盡管雙聲道立體聲的音質(zhì)和聲場(chǎng)效果大大好于單聲道,但在家庭影院應(yīng)用方面,它的局限性也暴露了出來(lái)。雙聲道立體聲系統(tǒng)只能再現(xiàn)一個(gè)二維平面的空間感,即整個(gè)聲場(chǎng)是平平地?cái)[在我們面前,并不能讓我們有置身其中的現(xiàn)場(chǎng)感。當(dāng)然,由于在音樂會(huì)現(xiàn)場(chǎng),觀眾原本就是坐在臺(tái)下的,而樂隊(duì)演奏人員則位于舞臺(tái)之上,立體聲所能再現(xiàn)的這種簡(jiǎn)單的聲場(chǎng)方位感與現(xiàn)場(chǎng)音樂會(huì)的方位感是基本符合的,因而它仍能滿足欣賞需求。但是,在欣賞影片時(shí),整體聲場(chǎng)全方位的三維空間感無(wú)疑可以給觀眾一種鮮活的,置身于其中的臨場(chǎng)感,因此,多聲道技術(shù)也開始發(fā)展起來(lái)。
立體聲
1974年7月,杜比實(shí)驗(yàn)室與EMI錄音室合作開發(fā)了Dolby Stereo Film Sound電影錄音系統(tǒng),由此,電影進(jìn)入了立體聲時(shí)代。1977年,杜比實(shí)驗(yàn)室又成功研發(fā)出了多聲道環(huán)繞系統(tǒng)—Dolby Stereo(杜比立體聲),電影正式進(jìn)入多聲道環(huán)繞時(shí)代。杜比立體聲仍屬于模擬信號(hào)系統(tǒng),其大致原理是將4個(gè)聲道(左、中、右、后)的信息通過(guò)矩陣編碼方式保存在兩條音軌上,而后置聲道是一條單聲道音軌,但通過(guò)兩路后置揚(yáng)聲器播放。這一系統(tǒng)也就是流行的Dolby Digital 5.1聲道系統(tǒng)的前身。
數(shù)字錄音
在隨后的20年內(nèi),環(huán)繞聲技術(shù)逐漸成熟起來(lái),數(shù)字錄音技術(shù)也有了飛速的發(fā)展。1994年,杜比實(shí)驗(yàn)室與日本先鋒公司成功推出了一種嶄新的采用數(shù)字技術(shù)的環(huán)繞聲制式—Dolby Surround Audio Coding-3,也就是我們所熟知的杜比AC-3系統(tǒng),由此,電影音頻技術(shù)進(jìn)入了數(shù)字時(shí)代。1998年,杜比實(shí)驗(yàn)室正式將杜比AC-3環(huán)繞聲命名為杜比數(shù)碼環(huán)繞聲(Dolby Surround Digital),也就是我們常說(shuō)的Dolby Digital。Dolby Digital環(huán)繞聲系統(tǒng)由5個(gè)全頻域聲道和1個(gè)超低音聲道組成,也稱為5.1聲道,5個(gè)聲道分別是左前、右前、前中置、左環(huán)繞和右環(huán)繞。超低音聲道主要負(fù)責(zé)傳送低音信息(<120Hz),其目的是為了補(bǔ)充其他聲道的低音內(nèi)容,使一些包含爆炸、撞擊等低音的場(chǎng)景的聲效更好。這6個(gè)聲道的信息在制作和還原過(guò)程中全部數(shù)字化,信息損失很少,全頻段細(xì)節(jié)十分豐富。
多聲道發(fā)明
1998年10月,杜比實(shí)驗(yàn)室在美國(guó)亞特蘭大舉行的Show East Film Exhibition上宣布推出Dolby Surround EX系統(tǒng),這是一種在Dolby Digital系統(tǒng)上進(jìn)行擴(kuò)充的系統(tǒng),由原來(lái)的5.1聲道升級(jí)為6.1聲道,即在原有的5個(gè)主聲道的基礎(chǔ)上,又增加了1個(gè)獨(dú)立的Back Surround聲道(后環(huán)繞或稱后中置),從而使后部聲場(chǎng)的連貫性和聲音的綿密度大大增強(qiáng),有效地改善了原來(lái)的后部聲場(chǎng)聲音中空的缺陷。1999年美國(guó)首映的《星球大戰(zhàn)前傳首部曲》是第一部采用了這種Dolby Surround EX系統(tǒng)的影片。
