影视音频制作中的响度与动态

cnmb

影视音频制作中的响度与动态


无论您喜欢与否，在电影音频制作领域，我们都需要面对“响度之战”，尽管我们拥有一整套为了防止响度不匹配而设计的校准系统，但现实情况却是电影的响度已经被提高了许多，因此电影院会收到很多来自观影者对响度的投诉，从而导致在电影播放时，电影院的工作人员会将播放音量调小。结果，影院把调小音量这个动作运用到了所有的影片上，这就给后期制作人员调整制作时的播放音量带来了难度和压力。

但这也不仅仅是整体响度的问题，现在也有一种趋势，就是电影混音比电视混音的动态范围更小，在某种程度上，很多时候，电视的“再混音”（Remix）最后都是扩大动态范围，而不是如期待中的为了电视广播的传输目的将原先来自剧院的混音进行动态范围的减小。

这是完全错误的。

我们可以采取的一种解决方法是使用BS1770响度标准，这套响度标准已在广播制作流程和音乐流媒体中使用，我们可将其运用到电影制作工作流程中，我们可以采用推荐的响度，即最大“工程响度”（Program Loudness）为-27 LUFS，以及“最大短时响度”（Maxium Short Term Loudness）为-6 LUFS；若对于“响度较大的影院”（Loud Cinemas），我们可以采用最大“节目响度”（Program Loudness）为-21 LUFS。我们理想的方案结果是将电影的播放音量回到正常的参考水平。Eelco Grimm，作为“响度请愿小组”（Loudness Petition Group）背后团队的一员，也在研究电影工作流程，而我们在之前关于音乐流媒体标准和工作流程的相关文章中也提到过他，在取得他的同意后，我们在这里发布了一份他在2013年5月展示给AES的报告。报告如下：



1. 介绍

在35毫米胶片电影的时代，来自“杜比”（Dolby）公司的人必须在电影发行做母带混音时在场。在电影母盘上会印着：在“杜比盒”（Dolby box）使用音量7进行播放。而在35毫米胶片电影时代结束时，流行趋势已经倾向于非常响的电影了。在对诸如《电子世界争霸战》（英文：Tron）等电影进行混音时，现场人员甚至被建议佩戴听力保护装置。而且，观众完全不喜欢这中程度的响度，对此有诸多抱怨。

在比利时，甚至发生了听力损伤的案件，导致比利时政府采取法律行动。政府想要对电影的音量进行官方限制。现在电影院通常将播放音量设定在远低于7的水平。

在如今的DCP，即“数字电影包”的工作流程中，“杜比”（Dolby）官方人员不再在电影母带混音时出现，而且后期制作时的播放音量也通常低于7。但是结果却会对“动态余量”（Headroom）造成影响。现在电影院播放的影片动态范围比R128的电视广播还要小。那我们能做些什么使其恢复正常呢？



2. 背景



这张图显示了对我们有影响的所有计权曲线。“A”计权最初是基于40 phon的响度曲线，但是现在主要被用于“声量计”（Sound Level Meter）以预测环境噪声可能造成的潜在听觉损失。“C”计权最初是基于100 phon的响度曲线，它可用在电声系统校准中。“M”曲线来自“杜比”（Dolby），它是基于CCIR曲线，用来测量噪声干扰的。有意思的是，它现在被用于电影用广告的测量。“K”计权是如今非常出名的ITU1770曲线，它是为电子信号的主观响度评估而开发的。在此文中，我将自由地混合A、C、K和M计权，请注意这是基于声音频谱的一种折中。

响度测量通常与“门限”（Gate）一起使用：要么使用“前景门限”（Foreground Gate）（PL），可以去除小音量的部分，要么使用“对话门限”（Dialogue Gate）（VL），仅测量对话。具体使用哪种要看看测量的目标是什么。

因为导演想控制观众体验到的声音响度，所以电影院是有水平校准的。SMPTE标准规定，当杜比系统音量设置为7时，特殊的“杜比噪音”信号发送到每个音箱的音量是85dBC。信号带宽也因此被设计为85dBC。此时电平表应该在0 VU，响度在- 21 LUFS。

