数字音效的研究成果：数字媒体艺术与传统艺术的融合

2023-10-10 理论教育版权反馈

【摘要】：数字音频工作站的出现实现了广播系统高质量的节目录制自动化播出，同时创造了更加高效的工作环境。这是其对声音设计的切身体会，其中的“DTS”就是一种数字立体声。目前的数字立体声制式主要有杜比实验室推出的SR.D制式、日本索尼公司推出的SDDS制式和美国DTS公司推出的DTS制式。比较SR模拟立体声和SR.D数字环绕声，SR模拟立体声只有观众厅环绕声一路，而SR.D数字环绕声包含观众厅左环绕和观众厅右环绕各一路，而且还多了一路重低音。

声音是数字媒体艺术传播的另一只翅膀，同画面一样具有强烈的艺术魅力。伊朗著名导演阿巴斯·基亚罗斯塔米明确指出：“对我来说声音非常重要，比画面更重要。我们通过拍摄获得的东西充其量是平面摄影，声音产生了画面的纵深向，也就是画面的第三维。”

声音包括人的话语声、音乐和音响。充分运用声音的造型功能可展示作品更为复杂的时空结构，加强镜头内的时空关系，丰富镜头内的空间层次和含义。同时，声音又可作为写意性情绪元素，抒发人物的内心感情，使数字媒体作品展现更为丰富的内在运动，令人物性格更为丰富完整，思想感情更加细腻。随着数字技术的发展，声音的制作已进入数字化时代，数字声音大行其道的时代已经到来。

（一）高效的声音处理

模拟音频信号的振幅具有随时间连续变化的性质，其幅度可在一个连续范围内取任意数值。但是，模拟音频信号在传输过程中容易受到干扰，干扰杂音不能与有用信号区别开来，容易损害原信号；记录和复制时也不可避免地会造成信噪比下降，每转录一次，就会增加一定的噪声，随着转录次数的增多，噪声不断累加，信噪比下降严重。

声音的数字化过程就是将模拟音频信号经过采样—量化—编码转换成数字信号的过程。模拟音频信号连续时间的离散化通过采样来实现，连续幅度的离散化通过量化来实现。因此，数字声音的质量通常用采样频率和量化比特数这两个参数来描述。采样频率的高低要依据奈奎斯特理论：采样频率不应低于声音信号最高频率的两倍，这样就能把数字表达的声音还原成原来的声音。量化比特数越高，声音信号质量越高，但所需存储空间也越大。

今天，人们对“48 kHz采样频率、16 bit量化”已不再陌生，而且正在追求“96 kHz采样频率、24 bit量化”甚至更高的模数/数模转换器，希望能得到最好的音质。数字化的声音不但音质好、失真度小、信噪比高、动态范围大、声道分离度高，而且只要有一台计算机，安装上数字音频处理软件后，我们就可以进行声音的录制与处理了。基于声音的数字化，创作者可获得极大的创作自由，使我们得以享受到极具震撼力的声音效果。

使用数字技术进行声音处理，要熟练地掌握音频处理软件。目前的音频处理软件都拥有可视化的界面，比较容易学习，在掌握一定的使用技巧后，创作者就可以按照自己的意图进行创作了。目前比较知名的音频编辑软件有Sound Forge、Cool Edit、Samplitude、Nuendo等。

自20世纪90年代中期以来，随着采用数字技术处理音频信号技术的出现和成熟，尤其是计算机软硬件技术和多媒体技术的日趋完善，诞生了专门用来处理音频的计算机系统—数字音频工作站。数字音频工作站是一种集中多种音频处理工具的、以计算机软硬件平台为主的数字音频制作系统，它可代替多轨录音机、调音台、效果器及合成器等设备，是计算机技术和数字音频技术相结合的产物。数字音频工作站的出现实现了广播系统高质量的节目录制自动化播出，同时创造了更加高效的工作环境。最近几年，数字音频工作站已经发展成为专门的计算机硬盘录音系统，能够实现先进的编辑和信号处理功能。

在数字音频处理过程中，运用功能强大的软件，结合专门的数字音频处理系统，可以高效地完成音频处理工作。相比模拟音频，数字化音频处理的优势非常明显。若要对模拟声音进行剪辑，要反复地找寻磁迹，凭耳朵的听力来寻找最佳剪接点，这样既费事又费时，有时还不一定能找到最准确的剪接点，甚至破坏掉整个片段。对于数字音频来说，屏幕上能够直观显示声音的波形，从而眼耳并用，直接找到剪接点，精确度高达0.1毫秒1帧的调节，而且有剪辑预听功能，即在剪接前就可预听到剪接后的效果，从而能够精确选择剪接点，大大提高了音频处理的效率。

