Немного истории

Surround] в той или иной форме существует в мире вот уже больше пятидесяти лет. В кино
всегда использовали трехканальный "звуковой занавес" (был разработан в лабораториях Белл), так как было обнаружено, что центральный канал давал значительное преимушество — закреплял центр за счет избавления от фантомных образов (при стереовоспроизведении, если двигаться по комнате, то центральные образы смещаются), и улучшал распределение частот в звуковом поле. Четвертый (задний) канал для воспроизведения эффектов добавили еще в 1941 году, в четырехканальной системе "Фантасаунд", использованной Диснеем для демонстрации фильма "Фантазия", а также в "Синемаскопе" Фокса в пятидесятых годах, но в широкое употребление эти системы не входили до шестидесятых годов, когда Долби стерео фактически стало стандартом surround. В этом популярном кинематографическом формате используется четыре канала (левый, центральный, правый и моно пространственный), и он кодируется на две дорожки. Сейчас почти все и фильмы, предназначенные для показа в кинотеатрах и по телевизору, идут в формате Долби стерео, поскольку у него есть дополнительное преимущество — если декодера нет, то Долби нормально воспроизводится и в моно, и стерео.
В восьмидесятые годы с появлением цифровых форматов, способных поддерживать множество каналов, число задних пространственных каналов увеличили до двух, и еще добавили канал низкочастотных эффектов. Получилась шестиканальная система 5.1, которая вскоре стала общепринятым стандартом для большей части фильмов, музыки и цифрового телевидения.
И, конечно же, в семидесятые годы существовало квадро, которое не выжило из-за войны двух несочетаемых систем, и психоакустически плохого воспроизведения — очень маленькой квадрозоны.

Типы звука surround

Сейчас самый широко распространенный формат surround — 5.1. Его используют в кино, музыке и цифровом телевидении. В нем задействуется шесть отдельных акустических систем: три впереди (левая, центральная, правая), две сзади (левая пространственная/правая пространственная), плюс сабвуфер (канал низкочастотных эффектов). Та же самая конфигурация используется в большинстве кинотеатров, поскольку такое расположение динамиков используется не только в Ти Эйч Экс (ТНХ), но и в популярных киноформатах —Dolby Digital и DTS.
Канал НЧЭ
НЧЭ значит "низкочастотные эффекты". Его еще называют "канал грохота". Он нужен, чтобы усилить низкие частоты фильма, чтобы добавить как можно больше грохота в землетрясение, авиакатастрофу, и везде, где требуется много низких частот.
Частотный охват НЧЭ канала — от 25 до 120 Гц. У него дополнительно добавлено10 децибел мощности, чтобы без искажений транслировать низкочастотные составляющие.
Управление низкими частотами.
Бас-менеджер (иногда его называют коммутатор баса) — схема, которая забирает из основных каналов все частоты ниже 80 Гц, смешивает с сигналом НЧЭ, и подает на сабвуфер. Таким образом, сабвуфер постоянно работает и воспроизводит не только эффекты, раз уж он все равно встроен в систему. Это дает возможность расширить частотный диапазон акустики вниз примерно до 25 Гц.
Поскольку в подавляющем большинстве домашних систем surround (особенно со стандартными низкочастотными характеристиками) бас-менеджер есть, то при сведении нужно слушать через него, чтобы представить, что услышат люди у себя дома. А, поскольку бас-менеджер делает частотный диапазон шире, чем у многих студийных мониторов, то люди у себя дома могут услышать то, что при сведении не было заметно — например, паразитные низкочастотные шумы.

Другие типы surround

Существует множество других широко используемых форматов surround: трехканальный — два впереди, и моно пространственный, четырехканальный — три спереди, моно — пространственный, как в Долби про-лоджик, пятиканальный — три спереди, два пространственных стерео, без НЧ-канала, и всеобъемлющий восьмиканальный Сони SDDS — пять спереди, плюс НЧ…
Есть и другие нестандартные форматы, в которых задействуется до десяти каналов для создания эффекта высоты, а также дополнительные боковые и пространственные каналы. В первой части "Звездных войн" — "Скрытой угрозе" введен формат Долби digital surround 6.1, в котором появляется центральный канал сзади. Во множестве развлекательных картин, типа "Назад, в будущее" использовалось до 14 каналов.

