4.5.环绕声系统

一、简介

环绕声（或被称为多声道多制式立体声）信号的传输系统主要 被分为两大部分：

一个是信号的编解码或是矩阵系统（例如Dolby立体 声），而另一部分则被定义为全方位的声源接收及信号还原系统，即原场 信号系统(Ambinsonics)。

 由于目前在绝大多数，尤其是民用设备中缺乏多声道信号的离散存储和传输媒质（例如八轨机和调音台），我们必须使用相对于声源信号来说较少数量的声道来对其进行存储，例如我们通常要 将4声道或5声道的节目编码为2声道的节目以便存储，然后再通过解码系统对信号的声道进行还原，从而形成矩阵环绕声系统，这其中许多负面 的缺欠会造成信号欠佳并要求在矩阵解码过程中需要系统进行大量复杂的计算 。

目前主要的矩阵环绕声系统有：

• Dolby立体声、Dolby环绕、Dolby逻辑；

• THX；

• CS环绕立体声；

• Lexicon Logic7；

• DolbyEX；

• DTS；

• SDDS；

• MPEG环绕；

• MLP；

……

这个部分我们不做学习要求，大家可以自行学习。

二、环绕立体声拾音的几种方式：

1.一体式阵列拾音

话筒基本摆放为五点阵列，利用时间差和声强差共同还原一个环绕声场。

五个话筒摆放的位置相当接近环绕立体声中扬声器的排列方式。在五点阵列中，任何一对相邻的话筒都可以独立形成立体声对，覆盖一定的范围，并在两个声道之间记录时间差和声强差信息，形成声像定位。

根据话筒性能特性的不同，它们之间的距离还可以在10cm到1.5m之间变化。只要能够保证各通道信号之间的独立性即可。话筒的指向性多为心形或超心形，这样比较容易通过距离和角度在相邻声道之间形成适当的电平差别。

这几个话筒也可以被固定在支架上，使用起来更为便利，但定位特性，尤其是低频没有拉开距离来的清晰。

后来，在上面的基础上，又研制出了 INA5 环绕声拾音制式：

INA使用了3个心形话筒拾取前方的声场信号——称为INA3，又增加了2个相同指向性的话筒拾取后方的声场。一共5个话筒形成阵列拾取360度的声场特性。

INA5的特点是，前置的3个话筒距离相当近，而且L、R的拾音角度比较大，因此不得不相当接近声源才行，但如果过于接近，又会导致环绕声话筒信号拾取的质量下降，因此使用这个系统得反复确定合适的录音距离。

2.分体式阵列拾音

该方式基本上是属于用两组话筒分别拾取前置声道信号以及环绕声道信号。

前置声道话筒的排列可以按照双声道立体声的一些方式，Decca Tree，或者间隔3点拾音等等。

环绕声道话筒通常被架设得离前置声道的话筒较远，可以使用2只或者多只话筒。

分体式阵列拾音的代表为深田树（Fukada Tree）。

Fukada Tree

深田树在理论上是以Decca Tree为根据，但话筒的指向改为了心形指向而不是全指向，这样更有利于控制前置声道所拾取到的混响量。LL、RR两只全指向话筒为可选，主要是针对大型交响乐团使用，其声像被放置在L—LS之间以及R—RRs之间，以便突出大的空间感、声音信号与环境信号的连续性以及对听众的包围感。

分体阵列式拾音还有一些改进型比如NHK制、OCT制、IRT制等等，原理大同小异，在此从略。

3、虚拟双耳效应 拾音

Schoeps公司生产的KFM系列立体声话筒是采用一个圆球来代替两个话筒之间障板，该球体是空心的，用塑料制成，直径为20cm，球体的表面具有反射的特性，内部附有吸声材料，两个话筒（CCM2S全指向话筒）的振动膜尽量接近球体表面，以避免出现梳状滤波器效应，两个话筒的连线的中心通过球心，轴向夹角为180°（有效录音角度120°）。此外在球面上还安装了一个发光二极管作为标记，以便于录音时话筒的设置。

在1个KFM360外面再加2个双指向话筒就构成了Schoeps 环绕声话筒。

SCHOEPS 环绕声话筒

（2个内置CCM2S + 2个CCM8Lg + 专用话筒支架SGC-KFM）

录音时，2只8字型话筒的0°轴指向声场前方拾取直达声，180°轴指向后方，拾取环绕声信号。KFM360与这两只话筒配合，可以得出四个声道的环绕声立体信号。

其中前置声道的信号通过两个全指向话筒和各自旁边的8字指向话筒信号的和得出，而环绕声信号则由全指向话筒和各自旁边的8字指向话筒信号的差得出。

比如：  右边的 CCM2S + CCM8Lg =右前信号 R

            右边的 CCM2S - CCM8Lg =右环绕信号Rs

这样将信号加减的方式使Schoeps系统相当于采用了两对（4个）分别向前、向后的虚拟话筒，这四个虚拟话筒拾取的信号就分别代表了L、R、Ls、Rs。

并且，按照 CCM2S 和CCM8Lg 信号叠加比例的不同（通过DSP 4 KFM 360 可以自由调整），这四个虚拟话筒的指向性还可以调整。

虚拟话筒的指向性调整 （以右侧为例）

按照上述方法拾取的四路信号L、R、Ls、Rs可以存储在任意多声道信号存储系统中。而且通过DSP 4 KFM 360的帮助 （利用专门的矩阵算法），我们还可以得到中置信号C和附加低频信号LFE（70Hz以下）。