什么是环绕立体声

什么是环绕立体声

环绕声是指直射声音和反射声音把听者包围起来的重放方式。因此，扬声器越多，听者被包围的感觉越强。双通道立体声只能辨别出声源的相对位置。四通道立体声系统采用四个传声器、四个扬声器。四个传声器中的两个靠近舞台，拾取舞台的直达信号，另两个离舞台较远，拾取反映环境声效果的混响信号。四个传声器拾取的信号由四个独立的声音通道传送到四个扬声器。对应于传声器的位置，扬声器分别为前左、前右、后左、后右；其中前左、前右用于重放舞台的直达声，后左、后右用于重放反映环境效果的混响声。而听者则因其前后方都有扬声器，不仅在横向上有临场感，而且有被声音包围的感觉，因而也称环绕立体声。

环绕立体声的分类
日本电子机械工业会(EIAJ)在1985年制定的技术标准(STC-020)中，将环绕立体声系统分为两种：一种是仅有声音音响的A(Au-dio)环绕立体声(音响环绕立体声)系统，另一种是把音响(Audio)和图像(Vedio)组合在一起的AV环绕立体声(音像并存型环绕立体声)系统
环绕立体声的对比
1、立体声(streo)具有方向感、展开感的声音。立体声是由直达声、混响声和有效反射声相互作用的结果。
　　所谓直达声指的是声音在向各方向扩散时，从音源直接到达视听者耳朵的声音，而反射声指的是从周围障碍物反射回来的声音。
　　电视伴音中的立体声，其信号源可以从接收立体声电视广播或从外接的音频输入端子中获得,然后用左、右两路独立的放音通道进行立体声重放，并由分别安装在电视机左右两侧的扬声器发声，它所建立的声场，是在两扬声器之间的平面上，观众在观看电视时，只有置身于这个平面，才能感觉出声音的立体感，但缺乏临场感。
　　2、环绕立体声音(surround sound)与一般的立体声不同，环绕立体声音所产生的声场，不仅让人感受到音源的方向感,且伴有一种被声音所围绕所包围以及声源向四周远离扩散的感觉。环绕立体声的功能，增强了声音的纵深感、临场感和空间感，使视听者不仅能够感受来自前、后、左、右的声源发出的声音，而且感受到自己周围的整个空间，都被这些声源所产生的空间声场所包围，从而营造出一种置身于歌厅、影剧院的音响效果。
　　3、3D环绕立体声
　　3D环绕声与目前流行的家庭影院环绕声（如杜比定向逻辑环绕和杜比AC一3）同属音频定位技术的范畴，它也能使听音者产生声音来自周围的环绕感觉，但它的主要用途和基本原理与后者存在着较大的差别。
　　3D环绕立体声与杜比环绕声相比较,其主要特点是:
　　（1）对声源没有要求。 3D环绕声对音源没有严格要求，无需编码，可对任何双声道立体声音源进行处理，某些类型的3D环绕声（如SRS环绕声）也可处理单声道和杜比环绕声音源。它不需装备5～7声道功放及音箱，仅用原有的双声道功放及音箱即可实现3D环绕声,可大幅度节省成本。
　　（2）适合小空间、近距离欣赏。 3D环绕声对音箱摆位及播放空间要求不高，可在近距离聆听或在狭小空间内聆听，特别适用于多媒体电脑、汽车音响、随身听及我国城乡居住面积狭小的情况。
　　（3）对音响软硬件要求不高，而且接线简单，使用方便。在诸如录像机、LD与VCD影碟机、CD唱机、 LP电唱机、多媒体电脑、电视机。功放、收音调谐器中均可得到应用。
　　（4）交互式与移动式环绕声。 3D环绕声配合多媒体电脑或电子游戏机，可方便地实现交互式环绕声，即允许用户经常性地改变声音的类型和顺序。
环绕立体声的形成
（一）四声道环绕立体声系统
　　所谓四声道系统，是指原声信号不加任何改变地传送和重放。在四声道环绕立体声系统中，将四个传声器分别放置在声源的前、后、左、右四个方向上进行四声道声源采样，然后，通过四声道传输，分别送到置于视听者前、后、左、右的四个扬声器上，以重现环绕声音响效果。这种方案因传输通道过多，没有应用在电视机电路中。
　　(二)模拟环绕声系统
　　模拟环绕声系统采用特定的环绕声处理电路，对立体声的两路信号进行加工处理，根据人耳听觉生理上的两大特点，即掩蔽效应和哈斯效应，利用电子电路模拟出一个环绕声场，并用多个扬声器进行放音，营造出丰富的三维空间音响效果，使视听者产生极强的临场感。
　　所谓掩蔽效应，指的是一个较响的声音,往往会掩盖住同时出现的另一个较轻的声音，尤其是当这两个声音在相同的频率范围内时，掩蔽效应更为明显。