Почему surround лучше стерео, (да и квадро)?

Когда слушаешь surround, по сравнению со стерео сразу же заметно много улучшений:
• Звучание чище — центральный канал привязывает звук к месту, и избавляет от блуждания фантомных образов, которыми так грешит стерео.
• Исчезает "зона максимально качественного звучания". Такой зоной становится вся комната, в ней можно свободно передвигаться, не теряя ощущения чистоты воспроизведения, объемности и пространственности звука. Один слушатель удачно описал это словом "аудиоскульптура". Обходя скульптуру, видишь её в разных ракурсах, и точно так же, при перемещении по комнате с системой 5.1, слышишь микс в других ракурсах. Например, если направиться в левую часть комнаты, то можно "подойти ближе" к гитаристу. Иди вправо — окажешься "ближе к роялю". Чтобы почувствовать глубину микса, вовсе не обязательно находиться в фокусе колонок. Во время сведения surround, люди, которые сидят на кушетке вне звукового пространства, часто рассказывают, что там звучит еще лучше.
• Неприхотливость в размещении динамиков. Правила размещения колонок, конечно, есть, но они не такие уж строгие. Как бы небрежно ни были расставлены колонки, ощущение пространственности остается тем же самым. Стерео куда критичнее к размещению колонок, чем surround.
Сведение surround.
При сведении обнаруживается ряд удивительных преимуществ:
• Чистота звучания инструментов — Каждый инструмент звучит значительно отчетливее, так как имеется больше пространства для размещения, и на эквализацию, "чтобы все было слышно", уходит значительно меньше времени.
• Добавляется пространство — даже моно дорожки в surround звучат значительно больше и пространственнее! Нет нужды создавать стерео с помощью эффектов. Обычное панорамирование по колонкам моносигнала потенциометром придает ему большое звучание.
• Изменяется перспектива. — Когда сводишь стерео, обычно приходится заново создавать глубину. В surround она уже встроена. Из-за естественного увеличения чистоты и глубины, не нужно тратить столько времени на искусственное добавление пространства с помощью ревербераторов, задержек, и т.п. Я не хочу сказать, что они совсем не нужны — меняется сам подход к их употреблению, поскольку surround автоматически дает глубину, которую в стерео приходится создавать искусственно.
• Микс делается быстрее. Чтобы свести, требуется меньше времени, так как surround автоматически располагает глубиной звукового поля, над созданием которой в стерео приходится столько трудиться. Большинство звукооператоров считает, что эквализации и эффектов требуется меньше, так как в звуковой картине значительно больше места — есть куда размещать элементы.
Различия в сведении surround для кино и для аудио.
Обычно в кино большая часть звуковой информации идет из передних колонок, а пространственные каналы воспроизводят только пространственную информацию, чтобы держать внимание на экране. НЧ канал воспроизводит только эффекты, типа взрывов и землетрясений, и поэтому работает нечасто. Одна из причин, по которым в пространственные каналы не подают много информации — так называемый "эффект "выход". Если информация из пространственных каналов идет слишком громко, то вы отвлекаетесь от экрана, оглядываетесь, и… видите надпись "выход".
Но если вы сводите одну только музыку, перед вами нет экрана, от которого нельзя отвлекать внимание, и вы можете позабыть об этом "эффекте". Экрана нет — и пространственные каналы можно использовать более творчески.

Школы сведения surround

"Классическая" или "в оркестре".
Существует две школы сведения surround. Классический метод распределяет музыку в передние колонки, а пространство зала — в задние, как если бы вы сидели среди публики в клубе или на концерте. При таком способе сведения НЧ канал может вообще не использоваться. Всё направлено на то, чтобы воссоздать музыкальное событие с пространственного положения слушателя.
При способе "в оркестре" инструменты равномерно распределяются по всей комнате через пять основных каналов. (НЧ канал используется для баса и бочки. Их еще понемногу добавляют в основные каналы.) Слушатель "размещается" в центре оркестра и со всех сторон окружен звуком. Получается впечатляющая звуковая сцена, и звучит все намного больше, чем наше стерео, к которому мы все так привыкли. Звуковая картина может получиться не совсем естественная, противопоказанная для некоторых видов музыки. (Например, любая живая музыка, где слушатель обычно находится в зале среди публики.)

