【摘 要】 本篇论文主要针对原场技术的一些基础理论作出了详细的介绍。首先,介绍了原场信号的A、B、C、D、G五种主要格式,以及它们在原场理论中所起的作用。其中详细介绍了B格式及其编码过程。其次,介绍了声场话筒的构成和优点。再次,总结原场系统的优缺点,与其他系统进行了比较。最后,总结前文,对未来作出了个人的展望。
【关键词】 声场话筒 B格式 MKV
一. 原场理论
1970年,英国的一个研发小组继四方声之后发明了原场技术。原场的基本原理是通过有效且最自然的方式获取并建立声场,整个过程按一定数量的声道进行传输并通过一定数量的音箱回放。原场信号通过声场话筒来进行录制,并且通过带有原场信号控制功能的多轨调音台及控制盒来完成信号的控制和编码。原场信号只需要四个声道来记录(包括高度,且兼容立体声)。在信号接收器中的解码器会自动按照扬声器的排列对信号进行解码。原场信号还可以解码为5.1环绕声信号,其解码过程在其音像制品发行前完成。
原场信号的实现流程包括对声源信号的拾取、存储和传输以及回放。在回放时根据扬声器声道数量的不同,回放声信号所表现的声场尺寸也有所变化,即可以实现多种信号,包括:单声道信号、立体声信号、水平环绕声信号以及包括高度信息的全场信号。
二. 原场信号的格式
原场由A、B、C、D四种基本格式和G格式组成。前面提到,原场信号的实现包括对声源信号的拾取、存储和传输以及回放。与其相对应的就是原场的A、B、C、D四种基本格式。
1.原场A格式信号
原场的A格式信号是声场话筒自然拾取的声源信号。声场话筒由四个近似交叉重叠的属心形电容极头组成。如图1:
由图1中可见,声场话筒的四个振膜所指的方向分别是:左-前-上、右-后-上、左-后-下、右-前-下。另外,声场话筒不存在一个摆放的正确方法,它的摆放只与位置有关。
2.原场B格式信号
B格式是原场信号记录的载体。传统的声场话筒信号主要以B格式来记录的,它包含了声场中的全部细节。B格式主要由四个相互联系的通道组成。首先我们从拾取信号A格式说起:前面提到声场话筒由四个极头组成,它们拾取的四部分信号称为A格式。A格式信号通过MKV控制器编码后,信号以B格式记录,如图2:
由图2可见,信号经过MKV编码后以B格式输出,成为由三个八字型指向信号和一个全指向信号组成的四个通道的信号:X、Y、Z、W。其中X、Y、Z是三个八字型指向信号,分别记录深度信息、宽度信息、高度信息;W是全指向信号,是用来补充X、Y、Z三部分的整体信息(即编码后四个通道信息=X+Y+Z+W,X=前-后、Y=左-右、Z=上-下、W=全指向信号)。如图3:
同时,重放时在水平方向至少需要4支扬声器,如果增加高度信息,则还需要另外增加一支高度扬声器。当然,扬声器的数量和通道数无关,理论上扬声器的数量越多越好,目的只有一个:真实的还原声场。值得提出的是如果重放系统支持B格式的话,则原场信号的重放对于回放系统没有任何细节上的要求。
通常2.0立体声信号的制作是通过声像定位来完成的,即声场中的每个声源都以点的记录方式摆放在立体声像中。也可以通过立体声对的拾取方法来完成,但目前大部分2.0立体声信号的录制都需要加点话筒,所以对声像的摆放是不可避免的。而原场信号不同于2.0立体声信号。我们说声场话筒在空间中可以近似看作一个点,它所拾取的信号是它在这个点接收到的来自声源发出的各个方向的信号(包括反射声),是一个整体的信号。这个整体信号经过编码后成为X,Y,Z,W四部分相互联系的信号。在解码后的回放过程中,它们会根据扬声器的需要提取信号,更加突出的是一种声音的自然定位。而不是像2.0立体声那样将声源在立体声像中进行人工摆放,来达到立体的效果。可以说,原场信号完全真实地还原了现场。
3.原场C格式信号
B格式信号通过UHJ编码器,成为一系列分级结构的信号,就是C格式。UHJ就是C格式中信号的一系列分级结构,C格式提供了额外的通道使系统兼容了单声道和立体声。其分级结构为以下四个方面:
(1)单声道;
(2)未解码的“超级立体声”,所谓未解码,就是在编码过程中,已经生成了一个立体声信号,重放时无须解码;
(3)解码的两声道水平立体声,即由Y信号和W信号组成的包含宽度的立体声;
(4)由三个通道组成的水平立体声,即由X信号,Y信号和W信号组成的包含宽度和深度的立体声;
(5)全部四个声道,带有高度信息的环绕声,即包含X,Y,Z,W全部信息的全场立体声。
C格式可以将B格式的四个声道完全还原,但不同于B格式的将四个通道信号相加,UHJ提供两个兼容立体声的声道,即解码的水平立体声和未解码的“超级立体声”,以及重要的单声道。
尽管C格式提供兼容单声道和立体声的通道,但对其解码后的环绕效果就不是很理想了,由于把水平环绕的信息放在了左右两个声道中,所以环绕的精确度就下降了。而且作为立体声,很少有人能够听出解码与未解码之间的区别。
C格式是原场技术的重要组成部分,它使原场信号兼容了目前市场上占据主流地位的单声道和立体声,使原场信号适应了多种传输媒体,如:CD、DAT、FM调频广播等。在此基础上,还保留了B格式的多声道信号。在回放时,可以根据声道数量不同,选择最佳的方式,达到最好的回放效果。
4.原场D格式信号
原场的D格式信号是C格式信号经过UHJ解码器解码后得到的信号。UHJ解码器上可以根据扬声器的数量及摆放方式来选择解码后的信号是单声道、立体声或多声道。
5.原场G格式信号
G格式信号是B格式信号通过SP451解码器在工作室里完成解码后得到的5.1环绕声信号。如图4:
G格式最大的优点是:当听众欣赏5.1环绕声时,不需要在家中解码,解码过程已经在工作室内完成,即家中根本不需要任何专业器材。
家庭使用的原场的5.1信号可以在工作室里通过原场解码器来实现。这其中有几点值得注意:
(1)在工作室里要考虑5.1系统音箱的正确摆放和最佳听音位置(一般原场信号解码后,音箱的摆放完全不受限制);
(2)工作室专用的解码器与家用的有少许不同;但都以G格式为理论基础。
以上介绍了原场的A、B、C、D、G五种格式信号,下面,图5直观地表示了几种格式之间的关系:
从图5中,我们可以看到原场系统的整个流程。首先,原场信号通过声场话筒以A格式进行拾取。然后,A格式信号进入MKV控制器,经过编码后得到B格式,此时B格式信号被记录在录音机上。再次,B格式信号可以通过SP451解码器得到5.1环绕声,或通过UHJ编码器得到C格式信号。最后,C格式信号通过UHJ解码器得到D格式信号,此时D格式信号根据扬声器的数量与摆放不同,可以是单声道、立体声、多声道。
三. 声场话筒
前面提