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揭秘!空间音频并非苹果独创,一文读懂沉浸式3D音效的前世今生

2024-03-08数码

在2021年,当苹果将「空间音频」技术加入Apple Music流媒体服务以及AirPods系列无线耳机和耳机后,这个词似乎无处不在。短短几年间,它已经渗透到各类音频产品和服务中,但同时也带来了很多关于空间音频是什么、如何运作以及为何你需要亲自体验它的误解。

有人会问:「如果苹果创造了空间音频,为何其他公司也声称拥有这项技术?」答案是,苹果并未发明空间音频,你也不必拥有苹果产品就能体验这种沉浸式的三维音效。

那么,究竟什么是空间音频?它与你可能听过的环绕声、杜比全景声等概念有何不同或相似之处?

虽然涉及的内容较多且有些许技术性,但我们将会用通俗易懂的语言为你解析。只需几分钟,你就能成为空间音频专家,了解这个正在重塑我们音乐和电影体验的新兴趋势。

尽管苹果强大的营销攻势让人误以为其发明了空间音频,但实际上,这是一项通用术语,指的是任何经过工程设计以实现沉浸式3D音质、能在听众周围360度半球内呈现声音的音频技术。

从单声道到立体声需要新的格式——即双声道音频代替单声道,同样地,空间音频也催生了新的格式。你可能听说过最流行的空间音频格式杜比全景声,但还有诸如DTS:X和索尼360 Reality Audio等其他格式。

随着新格式的出现,新技术也随之而来。要听到这些空间音频格式,你需要获取使用空间音频制作的音乐或视频内容,并可能需要配备专门播放空间音频的新设备。

电影是最早采用空间音频的内容类型,至今仍最为普遍。杜比全景声电影和电视剧现在已在Netflix、亚马逊Prime Video、Disney+、Apple TV+等多个流媒体平台上广泛提供。在某些情况下,你可能需要支付超过基础订阅费用的价格才能访问杜比全景声版本的影视作品。

DTS:X在流媒体平台上的应用尚未普及,但蓝光碟片常采用这一空间音频格式,以及杜比全景声。

音乐是最晚采用空间音频的内容类型,其中苹果公司在推广音乐领域的空间音频方面扮演了领头羊的角色,这也是你现在更多听说空间音频的原因。

要收听空间音频音乐,你需要订阅目前支持空间音频格式的三家音乐服务之一:Apple Music提供杜比全景声音乐,而Amazon Music和Tidal则同时支持杜比全景声音乐和索尼360 Reality Audio。

此外,你还可以通过蓝光碟片获得杜比全景声音乐,其采用无损压缩,是音乐空间音频的最高品质版本。遗憾的是,将这类内容传输至手机或其他便携设备困难重重,在许多情况下甚至无法实现,因此蓝光碟片的空间音频音乐将在可预见的未来内仍局限于家庭聆听环境。

无论是通过扬声器还是耳机,都可以收听电影和音乐的空间音频,但在所需设备上存在显著差异。

基于扬声器的空间音频需要上述来源的内容、能够解码所需空间音频格式的设备、用于驱动扬声器的放大器以及扬声器本身。幸运的是,在某些情况下,你可以在一款产品中获得所有这些功能。

电影的空间音频技术要求最高。对于流媒体服务,除了相关视频流媒体服务的订阅外,你还需要兼容该服务应用、杜比全景声以及最重要的是来自所选服务的杜比全景声(遗憾的是,确实存在不支持的情况)的设备。部分最新的智能电视能满足所有这些要求,如果你属于这一类用户,恭喜你——这意味着你少买了一个设备。对于其他人来说,像Apple TV 4K这样的流媒体设备则是必需品。再次强调,设备本身及所选应用中的杜比全景声支持是让一切正常运行的关键。

对于基于碟片的媒体,你需要一台兼容杜比全景声或DTS:X(最好是两者都支持)的蓝光播放机。

无论选择哪种方式,你都能欣赏到电影和电视剧的空间音频,同时也可以收听空间音频音乐,前提是你的选择的设备支持你的流媒体服务或碟片介质。

通过耳机或耳塞访问空间音频的过程非常简单,背后蕴含着一些非常巧妙的科学原理。

只要你拥有一部iPhone或Android智能手机以及三款支持空间音频的流媒体应用(Apple Music、Tidal或Amazon Music)中的任意一款,就可以使用任何与设备兼容的立体声耳机或耳塞来聆听空间音频,它们可以是有线或无线的。

通过一种名为「双耳渲染」的技术,即使使用普通的一副立体声耳机,也能模拟出相当于7.1.4声道家庭影院系统的听觉效果。

我们的大脑对音量、音调以及到达耳朵的声音微小时间差变化极为敏感,所以当我们闭眼时,如果有人站在10英尺外拍手,我们几乎能瞬间准确识别出声音的方向,甚至还能大致判断出声音的距离。

借助心理声学原则,双耳渲染可以将杜比全景声等空间音频格式模拟成仿佛你在配备了环绕声扬声器(包括顶部高度声道扬声器)的工作室或家庭影院中的听感。

Apple Music、Tidal和Amazon Music应用均内置了双耳渲染引擎,因此无需额外的硬件或软件。

我们的头部和耳朵在感知声音方面起着重要作用,甚至我们耳朵的具体形状也可能产生影响。正因如此,苹果和索尼邀请用户上传自己耳朵的照片到他们的应用中。通过这些额外数据,双耳渲染可以使空间音频听起来更加逼真。

苹果将其称为「个性化空间音频」,目前仅在AirPods Pro、AirPods Max、第三代AirPods、Beats Fit Pro或Beats Studio Pro上得到独家支持——同时,你的iPhone前置摄像头需要支持TrueDepth,以便精确扫描你的耳朵(iPhone X或更新机型,不包括SE系列)。

Post by Tom