Что размешать в центральном канале?

При сведении кинофонограмм центральный канал используют для диалогов, чтобы перемещение звука не отвлекало зрителя. Но звукооператоры все еще спорят как использовать при сведении музыки центральный канал.
Без центрального канала.
Многие звукооператоры-ветераны, всю жизнь сводившие стерео, так и не смогли преодолеть сложившийся шаблон, и пользоваться центральным каналом. Они продолжают делать фантомный центр между фронтальными колонками слева и справа, и используют центральный канал как height speaker, или вообще его отключают.
Отдельные элементы — в центр.
Часть звукооператоров изолирует в центральном канале солирующие вокал, инструменты и бас. Иногда это срабатывает, но часто бывает иллюзия, что изолированные элементы выпадают из общей звуковой картины.
Центр — часть целого.
Звукооператоры, которые интенсивно используют центральный канал, обнаружили, что он помогает привязать звук к месту и избавляет от плавающих фантомных образов. В этом случае все пять каналов используются равноправно, а элементы размещаются в звуковом поле за счет баланса.

Что размещать в НЧ канале?

Всё, где требуется побольше низких, можно отправлять в сабвуфер через НЧ канал. Некоторые звукооператоры, если вообще им пользуются, помещают туда понемногу баса и бочки. Помните, что частотный диапазон НЧ канала вверху только до 120 Гц, поэтому, чтобы низкочастотные инструменты звучали определеннее, их придется размещать еще и в основных каналах.
Иногда, если нет уверенности, что сабвуфер калиброван правильно, лучше им не пользоваться. Когда сведенную запись будут слушать в стандартном домашнем кинотеатре, некалиброванный сабвуфер может преподнести большие сюрпризы. Если вы не задействовали НЧ канал при сведении, то низкие частоты ниже 80 Гц будут автоматически перенаправлены в сабвуфер, и получится гладкое ровное звучание.

Сочетаемость surround /стерео.

Хотя и возможно конвертировать surround -микс в стерео, с помощью cvfhn-компонента dvd аудио, или установив соответствующие параметры на декодере Dolby Digital, результат часто непредсказуем и звучит плохо. Лучше всего, везде, где это только возможно, отдельно сводить специальный стереомикс, потому что на носителе, скорее всего, будет достаточно свободного места.

Записывающие устройства для surround -мастера.

В принципе, можно использовать любой многодорожечный формат — семейства Tascam DA 88 (DA 98, РСМ 800, и т.п.), иногда с помощью бит-сплиттеров Rane или Prism увеличив битовую глубину до 20. Еще используют магнитооптические Genex GХ 8000 и 8500, и для записи на жёсткий диск Tascam MMP -8. Некоторые сводят даже на одно- или двухдюймовую восьмидорожечную деку.
Распределение дорожек на мастере
Во время самого первого сведения surround рано или поздно возникает вопрос, какой канал на какую дорожку писать, будь то лента или диск. Как правильно? Существует несколько общепринятых схем распределения каналов. Самая первая из них быстро становится общепринятым стандартом:

Отдельный стереомикс — Lt, Rt, или кодированный АС 3 — можно записать на дорожки 7 и 8. Этот формат легко конвертируется в четырехканальную систему (левый, правый, центр, НЧ), принятую сейчас в видеоформатах типа DigilBeta или D5. Есть место для необходимых левого, цент¬рального, правого каналов, и для традиционных сдвоенных каналов Dolby Digital.

Такие способы тоже используются, но их вытесняет первый:

DTS предпочитает такое распределение каналов. Каналы размещены логично, но не так, как в Dolby. Если требуется, на дорожках 7 и 8 располагают добавочный стереомикс.
Сжатие информации.

Сжатие — процесс, при котором количество бит информации, необходимой для воспроизведения звука, сокращается по психоакустическим законам. В Surround это необходимо, чтобы уместить как можно больше информации в ограниченном объеме носителя — Cd, dvd, а также потому, что битовый поток шести каналов при 96/24 LPCM оказывается слишком велик, чтобы проходить через "узкие" каналы dvd.

Высокое или низкое разрешение? 96/24 против 48/20.

