作者：Alistar

〇. 引言

当下，数字音频技术正在飞速发展，音频设备的采样率、比特深度越来越高，各种 AI 插件也层出不穷。然而，对于普罗大众来说，最引人注目的技术之一还是杜比全景声（Dolby Atmos）。杜比全景声是空间音频（spatial Audio）领域的最新技术标准，它能够提供比传统环绕声系统更加逼真的环绕声效果。使用杜比全景声，听众可以身临其境地感受到声音的空间感和深度感，大幅提升观影 / 游戏 / 音乐体验。本文将会介绍杜比全景声的技术原理和应用场景，并探讨它未来的发展趋势。

一. 杜比全景声的技术原理

杜比全景声之前

最早也是最成熟的环绕声技术是基于声道（Channel）的。环绕声系统一般说的是 5.1 或者 7.1 配置。对应这两种配置，电视节目，电影和音乐通常被混合成 6 个或者 8 个通道：5.1 音频的左、中、右、左环绕、右环绕和超低，7.1音频的左、中、右、侧左、侧右、后左、后右和超低。

对于支持这种环绕声的媒体格式来说，X. X 的第一个数字代表它编码了多少个有方向性的声源（每一个声源都能由扬声器单独播放），第二个数字是指超低通道，这个通道处理超低频信息，它产生的振动既能够被听到，也能被感受到。因为超低频信号波长很长，且更多的是身体去感受到这些频率，所以它们几乎没有方向性信息，（这也是你只需要一个超低的原因）。

5.1 和 7.1 声道通常由主扬声器，卫星扬声器和一个单独的超低组成。主扬声器通常是你可以放在屏幕前的这部分扬声器，包含了左、右和中央通道。这三个通道是混音中最重要的通道，因为大部分的音频和对话都会在这三个通道里处理。

卫星扬声器使得声音能从侧面和后方传来，实现了环绕声中的“环绕”部分。在 5.1 声道系统中，卫星扬声器布置在听众左右两边稍微靠后的位置。7.1 声道中系统中有两对卫星扬声器，分别覆盖左右两侧和左后、右后方。

在空间音频（Spatial Audio）技术出现之前，大多数电影电视节目的环绕声都是混合 6 个或者 8 个独立的音频通道，以适配典型的环绕声系统中的扬声器数量。这些多通道可以向下混合成较少的通道，用于立体声扬声器、3.1 声道系统和其他形式的音响系统。市面上两个最大，也是最规范的环绕声格式，一个是 Dolby 的 Digital 5.1 或 7.1，一个是 DTS 5.1 或7.1。

杜比全景声的基本概念

传统的多声道音频中，声道就对应着扬声器的位置，使用多个声道可以带来环绕声体验。在 7.1.4 配置中，存在左前、中央、右前、左环绕、右环绕、左后、右后、上左前、上右前、上左后、上有后和超低共 12 个声道。这好像已经能够带来足够的环绕声体验，然而，杜比全景声引入了全新的技术，带来了更好的效果。

在杜比全景声中，应用了传统的多声道系统，称之为声床。此外，还引入了声音对象（Object Audio）的概念。每一个声音对象都有自己的元数据信息，记录 X，Y，Z 轴坐标以及该对象的大小信息，比起传统的多声道音频，声音对象能够带来更加精确的声音定位，带来更强的沉浸感。而这些都是基于离散的多声道系统所做不到的。

杜比全景声的技术细节

如果仅仅只引入了声音对象，那么杜比全景声还不能说是环绕声领域变革性的技术。除了引入声音对象这个概念之外，还有两个功能值得我们注意：

1. 声音对象渲染器（Object Audio Renderer，以下简称 OAR）：它是杜比全景声的另一个核心概念。想要完整地体验杜比全景声，官方推荐使用 7.1.4 的扬声器系统。然而，用户的终端设备并不都是这个配置。用户可能会使用耳机、立体声扬声器、条形音箱、家庭影院来聆听杜比全景声作品。这时候就需要将声音渲染到用户端的扬声器配置上。这时候，OAR 就发挥了它的作用。OAR 将声床渲染到可用的扬声器上，并且把声音对象渲染到其携带的元数据提供的空间坐标上去。这种 OAR 渲染充分利用了可用的扬声器，能够适应各种扬声器配置，而这如前所说，是传统的环绕声系统所做不到的。

