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[讨论] 聊聊空间音频技术:改善视听体验?

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音频应用新手发布

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发表于 2022-7-20 | |阅读模式
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聊聊空间音频技术:改善视听体验?
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这两年我们经常会听到“空间音频”这个名词,说实话空间音频技术之所以能让很多人知晓,苹果的确功不可没,尽管我们相信很多人对这个技术还是处于一种模糊的状态。事实上,从实际的体验感知来说,空间音频可以说是环绕声的一种扩展技术,相比较环绕声来说,空间音频会让用户更容易体验到声音的立体感和深度,将环绕声更准确地定位在合适的方位,让用户在生理上获得更身临其境的环绕效果。
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空间音频这个技术其实是一个统称,不同厂商有不同的称谓。如果说和传统的环绕声有什么不同的话,那么空间音频简单来说应该是更符合用户的生理状态,或者说空间音频拥有更人性化的设计。而且这个技术实际上是不限于设备,耳机也好音箱也好都是可以支持的,当然不同公司实现的技术不同,在最终效果上肯定会有一些差异。& `0 O5 c& d' s3 R' [* F0 m" l
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目前在空间音频技术上发展的有多个厂商,除了我们熟知的苹果之外,包括杜比、索尼、奈飞等厂商都有自己的一套空间音频技术。而且有趣的是,这些技术实现的原理和最终的效果实际上是完全不同的。但可以肯定的是,空间音频未来在我们的视听体验中,一定会占据非常重要的地位,无论是看视频、玩游戏或者听音乐,现在都有不少支持空间音频技术的内容供用户选择,所以这次我们也就来聊聊各家的空间音频技术,看看到底谁的表现更出色,谁又会成为未来家庭娱乐的视听标准。' U- }$ u; A) }; Z3 J; ~, J" h
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; o- o5 i4 k% Q/ z/ H* A杜比全景声:或许是最容易实现但效果也最差的4 Y) q; W( c: P/ S5 `: |6 e& H3 B
在空间音频技术上,杜比应该是走得最早的厂商,毕竟杜比在多声道环绕声上有极深的造诣,而杜比全景声也是目前环绕声音频格式最流行的高端技术。事实上,我们现在在各种手机平板上所支持的杜比全景声,就是一种简易的空间音频技术。当然和影院级的杜比全景声相比,在手机和平板上采用外放或者耳机的效果相比,那自然差距很大,毕竟要实现相对完整的杜比全景声,至少也得需要一个多声道回音壁才行。7 I0 V" R  Q2 ^. N! D2 G: [

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不过相对于影院级的杜比全景声来说,我们日常在手机、平板上见到的杜比全景声不是没有优势。首先就是它不挑设备,只要一个耳机就能获得不错的环绕声效果,这样可以让用户节约大量的成本;另外这种空间音频效果实际上对硬件没啥要求,它更多的是代码模拟,而不是真正的多声道。当然不足的地方自然就是环绕效果一般,基本上也没啥空间立体感了。. c$ ^* P- N5 O, i/ N  x" {$ b: t3 H
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出现这种情况的主要因素还是杜比授权太简单了点,一些厂商只要花钱多半都能通过杜比的认证。但如果没有合适的硬件,仅仅是在移动设备和其他非专业硬件上适配,我们可以将其看做一个简单的模拟环绕声技术。那么有效果吗?肯定还是有的,我们自己体验在手机上采用普通耳机,打开或者关闭杜比全景声功能,声音还是有区别的,打开杜比全景声,的确拥有更为立体的环绕效果,只是相比其他物理环绕声不那么突出罢了。4 I' t: H( p3 i- Y
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不过说实话,在目前移动设备上,要实现空间音频,利用杜比全景声可能是最简单的方案,而且即使是外放我们也能感受到深度上下的功夫,这让我们可以尽量感受到到相对沉浸的音频效果。当然我们之所以觉得这种技术过于粗糙,还是因为它在声音的结构上过于简单,而且纯粹地采用模拟方法,效果相比其他厂商来说就显得很小儿科了。另外它也没有什么人体工程学的设计,声音缺少变化,说白了就是空间感的确太弱。( h0 S# U8 n0 P7 J5 A