Начальная цифра означает частоту сэмплирования, выраженную в тысячах сэмплов в секунду, или 96 кГц. Вторая цифра (24) — длина "слова" кодированной цифровой информации, или 24 бита.
Чтобы можно было понять значение обоих параметров и их влияние на качество звука, вкратце рассмотрим, что такое частота сэмплирования и длина "слова".
В определенные моменты времени у аналогового звукового сигнала замеряется амплитуда. Этот процесс называют сэмплированием. Чем больше делается сэмплов сигнала, тем вернее и с большим частотным охватом он потом воспроизводится. В аудиозаписи на Cd применяется частота сэмплирования 44100 раз в секунду, или 44,1 кГц. Частотный диапазон получается около 22 кГц. Сэмплирование с частотой 96 кГц дает более качественное цифровое отображение формы сигнала, и возможность задействовать частотный диапазон около 48 кГц. Таким образом, чем выше частота сэмплирования, тем качественнее воспроизводится сигнал и шире частотный диапазон.
Чем длиннее "слово", тем больше динамический диапазон и лучше звучание. Каждый бит дает 6 дБ динамики. Таким образом, 16 бит дадут дапазон в 96 дБ, 20 — 120 дБ dr, а 24 бита теоретически могут дать 144 дБ dr. Настоящих 24-битовых систем пока еще не существует. Понятно, что формат с высоким разрешением 96/24 звучит значительно ближе к реальности, чем существующий Cd-формат — 44,1/16. Чем выше частота сэмплирования, тем шире частотный диапазон, и лучше качество воспроизведения звука. Чем больше битов в "слове" — тем шире динамический диапазон, и лучше звучание.
Все это означает, что современный звукооператор имеет возможность выбрать, с каким разрешением сводить — раньше такое было невозможно. Для наивысшей верности стереовоспроизведения можно выбрать частоту 192/24, а для Surround 5.1 — 96/24. Существуют и другие возможности — например, сделать передние каналы 92/24, а тыловые 48/16. Или сделать все каналы 48/20.
Благодаря появлению нового носителя dvd, звукооператоры больше не приговорены к устаревшему стандарту качества Сd — 44,1 кГц на 16 бит.

Кодировки Dolby digital (АС-3) и DTS.

И Dolby digital и Dts (цифровые театральные системы) называют системами сжатия с потерей данных. В них отбрасывается менее значимая информация. Так поступают для того, чтобы иметь возможность отправить много информации через узкий канал связи. Кодировка Dolby digital (иногда ее называют АС-З, ее постоянно используют в Dolby digital) берет шесть каналов 48/24 и сжимает их в соотношении примерно 11:1. Максимальная скорость передачи данных — 640 килобит в секунду, нормальная скорость — 384. Кодировка DTS сжимает поток данных в соотношении примерно 1:3, до средней скорости передачи 1,4 мегабита в секунду. Поскольку степень сжатия меньше, многим звучание DTS кажется более качественным.
Сжатие с потерями и без.
Сжатие с потерями (Dolby digital, Dts) строится на использовании алгоритмов восприятия. Из сигнала удаляется информация, перекрытая или замаскированная более громкой. Так как часть информации уничтожается и восстановить ее впоследствии невозможно, такой способ называется сжатием с потерями.
В зависимости от исходного музыкального материала, потери при сжатии либо вообще не заметны, либо все же чуть-чуть слышны. (Нужно отметить, что даже если и слышны, все равно система замечательно справляется с восстановлением сигнала, и при этом все звучит совсем неплохо.)
При способе сжатия без потерь (например, МLР — см. ниже) никакая информация не уничтожается. При декодировании и воспроизведении всё восстанавливается полностью. Система сжатия без потерь Meridian.
МLР — стандарт сжатия, применяется в dvd, чтобы записать шесть каналов с высоким разрешением 96/24. МLР примечательна тем, что во время сжатия не выбрасывает из сигнала никакой информации, и, соответственно, не влияет на качество звучания. МLР сжимает информацию в соотношении 1,85:1 (примерно на 45%). Выдачей лицензий на ее использование управляют Dolby laboratories.

