Гледането на филм днес е коренно различно преживяване от това преди 70 години. И не само заради картината, която вече е цветна, голяма и несравнимо по-качествена, а и заради озвучаването. В кината през 30-те години на миналия век звукът се е възпроизвеждал от един или няколко говорителя, разположени зад екрана и получаващи напълно идентичен сигнал от един общ аудио канал (моно). В съвременните киносалони звукът идва буквално отвсякъде, възпроизвежда се от десетки говорители, разположени от всички страни и „захранвани” от няколко отделни аудио канала, създавайки обемна, пространствена звукова картина. А днес този пространствен звук е пренесен и у дома чрез системите за домашно кино, така че може да му се наслаждавате и седейки удобно във фотьойла.
Какво представлява пространственият звук
За пространствения звук няма точна дефиниция. Той може да се обясни по различни начини, но най-вече трябва да се почувства. В зората на звукозаписа музиката и говорът са се запечатвали върху един единствен канал – т.нар. моно, и в последствие се възпроизвеждали от един единствен говорител или от няколко говорителя, но така или иначе усещането е било, че звукът идва от една точка.
По-късно, с появата на стерео записа вече се създава една значително по-реалистична звукова картина. Стерео звукът се „улавя” от два отделни микрофона (точно както от двете уши на човека), записва се на два отделни звукови канала и се възпроизвежда от отделни говорители. Истинският пространствен звук обаче става факт още по-късно – с добавянето на още един или няколко звукови канала. Звукът от отделните канали се възпроизвежда от различни говорители, разположени от всички страни – отпред, от двете страни и отзад, като така вече звукът наистина обгръща отвсякъде слушателя и създава усещането за обем. Оттук идва и понятието съраунд (обкръжение) или както още го наричаме – пространствен или обемен звук. Звуковите сигнали не само се записват от няколко микрофона, а и се създават допълнителни аудио ефекти, прецизно разположени в пространството, което дава на звукорежисьорите наистина неограничени творчески възможности.
В съвременните киносалони озвучаването е толкова съвършено и въздействащо, че просто се наслаждаваме на усещането, без да се замисляме кой звук откъде идва. Нещо повече, това усещане вече може да се пренесе във всеки дом – системите за домашно кино се предлагат масово на пазара и най-важното – цените им вече са достъпни за всеки (разбира се, и тук има различни варианти за качество, възможности и цена, но те не са предмет на настоящия ни материал), а от всяка видеотека може да се наемат или купят хиляди DVD дискове с разнообразни филми.
Така представени нещата изглеждат елементарни, но за да достигне до съвременния си вид, пространственият звук е извървял наистина дълъг път.
Кратка историческа справка
Първият филм със съраунд звук е „Фантазия” („Fantasia”) на Walt Disney, представен през 1940 година. Този наистина фантастичен филм съдържа редица смели иновации във филмовия звук и картина, най-важната от които е системата за пространствен звук, наречена Fantasound. Тя използва 4-канален оптичен запис. Тъй като върху лентата с филма могат да се поместят само две „пътечки” с оптичен запис, четирите канала на Fantasound се записват върху отделна лента, като съответно е необходимо и отделно устройство за възпроизвеждане и обработка на пространствения звук. За съжаление, тази система е била много скъпа и трудна за инсталиране (съдържала е 54 говорителя и е струвала 85 000 долара), и не е получила очакваното широко приложение. Всъщност, продадени са били само две системи Fantasound – на прочутия „Broadway Theater” в Ню Йорк и на „Carthay Circle Theater” в Лос Анжелис. Walt Disney произвежда и още осем опростени „мобилни” системи, наречени „Fantasia Road Show”, с които обикаля общо 14 киносалона.
