【转帖】杜比、DTS、PCM、A-C3、THX、SDDS音效全接触

在一般人的印象中, 总觉得Dolby Digital（杜比数码音效）应该就是多声道, 或者说, 应该是包含主声道、中央声道、后声道与超低音声道的5.1声道环绕音效, 但事实却非如此.录制在DVD影片中的Dolby Digital音效, 存在许多可能. 它可以是最简化的单声道, 也可以是众所周知的5.1声道, 当然也有介于两者之间的Dolby Digital Stereo、Dolby Digital 4.0BDolby Digital 5.0……等方式. 在此必须补充一提的, 是DVD中的声音储存方式, 除了Dolby Digital外, 也可以是DTS数码环绕音效、欧洲的MPEG 2、?SONY发展的SDDS, 或以高音质立体声为诉求的PCM数码格式等, 但目前DVD主要还是利用Dolby Digital来记录声音, 营造丰富的环绕效果.
　　下面就是几种可能在DVD上出现的Dolby Digital格式, 让我们一一解说:
　　1. Dolby Digital Mono: 杜比数码单声道音效只有单声道的效果, 并不足以构成立体声, 多半出现在较为古老的影片中. 在影片制作时, 会将单声道的声音储存为AC-3格式, 因此当以杜比数码系统译码播放时, 只有中间声道发声. 这样的音质表现, 无疑是比较单调乏味的, 因为连基本的立体感都十分欠缺, 更遑论环绕效果.
　　2. Dolby Digital Stereo : 杜比数码双声道音效将双声道的立体讯号储存为AC-3格式, 因此当以杜比数码系统译码播放时, 可以从主声道的左右声道喇叭发声. 这其实与我们常见的两声道系统（一般音响都是如此）有相当程度的趋近, 可以建构立体的音场感, 只不过Dolby Digital的声音是经过压缩处理的, 多少对音质有些影响, 而CD唱片则未经过压缩, 拥有高音质的潜力.
　　3. Dobly Digital Surround : 杜比数码环绕音效利用矩阵编码的技术, 将主声道、中央声道与后方的环绕声道挤压到两个声道中, 并以AC-3格式储存. 当以杜比数码系统译码播放时, 可以聆听到完整的五声道, 不过环绕声道为单声音效, 而非立体声. 不是只有四个喇叭, 怎么会是五个声道发声呢？那是因为一般家庭剧院系统后方的环绕声道都是双声道, 这里就是以双声道来呈现单声到, 也就是让两个喇叭发出一模一样的声音.
　　4. Dolby Digital 4.0 : 杜比数码环绕音效4.0把独立的四个声道, 包括主声道、中央声道与环绕声道编码成AC-3格式储存至DVD影片中, 因此透过杜比数码系统译码播放时, 可以听到完整的五声道. 此时环绕声道为独立的单声道录音. 乍看之下, Dolby Digital Surround与Dolby Digital 4.0似乎是一样的, 其实不然. 严格说来, Dolby Digital Surround是利用两个声道来储存数据, 中间声道与环绕声道都是从这两个声道推演、计算出来的r不过Dolby Digital 4.0却是扎扎实实的使用四个声 道来储存主声道、中央声道与环绕声道, 还是有些不同.
　　5. Dolby Digital 5.0 : 杜比数码环绕音效5.0把独立的五个声道, 包括主声道、中央声道与后声道编码成AC-3格式储存到DVD影片中, 当透过杜比数码系统译码播放时, 可以还原完整的五声道. 此时后方的环绕声道开始走独立双声道路线, 提供更精确的定位感与音场包围感.
　　6. Dolby Digital 5.1 : 杜比数码环绕音效5.1除了主声道、中央声道与后声道外, 另外加上一个超低音声道, 然后将这个六个声道编码成AC-3格式储存. 因此以杜比数码系统译码播放时, 可以聆听到五个声道再加上一个超低音声道. 由于这个低音声道只涵盖低频范围, 并不是完整的频率范围, 所以以0.1视之. 提醒读者一点, 并不是所有的DVD影片都提供低音声道音效, 因此, 如果您的主声道喇叭的低频够沈, 其实也可以发挥延伸低频的效果, 不见得非要加上这个超低音不可. 虽然Dolby Digital有多种可能性, 也包含多寡不同的输出声道, 但一般而言, 我们都简单的以Dolby Digital来表示Dolby Digital 5.1, 也就是5.1声道的Dolby Digital或AC-3. 至于两声道的Dolby Digital 2.0, 多半会以2 Channel Dolby Digital来称呼.
