玩出新花樣,移動設備上的音效技術

隨着科技的進步,人們的娛樂方式越來越多。在下班時期的公交車或地鐵上,總有不少人使用移動設備播放音樂,在感受着音樂的同時沉浸在自己的世界裏。

為什麼越來越多的年輕人喜歡使用移動設備來聽音樂呢?沉浸感和音樂的表現能力相信是其中的不小因素。

今天我們就來聊聊移動設備上的音效技術。

提起音效技術,就不得不提起兩種業界知名的聲音格式「Dolby」和「DTS」。作為影院愛好者經常談論的話題,Dolby和DTS音頻技術相信是使用最廣泛,知名度最高的兩種音頻技術。

杜比音效(Dolby Audio™)

杜比音效是美國杜比公司推出的一種加減法式降噪提升音頻法,可以提升音質效果的一種技術,一般應一用在比較高端的場合。

杜比音效全稱:

杜比定向邏輯環繞聲(英文全稱:Dolby Pro Logic)屬於一種聲音環繞系統,能夠使播放的音頻聲音更具立體環繞感。

它是把四聲道立體聲在錄製時通過特定的編碼手段合成為兩聲道,即將原來的左聲道(L)、右聲道(R)、中置聲道(C)、環繞聲道(S)的4個信號,經編碼後合成為LT、RT複合雙聲道信號,重放時通過解碼器將已編碼的雙聲道複合信號LT和RT還原為編碼的左、右、中、環繞四個互不幹猶的獨立信號,經放大後分別輸入左音箱、右音箱、中置音箱和環繞音箱,因此給人一種身臨其境的感覺,在家庭影院中應用十分廣泛。

從16年開始,杜比開始了和Moto、努比亞等廠商進行合作,到現在,杜比全景聲已然在智能移動設備行業普及。

 

杜比音效的最大好處相信已經不言而喻了,主要是提升音質,一般我們看到手機上或者電腦上標註之處杜比音效大致可以說明這些設備播放音樂或者視頻等音質要好些

使用杜比全景聲 (Dolby Atmos)的移動設備 聯想 TAB 2 A10

不過簡單的電腦與手機並不能真正的感受到其強大的音效,現實中往往還需要結合音箱系統,實現更完美的立體音效果,加之優秀的環繞音,因此播放的聲音更有一種身臨其境的立體感,只是需要多個揚聲器。

使用杜比全景聲 (Dolby Atmos)的移動設備 Kindle Fire HDX 8.9

在我們日常使用移動設備進行聽音,在器材以及環境等多種因素的制約下,杜比全景聲在移動設備上的表現能力比起搭建的影院系統有較大差距。

 

DTS 音效

 

在另一方面,DTS技術也擁有着大量的用戶。DTS是「Digital Theatre System」的縮寫,是「數字化影院系統」的意思。

從技術上講,DTS與包括Dolby Digital在內的其它聲音處理系統是完全不同的。

Dolby Digital是將音效數據存儲在電影膠片的齒孔之間,因為空間的限制而必須採用大量的壓縮的模式,這樣就不得不犧牲部分音質。

DTS公司用一種簡單的辦法解決了這個問題,即把音效數據存儲到另外的CD-ROM中,使其與影像數據同步。這樣不但空間得到增加,而且數據流量也可以相對變大,更可以將存儲音效數據的CD更換,來播放不同的語言版本。

手機上的DTS技術則採用DTS Envelo,DTS Envelo技術能讓便攜式娛樂產品(如iPod或iPhone等)聽者感受到身臨其境的環繞體驗。

DTS Envelo技術令消費者通過便攜式娛樂產品(如iPod或iPhone等)可體驗到音質大為提升並富有包圍感的娛樂感受,無論收聽的是單聲道、雙聲道還是5.1環繞聲的內容。

擴展塢採用了DTS Envelo技術之後可創造出清晰的對白,清脆的高頻及低頻,使聽者感受到身臨其境的環繞體驗。目前市面上已經有一部分移動設備以及軟件支持DTS音效了,如華為榮耀8手機以及QQ音樂軟件都具有開啟DTS音效的選項。

 

當使用耳機播放DTS音頻,DTS Headphone:X技術能夠通過耳機為消費者帶來震撼的家庭影院級的聽覺體驗。

這種聽覺體驗是專為消費者提供最優化的端到端聽音效果而設計的。它能準確再現錄音師的錄音環境,優化音頻設備和耳機表現,無論體驗任何內容,都能獲得音質的改善。

蝰蛇音效

說到這個音效,可能不少人體驗過。在酷狗音樂的軟件上,也附帶了蝰蛇音效。

蝰蛇音效英文全稱VIPER4Android,簡稱V4A。其內分為FX(代號:Beautiful)與XHIFI(代號:X-Factor)兩種驅動版本。

其中,ViPER4Android XHiFi 是一款用於Android系統的全局音效驅動,主要用於還原音頻中原有的聲音細節,包括回放增益、均衡器、音頻重構和限幅器,用於對MP3等有損音樂進行細節和高音補償。處在參數調整階段,不同的設備可能會有不同的聽感。

而V4A FX版主要針對音頻效果的渲染,通過調節各個參數以達到音頻效果調整的目的。此外,蝰蛇音效還有Windows版本,主要用於給音頻渲染各種各樣的音頻效果,包括回放增益、均衡器、脈衝反饋處理、環繞、數字混響、壓縮器和限幅器等。

在原理上,蝰蛇音效是以 「卷積」為基礎的音頻處理軟件。一個線性系統的輸出可以通過將其輸入信號與該系統的衝激響應做卷積後獲得。

Beats Audio

提及到Beats,不少人的第一印象相信是耳機上那大大的字母「b」標識。但你是否知道beats audio也是擁有自己的音效系統的?