. }/ Z; g1 n, d+ h0 Q! Q当然了,如果不在移动设备上,而是家庭影院,有符合杜比全景声的功放喇叭,或者拥有回音壁的话,那么效果肯定会比在移动设备上好出N倍。但杜比全景声本身是个很成熟的音频规格了,环绕声效果很突出,看片够震撼,但说实话依然会相对缺少空间感,和现在我们说的空间音频技术还是有不小的区别。
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苹果空间音频:或许是目前效果最好的音频技术
( T( l3 ~  G' _% O严格意义来说,苹果的空间音频技术其实上也是杜比全景声技术的一种延伸和发展,所以苹果支持空间音频的耳机实际上都会支持杜比全景声。但是苹果相对杜比全景声做出了一个很大的调整,那就是加入了一个空间定位的改变,这使得用户在体验苹果空间音频技术时,会获得前所未有的声音深度和立体感受,而且真正让用户和声音产生了一种互动效果。
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% a2 z# N3 n/ ]9 s9 j" I5 c2 S0 }首先在技术上,苹果采用的软硬结合的方案,除了音频部分的改变之外,在声音设备上也要加入相应的技术规格。苹果在增加声音深度和空间感上的做法是——对播放设备进行定位,比如用iPhone或者iPad播放支持空间音频技术的音乐或者电影时,那么整个声音系统就会将iPhone或者iPad模拟为整个音场中固定位置的播放设备。7 j, i" s; Z& x/ \! P! A- ?
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在有一个固定的设备位置后,苹果再通过耳机来确定用户头部的位置,从而判定播放设备和声音的位置,这样用户在转头或者设备的位置发生改变时,会导致耳朵与播放设备的位置发生改变,而空间音频技术将会模拟出这种声音强弱变化。所以我们说这是一个有关人体工程学的技术,但同时它的确能带来声音上的改变,并且和用户产生互动,最终让用户获得更有空间感以及更有深度的声音效果。7 p  z, p1 m% z# s0 p; W) ?
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当然苹果这套算法是非常先进的,目前暂时还没有看到哪家厂商在这部分能和苹果相比,因为不同距离要表现出来的声音细微区别是很难,但苹果现在做得很好。这实际上对音频的立体声效果没有影响,但是给了用户一种真实的体验,一种在空间自由活动时获得不同声音深度的感受。当然这种感受目前只能在耳机上体验,虽然苹果在Apple TV上既能用耳机,也能用苹果的HomePods,但HomePods一般也不会随便移动,而且不会贴近耳朵使用,所以不会有这样的体验。0 C- d% P  N+ Q* _- m5 B

* E( z/ R  s' s5 [1 L: b" p另外在本身的音频部分,和移动平台的杜比全景声不同,杜比全景声在手机上往往其实就是对立体声的一种模拟增强,但是苹果的空间音频不是。苹果的空间音频系统依赖于5.1或者7.1的多声道音频,也有直接用杜比全景声的音轨来制作。比如说苹果自己音乐软件中支持空间音频的音乐,都是苹果先录制的杜比全景声然后再进行处理,这样才可以让用户使用AirPods耳机时,获得身临其境的声音体验。
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所以从声音的效果和深度来说,目前苹果的空间音频技术是最佳的,要说缺点那就是需要苹果的设备才行,因为目前只有苹果的耳机和硬件,才会支持头部跟踪的空间音频技术。但要注意一点的是,空间音频技术并不是强制要求头部跟踪以改变声音,苹果也是可以关闭头部跟踪的。所以这也是为什么其他厂商的空间音频技术并没有头部跟踪,毕竟只要获得足够的空间立体感受就行了。& D( c3 G5 m) B- b: a) p

; ^. L# ^# e) D5 s索尼360临场音效:空间效果惊人但还需加强
& l$ `( \. k2 x0 o9 X! W# v空间音频另一个用力推广的厂商就是大法了。实际上大法早在2019年就推出了自己的360 reality audio音频技术,可以简称为360临场音效。不过在当时大法也是用的软硬结合的方法来实现,也就是要用索尼的耳机搭配索尼制作的支持360 reality audio的音频,才能获得最好的声音效果。0 D; S' G: t; s2 j8 O$ a
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8 \/ Q) n1 {# G- S当时索尼是拿的自己的蓝牙耳机做测试,表示要用LDAC的高品质蓝牙音频解码以及DSEE Extreme引擎,再搭配支持360 reality audio的音轨,就能获得非常出色的效果。但是之后索尼对这一技术进行了一些改进,不再对设备方面有太多的要求,或者说在一些特定应用下,用户不需要用索尼的耳机也能获得360 reality audio的体验。: X2 ?. v& ]! z5 ~* q
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实际上索尼在PS5自家推出的一些游戏中,就采用360 reality audio的技术,包括《蜘蛛侠》和《恶魔猎人》等游戏。而且索尼的空间音频技术,在这些应用场景下不但支持所有品牌耳机,同时还支持普通扬声器,甚至是电视的喇叭。所以从某种角度上而言,为了让这个技术更具有普及性和支持力度,索尼实际上对技术和效果进行了一些削减,这一点是要注意的。很显然在一些环境下,索尼的空间音频技术就是一种环绕声模拟,这并不稀奇,而且效果也不会太好,比如用电视喇叭输出的时候。  w: K$ n- S- M" }. B  q

