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《三维立体空间结构下的8位立体声制式》

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646
#1 08-7-20 13:32

《三维立体空间结构下的8位立体声制式》

《三维立体空间结构下的8位立体声制式》
作者:贝勒

前:
写完这个报告我就可以安心的退出喇叭界,塌塌实实的和一些好朋友学学琴聊聊天,我觉得人一生如果干成一件有意义的事情就行了,为了写这篇报告努力学了好些天CAD,因为有些东西画出图来比较容易说明白些。
另外想通过音频见证一下这篇报告,这个制式的理论是中国人提出的,首先发表出现在音频应用,欢迎各大院校约请鄙人客坐讲解,欢迎各大学术期刊转载发表,欢迎相关科研院所授予鄙人学位头衔,谢谢大家。
感谢TTMUSIC一直以来的理解与支持,并请TTMUSIC见证这篇报告的发表时间!
《三维立体空间结构下的8位立体声制式》

谢谢大家



                  贝勒

2008
720日星期日

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703
#2 08-7-20 13:40
先谢再下!!

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#3 08-7-20 14:03
顶一下。。。。。

1517
#4 08-7-20 15:58
贝勒爷要云游四方了,羡慕啊

458
#5 08-7-21 03:43
顶!!!!

646
#6 08-7-21 10:07
《三维立体空间结构下的8位立体声制式》
作者:贝勒

前:
写完这个报告我就可以安心的退出喇叭界,塌塌实实的和一些好朋友学学琴聊聊天,我觉得人一生如果干成一件有意义的事情就行了,为了写这篇报告努力学了好些天CAD,因为有些东西画出图来比较容易说明白些。
另外想通过音频见证一下这篇报告,这个制式的理论是中国人提出的,首先发表出现在音频应用,欢迎各大院校约请鄙人客坐讲解,欢迎各大学术期刊转载发表,欢迎相关科研院所授予鄙人学位头衔,谢谢大家。
感谢TTMUSIC一直以来的理解与支持,并请TTMUSIC见证这篇报告的发表时间!
《三维立体空间结构下的8位立体声制式》
在这篇报告开始之前,建议大家先寻找几个概念性的解释
1:三维空间
2:立体声
3:制式
(立体声)和(制式)这两个词我就不想解释了,在很久很久以前就有了这两个词,具体真实的解释希望先弄懂弄明白了再往下看。
(三维空间)我还是要解释一下,因为很多音频同人根本没有接触过这个理论,大多数的朋友都是有激情澎湃燃烧的热情,以产品追随、商品使用的身份参与到音频应用行业的,距离声学的门槛还有一定距离,声学是一个大学科,其中包括了音频部分,还包括了超声、水声学部分….空间在声学里面是最重要的决定性基础,可以说没有空间就不存在声学。
我们生存的空间包括左右、前后、上下 三个元素组成,这就是三维空间,表达方式是
X轴)(Y轴)(Z轴),
通常在二维的空间下,比如一张纸,要想表现坐标只需要Y
X 这两个轴就可以了(如下)


[ 本帖最后由 魏贝勒 于 08-7-21 10:14 编辑 ]

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646
#7 08-7-21 10:09
这样Y表示高度位置 X表示水平位置,就可以定位目标在二维空间的位置(一张纸就是二维空间)
三维空间是我们生存的一切空间,人不可能生存在二维环境下,那样是PIC是图片、是……这不是跑题噢,这是事实,如果我们生存的环境是二维的,那样大家就全都是皮影戏一样扁的一片片的人,甚至扁到无限扁的程度,你必须正面战立,别人才能看见你,如果你侧身战立就马上从别人视线里消失。

三维多了一个Z轴,它就表现了进深,也就是前后位置

[ 本帖最后由 魏贝勒 于 08-7-21 10:17 编辑 ]

