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Waves Audio的Ambisonics声音制作指南(上)关于Ambisonics

VR/AR/XR声音, 空间音频/沉浸声/全景声7年前003.64K0

本文由Waves Audio中国区代理商传新科技独家授权。


Waves Audio的Ambisonics声音制作指南(上)关于Ambisonics - 第1张2016年Waves Audio通过众筹发布了一款5.1虚拟工作室创意产品Waves Nx,看我们往期报道:Waves Nx:让你的耳机摇身变成一个“5.1混音室”,所有人都可以在家中通过立体声耳机制作5.1的音频。而日前,Waves发布了新的Waves 360° Ambisonics Tools工具包,包括B360和Nx插件及Nx Head Tracker,可以让你用耳机来实现Ambisonics的声音制作。当然,之前有了Nx的用户也可通过单独购买B360插件获得Ambisonics功能。

Waves Audio的Ambisonics声音制作指南(上)关于Ambisonics - 第2张

360° Ambisonics Tools


需要制作360视频或VR项目的声音,不知道从哪里开始?下面是一篇深入浅出的文章,Waves Audio关于Ambisonics声音制作的基本指南。

Waves Audio的Ambisonics声音制作指南(上)关于Ambisonics - 第3张

 

近年来,社交媒体(如YouTube和Facebook)上的VR游戏引擎,3D装置艺术以及360全景视频都需要全景沉浸,三维,360度的声音。如果你是一名声音工作者,那么你比以往更有可能正在开展涉及转换,混音,Panning和播放360音频的项目。

目前用于处理和传送这种音频的最受欢迎的音频标准叫做Ambisonics。我们将帮您了解Ambisonics的基本概念以及以Ambisonics格式处理360度音频项目的基本工作流程。

什么是Ambisonics?

Ambisonics是一种用于记录,混音和重放三维360度音频的方法。它是在20世纪70年代发明的,但直到最近随着VR行业的发展,360°音频解决方案才被更多人认知。

Ambisonics的基本方法是将声音场景视为来自中心点周围不同方向的完整360度三维声场。中心点是录音时放置麦克风的地方,或者在播放时听众的“Sweet Spot(最佳听音点)”所在的位置。

广泛应用于VR和360视频的最流行的Ambisonics格式包括一种称为Ambisonics B格式的4通道格式,它使用少至四个通道来再现完整的三维声场。

为什么选择Ambisonics,为什么是现在?Ambisonics与环绕声的差别

Ambisonics 360音频有时会与传统环绕声技术相混淆,但他们是不一样的,有很大的区别。而且这些差别特性,造成新兴的VR和360视频都采用Ambisonics而不是经典的环绕声格式作为首选技术。

虽然传统的环绕声技术比简单的双声道立体声更加有沉浸效果,但是它们基础的原理是相同的:它们都通过将音频发送到特定的预定扬声器阵列来创建音频场景。立体声将音频发送给两个扬声器; 5.1环绕到六个; 等等。

相比之下,Ambisonics不向任何特定数量的扬声器发送音频信号; 它是与“扬声器无关的”。相反,Ambisonics可以解码任何扬声器阵列。Ambisonic是完整的,不间断的声音,不受任何特定播放系统的限制。

下面解释了为什么Ambisonics已经成为360视频和VR的标准:

传统环绕声格式可以在静态时提供良好的成像; 但随着声场旋转,声音往往从一个扬声器“跳”到另一个扬声器。相比之下,即使当音频场景旋转时,Ambisonics也可以创建平滑,稳定、连续的声音区域(例如,当戴着VR耳机的玩家移动头部时)。这是因为Ambisonics不限于任何特定的扬声器阵列。

传统的环绕扬声器系统通常是“前置偏置”的:来自侧面或后置扬声器的信息不像前方的声音那样集中且有效。相比之下,Ambisonics旨在将声音均匀地传播到整个三个维度的球体场景。


最后,传统的环绕声系统基于水平两维度并很难超越,Ambisonics旨在提供一个包含高度的三维完整球体,其中声音很容易从上方下方,以及前面或后面各方向表现。

 

4通道=全360度

在这一点上,你可能会想,这对于声音工作者来说意味着什么:如果最终不能路由到个别扬声器,那么,Ambisonics如何记录,混音和播放呢?现在,我们再多花点一点时间考虑一下更基础的理论问题:

Ambisonics如何通过四个通道表现整个360度的声场?