В следващите тридесетина години се появяват други формати, обобщено наречени стереофонични, като Cinerama, Cinemascope и др. За разлика от оптичния запис при Fantasound, тези системи използват многоканален магнитен запис, съдържащ няколко (3 или повече) предни канала, чийто говорители са разположени зад екрана, и един съраунд канал, с говорители отстрани и отзад. Предимството на магнитния запис е че магнитните пътечки са много по-тесни от оптичните и целият многоканален запис може да се помести на лентата заедно със самия филм. Така системата става по-ефективна и значително се понижава цената й. Също толкова значително обаче се понижава и качеството на звука, тъй като в магнитния запис има много повече шумове и смущения. Въпреки по-ниското звуково качество, тези формати получават по-широко разпространение и се използват чак до края да 70-те.
През 1976 година се появява революционният формат Dolby Stereo, който и до днес продължава да е основен формат при аналоговото озвучаване в киното. Един от първите филми с Dolby Stereo звук е легендарният „Междузвездни войни” (1977). Dolby Stereo използва значително по-качествения 2-канален оптичен запис, в който чрез революционна технология смесва по матричен метод 4-канален звук. При прожектирането на филма, специален декодер извлича от 2-каналния запис четирите звукови канала – предните ляв, централен и десен, и съраунд канала. Технологията е сравнително евтина и е високоефективна, създавайки истински пространствен звук с много по-високо качество от предишните стереофонични формати. В много киносалони се инсталират и системи с допълнителен канал за най-ниските честоти, наречен суббасов. Информацията за суббасовия канал се извлича от предните ляв и десен канали, а звукът става много по-въздействащ.
През 1982 година Dolby представя формата Dolby Surround – вариант на Dolby Stereo, предназначен обаче за домашна употреба. Dolby Surround пресъздава ефекта на Dolby Stereo от киното, но с малка разлика. Вместо оптичен запис (тогава все още няма такъв за домашна употреба), Dolby Surround използва магнитен стерео запис върху видеокасета или стерео телевизионни предавания. Звуковите канали, респективно говорителите, са със същата конфигурация, както при кино-варианта, с изключение на централния канал, който липсва при домашния Dolby Surround. Централен канал е добавен по-късно към следващата домашна система Dolby Pro Logic, представена през 1987 година и също създаваща пространствен звук от двуканален (стерео) запис.
Пространственият звук коренно се промени с навлизането на цифровите технологии и въвеждането на цифровия звукозапис. В началото на 90-те се появяват няколко нови дигитални формата за пространствен кино-звук. Повечето от тях са 5.1-канални, като звуковата информация за всеки канал е представена и записана в цифров вид. 5.1 конфигурацията съдържа пет основни канала – предни ляв, централен и десен, и съраунд ляв и десен канали, а така също и един отделен суббасов канал (откъдето е означението “.1”) за нискочестотните ефекти. Тъй като информацията за тези шест отделни канала е голямо количество, се използват различни методи на компресия (намаляване обема) на данните. През 1990 година Kodak представя формата Cinema Digital Sound (CDS), а първият от малкото филми с озвучаване в този формат е “Дик Трейси”. CDS използва Delta Moduation компресия, намаляваща 4 пъти обема на цифровите звукови данни. Форматът е 5.1-канален, а звукозаписът се осъществява като матрица от пиксели, разположени на мястото на аналоговия звукозапис на лентата. Като формат CDS е добър, но е със съществен недостатък – на лентата няма записан резервен аналогов звук, което означава, че филмите със CDS звук могат да се прожектират само и единствено в киносалоните, които са оборудвани с достатъчно надеждна техника, поддържаща този формат. Това го обрича на неуспех.
През 1992 година Dolby Laboratories представя формата Dolby Digital с филма “Батман се завръща”. Dolby Digital е 5.1-канален формат, използващ разработения от Dolby метод за компресия АС-3. Звуковите данни с Dolby Digital формат се записват между отворите, перфорирани от двете страни на кино-лентата. Така се запазва и стандартният аналогов звукозапис. Dolby Digital става изключително популярен в киното, а по-късно е избран и за един от основните звукови формати при DVD дисковете и при американската цифрова телевизия DTV.