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646
#8 08-7-21 10:10
我们这样偏一下视角看,为什么前面二维图看不到Z轴,那是因为你是正对着看过去的,Z轴正冲着你的方向,所以你看不到,我们这样如上图偏转一下视角,就看见Z轴了,下面请大家跟我做个手势
伸出左手握拳,先伸开大拇指向上,再伸出二拇指向右,再伸出三拇指(可能有人叫中指)指向自己的双眼之间眉心位置,这样一个三维坐标就摆出来了,三维坐标可以定位一切在三维空间存在的目标位置,这是一切环境的基础,很多学科都脱离不了三维空间,声学当然逃不出去,三维空间理论是人类进化国防科技必不可缺的基础。
三维空间大概就是这么个意思,接下来进入正题
立体声这个概念,可能有的朋友已经找到答案了,没错,立体声的概念就是真实空间声环境。模拟立体声呢就是通过技术手段电器手段真实还原声空间位置的技术,目前立体声制式有两种,一种叫平景立体声(学术上叫全景立体声,我反对这样称法不确切)另一种是多年前菲利扑和索泥合作开发5.1环绕立体声制式。
要想真实体现三维空间声位置,这两种立体声制式都是行不通的,5.1环绕制式只能部分体现三维空间声定位,这种制式设计之初就是不完美的将就对付的方法,所以我要推翻这种制式,其实我早就想过要推翻传统电声立体声结构,因为我觉得不管是全景立体声模式还是环绕立体声模式,这两种理论结构都不能很好很完美的真实再现环境音效,因为从基础上分析这两种模式就没有遵循三维空间原理,或者说是没有完全遵循。当年费力扑和索尼合作开发的5.1环绕结构已经是很吃力的一种不完美模式,多年后可能他们也意识到了三维空间和环境声学的必然关系,但是这么多年过去了依然没有看到空间电声学的理论问世,我曾经和一些声学专家探讨过我提出的三维空间立体声模式就是完全遵循XYZ空间结构的还原模式,其实是很简单很基础很规矩的还原模式。
先喷击一下这两种制式
1:平景立体声制式
采用两点声源A+B方法扩声重放,以左右方式在一平面载体上定位声位置,可以体现X轴水平位置,可以部分体现Z轴的进深位置,对于Y轴的高度位置根本无能力体现,这样的制式对于舞台演出扩声是够用的,但是对于环境重现扩声基本上没有意义,起码一点你后面的声音就没有办法体现,高低变化的位置感更没有办法体现。
2:环绕立体声
采用左、中、右、右后、左后、低音泡 5+1声源方法扩声重放,以环绕方式在一定高度的三维空间内定位声位置,有对应的编码仿真技术应用。可以体现X轴水平位置,可以体现Z轴进深位置,对于Y轴的高度位置基本上牵强附会无能力体现,
这大名鼎鼎的菲利谱和索泥费了很大力气开发的这种制式,实在是牵强了点,为了弥补设备性能不足还在5的基础上加了个1 大家都知道这个1是低音炮,为什么要加就很少有人琢磨过,我说是为了弥补喇叭性能加的,就这么简单,再说说环绕立体声制式的工作理念,他们设计之初我不知道他们研究过空间没有,这种环型的扩声方式在一定程度上是能够体现环境声的位置特性和特征,比如在地面上固定声源定位的模拟,和在地面上移动声源定位特征,但是我们生存的真实空间存在着更复杂的声位置特征,有固定的特征也有移动的特征,我举例说明,当你站在一个空间下四周的行人物体发出的声音,这种位置特征可以被环绕制式表现出来,但是高度变化的固定声位置和飞行滑行移动的声位置特征就根本没办法表现,这就是环绕制式设计之初就不存在的,既然原理论就没有的元素,实际应用方面就更不可能出现。
比如你在环绕音响系统的影院看个大片珍珠港吧,有飞机从天上飞过来,一直呼啸着下滑直到落地爆炸,这种音效在环绕系统中就表现不出来,只能表现出移动特征,你听到的是和你一样的高度飞机从远到近再到远爆炸,这样的音效就是虚假的,真实环境发生的并不是这样,再有就是你在楼下呆着,楼上有人站在阳台喊你回家,这样简单的固定声位置,环绕系统一样无法表现。
很长时间我在琢磨一种能够完整正确体现空间定位的立体声制式,一直以来陷入思维的垃圾堆中无法摆脱困扰,我敢肯定的说作为标准建立者的菲利谱索尼杜比实验室他们一样在寻找合理的制式,最终突然发现越想的复杂越行不通,我想这就是既5.1环绕制式诞生这么多年还没有突破的原因,其实最简单的就是最正确的,往往很多时候就是把简单的事情复杂化了。
要想突破,还需要从基础入手,基础就是空间理论,必须依靠空间特征去寻找答案,最终豁然开朗,我要提出《三维立体空间结构下的8位立体声制式》这是简单有有效的立体声制式,解释起来也非常简单,这个制式就是前面我说到的需要大家见证诞生的理论。
一个制式的产生必然会引起一场变革,想法有了下一步就是具体技术的开发,再有一套合理的编码仿真技术的制造或者说定做,就可以实现应用。
下面我就具体讲述一下这套理念

