CN1232156C - 声音录制和重放的方法及设备 - Google Patents

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Abstract

用一种声音的录制和重放方法及设备，尤其至少是部分用立体声录音、放音技术进行音乐的录制和重放，提出了一种解决方案，使尤其在放音乐时尽可能接近自然境界的三维的声音重放成为可能。按照本发明的方法，通过至少一种2+2+2录放技术，经相应数量的声道，在左右、前后和高低上达到产生一个接近于自然的、切合实际的三维声音情景。

Description

声音录制和重放的方法及设备
本发明涉及一种声音录制和重放的方法及相应的设备，尤其至少是部分采用立体声录制与重放技术进行音乐的录制和重放。
本发明最接近的对比文献是WO95/35015。其中公开了一种方法和设备用于录制和重放声音。按以下方式设置4个麦克风，以限定位于一个垂直平面内矩形的角。为了进行重放，按照其中的一个麦克风布置扬声器。还提出了另外一种在两个垂直平面内配置8个麦克风以及相应的扬声器配置。
对于所述4个麦克风或扬声器的第一种配置可以采用左-右和上-下的定位来进行声音景象的录制和重放。两种配置都是僵硬的，即：它们代表垂直平面或者必须通过延迟记录具体声道来进行模拟这种垂直平面。其数目由扬声器的数目限定。因此，它们都不可能对不同具体的乐器或者合唱团的管弦乐队的不同部分提供更多的录制声道作为重放声道。
本发明以此为出发点，它的任务在于，尤其在放音乐时使尽可能接近自然境界的、三维的声音重放成为可能。
用开始时所说方式的一种方法，按照本发明该任务得以解决，通过至少一种2+2+2录放技术，经相应数量的声道，在左右、前后和高低上产生一个接近于自然的、切合实际的三维声音情景。
利用本发明使实现有很细微差别的三维自然声音的重放成为可能，例如乐队单独的声音，独奏、歌唱家以及类似的声音。在放音时，听者能有直接在音乐会现场的感觉，就好象在音乐会演奏室中一样。听者不是被强制在室内的一个特定位置上去收听最佳的声音，他能在房间内活动，改变他的位置，仍然能听到产生的三维声音。
本发明的扩展由从属权利要求给出。
如本发明考虑的那样，以下情况是有利的，即：一种至少装有六个声道的录音技术和一种至少在六个音箱上的放音技术，其中两个音箱从使用者的水平听觉平面在空间上特别要向上排列布置。但是本发明不强行限制只能将一对附加音箱向上布置移动，根据空间状况，为造成相似的声音效果或许能向下布置。
按照本发明也可考虑，将两个附加前置音箱在一面墙的方向上成90°角安装。这种布置方式特别对下列情况有利，即音箱位于基本上从地基开始就是矩形的房间，音箱在窄的前墙范围，一对附加音箱安装到纵向墙上，其发射到墙上的声音被反射给听众。
如果没有可能进行这样的安装，还有可能将附加音箱安放到由反射产生的虚拟的安装位置上。为此，本发明考虑到，将这两个音箱不仅在空间上尤其要向上，而且还要面对两个前置音箱靠边排列布置。
此外，本发明的方法在这里还有扩展的可能，按照本发明可以考虑，不只是能用于六声道，而是至少能用于带相应放音的八声道。
实施该方法的设备是一台声道重放装置、一台带2+2+2-音箱配置的控制器，特别是在听众之前的左方和右方有两个主音箱，在听众之后的左方和右方有两个音箱以及在主音箱的上面与其放送轴成90°向外对着它们安装有两个音箱。录音时除了已知的立体声放音所必须的技术外，还需要使用麦克风录制三维声音和相应的背景，由此至少在六个声道上混合录制。
通过将单麦克风信号传送给不同的扬声器生成虚拟生音源。
如上所述，放音时这里涉及到所谓的DVD-音频***，此时由于有高出数倍的存储位置，不仅有CD-录音时已存在的两个声道，而且最多可以充分利用八个声道。在这种情况下，DVD-***有同时传输多个声道的可能性。在此需要说明，对于所谓的杜比环绕法有5+1个声道，就是说如果为了也在一个声音平面上放音，此处也使用六个声道。
根据本发明的方法和设备的优点是，能使声音情景在左右、前后和高低上再现，***能扩展。除了常规的立体声设备，能用四个、六个或更多的音箱，***可扩展到2+2+2+2即总共有八个传输声道的工作***。
可以看出，用本发明有可能摹仿出发声体的所谓高度延伸。例如一个管弦乐队以贝壳形阶梯式地坐在多个台阶上，下面是弦乐器演奏者，紧挨其后是木管乐器演奏者，再往后是铜管乐器演奏者和打击乐器演奏者，也许后面还有一个合唱队和一架管风琴。