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不过如果用耳机的话,索尼在360 reality audio的音频效果是非常惊人的。B站有索尼360临场音效的DEMO版本,是一段细节非常丰富的音频,无论什么耳机听这段音频的时候,都能获得十分优异的空间感和立体感,而且音质效果特别好,充分显示了大法的技术实力。要知道索尼现在的360 reality audio音频技术是不挑耳机的,所以可以证明索尼是充分在音频上下了不少功夫,才能达到这样好的效果。
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1 K  {% ~+ }# ]/ q1 h5 b  A% O另外索尼自家的音乐库中也有支持360临场音效的音乐,效果也很出色,但是就是每个月要花钱订阅,是一笔不菲的开支。但很遗憾的是,索尼似乎在其他应用场景部分,360 reality audio的效果就不像演示DEMO以及音乐这样突出,比如PS5的几个支持360 reality audio的游戏,实际上我们用耳机听起来,效果就和PC上的游戏差不多,我们在听觉上并没有太大的提升,所以这部分我们还是希望索尼可以加强一下。1 J' J+ q9 C# g$ X. |5 m
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奈飞加森海:加强版立体声还差点意思
( R& o+ O" n+ |' b: t除了以上说的三家之外,目前公然表示自己搞“空间音频技术”的还有一家,就是全球最大的流媒体厂商——奈飞。奈飞和森海塞尔进行合作推出自己的空间音频系统,这其实是针对苹果来的。因为苹果在自己的设备上,是和奈飞有合作,用户可以使用苹果的音响设备或者耳机,在苹果设备上奈飞的流媒体很多是可以支持苹果的空间音频。但是奈飞不仅仅在苹果的设备上才有,包括安卓电视、手机、平板以及其他厂商设备上,都会有奈飞的APP,所以要在其他设备上填补苹果空间音频的缺失,奈飞就得自己弄一套出来。
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  w. T8 `$ y# D2 r6 Q# z奈飞这套空间音频系统其实和杜比全景声的移动版有点像,这套空间音频兼容所有标准立体声扬声器的设备,包括电视、回音壁和耳机。它通过获取环绕声或杜比全景声的音轨,并将其转换为立体声音频后再来做增强工作。所以奈飞的这个空间音频,实际上是基于立体声音频来制作的,和苹果并不相同。: q0 Z+ [. E, r5 _# M
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由于基于立体声制作,所以想要获得奈飞的空间音频体验,也只能用立体声的声音系统,比如2.1或者2.0的多媒体喇叭、耳机或者电视自己的声音系统。如果用户本身的音响系统是物理多声道的话,那么就只能选择5.1或者杜比全景声的音轨,无法体验到空间音频功能了。1 |% w7 }  X. k) u- n1 g6 E) k3 p
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奈飞和森海塞尔是基于森海塞尔AMBEO 2通道空间音频技术的,相当于在立体声音轨中制作了单独的音轨,来提升整个声音的空间感和深度。这样做的好处是在保证了音轨的立体感之外,原有的音轨细节并没有被削弱,按照官方的说法是尽量尊重了创作者在声音表现上的意图。不过从我们自己的体验来看,奈飞自己搞的空间音频,空间感是不如索尼和苹果的,这种用立体声增强的方案感觉还是差点意思。
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另外从多个设备的使用来看,相比起电视自己的喇叭和立体声音箱,耳机依然是更容易获得空间感和声音深度的设备。实际上对于其他空间音频技术也是一样,用耳机会比其他设备更容易获得空间感(当然不是纯粹指环绕声),这也是用户想体验空间音频技术时,所要注意的事情。
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写在最后: N* x3 ^/ {5 H% J: D
那么目前要如何体验到空间音频呢?首先我们的建议是无论是什么厂商的方案,使用耳机都是最佳的体验方式,其他设备都不如耳机这样贴近耳朵,并且能赢造出足够的空间感和沉浸感;其次是选择有空间音频的内容播放,无论是游戏、音乐还是电影,因为目前所有支持空间音频的音轨,都是单独制作,而普通音轨是无法直接模拟的。
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而从我们的角度来说,目前苹果的空间音频效果是最好的,获得的方式也很直接,购买苹果的耳机以及播放设备,选择有空间音频的内容播放即可。而其他厂商的方案则相对“便宜”一些,无论是奈飞、索尼还是杜比,他们的空间音频都不像苹果这样需要特定的设备,不过除了杜比全景声比较常见之外,其他奈飞和索尼的空间音频内容,都是专属的,需要有一定条件才能体验到,说白了都要花钱!
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( k0 K: e' O/ R! i& n& y9 N至于国内,目前也有一些厂商做空间音频技术方面的探索,但真正能成体系并且商业化的,一个都没有。即使是爱优腾等厂商的流媒体,有不少采用了杜比全景声,但无论在耳机还是在音响上,实际效果都远远不如国外的厂商。所以我们每每也会感叹:国内流媒体编码方式不如国外,画质不如国外,音频效果不如国外,内容部分就不说了,也就是海外这些公司无法进入国内市场,要不一直亏损严重的这些国内流媒体岂不是都要垮了?* G0 s4 b9 A1 v2 X" {# m3 m! G- T
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最后说一句,在有多声道物理喇叭的系统上,空间音频其实无法实现,因为多声道音轨或者传统的杜比全景声效果,和强调空间感的空间音频还是有很大的不同。所以耳机系统是最适合空间音频系统,而游戏、音乐以及视频,其实在耳机之外,都能用传统的音响系统欣赏,所以从这个角度而言,似乎沉浸式的体验才最适合空间音频技术,比如——VR!
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