　　而哈斯效应是指当直达声和混响声到达人耳的时间差在一定范围内时，人耳就感觉到直达声和混响声已融为一体，很难再将它们区别，只是响度有所增加而已。混响声是由墙壁等障碍物经过复杂的反射才听到的声波。
　　根据人耳听觉生理上的这两大效应，可以推断出这样两个结论：其一，如果有来自同一音源的直达声和混响声，那么，较轻的混响声往往被较响的直达声所掩盖，人耳察觉不到混响声的存在。但如果混响声到达人耳时，在时间上与直达声延迟较大，人耳就会感觉到直达声的存在，并确定其位置。其二，对那些延迟时间较长，且与原声源不相关的混响声，人耳不仅能察觉出它的存在，而且能逼真地提供距离感，认为它来自周围的空间。
　　目前，多数大屏幕彩色电视机的环绕声处理电路，正是根据上述原理，采用模拟环绕声技术,将立体声左右两路信号,经专用的环绕声处理器,进行延迟、移相等处理,再通过环绕声扬声器发声，来模拟环绕声效果。
　　彩色电视机中专门用于形成环绕立体声的集成块有模拟式延迟混响集成块和数字式延迟混响集成块。
　　1．模拟式延迟混响电路
　　模拟式延迟混响电路是由电荷耦合器件即BBD器件，在时钟脉冲信号的作用下，实现对音频信号的延迟的。BBD器件内部集成了一千多个场效应管和与之对应的电容器，各场效应管的导通或截止由时钟脉冲控制。当时钟脉冲为正脉冲时，第一级场效应管导通，输入的音频信号电流通过场效应管对电容C1充电，将音频信号电平转换为相应的电荷储存在电容器C1中，随后，时钟脉冲又使第二级场效应管导通，前级C1中存储的电荷通过场效应管2对C2充电，这样依次传递，在信号的输出端，便把输入的音频信号延迟了NT时间(N为传递次数，T为时钟脉冲的周期)。对一块专用集成块而言，传递次数已定,则模拟式延迟混响电路的延迟时间取决于时钟振荡器的频率，其频率越高，延迟时间越短。
　　2．数字式延迟混响电路
　　
　　数字式延迟混响电路主要由控制逻辑电路、A/D和D/A变换器、随机存储器等组成。其基本工作原理是：将待延迟的模拟音频信号，在控制逻辑电路控制下，经A/D变换器变换成数字信号，并以串行数据形式存入随机存储器中。存放一段时间后，仍在控制逻辑电路的控制下，按顺序取出串行数据,数据在存储器中存放时间的设定，便是音频信号的延迟时间。经延迟后的数字音频信号，再经D/A转换电路，还原成延迟后的模拟音频信号输出。
　　（三）编解码环绕声系统
　　编解码环绕声系统是将原多声道采样信号，经过特定的编码技术，变成两声道信号进行传送,在接收端重放时，再通过解码器还原出原声道的信息，经多只扬声器放音，形成环绕立体声场。杜比环绕声系统可谓是这类编解码环绕声系统的代表，它将原声场信息，归结为左、右、中、环绕声音四路信息，然后通过编码使之合成为双声道信息进行传送，接收端经杜比解码器解码，再还原出四声道信号进行重放。
环绕立体声系统
随着SBLive!、MX300等一系列高阶PCI声卡的问世，支持多声道扬声器输出已成为个人电脑音频系统的全新标志。诸如EAX、A3D之类的全新三维音效标准日渐走红，也带动了高档PCI声卡和多点式音响系统的销售。面对多声道音频系统的诱惑，我们如何正确的选择和搭配，正是笔者在这里要与大家交流的。
　　选择多声道环绕音频系统的理由
　　最早的电脑声卡只能提供单声道的输出信号，这显然不能表现出声场的定位和变化，效果欠佳。随着技术的发展,立体声技术的运用则很好的解决了这一缺陷。音频信号在录制过程中被分别分配在两个独立的声道,使听众获得比较真实的回放效果。16位、立体声也成为了当时声卡最为基本的音频指标，并且延续了很长一段时间。近年来,支持多扬声器输出的PCI声卡开始逐渐面向市场。98年CREATIVE出品的SB Live!、SBLive!VALUE更是成为了其中的典范。而多点式的有源音箱系统也随之热销起来，从4.1声道、5.1声道发展到了最新的7.1声道。
　　那么与传统立体声回放想比，多声道环绕立体声有哪些优势呢?首先就整体效果而言，您可以获得来自多个不同方向的声音环绕,听众被包围在整个声场之中，通过一些虚拟的音效模拟技术可以获得身临各种不同环境的听觉感受。其次，在游戏中我们可获得更为临场的娱乐体验，通过多声道技术和EAX、A3D的软件支持，用户可以明显的感觉到游戏中各类声音效果的定位和变化。第三、环绕立体声可以为用户营造出一个更加出色的家庭影院系统，随着DVD影碟的日渐普及它将为我们带来视觉和听觉的双重冲击，多声道环绕声将为给我们带来丰富的听觉享受和音响效果。总之环绕立体声技术可以模拟出一个近乎真实的声音环境，给听众以全新的感受。