Beats Audio 音效系統,是一款獨特的高性能的技術系統,是由惠普和Beats by Dr. Dre共同開發,且將應用於惠普Pavilion以及Envy等系列機型當中,例如惠普Pavilion dv6等筆記本電腦。為用戶提供更加不錯的音效享受。

其中一個最好的例子就是將Beats Audio技術融入了webOS平板電腦Touchpad。在這裡最關鍵的一點是如何保持從耳機接口處的音頻信號通過音頻線連到耳機上的衰減問題。

這也包括了如何把主板的電磁噪音與發音部分之間隔離,一個離散音頻信號放大器,分離左右聲道以及地面音頻線,甚至在接口處使用了無金屬材質,從而能夠降低接地噪音。

還有一個Beats Audio特殊音頻配置文件,通過它能夠讓搭載了Beats Audio技術的電腦充分發揮相關硬件的功能。

目前HTC新渴望系列、HTC one等多款HTC Android手機都搭載了Beats Audio音效。Beats Audio音效在低音的加強方面有着不錯的效果,建議搭配原廠的Beats耳機使用。

 

3D音效

三維音效2個重要的概念:API和HRTF。

API是編程接口的含義,其中包含着許多關於聲音定位與處理的指令與規範。它的性能將直接影響三維音效的表現力。

HRTF是「頭部相關轉換函數」的英文縮寫,它也是實現三維音效比較重要的一個因素。簡單講,HRTF是一種音效定位算法,它的實際作用在於欺騙我們的耳朵。

以A3D為例,它是Aureal Semiconductor開發的一種嶄新的互動3D定位音效技術,使用這一技術的軟件(特別是遊戲)可以根據軟件中交互式的場境、聲源變化而輸出相應變化的音效,產生圍繞聽者的極其逼真的3D定位音效,帶來真實的聽覺體驗,而這一切只需通過一對普通的音箱或耳機就能實現。

A3D技術與傳統做法最大的不同之處,在於它可以只利用一組揚聲器或者是耳機,就可以發出逼真的立體聲效,定位出環繞使用者身邊不同位置的音源。

這種音源追蹤的能力,就叫做定位音效,它使用當時的HRTF(頭部相關轉換函數)的功能來達到這種神奇的效果。

所謂HRTF的全名是Head—Related Transfer Function(頭部相關位置轉換),就是在三度立體空間中,人耳是如何監測和分辨出聲音來源的方法。

簡單的說一下,就是聲波會以幾百萬分之一秒的差距先後傳到你的耳朵裏面,而我們的大腦可以分辨出那些細微的差別,利用這些差別來分辨聲波的形態,然後在換算成聲音在空間里的位置來源。

 

在目前多數的3D音效的聲卡上,都是使用HRTF的換算法來轉換游戲裏的聲音效果,誤導你的大腦聽到聲音是來自不同地方的。

支援聲源定位的遊戲將聲音與遊戲的物件、人物或是其他的聲音的來源結合在一起,當這些聲音與你在遊戲中的位置改變時,聲卡就將依據相對位置來調整聲波訊號的發送。

 

Dirac HD Sound

為什麼要將Dirac HD Sound放在最後說呢?

從嚴格的意義上來說Dirac HD Sound並不是一種音效,但是它的確受到了廣大愛好者的青睞。

因為 Dirac HD Sound 技術並沒有渲染音質,而是通過瞬態響應和頻率響應校正,儘可能的消除系統裡帶來的音染的。

但是現在不少的手機如小米、魅族等手機都有在使用它,Dirac HD Sound早在一兩年前就進入了不少人的視線中。

與 EQ 均衡器、虛擬環繞聲、低音加強等音效不同,Dirac HD Sound 是讓前端和耳機還原出原本就有的聲音,而 EQ 均衡器等類似的音效是通過修飾來讓一首音樂的聲音更加討喜,但容易產生聽覺疲勞。

這就好比 Dirac HD Sound 是相機拍攝 RAW 和 JPEG 的區別,RAW 能夠顯示出更多原始的數據;而 EQ 均衡器音效就類似給照片後期處理,讓照片更加好看。

實現 Dirac HD Sound 雖然無需在硬件上面做太多功夫,但 Dirac HD Sound 卻是針對每一個型號的耳機制定調教方案,如果沒有選對匹配的型號,音質可能會得不償失。

因此在使用Dirac HD Sound的時候,需要謹慎仔細地選擇對應的設備型號。

 

結語:

由於本文是介紹移動設備的音效技術,因此並未對如Hi-Fi(高保真)等對硬件有較大需求的技術做出介紹。

文章內介紹的技術都是需要使用軟件模擬出來的,但是在實際的使用上往往還需要配合移動設備的硬件條件。

俗話說的好:好馬配好鞍。每個人對聲音的聽感各不相同,因此筆者在這裡提醒一句:沒有最好的音效技術,只有最適合自己聽覺審美的播放技術,才是最好的技術。