第一步还是从平景色立体声开始延伸描述,从这开始就完全否定5.1环绕制式了,为什么这么说呢,平景立体声的A+B制式可以理解成是三维空间的一部分,而环绕却不是,所以我们要开始抛弃5.1环绕制式了。
以舞台口为例,采用A+B制式为演出扩声完全够用了,因为演出的声位置特征只有水平位置和进深位置变化


[ 本帖最后由 魏贝勒 于 08-7-21 10:15 编辑 ]

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646
#9 08-7-21 10:11
A+B制式的编码方式是大家都经常接触的PAN调整,因为只是两位模式所以它的仿真编码非常简单,(类似计算机技术的位数)通过PAN调整A
B
两边的能量就会产生牵引效应
这时候明显的的变化就是声源在X轴的水平位置移动。
以台口为输出界面,进入舞台内部空间,这个进深范围的位置变化A+B制式也一样可以表现出来,比如(乐器一)在台靠前位置,(乐器二)在舞台比较深的位置,这时候两个乐器之间存在一个距离,这个距离可以通过技术手段完整的模拟出来,这就是经常用到的延时手段,如果用两只独立的MIC同时收音,只需要按照真实的位置距离给乐器二的MIC加上延时就可以了,当然如果你只是在舞台口外用一只高性能MIC收音,这样本身真实的延时信息也同样被捕获,都不需要用任何技术处理就能体现这个进深位置感。
至于Y轴的高度位置变化,这样的A+B制式是无法体现的,虽然这种A+B平景立体声模式只能体现X轴水平位置变化和舞台内部的进深位置变化,距离真正的三维立体空间声定位的实现很远,但是这样的制式运用在一般演出扩声是完全够用的,因为一般演出需要表现的只是舞台范围内的水平位置变化和进深位置变化。表演者不可能发生高度变化,但是对于电影的需要这样的制式就很不完善了。
接着看图4位平景立体声制式

[ 本帖最后由 魏贝勒 于 08-7-21 10:16 编辑 ]

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646
#10 08-7-21 10:12
这种制式也是我设想的,4位平景立体声制式,需要4个声道完成记录和扩声,这样一来表现的信息量就大了很多,学过计算机技术的朋友都能理解位数概念,就象计算机的2位、4位、8位、16位、32位、64位道理一样,前面的2位制式就象两个灯泡可以表现全亮、全灭、左亮右灭、右亮左灭这么4种信息,当然这只是数字电子表现的信息,其实2位音响表现的信息要比数字电子表现的复杂,数字电子只是开与关的表现方式,2位就能表现这么4种状态,音响就不同了,音响的表现从关到开之间还存在着音量的变化它是线性的。
所以上图这样的4位仿真编码就要复杂的多,但是它体现的信息量也要巨大的多了既然是需要4个声道记录和重放那就必须有相应的编码才能实际应用,可能有人也提出过这种4位的制式(虽然我没看到过有人提出)不见得没人设想过,其实距离成功很近了只差一步了,却发生一个戏剧性的变革5.1环绕制式横空出世。
菲利普和索尼连手大胆设想了5.1环绕制式并且耗费大量精力物力财力开发出了5.1制式的仿真编码,让这种制式投入实际应用,这其间可能忽略了最重要的因素就是三维空间结构,实实在在的说他们确实是把简单的事情复杂化了。但是由这种制式产生的经济利益却是很成功的,编码有知识产权保护,对应的产品也占领了巨大的市场,简单的说一台影院用的解码器随便就卖10几万元,可能做工程的朋友都明白。
上面这种4位的制式可以简单描述一下它的实际应用理念,这种制式可以完整的体现平面界面上的空间声源信息Y轴的高度位置、X轴的水平位置、还有界面内部的Z轴进深位置信息,表现信息量是很大的,可以很准确的在一平面界面上定位,同时这种制式还可以应用在声学探测追踪应用方面,比如这不是4只音箱,这是4MIC同时捕获音源,就可以用捕获的信息互相参照对比计算出声源具体位置。这就涉及到超声、水声探测学科了,就不多说了。
接下来再看图,也就是我这次正式要提出的
《三维立体空间结构下的8位立体声制式》