2. 空间编码（Spatial Coding）：完整的杜比全景声母版文件体积非常大，不适合用在流媒体中播放。于是，杜比全景声引入了空间编码的概念。空间编码能够将完整的 Dolby Atmos 呈现缩减成一个更为精简的数据集。它将 128 个轨道以及 多达 118 个声音对象中的 OAMD 信息缩减成 12，14 或者 16 个 Elements（元素）。空间编码是将 Dolby Atmos 混音传达到家庭用户端的第一步。空间编码使用了响度和位置算法，动态地将临近的音床和声音对象中的音频编为一组，成为一个 Element（有时候也叫做集群），Element 中包含着 OAMD 信息。这些 Element 本身可以随着时间推移移动，而音床和声音对象可以在元素之间移动，这样就能更准确地反映它们的位置和运动轨迹。

正如手机的普及降低了人们使用移动互联网的门槛，给移动互联网的发展打下了坚实的基础一般，以上两个功能同样大幅降低了我们体验杜比全景声的门槛。现在，我们仅仅只需要一副耳机，就可以体验到杜比全景声带给我们的全新听觉盛宴。

二. 杜比全景声的应用场景

影视制作领域

杜比全景声在影视制作中的应用越来越广泛。它可以为电影、电视节目和流媒体内容提供更加逼真的音效体验。杜比全景声可以让听众感受到更加真实的声音和环境，使得观众更加容易沉浸在电影中。例如，杜比全景声可以使得观众感受到直升机在头顶上飞过，让爆炸声在听众周围回荡，以及让自然风光中的各种声音更加逼真。

截至 2021 年 11 月 1 日（数据来自杜比官方网站），全球已经有 6700 多家已经安装或者计划安装的杜比全景声厅，2080 多部已经上映或者计划发行的杜比全景声影片，240 多个杜比全景声混音工作室。就拿今年来说，截至目前上映的电影里就有不少使用了杜比全景声技术：《无名》、《深海》、《满江红》、《流浪地球 2》、《黑豹 2》、《蚁人与黄蜂女：量子狂潮》、《铃芽之旅》等等。在即将上映的电影中，大部分也都有杜比全景声的版本供大家观看。在可见的未来里，应用杜比全景声技术的电影只会越来越多。

游戏制作领域

杜比全景声在游戏制作中也是非常重要的技术。游戏制作者可以使用杜比全景声来营造更加逼真的游戏环境和氛围。杜比全景声能够帮助玩家更加清晰地听到游戏中的声音，从而更好地理解游戏情节和指示。例如，玩家可以听到敌人的脚步声、武器的开火声和环境音效，从而更加深入地体验游戏世界。我们熟悉的《赛博朋克 2077》、《使命召唤：战争地带》、《战争机器 5》等游戏都支持了杜比全景声。手游里，《幻塔》、《QQ飞车》等也支持了杜比全景声。

音乐制作领域

除了影视和游戏，杜比全景声还可以用于音乐制作。音乐制作人可以使用杜比全景声来营造更加逼真的音乐环境和氛围。杜比全景声可以使得听众感受到更加清晰、立体、分明的声音，提高了音乐的吸引力和感染力。目前可以在 Apple Music 和 Tidal 平台里听到杜比全景声格式的音乐，在新发布的单曲或者专辑中，有不少都支持了空间音频。国内关注杜比全景声的制作人也越来越多，官方也经常做技术分享，使更多的人能够参与到全景声内容的创作中去。

三. 杜比全景声的未来发展

对于听众，杜比全景声无疑是一项能够带来全新体验的技术。在影院里，杜比全景声可以给我们带来更加逼真、细腻、沉浸的听觉体验。在家里，我们可以只通过耳机就能体验到杜比全景声带来的沉浸感和真实感。未来随着音频设备的进一步发展和普及，我们还能进一步地体验到更完整的杜比全景声内容。而在 VR 和 AR 领域，相信也会有杜比全景声的身影，和 VR / AR 一起，带给我们一个“真实”的虚拟世界。

而对于影视 / 游戏 / 音频从业者来说，能够使用杜比全景声进行制作已经成为了一个强有力的竞争优势。未来随着全景声内容的发展，对全景声制作的需求会越来越多，所以我们要不要去学习制作杜比全景声内容呢？你怎么看？