数字环境下，音频师通过学习先进的音频处理软件，掌握数字音频处理的技巧，并灵活地运用它们，就能实现多种多样的音频处理效果。以Adobe Audition软件为例，主要的数字音频处理技巧就有降噪、均衡、混响、变速与变调、多轨合成、制造环绕声等。例如，运用变速与变调技巧，可对制作内容进行时间的压缩和扩展、音调的升高和降低，并可做到变时不变调，或者变调不变时，给特殊制作提供了重要手段。

（二）“真实”的声音设计

摄影师简·德·邦特说：“在拍摄《龙卷风》前，我知道会有难以置信的声音设计。我希望观众不必冒风暴的风险就能切身体会到接近龙卷风，甚至在龙卷风里面的感觉。DTS（Digital Theater System，数字化影院系统）可以提供这一奇妙的、清晰的、全音域的音效，将观众卷入其中，产生真实的效果。”这是其对声音设计的切身体会，其中的“DTS”就是一种数字立体声。(www.chuimin.cn)

声音数字化之后，诞生了数字立体声，而之前的立体声则是模拟的。模拟立体声系统每个声道所传递的声音都是与其他声道相关联的，而数字环绕声系统每个声道的声音都是独立的，这就为声音设计提供了多种可能。目前的数字立体声制式主要有杜比实验室推出的SR.D制式、日本索尼公司推出的SDDS（Sony Dynamic Digital System，索尼动态数字立体声）制式和美国DTS（Digital Theater System）公司推出的DTS制式。

5.1声道立体声要求由五个普通扬声器和一个重低音扬声器组成一个声场系统。数字立体声结合数字影院的还音系统，可以使观众在观赏电影时获得身临其境的感受。我们以SR.D制式为例，它是5.1路的立体声制式，声音分配如下：电影银幕后面左、中、右三路，观众厅左环绕和观众厅右环绕各一路，重低音一路，共六路。在SR.D出现前，电影的立体声是SR立体声。在录音时把四声道的立体声信号通过矩阵编码器将全部信息编码成二路信息记录在载体上，还音时通过矩阵解码器把二路信息恢复为编码前的四路信号，使制作时的原声场再现。SR立体声是四声道的模拟立体声，声音分配如下：电影银幕后左、中、右和观众厅环绕声。

比较SR模拟立体声和SR.D数字环绕声，SR模拟立体声只有观众厅环绕声一路，而SR.D数字环绕声包含观众厅左环绕和观众厅右环绕各一路，而且还多了一路重低音。但是，SR.D数字环绕声并不只是简单地将观众厅环绕声一分为二，因为数字环绕声每个声道的声音都是独立的。也就是说，观众厅左环绕和观众厅右环绕的声音信号可以是完全不同的，声音的组合是多元的。

在立体声系统中，一个导演如果想只把声音输到前左、前右两个声道而不让中间的声道发声是有困难的。而在数字环绕声系统中，声音的分布是不受限制的，声音可以放在任何一个声道，也可以同时放在任意多个声道。因此，前者单一的偏中指向使观众注意力仅集中于银幕正前方，而后者的可无限分布性则使观众获得一种360°的声音环境，使影院的每一个角落都可以成为听觉中心。声音是艺术创作的一个重要元素，数字环绕声的诞生为艺术家提供了更加广阔的创作空间，为声音创作插上了展翅翱翔的双翼，为观众的听觉送上最美的享受。从此，我们可以对声音进行更加自由的主观设计，营造真实感人的环境气氛。

数字环绕声的优势主要体现在利用声音交代环境气氛方面，这一点可以在皮克斯动画公司出品的一些电影中得到体现。我们以《海底总动员》的片头为例，影片一开始，前左、前右、左环绕、右环绕四个声道都被水泡声占用，只有中声道空着用于放对话声。这是一个最能说明数字环绕声优越于传统立体声的案例，因为传统的立体声是不允许空出中声道而把主声音灌入左右声道的。另一个重要的事实是，四个声道中的水泡声都不一样，这也是传统立体声所无法做到的。当小丑鱼夫妇在谈到它们的邻居时，水泡声变大，暗示出礁石周围大量的鱼类活动，同时在五个声道之间的不同分布创造出比画面更加丰富的情节信息。在表现水底大环境时，影片没有采用混响效果，而是用不同声道传递不同声音，让观众感受到海底无边无际的空间感，展示海底的各种生命。

