几十年来,在音乐行业里立体声音频一直是模拟或数字音频的主要格式。这是一种相对简单的格式,可以很好地模拟我们自然地听到周围世界的方式,是最重要的音频格式之一。
那么什么是立体声音频呢?立体声音频是一种双通道格式,具有左右音频通道。当在适当且正确定位的系统上播放时,立体声音频提供深度和宽度,因为左声道首先到达我们的左耳,反之亦然。
这是一个简单的描述,接下来我们将详细讨论立体声音频,涉及它与我们的听觉系统的关系,它与其他流行格式的不同之处,以及我们如何进行立体声录音。
声音和音频之间的主要区别在于它们的能量形式。声音是通过介质传播的机械波能(纵向声波),导致介质内压力的变化。音频由代表声音的电能(模拟或数字信号)组成。
声音
声音是有形的。声波通过空气(和其他介质)传播,引起介质粒子的振荡。这些介质内压力和位移的微小变化是由声波的波峰和波谷引起的。对于介质的粒子,声波循环地施加最大的稀疏和压缩。
这些周期的频率以赫兹(周期/秒)为单位测量。声波通常由许多重叠的频率组成,当这些频率一起发声时,就会产生声音本身的特征。
• 我们听到的可听声音的频率范围为 20 Hz 至 20,000 Hz。
• 次声波是低于 20 Hz 的听不见的声音。
• 超声波是频率高于 20,000 Hz 的听不见的声音。
音频
另一方面,音频是声音的表示,可以是势能或动能。也就是说,音频信号波形模仿它们所代表的声波的波形,并且在理想系统中,再现的声音将与音频相同。
音频在存储中可以是模拟或数字。然而,为了进行播放,音频必须是模拟的,以便交流电可以被适当放大以驱动传感器(扬声器或耳机驱动器),最终将音频转换为声音。
因此,声波是在声学环境中相互作用的实际纵波,而音频是声音的电子(模拟或数字)表示。
正如开头提到的,立体声音频是一种具有左声道和右声道的两声道音频格式。在理想的设置中,播放立体声音频给我们一种宽度和深度的感觉,这是单声道音频无法实现的。
实际上有两种创建立体声音频的方法。
第一种被认为是“真正的立体声”,其中一系列麦克风在调音台中经过仔细定位和平移,以实现自然的立体声录音,包括直接声音和声学环境的所有自然反射。
第二种是“人工立体声”,其中各个轨道可以在混音器内的立体声图像周围平移,并且可以合并效果和处理(特别是混响和延迟)以创建空间感。
左右声道的音频必须存在差异,才能使立体声音频听起来像立体声。如果我们在左声道和右声道中具有完全相同的波形,那么我们还不如在单声道中工作。
然而,重要的是左右通道之间的某些信息是相同的(相等但极性相反的信号将有效地相互抵消)。两个通道之间相同的信息构成了立体图像的“中心”,而两个通道之间不同的信息构成了立体图像的“中心”。
在播放时,听众要把播放系统设置成立体声优先的方式。
立体声和单声道音频之间的主要区别非常简单——在于通道数。
单声道音频有一个通道。
立体声音频有两个通道。
单声道音频无法利用我们听觉系统的两只耳朵,无法产生宽度感。另一方面,立体声音频是创造宽度感和整体维度感的最基本方式,因为它利用了我们的两耳听力系统,其中一个通道用于左声道,一个通道用于右声道。
但并不是说单声道音频没有用。事实上,单声道音频有很多用例,特别是在音频不关心宽度的应用中,例如有声读物、电话或视频聊天等、对讲机和单驱动器播放系统。
此外,由于单声道只有一个声道,因此数字音频中没有比特率的划分。这意味着在其他条件相同的情况下,单声道数字音频的质量优于立体声数字音频,尽管这对于现代计算机和数字存储来说并不是一个问题。
当然,立体声音频的主要优点是增强了方向性,特别是在宽度方面。它是音乐的首选标准,并且仍然在广播和电视中使用,尽管环绕声格式在电影中更受欢迎。
立体声一词的定义为“一种录音或再现系统,使用两个或多个独立通道,通过捕捉表演的空间维度(表演者的位置以及他们的声音)来产生更真实的效果,特别适用于高保真录音和再现系统。”
根据该定义,立体声和环绕声格式都是立体声,因为它们在播放时都会产生立体声音。
两者最大的区别是什么?立体声音频严格具有两个声道,而环绕声则具有两个以上声道。
“两个以上渠道”的定义相当广泛。最小的是 2.1 格式,它有效地将用于低音炮的低频通道(“.1”)添加到基本立体声格式(“2”)中。从更大的方面来说,我们有流行的杜比全景声 (Dolby Atmos))格式,它允许多达 128 个音轨(每个音轨都有自己关联的空间音频描述元数据(位置或声像自动化数据、有关声音运动、类型、强度、速度和音量的数据) )。
环绕声格式不仅需要更多扬声器(针对每个专用通道)才能充分体验,而且这些扬声器还必须正确放置,并且听众应该正确放置在环绕声播放系统。
由于相对简单,立体声仍然很受欢迎——它提供了出色的空间特性,同时可以通过一对扬声器或立体声耳机轻松再现。
环绕声格式涉及更多,需要更多的努力来混合,并需要更好的设备才能充分播放。
立体声录音可以通过多种方式完成。第一种是立体声拾音技术。
立体声拾音技术为我们提供了“真正的立体声”,其中两个或更多麦克风可以捕获实际的声学环境,模拟我们听到周围世界的方式。
常见的几种立体声录音方法有XY、Blumlein、M/S、Spaced Pair(也叫AB)、ORTF。
除了拾音技术之外,我们还可以录制通常直接立体声输出的电子乐器。常见的例子是键盘和合成器。我们可以将乐器的立体声输出连接到我们的混音器或接口,并以这种方式录制立体声。
此外,许多虚拟乐器提供立体声,因此我们可以在数字音频工作站中以立体声录制它们的音频。
但即使我们有单声道源,我们也可以有效地将它们混合成立体声,从而进入下一部分。