Кодеки

В общем-то не обязательно пропускать микс через кодек, но все же иногда полезно услышать, что он (Dolby ,DTS или МLР) сделает с готовой записью. Они могут значительно менять звучание. Многие веши продюсеры не хотят оставлять на откуп кому-то дальше по технологической цепочке, а предпочитают делать все сами, (например, адаптацию и ночной уровень).
Функция "Адаптация" автоматически сворачивает Surround 5.1 до имеющегося в данной системе количества каналов. Другими словами, если доступно только два канала, то Surround сворачивается до стерео. Хотя это менее желательно, чем иметь отдельный стереомикс, кодек Dolby Digital дает несколько вариантов адаптации.
Ночной уровень — в основном, то же самое, что система управления громкостью Surround. Обычно акустику для Surround калибруют на порядочном уровне — 85 дБ SPL. Для спокойного ночного слушания громковато, поэтому, естественно, звук делают тише, и может разрушиться баланс между передними/задними колонками и сабвуфером. Когда делают режим "ночной уровень", это принимают в расчет, и звукооператор может несколько скомпенсировать разбаланс.

Подготовка мастер-записи в Surround.

В Surround, по сравнению со стерео, возникает совершенно новый уровень сложности. Вместе с мастер-записью нужно обязательно отправлять больше сопроводительной информации. Можно избежать многих недоразумений, если мастер подготовлен, и при нем есть:
Информация о проекте.
Важнее, чем когда-либо, нужно не только правильно оформить документацию на ленту или диск, но и подготовить мастер так, чтобы не возникло вопросов по поводу распределения дорожек. Бывает, что даже сводивший запись звукооператор сам еле-еле разбирается, где там центральный, а где левый пространственный канал… Совершенно необходимо заранее устранить из работы все возможные головоломки.
Легче всего избежать неприятностей — вернуться к древнему, зато дуракоупорному методу, когда в начало каждого канала голосом вписывается его предназначение (например: Канал один — Левый передний, канал шесть — Правый пространственный).
Пробный тон.
Впишите во все дорожки пробный тон, по меньшей мере 30 секунд, 1 кГц на уровне – 20 дБ (стандартный калибровочный урoвень SMPTE) На звуке 1 кГц очень легко можно выявить все временные рассинхронизации, поскольку в звуке будут слышны щелчки и дребезжание, которые в миксе легко можно не заметить.
Также помните, что любая запись на магнитофонной пленке должна начинаться после двух минут от начала ленты, так как именно в этом промежутке обычно и случается большая часть выпадений и ошибок.
Прочая сопроводительная информация:
• Есть ли фильтры на НЧ канале, и на какой частоте?
Это важно по той простой причине, что если документация о распределении каналов потеряется, то легко будет выяснить, какой канал идет на сабвуфер.
• На каком уровне слушали при сведении (в SPL)?
Если возникнут проблемы в технологической цепочке, то это поможет мастеринг-инженеру понять, что вы слышали при сведении.
• Частота сэмплирования.
Эта информация позволит избежать проблем со временем и синхронизацией во время мастеринга и авторинга.
• Битовая глубина.
Ее нужно указывать, так как это позволит правильно устанавливать дизер ( Dither). Дизер — это маленький шумовой сигнал, уровнем около децибела, который намеренно вводится, чтобы удалить ненужные или неиспользуемые концы цифровых "слов" (например, запись с 24-битовой глубиной нужно преобразовать в 20-битовую). Если просто срезать — звучать будет плохо, и вместо этого используют дизер.
• Если есть тайм-код, в каком он формате?
Если музыка синхронизируется с изображением, формат тайм-кода необходим, чтобы сохранить синхронизацию.
• Пространственные каналы откалиброваны на уровне фронтальных, или на – 3 дБ?
В сведении для кинофильмов принято делать пространственные каналы на 3 дБ тише. При сведении музыки все каналы равны.
• Какой формат носителя, и сколько в записи частей?
Вся мастер-запись может быть на нескольких носителях и в нескольких разных форматах. Об этом надо предупредить, во избежание ошибок при мастеринге/авторинге.
• Какова длина всей программы?
Указывать необходимо, чтобы определить, потребуется ли сжимать информацию.
• Какое окончательное разрешение предполагается (например, 96/24 или 48/20)? Это опять-таки даст возможность определить необходимость и параметры сжатия.
• Есть ли на мастер-записи какие-то ошибки, искажения, выпадения, или что-то еще необычное?
Описывать такие веши — хороший тон, и тогда мастеринг-инженеру не придется понапрасну проверять свое оборудование.