一架管风琴由安放在室内不同位置的各种部件组成，例如靠近听众的是背向小型台式管风琴，主要音管在其之上或之下，上部音管，踏键以及能从屋顶发声的遥控音管。在三维音乐时也能听出，哪些演奏者是站立的，哪些是坐着的。
一位听众在音乐厅中不仅感受到直接从声音发生器方向来的声音，而且还有从侧面墙壁、屋顶等处反射来的声音，这样使听众还有一种身临所在音乐厅大小的感觉。本发明适合于将此情况真实的再现。在众所周知的立体声录音时，同样有这种“三维声音”，但是它们只被遏制在一个平面上，并在这一平面中放出。该平面位于音箱基础之后不远处。
在现有技术的5.1录制方法中，通过将这种“3维声音”限定在一个平面内进行重放。
按照本发明的方法，还要将麦克风另行安放。按照本发明的有立体声感的麦克风，不是作为标准的支撑麦克风放在乐器的附近或后面，而是有一个较大的距离，以便使相应的纵深效果成为可能，这样由于这种麦克风布置就可在混音控制器上调制出本发明的2+2+2-录音。
按照本发明还要考虑到，要使两个主音箱之间的距离与基础宽度(d)相当，最好也相当于到听众的距离，致使有一个等腰三角形，即两个音箱与最佳听众位置总是成30°角，这也是简单立体声放音时所努力争取的。两个上面的音箱最好是位于耳朵高度之上半个基础宽度的高度，即耳朵与主音箱所在的平面。如果音箱在听觉平面的距离例如是2米的话，则要将附加前面音箱放在平面之上1米的高度。如果允许这样安装的话，最好将两个背后的音箱像两个前置音箱一样放在与听众距离相同的地方，否则也可采用小一点的距离，此时缺少的距离可用倾斜置放和向墙壁和/或屋顶的反射来补偿。
如有可能，附加音箱要离开听众，安放在相应的房间墙壁上。如不可能，要确定安装附加音箱的虚拟位置，就是说既在侧面又可能在背面以及在高度上与主音箱有布置。
本发明的其它特点和细节用下面的说明和附图给出。这些附图为：
图1一个放音间的简化侧视图
图2此放音间非常简化了的俯视图
图3乐队麦克风位置的侧视图
图4用一架大管风琴时麦克风位置的侧视图
在一般用1表示的室内，有一个听众1a和图1及2中放音举例的六个音箱，即一个在左边的主音箱2和一个在右边的主音箱3，它们分别对准听众1a，以及两个背后的音箱4和5及装在音箱2和3上方的附加音箱6和7，如图2所示，它们与主音箱向外成90°安装。
这样不仅在图1中用虚线指出的听觉平面8上有声音放出，而且有放出三维声音的可能，这就基本上与自然的声音景象相当。
图3再现了录音麦克风的可能位置，其中麦克风9和10表示非定向麦克风，也可将它们从屋顶上悬下，以便给一般用11表示的混音控制器提供三维声音。
立体声主麦克风(只展示出了一个)用12表示，一般设在舞台的前区，在舞台上例如在第一个位置13上是弦乐器演奏者，在第二个位置14上是木管乐器演奏者，在一个稍高一些的另外位置15是铜管乐器演奏者，打击乐器演奏者在位置16，其后在17上是合唱队，必要时还能有一架管风琴。在此安装有有立体声感的麦克风，图中用18a至18c标记出了一个。其信息也被送到混音控制器并在那里得到处理。
根据管弦乐团或合唱团的大小或类似的因素采用多个不同类型的麦克风11、12、18a-18e。图4展示的是一架大型管风琴录音麦克风的可能位置，例如在一座教堂中的管风琴或一个音乐大厅中的管风琴。用19表示的管风琴演奏者坐在为这种乐器常规的演奏台旁，在此只将管风琴的单个部件象征性地示出：
这里标出的有一台背向小型台式管风琴20，胸部音管(Brustwerk)21，主音管22，上部音管23、24和遥控音管25。主立体声麦克风仍然用标准符号12，有纵深感的麦克风在此用18c和18e表示，在每一位置仅示出一个，这里涉及到的只是安装的可能性。
在图1和2中给出的是距离的排列。这给出了在立体声录音时的最好座位，就是在由听众1a和主音箱2和3构成的等边三角形的顶端，图2中三角形的边用“a，b，c”表示，听觉平面8的距离在图1中用“o”表示。
同样从图1中得知，附加正面音箱6和7在高度上距主音箱2和3的最好距离为其水平距离的一半，即h＝1/2d，此尺寸也标在了图1中。
要对准室内墙壁的附加上部音箱6和7，在室内墙壁上没有位置时，变通的位置在图2中用6’和7’来表示，背后音箱4和5的变通安装点用4’和5’表示。
当然，所描述的本发明的实施例，在不脱离基本构思的情况下，还可在许多方面略微修改。主音箱2和3的位置也可稍微向下移位，然后在必要时再稍稍向上转向听觉位置。这也适用于附加音箱6和7，也可将它们稍稍向前或向后偏离它们的垂直面移动，以便在必要时能照顾到对安装位置的特殊要求。

