電影聲音的工作原理

　　你有沒有在家里看電影靜音？令人驚訝的是，聲音在電影體驗(yàn)中的不同之處。聲音，尤其是對話，更容易理解正在發(fā)生的事情。但它也為每個場景提供紋理和情感。如果你去掉聲音，大多數(shù)電影都不會有趣。當(dāng)我們?nèi)ル娪霸簳r，我們希望聲音像屏幕上的圖像一樣令人興奮和包容。

　　您將了解模擬和數(shù)字音響系統(tǒng)的工作原理。您還將了解三個主要的數(shù)字系統(tǒng)：

　　數(shù)字影院系統(tǒng) (DTS)

　　杜比數(shù)碼

　　索尼動態(tài)數(shù)字聲音 (SDDS)

　　電影中的聲音已經(jīng)走過了漫長的道路。早在 1889 年，托馬斯·愛迪生和他的同事就在嘗試將聲音與電影同步。1926 年，華納兄弟發(fā)行了第一部有伴音的商業(yè)電影《唐璜》?！短畦酚袠纷V，但沒有對話。第二年，華納兄弟發(fā)行了帶有音樂、音效和幾行對話的《爵士歌手》。聲音終于出現(xiàn)在電影中。

　　在電影早期，傳遞聲音的機(jī)制非常簡單。在“爵士歌手”中使用的Vitaphone由播放蠟唱片的電唱機(jī)組成。這被稱為sound-on-disc。錄音通常是在電影拍攝完成后進(jìn)行的。唱片在轉(zhuǎn)盤上播放，通過控制放映機(jī)的速度將聲音與電影同步。這是將音頻添加到電影中的一種簡單但非常有效的方法。

　　在 1930 年代初期，電影聲音開始取代光盤聲音，成為為電影添加配樂的首選技術(shù)。關(guān)于電影聲音的一個有趣的事情是聲音與相應(yīng)的圖像相距幾幀。這是因?yàn)橐纛l拾音器或閱讀器設(shè)置在投影儀鏡頭組件的上方或下方。大多數(shù)模擬拾音器位于地下室（鏡頭下方），而數(shù)字拾音器通常位于頂層公寓（固定在投影儀頂部）。運(yùn)行測試膠片以校準(zhǔn)圖像的聲音。完成此校準(zhǔn)后，放映員可以拼接在知道聲音會正確同步的情況下一起拍攝。

　　電影聲音使用以下兩種技術(shù)之一：

　　光學(xué)的

　　磁的

　　最常見的方法是光學(xué)過程，沿膠片的一側(cè)記錄透明線。該條帶的寬度根據(jù)聲音的頻率而變化。因此，它被稱為可變區(qū)域配樂。當(dāng)膠片通過音頻拾音器時，激發(fā)燈提供明亮的光源，通過透明線通過透鏡聚焦。穿過薄膜的光照射到光電管上。

　　光通過光電池變成電流。電流量由光電池接收的光量決定。條帶的較寬部分允許更多的光，這導(dǎo)致光電管產(chǎn)生更多的電流。由于透明條的寬度會改變光量，這會導(dǎo)致可發(fā)送到前置放大器的可變電流。前置放大器增強(qiáng)信號并將其發(fā)送到放大器，放大器將信號分配給揚(yáng)聲器。

　　這種方法的一種變體被稱為可變密度音軌。它使用透明度而不是寬度變化的條帶。條帶越透明，透過的光線就越多。這種方法的最大問題是膠片的自然顆粒感會產(chǎn)生大量的背景噪音。

　　1950年代，磁記錄開始流行。當(dāng)時，磁性膠片聲音比光學(xué)膠片有幾個優(yōu)點(diǎn)：

　　磁性是立體的，而光學(xué)是單聲道的。

　　磁有更好的音質(zhì)。

　　但也有缺點(diǎn)：

　　電影拍攝完成后，必須將磁性添加到電影中。

　　磁性更貴。

　　磁性的壽命不如光學(xué)的。

　　磁性更容易損壞。

　　盡管磁記錄在一部電影上提供了多達(dá)六個離散的音軌，但成本實(shí)在是太高了。曾經(jīng)有過使用立體聲光軌的實(shí)驗(yàn)，但噪音太大，以至于使該音響系統(tǒng)不值得。但當(dāng)杜比實(shí)驗(yàn)室在 1965 年推出最初為專業(yè)錄音棚開發(fā)的降噪方法Dolby A時，電影業(yè)看到了重新發(fā)明光軌的機(jī)會。