这个水平的响度其实是配非常有力量的画面的，因为声音实在是太响了。在电影工作中若使用数字音频的话，影片的平均音量正常来说应该要比这个响度低6dB。，一般对话的音量应该要低30dB，这样就给了电影音频30dB“具有感情的”“动态余量”（Headroom）。因此对话在参考水平下的7～9dB，约等于76dBA。



这张表格显示了“杜比盒”（Dolby box）的音量控制。参考噪音在“7”的时候是85 dBC，在“5.5”的时候是80 dBC，在“4”的时候是75dBC。在“4”以下的数值，都是每减0.5，降低10 dB。在3.5时，参考噪音是65dBC。下文引用自杜比CP650的说明书：

CP650的主前面板的推子旋钮是控制影院的音量的。它可以正常工作，也可以旁路操作。当CP650被正确安装后，将推子设置为其混音时的音量水平7.0。这是任何杜比编码影片的适用音量。尽管在特殊情况下播放音量可能需要进行小的调整，但应避免明显偏离在安装时建立的准确音量7.0。如果播放音量设置过低，对话可能难以听清；播放音量设置过高可能会引起观众的投诉，在极端情况下，还可能会损坏剧院的音响系统。

但这之后就出现了一些严重的问题。商业广告和预告片的原始SMPTE标准是82 LeqM，这大约比正常的对话音量高了6dB。然后，这个标准就变成了所有广告是82LeqM，预告片是85LeqM，这比对话音量高出了9dB。

今天的广告和预告片都被标准化到85LeqM，因为从经验来看，预告片和广告的播放音量也要远远低于7。事实上，在荷兰，广告和预告片播放时会使用3.5，也就是说比“7”低了20dB。

这都太响了！

事实上不仅仅商业广告和预告片的播放音量比“7”低很多。因为观众开始越来越多地抱怨电影本身声音太响了，电影院为了做出了回应而降低了电影的音量，尽管这是有充分理由的。

佛兰芒耳鸣和听力减退协会在比利时测量了几家电影院的声压级。他们测量的峰值水平高达118 dBA！这怎么可能？嗯，一条通道被校准为85 dBC@-21 LUFS，因此峰值就会达到大概105 dBSPL。如果有4条通道（环绕声计为1条），这样就会增加6dB。若产生削波失真，您会收到每条通道额外多3dB的音量，当然如果测试点离音箱比较近，那么测到的音量肯定会比在场地中间测得的音量大。118 dBA看起来很疯狂，但在理论上，这是可能的。未来的情况也会变得很有趣，随着杜比Atmos的出现，每个单独的通道都会校准到85dBC。Atoms对每个音箱的峰值要求是115dBC。一套系统可能有64只扬声器，换言之，理论上最高声压级可能达到133dBC。

损毁已造成

2010年9月，在比利时，一名17岁的女孩在观看电影《盗梦空间》时出现了永久性耳鸣。这引起了媒体和政府的广泛关注。在Kinepolis的影院中，使用的音量最大值是5.5，一般都是使用5的。今年夏天(2013年)，比利时政府将制定法律律条，以规定电影院所允许播放的最大音量。他们甚至可能会给播放控制设定一个法定的最大音量。

但总的来说，电影院调低音量的原因并不是观众产生了听力受损的风险。而是早在这种音量对观众的听力构成潜在威胁之前，观众就投诉电影太大声了。另一个造成投诉的原因是，由于隔音效果差，隔壁的电影场景太吵，打扰了他们了。正因为如此，许多影院调低了音量，还修改了影院的原始校准。“低频效果声轨”（LFE）通常会为了避免声音穿到隔壁影厅而降低音量，很多时候，中间声道、左右声道和环绕声道的平衡是没有的。不过，好像许多电影院在有节庆的时候会至少校准一次系统，我想一般的电影院都会很接近SMPTE校准。校准偏差肯定不会是大家都将播放音量调整到7以下的主要原因。