Claims (9)

1.录制和重放自然真实的在高、宽、深方向的3维声音景象的方法，该方法采用至少6个声道和至少6个扬声器(2、3、4、5、6、7)进行录制和重放，其中2个扬声器布置在听众的后方，4个扬声器布置在听众的前方，其特征在于，
-为了录制3维声音景象，将一个混音控制器(11)与非定向麦克风(9、10)设置在虚拟听众的上方或前方或后方，主麦克风(12)设置在声音发生体的前方，并在声音发生体的上方设置有纵深感的麦克风(18)
-为了从数据载体重放所述3维声音景象，将6个扬声器(2、3、4、5、6、7)布置成2+2+2配置，其中
-2个扬声器(4，5)布置在听众后方，
-2个主扬声器(2，3)布置在听众前方，和
-2个扬声器(6，7)布置在听众前方并与从室墙壁向外的声音辐射方向有一个垂直偏移量，它们相对于主扬声器(2、3)基本上呈90度角。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，
将2个扬声器(6，7)不仅沿向上的方向而且相对2个主扬声器(2、3)侧都有一定的偏离。
3.如上述权利要求之一的方法，其特征在于：至少要利用八个的声道进行在数据载体上的声音的录制和重放。
4.实施上述权利要求之一方法的设备，其特征在于：一台具有至少6个声道和带2+2+2音箱配置的重放装置，其中2个主音箱(2、3)布置在听众之前的左方和右方，2个音箱(4、5)布置在听众之后的左方和右方以及2个音箱(6、7)以一个偏移量布置在主音箱(2，3)的垂直方向，所述2个扬声器(6，7)布置在从室墙壁反射向外的声音辐射方向，它们相对于主扬声器(2、3)基本上呈90度角。
5.实施根据权利要求4方法的设备，其特征在于：假定一个标准的听者位置，两个在主音箱上方安放的正面附加音箱(6、7)以一定的高度(h)定位在在耳朵高度(o)之上的所述听者位置和两个主音箱(3)之间的等边三角形中，该一定的高度是所述等边三角形的底的宽度的一半。
6.根据权利要求4或5所述的设备，其特征在于：将附加音箱(6或7)定位到虚拟位置(6’、7’)侧面，如果没有反射房间墙壁时要调整到听者的位置。
7.根据权利要求4的设备，其特征在于：录音混音控制器(11)，该控制器(11)带有处于录音室上方，位于虚拟听众之前或之后安放的非定向麦克风(9、10)、位于声音发生器之前的主麦克风、及在发声体范围的上部安装的有纵深感的麦克风(18)。
8.根据权利要求5的设备，其特征在于：录音混音控制器(11)，该控制器(11)带有处于录音室上方，位于虚拟听众之前或之后安放的非定向麦克风(9、10)、位于声音发生器之前的主麦克风、及在发声体范围的上部安装的有纵深感的麦克风(18)。
9.根据权利要求6的设备，其特征在于：录音混音控制器(11)，该控制器(11)带有处于录音室上方，位于虚拟听众之前或之后安放的非定向麦克风(9、10)、位于声音发生器之前的主麦克风、及在发声体范围的上部安装的有纵深感的麦克风(18)。
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