През 1993 година в киното се появяват още два многоканални цифрови звукови формата – DTS и SDDS. Форматът DTS (Digital Theater Systems) също е 5.1-канален и използва алгоритъм Coherent Acoustics за компресия. При DTS също се запазва и стандартният аналогов звукозапис, като цифровият запис е поместен на отделен CD-ROM диск, а на кино-лентата се записва само тайм-код, разположен между пътечките на аналоговия запис и кино-картината. Дебютът на DTS е с филма “Джурасик парк”. Другият формат – SDDS (Sony Dynamic Digital Sound) е представен за първи път с филма “Последният екшън герой”. Той е 7.1-канален (двата нови канала са среден ляв и среден десен) и използва метода за компресия ATRAC, разработен от Sony.
Малко по-късно, при появата на домашното кино, двата формата – Dolby Digital и DTS са адаптирани и за домашна употреба, и продължават да се развиват и в тази област. По-долу ще представим подробно тези формати за домашно кино, заедно със съвременните им варианти и алтернативи.
Dolby Pro-Logic
Dolby Pro-Logic е вариант на професионалната система Dolby Stereo, но предназначен за домашна употреба. На практика, той е първият сериозен домашен съраунд формат, макар че при появата му все още не съществуваше понятието “домашно кино”. Системата Dolby Pro-Logic използва аналогов двуканален Dolby Surround запис, от който възпроизвежда директно звукът за предните ляв и десен канали, и по матричен способ извлича и генерира сигналите за другите два канала – централен и съраунд. Тиражирани са много филми с Dolby Surround звук – на видеокасети, лазердискове, излъчвани по телевизията и др. Системата Dolby Pro-Logic е 4-канална. Както вече споменахме, състои се от преден ляв, централен и десен канали, и от съраунд канал. Макар че в повечето системи за домашно кино се използват две съраунд озвучителни тела, съраунд каналът при Dolby Pro-Logic е един (моно), т.е. към двете съраунд озвучителни тела се подава един и същи сигнал, като при това честотната му лента е ограничена до 8 kHz. Въпреки че далеч не е толкова прецизна и ефектна, колкото съвременните многоканални съраунд системи, за времето преди появата на DVD диска Dolby Pro-Logic беше чудесно решение за пространствено озвучаване. Технологията продължи да се развива и днес всички системи за домашно кино, аудио/видео рисивъри и др. поддържат един от новите й варианти – Dolby Pro-Logic II и Dolby Pro-Logic IIx.
Dolby Pro-Logic II и Dolby Pro-Logic IIx
Dolby Pro-Logic II също е матрична система, но много по-ефективна и прецизна. Тя е обратно съвместима с Dolby Pro-Logic и също като нея декодира сигналите от аналогови двуканални записи с Dolby Surround звук. Освен това обаче, Dolby Pro-Logic II може да работи и със стандартни аналогови стерео сигнали – например музика от диск, стерео звук от телевизията, звук от видео игри и др. Нещо повече, Dolby Pro-Logic II е истинска 5.1-канална система, с отделни пет основни канала – предни ляв, централен и десен, и съраунд ляв и десен, и един суббасов канал. Съраунд каналите освен че са два, са и с пълна честотна лента. Така съраунд ефектът е много по-пълен и реалистичен.
Още по-прецизен съраунд ефект създава системата Dolby Pro-Logic IIx. Тя е 7.1-канална, като към традиционните 5.1 канала са добавени още два – заден ляв и заден десен (съраунд озвучителните тела се разполагат от двете страни на слушателя, а задните озвучителни тела – отзад). Dolby Pro-Logic IIx използва на практика всякакви звукоизточници – от двуканални аналогови стерео източници до цифрови 5.1-канални източници, като преобразува подаваната звукова информация в 6.1-канален или 7.1-канален звук, в зависимост от вида на конкретното устройство, в което се използва. Системата има три режима на работа, оптимизирани за съответния тип звук – кино, музика и игри.