我们来看看最基本的也是现在最广泛使用的Ambisonics格式,4-channel B格式,也称为一阶Ambisonics B格式。

一阶B格式的四个通道称为W,X,Y和Z。描述这四个通道的一个简化而不是完全准确的方法就是说,它们在360度球体中代表不同的方向性:中心,左右,前后和上下。

更准确的解释是,这四个通道中的每个通道以数学语言表示不同的球谐函数分量 – 或者在声音工作者更熟悉的语言中,指向特定方向的不同麦克风极性,其中四个重合(也就是说,在指向极性的中心点相连):

Waves Audio的Ambisonics声音制作指南(上)关于Ambisonics - 第4张

Ambisonics B格式 WXYZ四通道图

W是一个全向的极坐标,包含球体中的所有声音,相同的增益和相位来自各个方向。

X是向前的8字型双向极坐标图案。

Y是指向左侧的8字形双向极性图案。

Z是向上的图8字形双向极坐标图案。

熟悉全指向和八字双向指向麦克的人都知道。取上述X通道。像任何8字型麦克一样,它具有正侧和负(反相)侧。而X通道的8字型极坐标向前,其负侧指向后方。X通道上产生的音频信号包含正相位球体正前方的所有声音,以及来自负相位球体背面的所有声音。此外,与8字型的麦克一样,每个方向的拾音增益是不同的:直接在前面或后面的信号将以全增益拾取,但是当您离开该双向轴时,增益下降,直到在与8字型完全相同的90度处,您将获得零增益。

Y和Z通道也同样如此:Y通道以正相位取球体左侧,右侧为负相位。Z通道以正相和底部为负相拾取球体的顶侧。这样,通过增益和相位相差的关系,组合的四个通道代表整个三维,360度的声场。

对于任何专业的声音工作者来说,听起来就是非常熟悉M / S立体声处理的方式。在录制M / S立体声时需要两个麦克风:

M:中间的全指向麦克风(类似于Ambisonics B格式的W通道)。

S:两边的8字形麦克(类似于Ambisonics B格式的Y通道)。

AmbiX与FuMa

说到Ambisonics B格式,有两个最常用的方案:AmbiX和FuMa。它们非常相似,但不可互换:虽然它们只是四个通道排列的顺序有所不同,AmbiX按照WYZX排列,Fuma按照WXYZ排列。为了使您能够在AmbiX和FuMa之间来回转换,Waves B360 Ambisonics编码器插件包括AmbiX至FuMa和FuMa至AmbiX转换器。

Waves Audio的Ambisonics声音制作指南(上)关于Ambisonics - 第5张

Waves B360 Ambisonics编码器:右侧的WYZX通道

一阶到六阶Ambisonics

另外值得一提的是,上述的4通道格式只是一种简单的一阶Ambisonics格式,这是最常见的Ambisonics格式,目前有不少麦克产品和播放平台支持,即使一阶Ambisonics也会提供比传统环绕声技术更高分辨率的空间表现,而高阶Ambisonics B格式音频可以提供比一阶更高的空间分辨率,更多的通道提供更多不同的极坐标,因此,二阶Ambisonics使用9个通道,三阶Ambisonics升到16个通道,一直达到六阶Ambisonics需要49个通道。

近期我们推出了Ambisonics的小专题,希望大家多点击转发。点击:

新人课堂:关于Ambisonic这种声音格式

也请访问我们国内目前唯一个关注VR声音的专题频道。点击查看往期相关文章:

VR杜比全景声与保罗·麦卡特尼新唱片(中文视频)| 新人课堂:使用森海Ambeo和ZOOM F4录制VR声音 | 森海塞尔Ambeo VR MIC(视频)| RØDE 新产品发布 第一款机头环绕话筒 | RODE并购环绕声录音品牌SoundField | 新手分享:VR/3D声音流程介绍 | ORTF录制方式及设备浅析

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