　　7. PCM 高音质数码音效: 相较于前述几种利用AC-3编码技术来压缩数据量的作法, DVD也可以利用PCM格式储存未经压缩的双声道讯号, 由于没有经过任何压缩损失的处理程序, 因此可以获得最佳的音质表现. 其实这种PCM录音格式跟CD唱片是一样的, 但由于DVD具有庞大的空间与速度优势, 可以大胆使用更高的取样率与分辨率, 因此可以提供远高于传统CD的表现.
　　8. DTS 数码环绕音效 : 同样属于5.1声道的环绕效果, DTS采用与AC-3不同的压缩技术将环绕音效储存至DVD. 播放时必须采用具有dts译码能力的系统, 才能将隐藏在DVD中的5.1声道释放出来. 同样是5.1声道, DTS跟Dolby Digital 5.1有何差异？ 最大的差别, 在于两者使用不同的‘算法’, 也就是使用不同的方式来压缩5.1个声道的声音.
　　Dolby Digital 5.1可以将相同的数据压得更少, 占用最小的空间. 反过来讲, 由于DTS不刻意追求最强悍的压缩能力, 因此也有机会保存更多的信息, 如果处理得当, 确实可以提供很优越的表现.　
　　编码方式 Dolby Digital (Dolby AC-3) Dolby Pro Logic DTS
　　处理方式 各声道独立数码编码 　模拟矩阵运算 各声道独立数码编码
　　录制声道数* 5.1 声道　　　2 声道 5.1 声道
　　播放声道数 5.1 声道 　　 4 声道 5.1 声道
　　环绕声道是否立体 立体 单音 立体
　　环绕声道频宽 20Hz~20KHz 100Hz~7KHz 20Hz~20KHz
　　独立的超低音声道 有 无 有
　　传输率 　　　　 448kbps** N/A 1536kbps
　　注：*表示录制时, 需要占用的声道数（Channel）. 譬如说, Dolby Prologic虽然属于四声道的环绕系统, 但实际上却可以利用矩阵演算（Matrix）的方式将中央声道与环绕声道隐藏在两个声道中, 所以只占用两个声道来储存. **这是一般DVD上的平均值, 但实际的传输率是可能变动的.
　　当今的霸主A-C3
　　AC-3发展当初是为了应用在电影院上的,AC-3音效因为胶卷的空间实在有限,所以AC-3音效的数据是存放在胶卷上,齿孔与齿孔的中间,这部分的空间实在太小了,所以杜比的工程师只好将他们认为人耳听不到的地方加以删除,藉以节省空间,这种破坏性的压缩还是会造成失真的,但是为了迁就原有器材上的限制,这也是逼不得已的做法
　　AC-3采用6只喇叭模式,除了超重低音部分外,其余皆是全频段Stereo声道,48KHz,16bit,且现场拍摄时每个声道皆是独立麦克风来录制,所以AC-3的后环绕声道拥有完整的定位能力
　　AC-3数据的流量,两声道是192Kbps,大约是未压缩数据的8分之一大小,5.1声道的流量是384Kbps~448Kbps,最高可提升到640Kbps,越大的数据流量代表越小的压缩比例,音质相对的会更好,可听到的细节也会多,但Dolby AC-3将S/N比控制的很好,所以影响的重点就是可听到的细节多寡与否了.
　　后起之秀的DTS
　　话说Dolby Digital是将音效数据储存在胶卷上齿孔的中间,因为空间的限制而必须采用大量压缩的模式,所以也牺牲了部分的音质, 但是这种限制却被原本默默无名的小公司DTS用简单的方法解决了,方法就是将这些音效数据放到另一台CD-ROM上面,再使它与影像同步就好了,这样一来不但空间增加,数据流量也可以相对的变大,更可以将放音效数据的CD片换掉,即可拨放其它的语言版本,对电影院来说真是相当的方便,也因为这样DTS在专业剧院上胜过了Dolby AC-3.
　　到了LD时代,因为LD先天上规格的限制,无法兼容5.1声道的Dolby AC-3及DTS,正可谓鱼与熊掌无法兼得,这也造成DTS在家庭剧院市场的失败,到了现在的DVD时代,因为DVD的超大容量可以兼容AC-3与DTS于一张影碟上,但是因为某些非技术层面上的问题,DTS必须采用与以往PCM格式不兼容的PES格式,虽然数字输出的接头是一样的,但是旧有的DVDPLAYER无法辨识PES格式,所以逼的想采用DTS音效的使用者必须更换新一代的机种才能使用DTS,这无疑的又阻碍了DTS的路线。
　　DTS跟AC-3的差异处在于数据流量的大小,DTS在DVD上拥有1536Kbps的数据流量,以384Kbps~448Kbps来比较,足足多了3倍多的数据流量,即使将AC-3拉到极限的640Kbps,DTS还是强过2倍有余,这使得DTS能较AC-3听到更多的细节,整个空间感及移动感降会更加优良,更加清楚.