我们应该强调即使是在DCP工作流程中，SMPTE校准还是很重要的，也仍然应该是我们参考的主要标准。



3. 现实的情况


我打电话给几家艺术剧院和影院的播放系统操作人员。我的非正式调查已经显示了一个确定的情况和趋势：基本没有电影是采用“7”的音量位置进行播放的，现在“5”才是标准。广告和预告片通常在3.5进行播放，最高音量不超过4。阿姆斯特丹的艺术剧院 Studio K的播放列表显示，他们的电影播放音量在4.2到5之间。

乌得勒支Louis Hartlooper艺术影院的播放系统操作人员告诉我，每周四，所有电影的不同部分都会在他们的影院进行预播，使用DCP比使用35mm胶片更容易做到这一点。即使影片移到一个另一个影厅，它们也会被再次预播一遍。他们使用人耳来设置最佳播放音量，并将其编写进DCP服务器。这个音量水平一般在4-5之间。乌得勒支的另一家艺术影院t Hoogt也在周四预播每部电影，他们的音量一般设置在4.5-5.5之间。偶尔也会碰到可以以6.3的音量播放的电影。他们的目标是让轻柔的声音能被观众听到，大声的场景不能太吵。他们想避免来自观影者的抱怨和投诉。

经验告诉我们，在大空间的播放音量要比在小空间的播放音量调得高一些。在阿姆斯特丹的新电影博物馆Eye in Amsterdam，新电影也在电影院预播。因为该影院的的重要任务是，将旧的影片数字化，因此不同影片的播放音量会非常不同，但许多电影还是固定在4的音量，一年后最大音量才达到5.4。

许多大型剧院现在都不再雇佣人工操作员了。一切都是完全自动化的，只需少数几个人即可运营整个剧院了，而这些人中多数是吧台工作人员。操作经理在办公室的电脑上编辑放映程序，大多数时候他都将主电影的播放音量设置到默认位置，可能是5或5.4。预告片和广告通常和主片的播放音量相同，但这样可能会太大声了，或者将音量调整到3.5到3.8进行播放。有些特殊情况，比如在阿姆斯特丹Pathe Tuchinski等大型影院进行电影首映时，影片会按照导演的意愿进行播放。但对于正常的观影来说，影片总是被调整到各自合适的音量。例如，最近在图钦斯基电影院1号首映的《詹姆斯·邦德》(2013年)的播放音量就是7，而普通观影的播放音量设置在5.5，但这仍然引起了观众的不满。

比利时的Kinepolis是个特例。他们真的很关心音质，他们对安装高质量的音响系统，并获得完备的声学环境是相当关注的。但他们更关心他们客户。董事会决定将标准播放级别设置为5，最多5.5，但即便如此，他们还是会检查影院里的每一部即将上映的影片。所以一般来说最后都会以更低的音量来播放。预告片和广告都是以3.5的音量来播放的。Kinepolis的主剧场，安特卫普的Metropolis 1，有一套持续的测量系统来监控dBA音量水平，并将报告发送给主办公室。本周（2013年5月），一份关于影院声压级的官方报告已经提交给比利时政府，该报告将为今年夏天晚些时候出台的相关法律提供相关数据支撑。除非业界很快提供替代方案，否则比利时法律将规定最大播放音量将被限制在5左右。



4. 这对您的混音意味着什么？


现在的影院播放情况都对混音有很大的影响。Belgian Art House的热门影片《破碎的圈子》（The Broken Circle Breakdown）有两个版本——用于电视的版本的“节目响度”（Program Loudness）为-23 LUFS，用于影院的版本的“节目响度”（Program Loudness）-20 LUFS。我们发现影院版本被压缩得更多，因为他们想达到这样的效果：即使影片播放音量被降低调整到比利时允许播放的最高音量，即5.2时，也能清晰地让对话音量达到预期的水平。

