专业5.1环绕声监听系统布置和调整探讨

前言
　　5.1环绕声监听从某种意义上来讲它应该是一面镜子,它要能真实地透射出通过艺术加工的场景和气氛来；同时它也是一把尺子，要去丈量我们做出的产品是否合格。作为镜子要做到不失真，不能像哈哈镜，作为尺子一定要能精准地把关做出来的产品，有了以上的条件才能做出好的作品来。

作者：朱仲新 ACE公司上海办事处专业音频部

需要条件

　　a.控制室要求

图1据日本HDTV论坛得出的,多通道
混合室混响特性

　　作为专业的监听对控制室的要求也比较重要，如控制室的吸声处理，环境噪声等要求。控制室的尺寸要求有：房间的长、宽、高尺寸比能满足众所周知的黄金比，能在一个长方形房间内三度空间产生的低频不低于3-4倍频程均匀传播。在理想情况下天花板的高度应该高于3.35米，背景噪声在所有设备供电情况下最佳应不超过25dB加权。表1是根据日本HDTV环绕声文件列出的多通道混音室、声学装修及声学属性的要点。

　　b.监听扬声器要求

　　当然监听扬声器的选择也很重要，首先我们选择的扬声器必须选用同一品牌和统一型号扬声器，加上超低音扬声器。5个“全频”扬声器的高频段还原能力至少要有18kHz或更高频率的频响，在低频段要有40Hz或更低的频响。所有扬声器都必须正确校准，使他们不仅在同一声压下工作，还要使它们的交叉频率与超低音箱一致，作为以用来确保平坦的频率响应。在削波前（推荐听力声压为85db)要拥有足够的放大余量。建议使用有源监听，因为它提供了最佳解决方案，除了解决了功放和喇叭的匹配因素外，还提供了安装方便，不需要考虑喇叭线的损耗和反相等问题。表2是根据日本HDTV环绕声文件列出的多通道混音室监听扬声器的要点。

图2根据日本的HDTV论坛得出扬声器
振幅/频率特性，在消声室测得

扬声器放置
　　监听的目的当然是为录音工程师们提供尽可能的准确性。这个问题在以前主要考虑到的是使用扬声器和放大质量，但到了今天环绕声制作时，扬声器的定位是一个同样关键的因素。移动扬声器仅在4-7厘米左右的距离或旋转扬声器的方位角几度就会在声像、频响、包络/定位特性或在这三个混合方面发生重大改变。为了有一个比较好的听音条件，规划好一个可接受的选择范围，以最佳的方法适合于我们的制作尤为重要。

主音箱放置
　　环绕声扬声器安装的方法人们一直按照ITU-RBS.775.1建议在做，但这不是一个标准的安装方法，仅仅是建议的方法而已。

　　如图3所示，在所有五个主扬声器放置应沿一个假想的圆周位置上，其中圆心是混音位置（有时被称为“甜点”）。为了避免相位抵消和梳状滤波问题，最关键是所有五个主扬声器发出来的信号要同时到达混音点，如果因房间的物理布局不可能达到，可以用延时器来校准。

图3ITU-RBS775的建议中5个相同的
主声道扬声器安置图

　　从实际的经验来看，“甜点”位置到扬声器的最佳组合之间的距离是2-2.3米之间，当然这取决于某种显示器的使用，房间的大小。

　　在一个5.1配置中，“前墙”由左、中、和右（L，C，R）扬声器，中心扬声器应直接面对与左，右扬声器组合的中心位置，左、右扬声器向内偏和轴线位置倾斜约30°。这种配置不仅适用于环绕声混音，也提供了立体声监听的兼容性和许多家庭影院系统，其中L和R扬声器不要远离视频画面。有些环绕混音工程师喜欢L和R扬声器的偏角（高达45°），而较小的角度（如21°通常用于在电影院）可用于检查表现空间性的混音。如果由于某种的原因，L和R扬声器不能沿半圆弧，而在一个“平面”上，可用延时添加到扬声器中，来延时先到达的信号。

　　在前墙的三个扬声器应在同一高度，在混音工程师耳朵附近，大约离地面1.2米左右。这三个前方扬声器不应放置在调音台表桥上，如果视频监视器出现，必要时要提高或降低（或定位在一旁）时要动的是视频监视器，而不是中置扬声器。在“后墙”的环绕扬声器（(Ls,Rs)的高度应与前面扬声器的高度相同。一些环绕混音工程师倾向于提高后墙扬声器略高于前墙高，角度向下俯，使得发出的直达声波被引导到混音位置点上。

