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技术研发 | 森海塞尔推出Ambeo:虚拟现实音效技术

发布日期:2017-04-21 08:34:57文章来源: 亚洲专业音响点击:2625

随着高级图像处理技术春天的到来,虚拟现实(VR)逐渐走入了人们的视野。不过,沉浸式音频的发展始终滞后,戴上专门的眼镜后感受到的仍然有很多脱离真实的成分。随着森海塞尔开发出Ambeo,现实与奇幻之间的高墙已被推倒。

历史上森海塞尔经常在其竞争对手比较抗拒发展的领域做出突破。公司需要让录音和还音变得尽可能的真实自然,因此他们在1968年开发出了开放式耳机,与当时日趋流行的立体声制式相辅相成,扮演了重要的角色。森海塞尔特别注重与音乐或广播剧的高质量重放。完全沉浸式的3D音频录音起始于1973年,Georg Neumann制造出了第一款人工头话筒——KU 80,而森海塞尔在1974年开发出了头戴式立体声话筒(使用真人头代替人工头)。1990年代5.1环绕声制式开始盛行后,森海塞尔的声音重放解决方案借助DSP pro和DSP 360处理单元将立体声音频转变为在普通耳机上能够重放的5.1音频。在森海塞尔推出环绕声产品20年之后又推出了一款小巧轻便的设备,可以像肩章一样安装在肩部,用于游戏市场。对于一个专业音频制造商来说可能不会特别关注这块新兴的市场。不过,这家德国制造商已经意识到高端的消费级耳机销量正在呈增长的态势,给了那些游戏玩家提升虚拟时间音频体验的机会。2013年问世的Esfera环绕声话筒可以被看做是Ambeo的前身。这款产品使用SPM 8000随机立体声话筒,通过SBP 8000处理器的运算生成并重放5.1环绕声。森海塞尔在完全沉浸式3D音频持续的投入在2013年伦敦维多利亚和阿尔伯特博物馆组织的“David Bowie is”展览中得到了淋漓尽致的展示。

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Daniel Sennheiser和Andreas Sennheiser博士与2013年接过了他们父亲Joerg的权杖,Ambeo是公司第三代领导人为这项独特技术所取的名字。2016年初,这对兄弟宣布公司要将战略中心转移到3D沉浸式音频的研发中,并将把这项技术提高到新的水平。之后,公司发布了Ambeo虚拟现实话筒,在维多利亚和阿尔伯特博物馆举办的You Say You Want a Revolution? Records and Rebels 1966 – 1970展览中创造了Ambeo的声场,并在网站上发布了使用Ambeo 3D技术进行录音的教程,宣布在CES和NAMM展上推出沉浸式3D音频录音用的Ambeo Smart Surround入耳式话筒。

Véronique Larcher的角色是森海塞尔全球创新战略总监和Ambeo沉浸式音频总监,她和她的多学科团队负责将Ambeo技术应用到现实中来。Larcher女士在加利福尼亚的顶尖制造商Creative Labs推出了沉浸式音频后与2008年重新定居于苏黎世。她说:“Ambisonics于1970年代诞生,这项技术非常吸引我。在Ambeo研发成功后,消费者和专业领域都会受益匪浅。”

将立体声转换为5.1的雄心还不够大,Larcher女士和她的团队把目标定得更高,要创造出提示VR体验的音频。相比于已经开发出的多种视觉增强技术来说,音频的发展还落后的很。

进行沉浸式音频录音时,整体是大于部分之和的。Ambeo VR是一款Ambisonics制式的话筒,使用经过配对的4个KE14话筒头,以正四面体的方式布置,总重量仅为400g。这样环绕声信号就能够在一点被拾取下来,成为球面的Ambisonic制式声音,与VR视频/360度球面视频内容相搭配。话筒使用48V幻象供电,为完全平衡连接方式。使用一条分成四种颜色的音频线缆连接XLR插头,将拾取的信号记录在4轨录音机上。

Ambeo VR面对的受众绝大部分是非专业音频人士,因此设计上最主要的一点是让沉浸声音频话筒的架设和设置变得简单。话筒头上的标签能够让使用者更容易的将信号对号入座。森海塞尔广电和媒体产品经理Kai Lange解释道:“对于增强虚拟3D体验能够捕捉到空间音频信息的紧凑式话筒的需求增长的很迅速。为了增加用户的沉浸式体验效果,显然与视频相配合的音频也需要是3D的。Ambeo VR话筒是专门为VR/AR目的设计的,能够让VR内容变得更为自然,更具有沉浸感,为用户提供一种更加真实的体验。”