荷兰最大的后期制作机构Cinemeta现在将播放音量默认设置为5。去年他们曾使用过6.3这个折衷的设定，但今年(2013年)导演们抱怨他们电影中轻柔的声音在影院中还是太强烈了。

当我致电Shooting Star Productions制作公司的导演Dave Schram时，他告诉我：

“每次我的电影上映后，我基本会去至少十家电影院观影。以前我做母带混音时总将音量调在7。但现在放映厅的播放音量最大到6，通常都是5.5，有时甚至在4.7。这主要是由观众对电影太大声的投诉引起的。我现在也不得不在工作时使用5.5的音量进行播放了。”

我甚至发现电影院已经考虑购买广播用的动态处理器来自动控制音量。我们还是看看我们能想到什么解决方案。



5. 电影中的测量标准


首先，我们需要一些客观的数字。第一个数据是关于预告片和广告的，它们都被标准化到85 LeqM，并且在3.5即65 dBA的音量水平进行播放。目前的情况是，商业广告和预告片只在昏暗的影院灯光下放映，这样可以方便人们聊天并找自己的座位。显然，65 dBA的音量很好地匹配了这一点。一些影院将预告片的音量设置为“4”，比“3.5”的音量设置高了10 dB，即75 dBA。因为这些预告片都是在关灯的情况下观看的。而这个音量与最初预想的对话音量差不多，由于预告片非常紧凑，所以他们的对话也的确可以达到这个音量水平。
另一个数据是听众长期在影院环境下可以承受的响度标准。通常情况下，人体对8小时80 dBA的疲劳程度相当于2小时86 dBA。这意味着“节目音量”（Program Level）的最大值得要大约等于提供的参考音量值。

但正如我们所知，电影院调整他们的音量水平不是为了保护观众的听力，而主要是为了观众的舒适度。超过2小时一直处于85 dBA的音量对于电影来说是非常大声的，观众也不会接受。更合适的标准是80 dBA左右。SMPTE 参考噪声的“节目音量”（Program Level）刚好低于-21 LUFS。如果再低5到6分贝，那么“节目音量”（Program Level）就大约是-27 LUFS。

此外，我认为对短时(3秒)处于100 dBA的音量情况作限制是有意义的。这个“最大短时音量”（max S）约为-6 LUFS。我重复一下，我知道不同计权曲线之间的差异。然而，测量电子化的A计权曲线没有意义，因为这不是电影中声音声压级的真实表现。我认为A计权应该只用于声学声压计，K计权LUFS测量应该用于电领域。限制“最大短时音量”（max S）达到-6 LUFS只是一个粗略估计，我们仍然需要研究出大多数情况下都正确的音量。

带着这个认知，我们一起来看看几部电影。我和著名的电影混音工程师Michel Schöpping一起分析了24部电影，主要是以荷兰电影为主，我们发现它们都大不相同。“节目音量”（Program Level）从-38 LUFS到-20 LUFS，“最大短时音量”从-29 LUFS到-8 LUFS，最大“真峰值”（True-Peak）从-7到+3.5 dBTP。对话音量从-41到-25 LUFS不等。当我们在混音时一想到播放音量，这些20 LU左右的巨大音量差距就变得非常小了。

考虑到播放音量，我们还发现了一些有趣的事情：

在“7”的音量水平进行混音的电影，平均播放音量是-28 LUFS(-29到-25)。
在“6.3”的音量水平进行混音的电影，平均播放音量是-23 LUFS(区间是-25到-21)。他们在播放时低了3 dB，所以如果我们把它们平均修正到“7”的水平，那将是-26 LUFS。
在“5”的音量水平进行混音的电影，平均播放音量是-20 LUFS（所有的都是-20）。他们在播放时低了7dB，所以如果我们把它们平均修正到“7”的水平，那将是-27 LUFS。
这意味着无论混音时这些电影的音量设置如何，它们预期的平均播放音量都在-27 LUFS左右。在剧院中大约是79 dBA。当然也有一些例外，比如播放音量为-34 LUFS的电影在设计时就是故意这么“轻”的，它就是一部“安静的影片”。