　　如扬声器安置图中，Ls和Rs扬声器夹角也偏向内，和混音轴线夹角是在在110°至150°范围之内。在这个角度范围之内的选择反映了各种混音的需要不是严格规定的。近来做法分析表明，如果环绕声源和环绕音箱放置的内容相一致，这种关系可以说是最好的组合。另外一个混音的观点是收听者感觉自己是作为“在场观众”，在大多数情况下环绕声扬声器中通常只安置室内气氛或效果信息，在这种情况下，环绕扬声器角度更多地选择放在大约110°的地方是最好的。相反，许多流行音乐混音是利用“一伙”的观点，所谓“一伙”是指其中听众似乎是为乐队和表演的一部分，在其后方环绕声道以及前方声道上。这种处理必须使得通过后环绕扬声器的幻想声像落后于听音者，这时后环绕扬声器的角度可定在135°-150°之间比较好，在大多数情况下，这将产生最满意的音乐聆听感受，同时还提供了一个良好的家庭影院体验。

　　另一种常用的技术是稍微抵消左右前方扬声器和向后方左右扬声器相衔接的角度，以便创造更大的“甜点”区域，这通常涉及左、右前扬声器直射目标，使它们集中汇聚在混音位置点向前0.3米的处，后方环绕扬声器集中汇聚在混音位置点后0.3米处。具体操作可用一台手持的激光测距仪或使用其它方法来设置。表3是根据日本HDTV环绕声文件列出的多通道混音室监听扬声器布置的要点。

图4录音学院的制片&工程师学派们推荐的
5.1环绕声扬声器安置图

超低音放置
　　超低音主要是为LFE(低频效果)设置的，LFE的概念最初是从电影工业引进的，因为早期扬声器系统无法产生没有削波的大声低频效果。LEF有时被称为“隆隆声”通道，它是用在电影中增加特殊性效果，如火山爆发、飞船发射时、炸弹爆炸和行星撞击后发出的隆隆声等。

　　放置环绕声系统中的超低音最佳位置取决于房间尺寸和它的声学设计，以及其它设备在房间中的物理布局。放置的位置可以放置暗处，如果听众能够感知低频的来源方向，这表明超低音的位置放置的不正确。

　　尽管如此，建议超低音的位置放置在混音位前方左、右扬声器之间。这样做的原因是重低音乐器等如低音吉他、踏鼓等最常见的是被定位在前墙扬声器上。如果重低音乐器定位在混音位置边或在后会破坏声像，能产生相位拖影效应。

有一种比[FS:Page]较简单的方法来确定超低音扬声器最佳摆放位置的方法，一人在混音位置聆听，助理在前扬声器前移动超低音扬声器使其听到发出的超低音达到最大。如果没有充足的低频率节目内容可以利用80或100Hz正弦波或者用加有80或100Hz低通滤波器的粉红噪声来替代。

　　当在定位超低音扬声器摆放位置时要小心驻波，如果超低音扬声器被放置在一个对称的位置下，这是最有可能发生。例如，在前左、右扬声器中心上。解决的办法通常只要略微移向一旁就可以减少或消除驻波。

　　超低音扬声器与主扬声器的关系也是一个重要的考虑因素。如果超低音本身提供了相位设置开关，尝试设置它的相位开关，直到听到超低音扬声器发出来的超低音增大。

　　在某些房间，特别是较大的，低音更均匀分散，为了弥补超低音成份不足可以通过添加第二个超低音扬声器，但千万不要使得两个超低音扬声器放置成“射击”方式(面对面)，以便出现异常情况。

超低音扬声器与LFE(低频效果)
　　重要的是要明白超低音扬声器与LFE(低频效果)两者之间的区别：超低音扬声器是一个个体，它是专门还原超低音的，而LFE（简称“5.1”中的“0.1”）是一个通道，它除了还原LFE通道的低频素材还可选还原其它通道的低频素材，后者称为低音管理。

图5二种低音管理框图

　　凡环绕声监听系统是用卫星音箱的：一个超低音扬声器（低音炮）和低音管理是必要组成部分，没有它低频将不会被再现。在一个专业的环绕声混音的环境下，这几乎总是使用全频扬声器，使用超低音扬声器中的低音管理是没有必要的，但仍然需要LFE声道还原超低音。

低音管理
　　低音管理一词指的是从5个主通道派生出来的低音到超低应扬声器，使指再现所有环绕声混音，包括专用的“0.1”LFE声道低频，由于大多数消费者的家庭影院系统使用卫星音箱，而不是全频扬声器，众所周知卫星音箱的低频响应是不够的，发不出比较低的低频效果，于是人们利用了低频管理这个概念。因此建议环绕混音应始终用带低音管理的卫星扬声器系统做检查。

　　一个没有低音管理的环绕声混音监听系统有时也被称为“直接”混音。对于使用全频扬声器低音管理是不需要的，而当使用了低音管理实际上改变了整个声音，因此它是一个可选项，让音频工程师自己决定选用。不过，值得注意的是，许多录音室监听，包括一些被称为“全频宽”的，但它们的低音频响不是很平直的也不可通过使用家用低音管理系统重现。但是用低音管理可以在环绕混音时检查从LFE声道和从5个主通道派生出低频相互作用，因而可避免在消费者系统中相位抵消和相位拖尾效应。