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森海塞尔通常在发布产品之前要在内部进行测试。不过Ambeo确不走寻常路,VR话筒在上市前将近一年就在拉斯维加斯的CES展上发布了。“这样做可以让我们的设计团队从硅谷获得更多的VR内容。” Lange女士补充道。2016年五月,森海塞尔在其网站的创造者项目一栏招募开发者。她继续说:“我们邀请了其中30人加入我们原型机的研发工作,与我们分享他们的想法。他们富有批判精神的分析成为了最终设计方案的无价之宝。”

研究分析的一项重要成果就是在后期制作的加嵌环节加入了A-B格式的软件编码器作为插件。将话筒拾取的四通道A信号由转换为Ambisonic世界中的B格式信号(W, X, Y和Z),其中W分量的信号是全指向的,而X, Y, Z分量则分别是空间内三个正交轴的八字形指向。A-B格式编码器插件有很多种,包括VST, AAX和AU类型等,支持多种音频工作站使用,也有在Mac或Windows系统上运行的单机版。

森海塞尔的处理软件安装在新研发出的Ambeo 3D上变换盒中,其算法能够提供强有力的上变换混音武器,可以将CD或流媒体的立体声信号上变换为9.1格式的环绕声信号。在实际的演示中,使用这个复杂的算法能够让工作变得相当简单。将话筒安装在3D摄像机上,其录制信号能够同时记录在视频中。

Ambeo沉浸式音频的项目经理Simone Hansen解释说:“我们从研发Ambeo过程中已经看到了大把的商机。应用场合包括VR游戏和多媒体、沉浸式音频录音、电影电视以及体育比赛转播等。Ambeo就是不同种类沉浸式音频设置的总称,无论是录音、信号处理还是9.1或耳机重放,它涵盖了沉浸式音频制作技术信号链的全部环节,从拾音到处理再到重放。”

Larcher女士进一步说明:“在Ambeo音乐蓝图(Ambeo Music Blueprints)的帮助下,技术人员能够捕捉到自然本真的音色和声场,并对其进行缩混。”它能够提供双声道重放或虚拟现实重放条件下扬声器的摆位设置,同时还有录音时话筒摆位指导信息,以及如何在缩混中使用点话筒来创造3D听音体验的建议。这是网站上一个专属的页面,讨论沉浸式3D音频录音、缩混及重放,话题包括9.1制式重放环境下的3D录音、使用标准耳机双耳还音环境下的3D重放以及VR应用中的3D Ambisonic音频等等。

扬声器Ambeo蓝图重点介绍了在9.1扬声器还音制式下沉浸式3D音频录音话筒的设置方式,以及诸如杜比全景声和MPEG-H这样的基于对象的重放格式下话筒的设置方式。使用9.1扬声器重放制式时,声音的高度信息会依靠Ambeo Square, Cube和Lean Cube体现出来。对于3D音频录音来说,原主立体声话筒对通常会被Ambeo Cube或Ambeo Square替代。而双耳重放制式下,一般会使用Neumann KU 100人工头来进行3D音频录制,通过设置点话筒来增加声场的感觉,这种方式是面向耳机重放的体音环境的。最后,使用VR话筒的同时,在缩混时使用声像工具编辑其他的音源,经过算法对Ambisonics通道处理后,从而创造出基于耳机重放的3D 360度的听音体验。

接下来要登场的是Ambeo Smart Surround,这是一款用于沉浸式3D音频录音的消费机入耳式话筒,在2017年CES展会上首次亮相并在2017年下半年发售。用户可以使用该产品通过智能手机进行双耳沉浸式音频的录制及回放,其中采用了Apogee的模数转换技术和Apple的雷电及USB-C数字接口。

森海塞尔出色的软硬件结合能力让Ambeo成为了一款特有的平台。让VR体验更加真实,观影、现场演唱会和游戏的体验感将会继续增强。借助其在拾音、信号处理和缩混多年研究积累的知识和经验,森海塞尔无疑已经成为这个领域的领军者。

 

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