•圖片說(shuō)明:世界首部3D歌劇去年在德國(guó)首演。整臺(tái)演出最特別的是沒(méi)有樂(lè)隊(duì)在現(xiàn)場(chǎng)伴奏，伴奏音樂(lè)是事先錄制好的，經(jīng)由后期合成之后，通過(guò)三維全息技術(shù)把伴奏定位到觀眾席的座位之間。
 


    中國(guó)內(nèi)首個(gè)3D全息音頻實(shí)驗(yàn)室日前落戶(hù)虹口區(qū)的廣中路，其主要任務(wù)，就是研究與開(kāi)發(fā)3D全息聲音技術(shù)。這是目前世界上最具革命性的聲音還原技術(shù)，同類(lèi)實(shí)驗(yàn)室在全球范圍內(nèi)也不多見(jiàn)。日前，記者實(shí)地走訪了這家實(shí)驗(yàn)室—— 三維全息技術(shù) 讓聲音觸手可及因?yàn)殡娪埃?D全景影像技術(shù)如今已經(jīng)是家喻戶(hù)曉。不過(guò)，你知道什么是3D全息聲音技術(shù)嗎？

    不同于以往的立體聲、環(huán)繞聲概念，所謂3D全息聲音技術(shù)，就是通過(guò)音箱排列而成的陣列來(lái)對(duì)聲音進(jìn)行還原，重現(xiàn)最自然、最真實(shí)的聲場(chǎng)環(huán)境。舉個(gè)最簡(jiǎn)單的例子：在3D電影里，常常會(huì)出現(xiàn)物體從銀幕飛到觀眾眼前的鏡頭，但與此同時(shí)，物體飛行時(shí)發(fā)出的聲音卻沒(méi)能跟著一起“飛”過(guò)來(lái)。而3D全息聲音技術(shù)要做到的，就是當(dāng)物體飛到你眼前甚至砸在你臉上時(shí)，聲音也同時(shí)在最近處響起——就像生活中的真實(shí)場(chǎng)景一樣。這是目前世界上最為先進(jìn)與成熟的聲音還原技術(shù)。

    把燈關(guān)掉之后，只聽(tīng)得音樂(lè)聲——不，準(zhǔn)確說(shuō)來(lái)，是一般聽(tīng)覺(jué)無(wú)法達(dá)到的那種對(duì)聲音、甚至對(duì)極微的細(xì)語(yǔ)之聲的還原。這種技術(shù)可以讓大喊或細(xì)語(yǔ)圍在你的身邊一圈圈打轉(zhuǎn)，可以迅速貼近你的耳邊，然后可以感覺(jué)到飄遠(yuǎn)的距離感。

    記者走進(jìn)這間位于五樓的實(shí)驗(yàn)室。大約35平方米大小的房間里，排列著94個(gè)蛋形音箱——看上去很像理發(fā)店里燙頭發(fā)用的罩子。這些音箱分成上、中、下三層分布在房間四周，目的是確?？臻g中上下、前后和左右三個(gè)維度里的所有聲像位置都能得到準(zhǔn)確呈現(xiàn)。

工程師為記者現(xiàn)場(chǎng)播放了幾首用3D全息聲音技術(shù)制作與合成的音樂(lè)作品。第一首叫《鬼魂》，把燈關(guān)掉之后，只聽(tīng)得音樂(lè)聲——不，準(zhǔn)確說(shuō)來(lái)，是如鬼魅般或大喊或細(xì)語(yǔ)的聲音圍在記者身邊一圈圈打轉(zhuǎn)，然后迅速貼近記者的右耳邊，耳語(yǔ)幾聲之后又突然飄遠(yuǎn)。接下來(lái)是一段名為《熱帶雨林》的作品，鼓點(diǎn)聲先在實(shí)驗(yàn)室門(mén)外響起，然后由遠(yuǎn)及近，從門(mén)縫中傳進(jìn)來(lái)，連帶著土著人的喊叫聲一起慢慢靠近記者身邊，仿佛只要睜開(kāi)眼睛，就能看見(jiàn)土著人在眼前舞蹈。