数字环绕声可以实现很多过去只能想到而做不到的效果，而且实际制作起来并不困难。利用Adobe Audition（音频录制和编辑软件）就可以进行5.1声道的环绕声的制作，这需要对一个多声道编码器对话框进行设置。在多声道编码器窗口中，选中要对其进行操作的音轨，在音轨选项中对其相应的空间位置进行指定即可。为了达到更好的效果，还可以对音量之间的配比关系进行再次的调整，对调整后的结果进行预听，达到要求后进行输出。

（三）多样的音乐创作

当代学者肖飞在《大科技时代：人类文明发展思考》一书中指出，计算机技术不可避免要在音乐王国中取得自己的一席之地。每个人都不得不相信，未来的音乐创作及欣赏将被电脑这位“大改革家”革新一番。在这样的年代里，完全由计算机操纵的乐队已经能够摆在人们面前演出；只要输入一些命令，便能制造出一段电子音乐的事情已经发生。你怎么能够怀疑“电脑音乐大师”有一天也要战胜世界级音乐大师呢？就像“深蓝”战胜卡斯帕罗夫一样，赢得似乎胸有成竹。

在人类还没有产生语言时，就已经知道利用自己的声音来“歌唱”，简单却统一的劳动号子成为最原始的音乐；数百年来，“器乐之交响”淋漓尽致地书写了工业时代的文明，极大地丰富了音乐的表现力和表现范围，创造了灿烂夺目的古典音乐的辉煌；在计算机技术飞速发展的年代，依托MIDI标准，将电脑强大的计算功能同电子合成器、电子音源与序列器结合在一起，可创造出音色变化万千的音乐效果。可以说，掌握了MIDI就如同拥有了一个随时待命的乐队。MIDI技术的产生与应用在很大程度上降低了乐曲的创作成本，节省了大量乐队演奏的开支，缩短了在录音棚的工作时间，提高了工作效率。一整台电视文艺晚会的作曲、配器、录音只需要一位音乐编导、一位录音师即可将器乐作（编）曲、配器、演奏、录音工作全部完成。

MIDI是乐器数字接口（Musical Instrument Digital Interface）的缩写，它是音乐与计算机相结合的产物。这种接口技术的作用就是使电子乐器与电子乐器、电子乐器与计算机之间通过一种通用的通信协议进行通信，这种协议被称为MIDI协议。MIDI传输的不是声音信号，而是音符、控制参数等指令，它指示MIDI设备要做什么、怎么做，如演奏哪个音符、多大音量、时间多长等，它们被统一表示成MIDI消息（乐谱指令）。在计算机中，音序器能够识别这些MIDI消息，并能够对其进行编辑和修改，但是MIDI文件本身并不包含波形数据，所以当需要播放这首乐曲时，需要将MIDI消息送往音乐合成器进行合成，合成器能够识别并解释MIDI消息，进而生成波形。早期的ISA声卡普遍使用的是FM合成，即“频率调变”。它运用声音振荡的原理对MIDI进行合成处理，由于技术本身的局限，效果很难令人满意。现在的声卡大都采用的是波形合成，它将各种真实乐器所能发出的所有声音（包括各个音域、声调）进行取样，存储为一个波形文件，当需要某种乐器的声音时，调用相应的实际声音采样合成该乐器的声音，合成后的效果真实。经过合成的声音被送往扬声器之后，就形成了我们听到的音乐。

MIDI标准将乐器弹奏出的音变成01010一样的二进制数据输出，也可以将计算机软件生成的音变成01010的数据通过声卡输出，或者接收一些01010的数据进行处理。通过使用MIDI音序器可以降低作曲和配器成本，只需要用录音棚里的电脑和键盘，把存储在电脑里的MIDI音序器的各个声部的全部信息输入到录音机上即可，乐队在录音棚里一个声部一个声部地录制已经成为历史，音乐创作变得简单高效，多姿多彩。

数字音效的研究成果：数字媒体艺术与传统艺术的融合

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