發現Dolby數位環場音效(上)－洋洋得意報NO.45

洋洋實業團隊 撰 2009/10/20

       電影工業發展初期，由於當時電影工業面臨電視業者的強力衝擊，再加上磁性儲存媒介的成本影響，不得不發展出更新穎的技術以吸引觀看者的青睞。在聲音的處理方面，多聲道的技術更被應用在電影工業上，提供劇院最具臨場感的聲音環繞效果。近年來，由於家庭環繞劇院的普及，也促使更多新的技術被提出。使得原本只儲存立體音的數位音樂，也配合電影的播放而製造出立體空間的效果。近年來電子科技與網際網路的蓬勃發展，數位化的音樂、影像以及視訊漸漸的成為媒體關注的焦點。這十多年來，人們對於多媒體各類表現的品質；越來越高，因此，有許多更先進地多媒體數位化技術的研究成果之產生，也促使「環場音效技術」（Surround Sound Technology）的快速成長。

       「杜比實驗室」（Dolby Lab）是由瑞米爾頓‧杜比博士所建立的。杜比博士於1933年出生於美國俄勒岡州波特蘭市，成長於舊金山灣區。16歲還在高中讀書時，就在有名的Ampex公司打工。該公司是美國最早生產磁帶錄製設備的廠家之一。他負責開發該公司研製的世界上第一台實用錄放影機的電子電路部分。1957年杜比自斯坦福大學畢業，獲得英國劍橋大學提供的馬歇爾獎學金，研究長波段X光。1961年他獲得物理學博士學位。作為一個業餘錄音愛好者，杜比博士多年以來了解在磁帶上錄製音頻或視頻信號時，「基礎噪音」（Floor Noise）對錄製品質的損害。他開始認真思考一種「降低噪聲」（Noise Reduction）方法，而又不損害錄製品質。而這些研究成為後來更成為杜比A（Dolby A）抑噪、杜比B抑噪（Dolby B）和杜比C抑噪（Dolby C）系統的起源，也是後來探索「環場音效技術」的發展基礎。

       1968年，杜比博士成立了以「杜比實驗室」命名的公司。公司成立的前10年，工作的中心在英國，但它一直是一家公司。1976年後，公司的主要工作轉移到美國加州的舊金山。杜比實驗室開發了一系列的技術：SR（頻譜錄音）、S型抑噪、HX Pro、杜比立體聲、Dolby Surround、Dolby Pro-Logic、AC-1、AC-2、Dolby Digital（AC-3）與Dolby E等。這些技術被廣泛應用於專業及家用音響器材、電影錄音、電影院播放設備、數位廣播、數位電視等方面。

       杜比環場音效的目的是為了產生數個數位化的聲道資訊，來還原錄製時來自四面八方之原始的音訊資料。環場音效技術發展提供了許多多聲道音訊編碼的技術，如Dolby AC-3、DTS、SONY公司發展的SDDS以及MPEG AAC等。在電影工業中，杜比數位聲跡是採用光學技術直接編碼在電影膠片上各個齒孔之間的空間中。將聲軌直接放在膠片上，讓它與模擬聲聲共存，給電影發行商和影劇院運營商提供了一種高效能的解決方案。實驗證明齒孔區也具有很高的抗磨損和抗撕裂的能力，因此以杜比數位技術編碼的聲軌在膠片的可用壽命中都不會產生雜音和嘯音。

       AC-3 在DVD的應用上，則是目前最受歡迎的多聲道碼技術，雖然DTS 是較新的產品，但是目前市面上販售的DVD未完全採用這個新的技術，而Dolby多聲道音訊編碼的技術一直都是DVD的標準規格。目前「DVD影碟」（DVD Video）主要還是利用Dolby Digital來記錄聲音，營造豐富的環繞效果。「Dolby Digital」（杜比數位音效），最早稱為「AC-3」，它是Dolby公司繼Dolby Surround與Dolby Pro Logic後的第三代的環繞音效編碼技術，是六聲道環繞音效最普遍的版本，是屬於5.1聲道的技術。在5.1聲道技術中，5代表著5個基本聲道，獨立連接至五個不同的一般喇叭（20至20,000 Hz），分別是右前聲道（RF）、中央聲道（C）、左前聲道（LF）、右後聲道（RR）與左後聲道（LR）；而.1則代表1個超低音聲道，連接至超低音喇叭（20至120 Hz）。

       Dolby Digital的特色可傳送單音路至六音路的音訊，它具有高效率的音訊編碼，在20Bit時大約是15:1的壓縮比，可支援: 32 Kbps~ 640 Kbps的輸出資料速率，五個主要音路都是全頻寬的頻率響應，LFE音路則為3Hz~120Hz，用來延伸低頻，編碼器最高可以接受24位元資料，指令演算提供24位元的全動態範圍，所有音源再生時音量都可統一，節目製作人員可以機動調校節目的參考音量（Reference level）。Dolby Digital數位技術具有很高的編碼效率，它能夠提供高品質分離式多聲道音頻而不降低視頻品質，這使它成為了全世界DVD-Video影碟的指定音頻標準。

       在一般人的印象中，Dolby Digital應該就是多聲道，或者說，應該是包含主聲道、中央聲道、後聲道與超低音聲道的5.1聲道環繞音效。事實卻非如此，錄製在DVD影片中的Dolby Digital音效，存在許多可能的方式。它可以是最簡化的「單聲道」（Mono），也可以是眾所周知的5.1聲道。當然也有介於兩者之間的Dolby Digital Stereo、Dolby Digital 4.0、Dolby Digital 5.0等方式。因此，Dolby Digital技術是向下兼容的，絕大多數杜比播放器或解碼器均備有 「Downmixing」（下混） 功能，其作用是將系統中欠缺的聲道聲軌混入當前可供使用的喇叭中。例如：當喇叭系統沒有中央聲道的時候，可以將中央聲道音軌的聲音分配給前左與前右聲道發出；又或者用戶只有兩聲道喇叭時，可以將多聲道訊號混音編碼成「立體聲」（Stereo），而不至於因為少了中央與環繞聲道喇叭，而讓所聽到的聲音不完整。因此，Dolby Digital不僅僅提供5.1聲道的功能，Dolby Digital格式也同時可支援單聲道及立體聲輸出等格式。

參考資料：
http://www.dolby.com/

洋洋得意報網站：http://www.oceanictrading.com.tw/epaper_list.php