    另一首作品，則是一段合唱表演。實(shí)驗(yàn)室瞬間消失，記者仿佛真的置身于劇場(chǎng)當(dāng)中，甚至不是坐在觀眾席上，而是坐在舞臺(tái)上，與合唱演員只有幾步之遙——這種感覺(jué)與音量大小無(wú)關(guān)，而是一種逼真的距離感。

  基于惠更斯理論基礎(chǔ)上的波場(chǎng)合成，是3D全息聲音的核心技術(shù)，這也是一種全新的聲音回放技術(shù)。

   關(guān)于3D全息聲音技術(shù)，有一個(gè)問(wèn)題不能不提：作為一種最新的聲音還原技術(shù)，它和原來(lái)的立體聲、環(huán)繞聲技術(shù)有什么區(qū)別？

    首先，從環(huán)繞聲的效果來(lái)看，3D全息聲音技術(shù)實(shí)現(xiàn)的是真正的3D環(huán)繞聲。理論上說(shuō)，只有用無(wú)數(shù)多的聲道和音箱才能真實(shí)還原現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境聲的聲場(chǎng)和聲像定位；但在實(shí)際應(yīng)用中，要做到“無(wú)數(shù)多”是不可能的。所以從上世紀(jì)70年代開(kāi)始，人們發(fā)明出了從4聲道到11聲道等數(shù)量不等的環(huán)繞聲制式。它們有一個(gè)共同特點(diǎn)：無(wú)論聲道數(shù)量是多少，所有音箱的位置都處于同一個(gè)水平面上，也就是說(shuō)，它們只能表現(xiàn)出前后和左右這兩個(gè)維度的聲像位置。而SWD-IOSONO實(shí)驗(yàn)室里的94聲道環(huán)繞聲，是目前為止最接近理想的環(huán)繞聲格式——94只音箱由下至上分3層排列在聽(tīng)眾席周?chē)虼丝梢员憩F(xiàn)空間三個(gè)維度的聲像位置和移動(dòng)效果，稱(chēng)得上是真正的3D環(huán)繞聲制式。這也是目前世界上其他一些同類(lèi)實(shí)驗(yàn)室采用的環(huán)繞聲格式。

    不過(guò)，如果以為3D全息聲音技術(shù)和立體聲、環(huán)繞聲的區(qū)別只是音箱數(shù)量，那就錯(cuò)了。相比于立體聲和環(huán)繞聲，3D全息聲音技術(shù)對(duì)聲音的還原范圍更廣，可以說(shuō)實(shí)現(xiàn)了全覆蓋。大自然中，存在著三種最基本的聲波傳播方式：球面波、平面波和柱面波。某個(gè)聲源點(diǎn)——比如房間里的一個(gè)人——發(fā)出的聲音，是以球面波傳播的，聲音有具體的來(lái)源，傳播距離比較近；當(dāng)聲音傳播距離比較遠(yuǎn)時(shí)，就產(chǎn)生了平面波，這時(shí)對(duì)于同處于一個(gè)區(qū)域里的人來(lái)說(shuō)，只能辨別聲音的方向，而無(wú)法分辨出具體的位置；至于柱形波，則是物體在快速運(yùn)動(dòng)時(shí)形成的聲波，比如高鐵、賽車(chē)以及火箭。無(wú)論是立體聲還是環(huán)繞聲，都只能對(duì)以球面波傳播的聲音進(jìn)行還原，無(wú)法表現(xiàn)出聲音的速度感和距離感，而3D全息聲音技術(shù)能夠把三種不同聲波傳播的聲音全部還原出來(lái)，不僅能夠?qū)⒚恳粋€(gè)的聲像點(diǎn)在聽(tīng)眾的周?chē)噩F(xiàn)，而且能夠在房間內(nèi)，房間外和頭頂?shù)娜我夥较?，將聲音?duì)象準(zhǔn)確地定位在三維空間中，讓聲音觸手可及。

    為什么3D全息聲音技術(shù)能做到這一點(diǎn)？在回答這個(gè)問(wèn)題之前，不妨先認(rèn)識(shí)一個(gè)人：惠更斯。這個(gè)荷蘭人是歷史上最著名的物理學(xué)家之一，早在17世紀(jì)，他就提出了著名的惠更斯理論：在波的傳播過(guò)程中，總可以找到同位相各點(diǎn)的幾何位置，這些點(diǎn)的軌跡是一個(gè)等位相面，叫做波面；惠更斯用次波的假設(shè)來(lái)闡述波的傳播現(xiàn)象，提出任何時(shí)刻波面上的每一點(diǎn)都可作為次波的波源，各自發(fā)出球面次波；在以后的任何時(shí)刻，所有這些次波面的包絡(luò)面形成整個(gè)波在該時(shí)刻的新波面。