6. 总结


我们能做些什么让一切恢复正常吗？

我们可以将类似的策略运用于EBU R128。拥护该标准的我们（另外一个可能是Michel Schöpping）此时正坐在罗马AES会议桌前，这并非巧合。虽然我必须强调，我们绝不是在这里代表EBU。

我认为我们可以从4个需求开始着手。

1）、 我们需要的解决方案必须与当前影院的硬件兼容，这些硬件通常是“杜比盒子”（Dolby box）。因此我们不需要新的额外投资，只需要在DCP服务器上进行软件更新即可。

2）、 所有的SMPTE校准要求应保持完整。

3）、 导演必须控制音量，同时也需要引入客观的数据测量。

4）、影片交付到电影院时应该保证舒适的整体响度，不能出现潜在的会造成听力受损的响度。

以下是我的建议：

1）、 在DCP服务器中测量“节目音量”（Program Level）和电影的“最大短时音量”（Maximum Short-term Level）。

2）、如果“节目音量”（Program Level）低于-27 LUFS，那就直接在影院播放。因为本身音量比较轻的电影作品，导演的意图就是将其变成一部相对安静的影片。

3）、如果“节目音量”（Program Level）高于-27 LUFS，请检查影院是否设置了“播放较响电影”（Loud Movie Playback）选项。如果不是，那请将声音衰减到-27 LUFS再进行播放。如果设置了“播放较响电影”（Loud Movie Playback）选项，请检查“节目音量”（Program Level）是否超过-21 LUFS的绝对限制。在这种情况下，请将声音衰减到-21 LUFS再进行播放。

4）、检查“最大短时音量”（Maximum Short-term Level）是否大于-6 LUFS，“最大真峰值”（Maximum True Peak）是否大于-1 dBFS。如果是，则相应衰减。

5）、现在请将杜比系统正常的播放音量调整到7。在小型电影院，可以选择较低的音量水平。这种校准方式原则上只需要进行一次。

广告和预告片也要经过同样的过程，但可能会根据影院本身的标准作一些变化，因为它们经常是在昏暗的灯光下放映的，观众在广告和预告片播放期间可以进行交谈。

· 为了得到当前的“4”的音量水平，在杜比系统中应该选择减去“1”的值，比如“6”代替“7”，“5.5”代替“6.5”等。

· 对于“3.5”的音量，则需要更多的衰减。我应该提一下，“Foreground Gate”的作用是为了将响度范围很宽的素材（比如电影）与被压缩过的素材（比如广告）进行匹配。因此使用了这个效果后，就不需要额外进行音量衰减了。

整个过程都可以很容易地通过在DCP服务器的软件进行实现，DCP服务器就是一台计算机，如果我没有记错，它应该是Windows系统的。

这个提议的好处是，喜欢使用大动态声音的导演将重新获得他们的艺术自由。影院运营方和观众都不会再遇到令人不快的响度“惊吓”。某些影院仍可使用大音量进行影片播放，只略微需要有些音量限制，以保护观众的听力。此外，电影院也无需做额外投资，因为ITU响度标准是开源的，也可以选择使用广播工具以显示影院限制音量的最大值。

显然，我们还需要进行更多的研究，上述建议仍需要在实践中进行检验。

我认为这个项目只能和电影院合作研究，因为他们只有在真正解决了问题的情况下才会使用推荐的建议。我很高兴，比利时电影公司Kinepolis已提出参与此次试验项目，以测试我在此提出的建议。如果这个试点成功，他们将帮助我们说服比利时政府在他们即将出台的电影响度法案中使用类似的解决方案。

对于那些反对任何形式监管的人，我想说的是，你们应该意识到，你们以为不采取响度措施就可以有更自由的创作空间，但其实这最终都会导致创作自由的限制，正如现在大家所看到的。

感谢Elco允许我们在这里复制您的论文。让我震惊的是，这是在2013年5月提出的，而4年后我们却仍没有一个如Eelco在文中提到的合适的解决方案。