　　杜比 A 將傳入的音頻信號分成四個離散的頻段。一種稱為預(yù)加重的技術(shù)將每個頻段的信號提升到 10分貝以上，即環(huán)境噪聲的水平。然后每個信號通過一個壓縮擴(kuò)展器，信號被壓縮以進(jìn)一步消除低電平噪聲，然后再次擴(kuò)展。信號被組合在一起，結(jié)果是更清晰的聲音。

　　杜比 A 的主要折衷方案是更窄的頻率響應(yīng)，從而導(dǎo)致更小的動態(tài)范圍。杜比降噪已從杜比 A 演變?yōu)槎疟裙庾V記錄，這是一種增強(qiáng)的過程，可將噪音降低兩倍于杜比 A。

　　1971 年，《發(fā)條橙》在電影磁聲上使用杜比 A 取得了巨大成功。伊士曼柯達(dá)在 1970 年代初期與 RCA 和杜比合作開發(fā)了立體聲可變區(qū)域(SVA)，這是一種光學(xué)方法，通過在最初分配給一個的空間中使用兩條可變寬度的線來提供立體聲。

　　環(huán)繞聲在 1941 年首次出現(xiàn)在沃爾特迪斯尼的“幻想曲”中。為了播放環(huán)繞聲電影，電影院必須花費(fèi) 85,000 美元購買包括定制揚(yáng)聲器在內(nèi)的特殊設(shè)置，并需要兩臺放映機(jī)，一臺放映電影，一臺播放音頻加上第二個專用于四個特殊音軌。

　　由于費(fèi)用的原因，完整的環(huán)繞聲系統(tǒng)只安裝在兩個劇院：一個在洛杉磯，另一個在紐約。隨著基于磁性的聲音變得流行，許多劇院提供環(huán)繞聲，允許四個甚至六個聲道。杜比 A 降噪允許電影具有立體聲光軌，但如果在電影上放置兩個以上的光軌，即使杜比 A 也無法補(bǔ)償噪音水平。創(chuàng)建杜比立體聲時，環(huán)繞聲取得了重大突破。

　　杜比使用了一種稱為矩陣的驚人過程，設(shè)計了一種方法，使用膠片上的兩條光路來創(chuàng)建四個不同的聲音通道：

　　剩下

　　正確的

　　中心

　　后部

　　矩陣的工作原理類似于布爾邏輯，通過比較左右光軌上的信息來確定將信號發(fā)送到哪個揚(yáng)聲器。例如，如果左聲道和右聲道上的信號完全異相編碼，則將其視為環(huán)繞聲。當(dāng)投影儀中的拾音器讀取光軌時，它將此信號解碼為環(huán)繞聲，并將其發(fā)送到影院的后置和側(cè)置揚(yáng)聲器。如果左聲道和右聲道的同相信號相同，則將信號發(fā)送到中央聲道。否則，它將左聲道信號發(fā)送到左前置揚(yáng)聲器，將右聲道信號發(fā)送到右前置揚(yáng)聲器。

　　有趣的是，杜比環(huán)繞和杜比定向邏輯是杜比立體聲的家庭版本。同樣的原則也適用于這些家庭系統(tǒng)。四個軌道的音頻信息被壓縮到兩個軌道的空間中。如果系統(tǒng)沒有環(huán)繞聲解碼器，則將軌道視為普通立體聲（左右）軌道。環(huán)繞聲和 ProLogic 的主要區(qū)別在于中央聲道。杜比環(huán)繞聲系統(tǒng)使用左右揚(yáng)聲器來創(chuàng)建幻象中置揚(yáng)聲器。如果您正好坐在兩個揚(yáng)聲器之間的中間位置，這可以正常工作。ProLogic 將中央聲道聲音發(fā)送到實(shí)際的中央揚(yáng)聲器。

　　隨著數(shù)字聲音的出現(xiàn)，提供離散聲道的能力已經(jīng)大大增強(qiáng)。“離散”意味著每個聲音通道都與其他通道分開編碼，而不是矩陣化中使用的平均過程。