雖然惠更斯很早就提出了這一理論，但直到近十年來(lái)，隨著電腦計(jì)算能力的大幅度提高，以該理論為基礎(chǔ)的3D全息聲音才得以真正出現(xiàn)。3D全息聲音的核心技術(shù)叫做波場(chǎng)合成，是一種全新的聲音回放技術(shù)。聲波在空間的分布狀態(tài)稱(chēng)為波場(chǎng)，波場(chǎng)合成使用音箱（揚(yáng)聲器）陣列，通過(guò)一系列電腦的復(fù)雜計(jì)算，可以合成出任意時(shí)刻和任意地點(diǎn)的波場(chǎng)。這就好像三維電影，是把畫(huà)面分成一層一層之后，利用三維技術(shù)重新進(jìn)行合成和呈現(xiàn)一樣，三維聲音也可以看做是把聲音細(xì)分成很多波段，然后分配給不同的音箱來(lái)合成與呈現(xiàn)。比如簡(jiǎn)單的一個(gè)“哈——”，就可能被分解成“呵”和“啊”，由不同的音箱來(lái)組合之后依次傳遞。音箱越多，音箱的陣列越密集，聲音定位越精確，比如利用3D全息聲音技術(shù)，可以非常細(xì)膩地還原出蚊子在耳邊嗡嗡叫的聲音。也就是說(shuō)，通過(guò)波場(chǎng)合成進(jìn)行聲音的回放，整個(gè)聲場(chǎng)的分布是精確真實(shí)地合成出來(lái)的。

    定位，是3D全息聲音技術(shù)中一個(gè)非常突出的特點(diǎn)。使用立體聲和環(huán)繞聲設(shè)備，人們聽(tīng)到的聲音不會(huì)離開(kāi)音箱，也就是說(shuō)，聲音源的位置不會(huì)發(fā)生改變，所以就有劇場(chǎng)里的“黃金座位”一說(shuō)；但3D全息聲音技術(shù)依靠波場(chǎng)合成原理，就可以讓聲音出現(xiàn)在空間里的任何地方——就拿飛機(jī)聲來(lái)說(shuō)，立體聲和環(huán)繞聲只能還原出飛機(jī)繞行的聲音，但利用波場(chǎng)合成原理，3D全息聲音技術(shù)可以做到讓飛機(jī)的聲音出現(xiàn)在空間里的任何地方——也就是說(shuō)，可以讓飛機(jī)的聲音真正隨著其飛行軌跡而動(dòng)。再進(jìn)一步說(shuō)，3D全息聲音技術(shù)甚至可以把聲音準(zhǔn)確地定位在并排而坐的兩個(gè)人中間，以至于一個(gè)人會(huì)感到聲音出現(xiàn)在自己左邊，而另一個(gè)人聽(tīng)到的聲音出現(xiàn)在自己右邊。這種效果顯然更加逼近真實(shí)，因?yàn)樯畹恼鎸?shí)空間就是一個(gè)全息的空間，一個(gè)人處在真實(shí)空間里的不同位置，他聽(tīng)到的聲音方向就是不一樣的。

    隨著3D技術(shù)在表演領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，音樂(lè)的創(chuàng)作必將因此受到影響，帶來(lái)作曲方式上的改變。除了構(gòu)思旋律之外，藝術(shù)家需要在前期創(chuàng)作中就考慮到空間關(guān)系。

    可以說(shuō)，3D全息聲音技術(shù)跨越了從雙聲道到立體環(huán)繞聲的所有經(jīng)驗(yàn)，為聲音的塑造和還原開(kāi)辟了新的空間，也因此被很多業(yè)內(nèi)人士視為今后聲音發(fā)展的方向。也正因?yàn)槿绱?，如何更好地將這一技術(shù)投入到實(shí)際應(yīng)用中，成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的話題。