　　代价高昂的THX
　　THX是由奥斯卡音效奖得主的乔治卢卡斯所发明的,跟Dolby Digital及DTS是不同理念的产品,虽说它也是5.1声道,喇叭的摆法也可以说是一样的,但是它具有准确定位的只有前方三个声道,后环绕只是两个Mono声道而已.
　　THX的精神在于改善原有电影院及家庭剧院的音效品质,将原本电影想表达的音效正确的呈现给在电影院或是家里观赏影片的使用者,所以THX对于每个环节,例如影碟,扩大器,喇叭,甚至是视听空间的规格都有严格的要求,差一步都不行,也因为每个器材都需要经过认证,所以加起来的认证费用相当高,要享受完整且正确的THX音效,的确所费甚巨.
　　THX还有个相当考虑周延的地方,因为电影院的中置声道位于屏幕的后方,这样势必会造成高频部分的衰减,所以在影片录制时会刻意的增益高音部分效果,以弥补穿透过屏幕时的衰减,这样如果直接套用在家庭剧院里的中置声道上是不太妥当的,因为家庭剧院的中置声道并不需要穿透屏幕,所以会造成高频部分的表现过于突兀,丧失了影片原本要表达的效果.
　　THX也是5.1声道的规格,喇叭的摆位大致上也是相同的,不过其真正的定位效果只限于前方的三个声道,后环绕声道是只有Mono音效的.
　　注 :新版的THX规格,后环绕已具有完整定位,可与AC-3/DTS搭配
　　THX与前两者的比较?
　　既然THX与AC-3及DTS的理念不一样,特色也不一样,定位效果更不如前两者的后环绕立体音独立定位,所以立足点不一, 何来的比较? THX基本上来说是对于器材及环境的一个要求,也算是一个后级处理而已,得到THX的认证, 代表着其音效表现有一定的水准, 当然THX是可与AC-3及DTS相辅相成的,有了AC-3或DTS系统,再加上THX的 认证更是如虎添翼,当然AC-3及DTS的器材只要够水准,符合THX对于"音质表现"的标准,当然可以拿去THX做认证.
　　SDDS 音效
　　SDDS的全名是Sony Dynamic Digital Sound, 当然是由Sony所发展出来的, 它使用与MD同出一源的感觉编码压缩技术, 由于美国八大影业的哥伦比亚／三星（Columbia/Tri Star）公司隶属Sony公司旗下, 理所当然会推出此种音效的 拷贝, 只不过在Dolby Digital与DTS占有率较高的阴影下, SDDS目前的影响力比较低. 与Dolby Digital及DTS的5.1 声道不同的是, SDDS属于7.1声道的系统, 多出来的两个声道是中左声道与中右声道, 也就是说SDDS在前方 共有五个声道. DTS跟随着Dolby Digital的脚步正式进入家用环绕系统的市场, SDDS是否有机会也参一脚进 入家用的市场呢？目前Sony还没有这方面的动作, 短期之内应该是没有可能在家里尝试SDDS音效的.
　　DTS ES Discrete 6.1
　　大部分AV迷都还未拥有6.1或7.1声道系统时, DTS又在今年2000年6月15日正式宣布推出新的6.1声道系统, 这个新系统称为DTS ES Discrete 6.1. Discrete是什么意思呢？就是分离、独立的意思.
　　这也就是说, DTS ES Discrete 6.1 就是把后环绕录在一个独立音轨里（其实是在母带的5.1声道核心区域之外再附加一个独立的延伸区域）, 不需要先经过矩阵编码混入左右环绕声道的程序.
　　既然没有矩阵编码, 当然也就不需要再从左右环绕声道中译码分离 出来. 其实, 我们目前在使用的5.1声道每声道都是独立的, 并没有相互混和. 只不过为了「权宜」后环绕声道, 才又用了以前矩阵混合的老方法来处理后环绕声道. 根据DTS的Lorr Kramer（Director of Spacial Technical Projects）说, 他们本来就认为用矩阵方式把后环绕声道安插在左右环绕声道里的作法并不妥当, 所以早就想把后环绕声道以独立声道来处理, 而这在技术上并不困难.
　　加上以后电影院播放的的电子电影E-Cinema（或称数字电影Digital Cinema）已 经确定要用独立的后环绕声道, DTS系统在电影院里的占有率并不亚于杜比系统, 所以一定会在电影院里使用独立的 后环绕系统. 既然如此, DTS干脆决定也在家用市场里推出独立的后环绕声道系统, 这也就是DTS ES Discrete 6.1系统.

呵呵，以前只是认为DTS是很好的格式，没有想到还有这么多门道，学习了。