　　主扬声器和超低音扬声器精确配置是绝对重要，这将确保主扬声器高频辐射和超低音扬声器输出的低频之间无缝衔接，建议推荐设置超低音低扬声器分频点在80Hz左右。它的使用大大增加了超低音的表现力。

　　5.1环绕声监听参考声压电平建议定在79-85分贝C加权范围内。然而，重要的是要注意监听混音素材的不同，如从非常柔软（如低于40dB）或颇为响亮（只有很短的时间不超过为92dB）。

扬声器校准程序
　　除了扬声器物理位置的摆放，正确的扬声器校准对准确的监听也是一个最重要的因素，校准环绕扬声器系统和立体声扬声器系统所需的工具几乎相同；为粉噪/或震荡发生器、以及配有一个优质全向电容式测量话筒的实时分析仪（RTA）或SPL(声级计)。RTA是校准环绕声扬声器系统首选的仪器，用简单的SPL校准环绕声监听系统将产生一种较不准确结果，因为它只是测得的一个频段的峰值。如果要用SPL测量，将其设置到C加权，并设置在慢等级显示模式。最好还要请一些有经验的环绕声混音工程师用他们的“金耳朵”来做最后调整，尽可能做到主观和客观接近。

　　除了调音台上振荡器和粉噪发生器外，有一些环绕声校准光盘对校准者有非常大的帮助，这些光盘可以是Dolby、DTS等公司提供的测试光盘。关键是要同时获得充分的带宽和通过带通的粉噪（低通80-120Hz滤波器）及一个和超低音扬声器的交叉频率相匹配的正弦波信号（在大多数情况下为80Hz）。

　　对于一个5.1环绕声混音系统，扬声器校准必须做到规范准确，只有当环绕声监听系统能精准了才能用作制作环绕声混音系统再现，才能在其它听音的环境里有很好的还原。反过来，如果在混音中使用的扬声器系统校准不正确，那么最终的环绕声混音只能在其本身混合工作室听起来良好，而在其它地方听起来会感到惊讶。

　　在扬声器校准中首先要保证从调音台输出到所有扬声器的通路的电相位同相，如果不使用有源监听音箱要确定功放到音箱的相位。接下来最重要的是先校准低音扬声器在分频点的声相位，如果声相位不准它将会在整个频率响应的交叉点会引起下降，有些超低音扬声器内置附有相位匹配开关，允许调整。

以下是低音相位校准建议的方法：

（请注意，此过程假定系统中的所有主要的扬声器是全频扬声器，而不是卫星扬声器）。

　　1.送出一个正弦波信号到左前方和右前方扬声器和低音扬声器，频率为超低音扬声器交叉频率点（一般80Hz），监听电平为中等。

　　2.在混音点使用RTA或SPL测试仪，注意信号的电平。

　　3.如果超低音扬声器提供相位控制，切换相位开关，注意混音位置测试仪上的信号电平，找到最大信号电平。

　　4.如果超低音扬声器不提供低音相位控制，可以旋转超低音扬声器90°角度，直到在混音点达到最大信号电平。

　　下一步是设置主扬声器参考电平，推荐的参考值是79-85分贝声压级，重要的不在于实际的声压选择，而是要调整到所有5个主扬声器发出声压电平都相同。以下是主扬声器电平调整程序：

　　1.关闭除前左扬声器的所有扬声器。

　　2.在混音点中心放置测试话筒，在1.2米高度附近，面对被测扬声器。如果使用RTA测量仪，使被测扬声器发出85dB（RTA测得），如果使用SPL测量仪，设置它在慢等级显示和C加权模式，测得被测扬声器电平为85dB。

　　3.送粉红噪声到调音台，使调音台的输出表在0VU，如扬声器达不到85dB请开扬声器的功放。

　　4.继续用路由粉红噪声，依次测其余扬声器（右前、中置、然后左环绕和左环绕），调整方法和2、3相同。

　　在校准后环绕扬声器时一些专家建议测试话筒的朝向应放在幻想声像中间，它和对准后环绕扬声器的方法虽然在技术上有些不同，但根本性依然是相同的。

　最后一步是设置超低音扬声器，通常的做法是超低音扬声器校准电平应高于主扬声器的电平4dB以上。此方法的不同取决于是否仅接收LFE声道或使用低音管理器。

建议超低音扬声器校准应在没有低音管理器使用下校准，方法如下：

　　1.关闭所有五个主扬声器。

　　2.找一个带通（80-120H[FS:Page]z)滤器和粉噪发生器，粉噪发生器的输出通带通滤波器再送入调音台，调整调音台的输出表为0VU，再送入超低音扬声器的LFE声道，使用RTA或SPL测量仪，读到的读数因为89dB，如达不到调整超低音扬声器的放大器（比主扬声器高4dB）。

　　3.打开左前和右前方扬声器。

　　4.送全频粉噪到调音台，使送入左前和右前扬声器以及超低音扬声器的电平为调音台输出表为0VU的电平。用RTA或SPL测量仪使测得的读数不超过4-6dB，达不到调整超低音放大器增益。