　　支持三维环绕立体声的声卡
　　要在个人电脑上享受环绕立体声首先需要一块真正支持多扬声器输出的声卡，在如今的中高档产品中拥有这一功能的声卡很容易找到。而要将多声道的威力完全发挥出来,支持三维音效扩展也是非常必要的。下面我就将现今市场上完全支持这两项功能的产品罗列出来，并作简要评述。
　　　1.CREATIVE公司的产品
　　CREATIVE是声卡界的领头羊,在其产品线中以下PCI声卡提供了多扬声器的输出支持——SBPCI64、128、512和SB Live!系列。SBPCI64可通过软件模拟4音箱，需要DirectSound3D的支持，某些环境下环绕箱不能出声。后部输出与LINE IN共用一个插口。虽然支持EAX环境音效扩展，但效果一般。而PCI128与PCI64采用同一芯片，但后改为独立控制，三维定位效果与PCI64相差不大。SB PCI512和SBLive!系列使用的都是EMU10K1芯片，完全支持4路扬声器输出，而且SBLive!完整版可以通过数字I/O字卡的协助实现8音箱的环绕，效果极为出色。加上它们都完全支持EAX，可通过软件对各种音频流进行实时控制，游戏效果也非常震撼。
　　2.DIAMOND公司的产品
　　唯一可在中高端声卡市场与CREATIVE份一杯羹的只有DIAMOND，其生产的MX200和MX300是SBLive!系列最大的对手。MX200采用Freedom 5600芯片，支持A3D1.0规范；MX300采用AurealAU8830芯片，支持A3D2.0规范，两者都可接驳4音箱。A3D是与EAX齐名的三维音效API，虽然用一对音箱就可以实现环绕效果，但4扬声器将给它带来更为真实的表现力。
　　3.其他产品
　　在其他中小厂商的产品中也不乏优秀的产品。
　　***大众电脑集团的下属企业“新众”最近推出的一款PCI声卡产品——GoldenMelodyHi-five。其采用ESS的1978芯片，支持EAX音效和Z轴强化，同时提供多声道支持，而且低音扬声器可被独立接入和控制，非常独特。
　　新加坡Aztech公司是全球第2大声卡制造厂商，其推出的PCI368DSP使用的是VLSI的QsoundThunderbird VT21702芯片。它兼容A3D1.0和4路扬声器输出。另一款产品PCI288-Q3DII，带有SPDIF连接器，也提供了多声道支持。
　　YAMAHA公司继推出YMF-724芯片并大获成功之后，新近推出了功能更为强大的YMF-744芯片。这款芯片支持包括EAX、A3D和DS3D在内的多种三维音效标准，同时也支持4音箱输出和SPDIF IN/OUT功能，使得744芯片在游戏、MIDI和DVD音效方面都会有不小的优势。最先使用744芯片的声卡产品是启亨公司的呛红辣椒64 4.1，在9、10月份可以在市场上露面。
　　在低价市场中使用CMI8738芯片的PCI声卡也可以实现环绕立体声，并获得A3D1.0的支持。新近老牌显卡生产厂家“丽台”推出的一款4Xsound就是使用这一芯片的。当然还有其他一些产品，由于篇幅关系就不多复述了。
　　多点式环绕音箱系统简评
　　有了一款不错的声卡，接下来就是选择音箱了。如今市场上多点式环绕音箱是以CREATIVE的品牌为主,主流产品包括FPS和DTT两个系列。
　　1.FPS系列
　　FPS是“FourPointSurround的简称，现今主要有1000和2000两种款式。FPS1000就是红及一时的PC Work4.1。它是一款典型的四点式环绕系统，由四个卫星小音箱和一个低音炮构成。每个环绕卫星喇叭的功率为3.5W，低音炮的功率为10W，虽然不算很大，但家庭使用已经足够了。FPS1000外形小巧，环绕效果出色。但其缺点也比较明显,譬如其中音效果较差，功率偏弱，以至不适合欣赏音乐,另外它的抗干扰能力也显不足。当然作为电脑音箱，它可以给我们提供一流的游戏音响效果，这一点是最为可贵的。