Dolby Digital
Dolby Digital е един от най-разпространените съраунд формати днес. Той се използва в хиляди киносалони и милиони системи за домашно кино в цял свят, както и в цифрови телевизионни предавания, някои от новите HD видеокамери и много други. Dolby Digital е 5.1-канален формат, със следните канали: предни ляв и десен канали за основните звуци, централен канал (това озвучително тяло се поставя под или над телевизора) за диалозите във филма, съраунд ляв и десен канали за пространствените ефекти и обкръжаващия звук, и суббасов канал (означението “.1”) за нискочестотните ефекти. Характерното за Dolby Digital е, че информацията за отделните канали е цифрова и се записва поотделно, т.е. шестте канала са напълно самостоятелни и независими. Честотните ленти на всичките пет основни канала са от 3 Hz до 20 kHz, а на суббасовия канал е от 3 Hz до 120 Hz. За намаляване на обема на цифровата информация се използва компресия, разработена от Dolby и наречена AC-3. Компресираната информация е по-малка по обем и може да се събере върху DVD диск в домашния вариант на системата. Dolby Digital е един от основните формати, използван при DVD-Video дисковете и съответно в системите за домашно кино днес.
Dolby Digital EX
Dolby Digital EX е следващата стъпка в еволюцията на пространствения звук, при която се добавя още един съраунд канал – централен. Така съраунд звукът вече идва не само от двете страни на слушателя, а и зад него, правейки звуковата картина още по-реалистична и по-ефектна. Dolby Digital EX се използва от 6.1-каналните и 7.1-каналните системи за домашно кино, като в 7.1 варианта двата задни канала възпроизвеждат един и същи сигнал. Dolby Digital EX принципно е съвместима и с 5.1-каналните системи, тъй като при тях звукът от задния канал не се губи, а се възпроизвежда от двата съраунд канала, въпреки че ефектът от него вече не е толкова прецизен и реалистичен. Съвременните Dolby Digital EX саундтракове съдържат специален дигитален флаг, чрез който автоматично активират EX декодера, така че потребителят да няма грижа за това, а просто да се наслаждава на възпроизвеждания звук.
Dolby Digital Plus и Dolby TrueHD
Dolby Digital Plus и Dolby TrueHD са съраунд формати от ново поколение, предназначени за използване в телевизията с висока резолюция HDTV и най-вече при новите супер-дискове HD DVD и Blu-ray Disc, където съответстват на високото качество и прецизност на High Definition картината. Обърнете внимание, че след като в началото на 2008 година Blu-ray се наложи над конкурентния HD DVD, производството на HD DVD дискове и плейъри бе преустановено, така че споменаването на HD DVD в настоящата статия е просто един любопитен исторически факт – към днешна дата Blu-ray е единственият пълновластен господар на пазара за HD оптични видеоносители.
Blu-ray и HD DVD използват значително увеличения капацитет на новите дискови носители, позволяващ записването на по-голямо количество и по-качествена аудио информация, и теоретично могат да поддържат до 14 звукови канала (13.1-канална конфигурация), въпреки че в издадените досега филми на HD DVD и Blu-ray броят им е ограничен до 7.1 канала. Dolby Digital Plus и Dolby TrueHD бяха основни и задължителни звукови формати при HD DVD, и са опционални (допълнителни) звукови формати при Blu-ray Disc, където могат да присъстват само заедно със стандартен 5.1-канален Dolby Digital AC-3 запис. Извеждането на потока с възпроизведените цифрови аудиоданни може да се извършва чрез HDMI интерфейс, чрез който да се подава към съвместим с тези формати аудио/видео рисивър или усилвател.