雙聲道的Hi-Fi系統(tǒng)(高保真系統(tǒng))與多聲道的AV系統(tǒng)(家庭影院系統(tǒng))是音響器材市場(chǎng)的兩大陣營(yíng)。還有一種7.1聲道系統(tǒng),實(shí)際上,7.1聲道是在系統(tǒng)中使用一對(duì)后環(huán)繞揚(yáng)聲器來(lái)代替6.1聲道的一只后環(huán)繞揚(yáng)聲器。6.1聲道的影片越來(lái)越多,還沒有一部7.1聲道的影片出現(xiàn)。這是因?yàn)檫@個(gè)7.1聲道系統(tǒng)并不是一個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),而是一項(xiàng)由某些音響器材公司研發(fā)出來(lái)的,并將相關(guān)技術(shù)應(yīng)用在影院功放上的技術(shù)。在7.1聲道系統(tǒng)中,Back Surround(后中置)的單聲道信號(hào)經(jīng)過(guò)矩陣運(yùn)算,加入延時(shí)、回響等多項(xiàng)參數(shù)之后,被分配到左后環(huán)繞與右后環(huán)繞兩個(gè)聲道中,而不是簡(jiǎn)單地將一路單聲道信號(hào)平均分配到兩個(gè)后環(huán)繞聲道中來(lái)。簡(jiǎn)而言之,這種方案最大的優(yōu)點(diǎn)就是進(jìn)一步增強(qiáng)了后部聲場(chǎng)的方向感和聲像移動(dòng)的連貫性與真實(shí)性。
多聲道流量計(jì)
超聲波氣體流量計(jì)是通過(guò)檢測(cè)流體流動(dòng)對(duì)超聲波束的作用,測(cè)量氣體流量的儀表。根據(jù)不同的測(cè)量原理,超聲波氣體流量測(cè)量方法可分為:傳播時(shí)間法、互相關(guān)法、波束偏移法和噪聲法等當(dāng)超聲波信號(hào)在流體中傳播時(shí),在順流方向上超聲波的傳播速度會(huì)增大,在逆流方向上超聲波的傳播速度會(huì)減小。因此,在同一傳播距離上超聲波在順流和逆流中的傳播時(shí)間會(huì)有一定的差異。傳播時(shí)間法是根據(jù)超聲波在順流、逆流中的傳播速度之差與流體流速之間的關(guān)系來(lái)計(jì)算被測(cè)流體流速的。根據(jù)具體測(cè)量參數(shù)的不同,傳播時(shí)間法可分為時(shí)差法、相位差法和頻差法,其中時(shí)差法是最常用的方法。時(shí)差法超聲波氣體流量計(jì)遁過(guò)測(cè)量超聲波信號(hào)在順流和逆流中的傳播時(shí)間差來(lái)計(jì)算流體流量,它具有測(cè)量精度高、穩(wěn)定性好、適用于大、中口徑管道氣體流量測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)。
多聲道脈沖
當(dāng)多聲道超聲波流量計(jì)各個(gè)聲道無(wú)線電頻帶都能正常的工作來(lái)測(cè)量流體流速時(shí),應(yīng)用這兩種方無(wú)線電頻帶法計(jì)算得到的管道流速值基本一致,說(shuō)明應(yīng)用改進(jìn)無(wú)線電頻帶后的最優(yōu)加權(quán)數(shù)據(jù)融合方法計(jì)算流體流速在正常情無(wú)線電頻帶況下能夠?qū)崿F(xiàn)較好的數(shù)據(jù)融合效果。無(wú)線電頻帶而實(shí)際應(yīng)用中,隨著超聲波流量計(jì)使用年限的增無(wú)線電頻帶加或者流體中夾雜過(guò)量氣泡或雜質(zhì),都可能使其存在無(wú)線電頻帶某個(gè)換能器測(cè)量的流速值存在較大偏差。實(shí)驗(yàn)中在無(wú)線電頻帶第2聲道測(cè)量的流速值數(shù)據(jù)上添加白噪聲,使其測(cè)量無(wú)線電頻帶結(jié)果產(chǎn)生較大的波動(dòng),用來(lái)模擬單個(gè)換能器測(cè)量不準(zhǔn)無(wú)線電頻帶的情況無(wú)線電頻帶。
多聲道融合
無(wú)線電頻帶通過(guò)實(shí)驗(yàn)處理一個(gè)周期內(nèi)正常測(cè)量的流速數(shù)據(jù)無(wú)線電頻帶和單個(gè)換能器非正常工作時(shí)的流速數(shù)據(jù),得出當(dāng)流無(wú)線電頻帶量計(jì)各聲道均能正常工作時(shí),應(yīng)用改進(jìn)后的最優(yōu)加無(wú)線電頻帶權(quán)數(shù)據(jù)融合方法計(jì)算得到的管道流速值與 Gauss-無(wú)線電頻帶Jacobi 積分法計(jì)算得到的流速值基本一致,而當(dāng)流無(wú)線電頻帶量計(jì)單個(gè)聲道不能正常工作時(shí),應(yīng)用改進(jìn)后的最優(yōu)無(wú)線電頻帶加權(quán)數(shù)據(jù)融合方法計(jì)算得到的管道流速值較 Gauss-無(wú)線電頻帶Jacobi 積分法計(jì)算得到的流速值更加穩(wěn)定,說(shuō)明應(yīng)無(wú)線電頻帶用改進(jìn)后的最優(yōu)加權(quán)數(shù)據(jù)融合方法進(jìn)行管道流速值無(wú)線電頻帶計(jì)算可以減小測(cè)量誤差對(duì)流速測(cè)量結(jié)果影響,使得無(wú)線電頻帶流速計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確。