[ 本帖最后由 魏贝勒 于 08-7-21 10:16 编辑 ]

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646
#11 08-7-21 10:13
可能有人看到这张图就会哈哈大乐甚至晕倒,实话说以前长期以来我都不敢相信这样是最完美的制式,其实就是这么简单,就是这个完全遵守三维空间结构的制式,只能说一直以来我们都被5.1制式迷惑了,5.1有那么多名字(左前、中置、右前、右后、左后、还有个低音泡)5.1还有那么花俏的陈列方式。
简单的说这样的盒子空间就代表了一切三维空间,遵循这个三维空间的8角特征,在它的范围内应用8个通道记录和重放,可以真实的还原出一切自然声环境,这样制式能表现的信息量5.1制式根本就是望尘莫及的,8角位置遵循了三维立体空间结构,单从8位表现的信息量说,学过计算机专业的朋友不仿给解释一下8位表现的信息量是2位、4位的多少倍。
下面我简单描述一下这种制式定位一个悬浮固定声源的可行性,假设声源位置的坐标在某空间里,这个空间的XYZ范围都是 50 ——正50 ,这样我们可以假设一个悬浮固定声源位置在 X=20 Y=20 Z=20
一:先从X轴开始用A B两个通道定位出水平位置
二:再用E F两个通道,和A B两个通道相互作用,牵引出Z轴位置
(以上这样就定位了进深位置和水平位置,但是高度位置还没有表现出来)
三:最后用C D G H 四个通道配合 A B E F相互作用,牵引出Y轴高度位置

这样就完全的模拟出了这个悬浮音源(比如是悬停的直升飞机)在空间的具体位置了
看到这里是不是开朗点了?是不是意识到了5.1的不合理之处了呢?
以上这就是表现一个固定位置的编码方式,但是如果想要表现移动的飞行高度随时变化的复杂声源,就需要一套完整细致复杂的仿真编码来支持才能得以实际应用,开发这套编码不是一件容易的事情,需要一个团队还要强大的幕后力量支持才有可能实现………….

说到这里,我只是正式提出这个8位立体声制式,就象作曲其实就是个简单的旋律,这个旋律虽然简单但是却是从无到有的,既然出现了就会有人分析、讨论、甚至研究开发,就象编曲,后续的事情我不想干了,后续的事情太复杂根本不是一个人两个人能完成的,而且还有市场因素,即便是再有菲利普索尼这样的机构完成了这个制式的编码开发,他们也得分析市场是不是有利益才会决定做与不做,我觉得提出这个制式就够了,即便这种制式不一定投入实际民用,但是对于声学测量探测应用还是有实际意义的,前面也说过了就可以安心退出喇叭界,和好朋友们学习音乐了活到老玩到老其实最实际。


谢谢大家



                  贝勒

2008
720日星期日
观众反应

1303
#12 08-7-21 10:43
进来见证一下!

1627
#13 08-7-22 02:41
学习了 感谢贝勒爷

469
#14 08-7-23 13:45
对这8个喇叭的性能要求得挺高的。多分频的。数控的,体积小的。

487
#15 08-7-23 22:11
感谢贝勒爷啦!学习了
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