Dolby Digital Plus използва значително увеличена скорост на предаване на данните (битрейт) – до 6,144 Mbit/s, което означава прехвърляне на много по-голям цифров поток, съответно повече звукова информация. За сравнение, битрейтът при Dolby Digital 5.1 e 0,640 Mbit/s. Също така, Dolby Digital Plus използва и нова, много по-ефективна и по-качествена компресия на данните E-AC-3.
Още по-висок е битрейтът при Dolby TrueHD – до 18 Mbit/s. Нещо повече, Dolby TrueHD използва специална компресия на данните без загуба на качество. Компресията се нарича MLP (Meridian Lossless Packing) и е същата, която се използва при DVD-Audio дисковете, което означава наистина изумително звуково качество.
Dolby Virtual Speaker и Dolby Headphone
Dolby Virtual Speaker и Dolby Headphone са уникални технологии на Dolby, предлагащи интересна алтернатива в развитието на съраунд озвучаването, а именно – намаляване броя на звуковите канали, вместо увеличаването им. И двете системи са двуканални, и са предназначени съответно за възпроизвеждане на звука с две озвучителни тела (Dolby Virtual Speaker) или със слушалки (Dolby Headphone). Те използват факта, че ние възприемаме околните звуци именно чрез двете си уши, като специалистите от Dolby задълбочено са проучили начина, по който човешкият слух определя посоката и разстоянието до звукоизточника. При работата на многоканалните съраунд системи, до двете уши на слушателя достига както директен звук от всяко озвучително тяло, така и отразен от стените на помещението звук, като отразеният сигнал е значително по-слаб и достига с определено закъснение, и с изменена фаза и спектрален състав. Именно улавяйки и анализирайки тези изменения, човешкият слух определя посоката и разстоянието до всеки звукоизточник. А при системите Dolby Virtual Speaker и Dolby Headphone тези изменения се генерират изкуствено, като така се симулира възпроизвеждането на пространствен звук. Всъщност, звукът се възпроизвежда само от две озвучителни тела или съответно от две слушалки, но слушателят получава усещане за пространствен звук, възпроизвеждан от много повече източници навсякъде около него.
Dolby Volume
Dolby Volume е принципно нова технология на Dolby, целяща да направи много по-приятни домашните развлечения, по-специално гледането на телевизия и работата с аудиосистемата или със системата за домашно кино. Тя елегантно решава един досаден проблем, с който всеки от нас се е сблъсквал многократно – различната сила на звука в телевизионните предавания (например при филмите и при прекъсващите ги реклами, чийто звук е осезателно по-силен), при превключването между различни телевизионни канали или между различните входове в аудиосистемата и др. Най-общо казано, Dolby Volume автоматично регулира силата на звука, така че тя да е еднаква през цялото време и при всеки превключен канал или източник.
Всъщност, самата идея за автоматично регулиране на силата на звука не е нова и то вече се използва при много модели, предимно телевизори. Повечето системи за автоматично регулиране на силата на звука обаче работят по един и същи начин – чрез автоматично регулиране на усилването (AGC – Automatic Gain Control). При тях регулирането не е много прецизно, а и при този процес неминуемо се губи, макар и малко, звуково качество. Dolby Volume работи по коренно различен начин. Системата непрекъснато анализира аудио сигналите и непрекъснато ги съпоставя с психо-физичен модел на човешкия слух, т.е. с начина, по който слушателят ще ги възприеме. В зависимост от резултатите от този анализ и съпоставка, системата извършва съответните корекции в звуковите нива, ако е необходимо. А ако не е необходимо, не обработва звука, като така се запазва оригиналното му качество. По този начин работата на Dolby Volume е много по-прецизна, по-ефективна и по-резултатна, в сравнение с другите подобни технологии.
Възможните приложения на Dolby Volume са разнообрази – в телевизорите, сателитните приемници и приемниците за кабелна телевизия, аудио/видео рисивърите и системите за домашно кино, музикалните стерео системи и много други.
