸引了許多電影、游戲等領域的藝術家利用這種全新的畫面形式進行創作,而為電影銀幕等“畫框”設計的5.1環繞聲系統不再能與靈活度空前巨大的VR 畫面相匹配。于是創作者和工程師們再度將目光投向了Ambisonics技術,因為它最大的特點正是能夠無差別地編碼空間中所有方向上的聲音,并且能夠輕松對整個聲場進行三維旋轉而不使信號失真,這與VR畫面的特點不謀而合。另外,Ambisonic信號的編碼、中間運算和解碼重放這三個過程在數學上互相獨立,使得Ambisonics具有能夠適應多種不同的工作流程、多種重放場地的潛能,這也契合了在使用VR 頭顯時通常需要佩戴耳機聆聽聲場的需求。

然而,Ambisonics系統的一個關鍵難點在于其音質極大地受制于編碼階數的高低,而提高編碼階數又使得需要的信號通道數量呈幾何式增長。主觀聽覺測試表明,在低階編碼時,Ambisonic信號會有較為明顯的染色、定位模糊、缺乏包圍感等問題;當階數超過三階后,這些問題會得到較明顯的改觀,但是此時所需要的信號通道數也達到了至少16個通道。……