目前，我們已經(jīng)進(jìn)入了聲音重放技術(shù)的第三個時代。單聲道是第一個時代，它是從1877年愛迪生發(fā)明留聲機一直到20世紀(jì)50年代。在這一時代中，人們的目標(biāo)就是重放出原聲音中的音色。人們沒有想到要重放出聲音的方向和空間特性。立體聲是第二個時代。它是由30年代的發(fā)明為基礎(chǔ)的，到50年代中期才開始大眾化，并為人類提供了40年的聆聽享受。立體聲改進(jìn)了音色的重放效果，并增加了兩維的東西：左右聲道展寬了演員的聲舞臺，還有一系列的音響內(nèi)容能使聆聽者獲得前后空間的感覺。 在雙聲道立體聲系統(tǒng)中，對真實音樂空間的表達(dá)是基于脆弱的聲音提示內(nèi)容。在大多數(shù)普通的兩音箱的立體聲系統(tǒng)中，這些微妙的提示內(nèi)容會被丟掉，使重放變得平板而不吸引人。多聲道系統(tǒng)卻能營造出這種身臨其境的感覺。它就是第三個時代。

環(huán)繞聲格式

數(shù)字分離環(huán)繞聲的主要格式就是"5.1聲道系統(tǒng)。5.1代表著5個全音域(20 Hz 到20 kHz)聲道 (如圖1) (前左/中/右，后左/右)，再加一個低音效果聲道（其頻率范圍為3Hz到120Hz）。 目前，數(shù)字5.1環(huán)繞聲格式是電影院和家庭影院中最流行的格式。在電影院里，三種主要的格式有杜比實驗室的杜比數(shù)字立體聲 (DSD)，數(shù)字劇院系統(tǒng)公司的DTS系統(tǒng)和索尼公司動態(tài)數(shù)字聲(SDDS)系統(tǒng)。這三種格式目前在美國的大約4,000家電影院中使用。DTS系統(tǒng)占的數(shù)量最大，索尼公司的SDDS系統(tǒng)占的數(shù)量最小。但裝備SDDS系統(tǒng)的劇院的數(shù)量卻在近兩年迅速增長，大有超過DSD之勢。

在家庭娛樂業(yè)的最前沿，目前只有一個名字最響亮，那就是杜比Dolby。在這里，杜比的格式就是DSD。DTS公司也推出了它的5.1聲道壓縮編碼系統(tǒng)，但其壓縮率要低于數(shù)字杜比。 三種格式有一個共同點，那就是都采用數(shù)字壓縮技術(shù)。這是將 5.1分離聲道的音頻與視頻信號一起存儲在LD或DVD光盤上、傳送HDTV信號的唯一辦法。但這種壓縮與計算機數(shù)據(jù)存儲的無損失壓縮是不同的，三種存儲格式都使用有損壓縮（DTS允許無損壓縮、有損壓縮或是二者結(jié)合使用，這取決于人們怎么用它）。 在HDTV 和 DVD媒介中，只允許存儲原始數(shù)據(jù)的十分之一的內(nèi)容，剩下的90%的內(nèi)容都要被丟掉，它們在重放時就無法恢復(fù)。這就是有損壓縮的本質(zhì)。下面我們介紹一下三種壓縮格式。

1987年，高清晰度電視系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作開始在美國實施。在其音頻系統(tǒng)設(shè)計中，人們想要有四個或更多個分離的聲道，但當(dāng)時的技術(shù)卻無法做到。為了做到這一點，必須要求有至少是CD數(shù)字音頻兩倍的數(shù)據(jù)率。從此杜比實驗室開始設(shè)計Dolby AC-3多聲道音頻編碼系統(tǒng)。 在電影院里，AC-3被應(yīng)用到了電影膠片的音頻格式中，即杜比數(shù)字立體聲（Dolby Stereo Digital），在家庭領(lǐng)域里，杜比環(huán)繞數(shù)字聲也是基于AC-3編碼的，現(xiàn)在這種編碼流行的名稱是數(shù)字杜比DD。 盡管AC-3最初是在設(shè)計HDTV時構(gòu)想的，但它實際上投入實用卻是在電影院里。它在35mm電影膠片中提供多聲道數(shù)字環(huán)繞聲。為了與以前沒有使用AC-3技術(shù)的電影院兼容，電影中的兩個模擬音軌也需要記錄下來。所以新的數(shù)字音軌就被記錄在膠片的鏈輪齒孔之間的空間上。作為一種參照，CD具有96dB的動態(tài)范圍，它使用 16-bit的脈沖編碼調(diào)制(PCM)技術(shù)，每個音頻采樣樣本具有16比特的解晰度，采樣頻率是 44.1kHz。一張CD可以存儲74分鐘的雙聲道音樂。而杜比數(shù)字聲系統(tǒng)則至少有20比特的動態(tài)范圍，5.1 聲道的每個聲道的數(shù)據(jù)率至少為每秒384,000比特。這就是數(shù)字杜比環(huán)繞聲系統(tǒng)要使用10:1壓縮比的原因。 下表是杜比數(shù)字聲系統(tǒng)有關(guān)參數(shù):DSD系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)模擬輸出 左、右、中置、后左、后右和超重低音聲道

頻率范圍 20 Hz-20 kHz ± 0.5 dB低頻音效聲道 20 Hz-120 Hz ± 0.5 dB
動態(tài)范圍 120 dB采樣頻率 32, 44.1, 并支持 48 kHz數(shù)據(jù)率 32 kb/s 到640 kb/s32 kb/s 用于單個單聲道,192 kb/s 用于雙聲道音頻384 kb/s 用于 5.1聲道壓縮比 10:1

DTS系統(tǒng)是1993年在影片《侏羅紀(jì)公園》中首次推出的。影劇院里的DTS 格式稱作 DTS-6,而用于家庭的格式卻大不相同。在電影院里，DTS系統(tǒng)的操作是自動的，它與以前的影院處理系統(tǒng)都是兼容的。DTS將數(shù)字音軌存儲在兩張CD-ROM光盤上。這一點與DSD或SDDS系統(tǒng)不同，后兩者是將數(shù)字音軌存儲在電影膠片上。DTS影片的35mm膠片上也記錄有傳統(tǒng)的模擬音軌，這是出于與以前系統(tǒng)兼容的考慮。 DTS的獨特之處是將時序編碼擠壓存儲在傳統(tǒng)音軌和膠片幀之間的空間上。這種設(shè)計允許系統(tǒng)讀取膠片上的時序編碼，并播放與所投射出膠片幀所對應(yīng)的正確的音頻。這樣音頻就能與影片膠片幀保持同步。如果任何時候DTS解碼器不能重放出正確的數(shù)字音軌，它會立即切換到傳統(tǒng)的模擬音軌上。另外，電影膠片的片頭上還包含有片頭信息，它可以讓DTS解碼器檢查驅(qū)動器里裝入的CD-ROM光盤是否正確。 DTS使用一種編碼算法，叫連貫聲學(xué)編碼(CAC)。這種算法將20-bit的線性PCM音頻數(shù)據(jù)編碼，但其數(shù)據(jù)率卻低于CD音頻所要求的每秒705600比特。這種算法就可以把6個聲道的高質(zhì)量音頻數(shù)據(jù)存