　　新近问世不久的FPS2000Digital则是1000型的改良，“外形更酷、功率更大、效果更好”是我对它的评价。无论是低音炮还是卫星音箱，FPS2000都比前作大了一号，且颜色由原来的白色改为黑色，功率也随之变为:低音炮25W，卫星音箱7W，提升值都在两倍以上。而且它还提供了Digital DIN数码输入接口，可与SBLIVE!字卡上提供的DigitalDIN数码输出相连，以获得数字式的音质与效果。就实际试听效果而言，FPS2000确实有较大的进步。由于功率的增大,低音部分雄浑而不混浊，高音部分清脆而不嘈杂，中音表现也要大大好于FPS1000。无论是游戏效果、音乐欣赏还是影碟音效都非常出色。与SB LIVE!完整版配合使用，更可获得清晰而优质的数字声音。如果SBLIVE!VALUE的用户想要享受DigitalDIN数码输出的威力，只有去额外购买一款字卡了。
　　2.DTT系列
　　DTT的全称是“DesktopTheater”，意为“桌面影院”。与FPS系列最大的区别在于DTT系列提供了一整套DVD杜比环绕音效的支持。1998年9月CREATIVE发布的Desktop Theater5.1是此系列的第一款产品。其实它的结构组合就是“PCWORKS4.1+中置音箱+杜比音效解码放大器。在实际的DVD音效体验中我们可以充分体会到5.1声道与杜比AC-3的惊人效果，它们提供了一流的声音环绕效果和音效变化体验。当然Desktop Theater5.1在提供杜比AC-3音效的同时，其游戏三维音效表现能力也是不弱的，同时也存在着与PCWORKS4.1相似的弱点:中低音效果欠佳,功率太小。
　　与FPS2000在4.1声道领域的地位相似，CREATIVE最新发布的DTT2500则是DesktopTheater 5.1系统的换代产品，代表了当今最为领先的数字音频科技，它基于FPS2000，同样支持DigitalDIN，同时提供了比FPS2000更为强劲的低音炮单元。DTT2500使DVD音效回放在个人电脑上达到了前所未有的高度,当然也价格不斐。
　　在国内市场，除了CREATIVE的产品，***的爵士音箱也有4.1、5.1声道的产品。爵士在***地区非常知名，近年来打入大陆市场，为各种品牌电脑作OEM，联想、方正等都用过它们的音箱。最近他们进入零售市场,用户们不妨留意。国内有源音箱制造业的老牌厂商，润宝、爱德发等也在加紧研制多声道音箱系统，不久也将上市。
　　选购与搭配的策略
　　每一个用户对电脑多媒体的要求不尽相同。有些朋友对声卡和音响的要求只是发得出声音即可，而有的用户对这方面则要求较高，想要拥有环绕音频系统。无论想法如何都是无可厚非的，关键在于选购时要注意声卡与音箱的搭配。尤其在选择高档产品时，一时的失误很可能造成经济上损失和效果上缺陷，下面笔者就结合不同的用途和价格定位,来简单的介绍一下环绕音频系统的选购与搭配技巧。
　　如果您是游戏发烧友,有以下三种不同价位的消费方案:
　　1.手头比较紧但又想体验环绕立体声及游戏三维音效的用户，笔者推荐CREATIVESBPCI64和FPS1000这套组合，这是最为廉价的环绕声系统。PCI64声卡信噪比非常高，售价却不足300元；FPS1000价格也日渐走低,市价600元左右，这样两者合一不到千元，相对而言比较超值。对于普通用户而言效果也非常不错了。
　　2.如果您有2000元以上的预算则可考虑SBLIVE!VALUE加FPS2000D这套组合，现在市场价格约2400元左右。由于SB LIVE!VALUE没有数字式字卡，所以FPS2000的DigitalDIN数码输入接口不能被利用，需改为模拟输入，待日后还可以增加字卡系统，升级到数字音频系统。
　　3.如果您是数字环绕音频系统忠实发烧友,那么就请您选择SBLIVE!完整版+FPS2000D这套超级组合吧!它给你带来的是真正的数字声音。当然总体价格也高达3600元左右,非一般人所能承受。
　　PCDVD用户当然要考虑5.1声道的音响系统。SBLive!VALUE+DesktopTheater5.1是较廉价的组合，高端用户则可选择SB Live!与DTT2500搭配使用，效果极佳。
　　大家可能有这样的疑问：为何声卡都推荐SBLive!系列?原因在于CREATIVE的产品拥有一流的兼容性和品质保证，而且经过比较后笔者觉得其三维音效在各种产品中比较出挑，所以选择了它。当然其他声卡也各有特色，只要拥有多声道支持，同样可以营造出环绕效果。另外，在多点式音响选择中，也可以同时购买两对相同型号的国产木质立体声有源音箱，分别与声卡相连，同样是非常不错的方案。优质的木质音箱在音乐回放效果方面有很大优势。品牌中润宝-轻骑兵和漫步者等都可以考虑。