    在很多人看來(lái)，影視作品應(yīng)該是此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用的熱門(mén)領(lǐng)域。從效果上看，3D全息聲音技術(shù)能夠最大限度地還原生活中真實(shí)的空間環(huán)境；從操作上看，目前電影聲軌制作普遍采用多音軌錄音再后期合成的方式，只要用原始的分軌素材，就能重新制作出具有3D環(huán)繞音效的電影聲軌，不僅技術(shù)上沒(méi)有障礙，轉(zhuǎn)換成本也不高。SWD-IOSONO實(shí)驗(yàn)室的工程師也告訴記者，將3D全息聲音與3D全景影像相結(jié)合，的確是實(shí)驗(yàn)室下一步的研究方向；3D聲音技術(shù)的準(zhǔn)確定位功能，可以彌補(bǔ)3D影像在畫(huà)外內(nèi)容上的缺失：在現(xiàn)在的3D電影中，聲音無(wú)法超越整個(gè)銀幕的范圍，但3D聲音可以做到。比如在3D聲畫(huà)合一的電影里，表現(xiàn)一架飛機(jī)從畫(huà)外飛進(jìn)來(lái)時(shí)，觀眾就可能先聽(tīng)到聲音在觀眾席后方響起，越過(guò)觀眾的頭頂，飛向銀幕，然后再看到飛機(jī)出現(xiàn)在銀幕上，從而強(qiáng)烈感受到身臨其境的意境。

    盡管如此，此項(xiàng)技術(shù)要真正應(yīng)用到影視領(lǐng)域卻還為時(shí)尚早——和當(dāng)年的IMAX一樣，涉及到影院的設(shè)備改造和升級(jí)換代，代價(jià)不菲?！栋⒎策_(dá)》給IMAX帶來(lái)了春天，3D全息聲音技術(shù)在電影院的長(zhǎng)驅(qū)直入，也要仰仗某一部神作的出現(xiàn)；而相比于對(duì)視覺(jué)效果的倚重，電影界對(duì)于聲音效果目前還滿足于環(huán)繞聲階段。

    更加現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用是在劇場(chǎng)。比如在一些大型露天演出場(chǎng)所，聲音在傳播時(shí)會(huì)發(fā)生損失，混響效果幾乎沒(méi)有，導(dǎo)致坐在前排的人和坐在后排的人在收聽(tīng)效果上有很大差異。通過(guò)3D全息技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)聲，就可以減少音質(zhì)的損失，讓觀眾不管坐在什么位置，都能聽(tīng)到比較好的聲音效果。這方面的應(yīng)用在國(guó)外已有先例——去年6月底，悉尼歌劇院就舉行過(guò)一場(chǎng)名為《死亡之城》的歌劇演出。與一般歌劇演出不同的是，樂(lè)隊(duì)被轉(zhuǎn)移到了音樂(lè)廳外的一個(gè)房間里，騰出樂(lè)池來(lái)安放3D音響設(shè)備，同時(shí)在觀眾席周?chē)膊贾昧送瑯拥囊繇懺O(shè)備。樂(lè)隊(duì)的實(shí)時(shí)演奏經(jīng)由電腦系統(tǒng)和音響設(shè)備進(jìn)行處理和還原，真正把觀眾席上每一個(gè)座位都變成了“黃金座位”。

     比現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)聲更進(jìn)一步的應(yīng)用則是量身打造。同樣是去年，在德國(guó)，誕生了世界上第一部3D歌劇《Neither》。女高音歌唱家站在舞臺(tái)當(dāng)中，觀眾則在舞臺(tái)四周?chē)蝗Γ谟^眾外圍是一圈與3D全息聲音技術(shù)相配套的音箱，大概有60個(gè)。整臺(tái)演出最特別的是沒(méi)有樂(lè)隊(duì)在現(xiàn)場(chǎng)伴奏，伴奏音樂(lè)是事先錄制好的，經(jīng)由后期合成之后，通過(guò)三維全息技術(shù)把伴奏定位到觀眾席的座位之間，觀眾可以感到小提琴的琴聲就在自己身前身后響起，造成一種被音樂(lè)完全包圍的沉浸感。在完成德國(guó)的首演之后，去年11月，這部歌劇在香港舉行了兩場(chǎng)演出。