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空间音频与Waves Nx

2021-11-30 09:50 作者:造音星球  | 我要投稿



上一篇我们讲解了环绕声和全景声的制式,家用环绕声最常见的是5.1和7.1声道,最多有9.1声道,全景声常见有7.1.4和9.1.4声道,9.1.4声道一共需要14只音箱。用音箱制作环绕声是用真实的物理环境和真实的发声源定位来让我们感受到声音真实的环绕。环绕声的使用成本是高昂的,不仅需要这么多数量的音箱,也需要相同通道数的功放,并且需要一个比较大的环境放置环绕音箱。
 

图中所示为中国电视剧制作中心Dolby Atmos混音棚,棚内的声道配置是5.1.4,也就是5只环绕音箱+1只低音+4只天空声道音箱的配置。图中蓝圈中的是环绕音箱,红圈中的是天空环绕,听音位的前后上方左右各有一只。许多我们熟悉的音乐类综艺节目的全景声格式音频都是在这里制作完成的。


既然音箱做环绕声的成本这么高,那目前的技术可以用耳机制作虚拟环绕声吗? 


前面我们提到人耳定位声音的方式是通过分析音量差、时间差、音色差来定位,这是声音在真实空间的物理传播特性决定的。声音传播需要时间,到达不同的距离自然会有时间差,同时也会有能量损耗导致的音量差,还有身体遮挡、耳廓形状、环境反射导致的音色差。如果反过来把一个原本不带有任何空间信息、本应该在耳机中一维的声音通过算法给到左右两个耳机声道不同的音量、时间和音色,是不是可以让大脑认为这个声音产生了空间变化? 


如果用耳机可以虚拟360°的空间音频,那我们就可以随时随地体验逼真的全景声而无需昂贵且复杂的全景声音箱配置。 


“空间音频”或者说“全景声”是近来比较火的一个概念,苹果最近推出支持头部追踪的空间音频,在Apple Music中就可以体验带有强烈空间定位和纵深感的音乐,用空间音频技术听交响乐的时候仿佛打开了新世界的大门。


用耳机制作虚拟空间声场的方式不仅成本低,更不用考虑空间因素,只要带上耳机,就能体验到声音从四面八方扑面而来,仿佛置身一个无比真实的虚拟世界。只要算法够精确,小小的耳机就能容纳乾坤。 同时,苹果旗下的数字音频工作站Logic Pro在最新的10.7版本更新中支持了7.1.4声道的杜比全景声支持,也就是使用Logic Pro也可以制作杜比全景声而无需专用的软件了,配合耳机虚拟空间监听技术,可以大幅降低全景声制作门槛。


Logic Pro10.7中可以直接制作和编辑最高7.1.4声道杜比全景声ADM BWF文件,以及支持以对象为中心的环绕音频3D Object Panner。现在,音乐制作人也可以将自己的音乐做成带有空间信息的全景声格式了。


此外,索尼在2019年布局的“360度临场声效”(360 Reality Audio)也属于空间音频的一个技术分支。DTS推出的DTS:X也是空间类音频技术,用于强调空间沉浸感。空间音频的大佬杜比自然不用说,杜比是全景声概念的提出和实践者。“Dolby Atmos”杜比全景声在电影行业全景声制作领域几乎垄断。 


Dolby Atmos杜比全景声电影音频终混棚


今年元宇宙的概念炒得热火朝天,元宇宙大概的意思就是今后人们可以通过超级真实的视觉、听觉、体感等方式进入网络世界生活,类似《头号玩家》、《黑客帝国》中所描述的场景一样,肉体活在真实世界,而意识活在虚拟世界。要达到元宇宙的要求,感官的真实性是非常重要的,目前VR技术已经接近以假乱真的程度,但声音方面依然停留在耳机一维的程度,让人无法很好地带入。而“空间音频”概念的提出和实践是现代科技迈向元宇宙的一个重要里程碑。 


作为音频领域的技术先驱,Waves自然不会在“空间音频”这个前沿技术上落后。Waves早在2016年就开始布局空间音频领域,并将其命名为——Waves Nx。Nx是一套从桌面端、移动端娱乐到专业录音监听全面覆盖的空间音频解决方案,软硬件结合的产品布局让用户一站式体验真3D音频带来的越级体验! 


Waves Nx的应用场景覆盖听音乐、电影、游戏、专业混音等应用场景。配合桌面端、移动端App让用户体验全场景3D音频,只要戴上耳机,就是属于你的世界!


Waves Nx本身是一种算法,通过声音在虚拟声场中的位置为结果,反向计算这个声道的声音应该产生的参数变化,从而让人感觉声音位置在真实的空间中产生了位移,有点类似3D电影技术通过“视觉欺骗”让大脑以为这个画面是立体的。理论上来说只要算得够精确,可以让声音在整个立体空间被感知。也就是说Waves Nx可以让耳机跨越维度从一维听觉变成三维听觉,从此用耳机也可以享受真实空间的三维声音了! 


Waves Nx软件覆盖Windows和Mac的桌面端以及iOS和安卓手机端,这款App主要应用于影音娱乐,通过Nx可以实现看电影、听音乐、玩游戏的时候将耳机变为环绕声甚至全景声。


移动端Waves Nx App
移动端Waves Nx App


插件类有面向专业3D音效制作的Nx Virtual Mix Room,和录音室虚拟房间监听的Abbey Road Studio 3、Nx Ocean Way Nashville、CLA Nx三款插件。它们分别建模自传奇录音室,并带有其录音室声学环境特性,可以让混音师在耳机中听到三维的监听效果,仿佛置身真实的录音棚控制室中。


Nx Virtual Mix Room是一个不带有声学特性的空间模拟插件,对于5.1和7.1环绕声制作的工作者,使用Nx Virtual Mix Room可以在脱离5.1监听环境的情况下用耳机进行5.1环绕声监听。这样,即使出差过程中也可以制作专业的环绕声制式音乐。
Abbey Road Studio 3建模自艾比路录音室传奇的3号控制室,将世界一流的控制室声学环境带入日常的混音工作中,只需要带上耳机就可以体验。
Ocean Way Nashville录音棚的控制室是声学设计和录音室监听的巅峰之作,也是发烧级音响工程师的朝圣之地。建模自Ocean Way录音棚的插件可以在任何耳机上完美再现极致的声学环境和HR1/HR5监听音箱,实现沉浸式空间音频体验。
CLA Nx建模自格莱美奖级别混音师Chris Lord-Alge著名的Mix LA录音棚控制室,CLA喜欢的设备和精心设计的声学环境、装饰都能在耳机上原汁原味地体验。


硬件方面,Waves有Nx Head Tracker和一些经过校准并带有头部追踪功能的耳机型号。Nx Head Tracker是一个安装在头戴耳机横梁上的设备,通过内部的陀螺仪捕捉头部的动作从而使Nx算法产生相应的改变。


Nx Head Tracker非常小巧,通过固定在头戴耳机的横梁处捕捉头部的移动把参数给到Nx。


下一篇我将带大家再次实际体验Waves Nx的使用效果!



本文作者:MICHAEL.D

音响工程师、混音师、杭州阿珂曼传媒技术总监、广州龙维电子科技有限公司高级技术经理。

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