THX的内涵与思考
――――从商业影院到家庭影院的THX
钱志远
依笔者的记忆,“THX”这个名称最早约出现在1994年前后的国际音响大展上,随着昂贵的音箱而露面的,后来就不断在影碟上、媒体上及高档家庭影音设备上频频亮相。但THX就象贵族的家徽爵号那样,令人生畏,而详情却又不甚了了。在AV圈内,THX始终是一个若即若离的东西,不象杜比定向逻辑、杜比数字AC-3和DVD等等熟悉的名称,当爱好者听到这些名词后,要不了多久,这些朋友就一个个步入了家门,所以,全面认识一下THX是有意义的。
THX的产生和商业影院的THX标准
电影从无声的默片开始发展到有声电影,从单声道发展到多声道,从仅追求响度和清晰度发展到追求高保真临场感,贯注了无数科技精英的心血。
最早的电影声迹是光学的,画面边上只能放入一个声道的变积式声迹。五十年代出现了在胶片上涂磁的技术,涂磁声迹不但使音质提高了一大截,更主要的是可单独用另一卷涂磁胶卷来录若干个声道的声音。画面胶卷和声迹胶卷的齿孔,提供了方便的同步放映操控手段。然而好景不长,由于宽银幕多声道电影要两套胶片(声音、画面各一套)、制作、管理和放映的成本都偏高,加之没有统一的还音标准,大多数影院到六十年代又都回到35mm单声道学院特性的标准电影上了。宽银幕宽声频带的70mm电影只停留在少数高档影院中。
可正在这段时期,家庭立体声设备和音响技术却突飞猛进地发展着。半导体器材的广泛运用,为音频还原提供了更宽频带,更低噪声和更廉价的各种设备。全面提升影院音质的条件已经成熟。七十年代开始,杜比、dts、SDDS等声音格式逐渐统治了好莱坞,并迅速被各大电影院所采用。
由于电影的声音从录制,混音到最终的影院还音要经过很多道手续,任何不妥都会影响最终的声音质量,因此,统一的标准至关重要。可作为电影工业,每一环节的标准都是企业、行业或政府制订的,各自为政。传统标准都有一个允差范围,若各环节都取其下线,结果可想而知。因此,把整个影院最终能达到的水平制订出一个统一标准就十分有必要。
1980年一个商业性的卢卡斯影片(LUCASFILM)公司成立了。公司的目标就是建立一种电影院还音质量的标准,使观众不管在世界的任何地方,只要踏进挂有THX标记的影院,都能听到同样的声音。
1982年展出了第一套THX系统,人们听后的感觉是象一个巨大的高保真听音室。频响包括了人类的全部可听域,声音保真度高,丝毫不象当时电影院的声音,没有窄带号角喇叭的特有味道。
现在,THX已经从影片制作开始,录音、混音、制作胶片,到电影院的改造和测试建立了一整套标准。当电影伴音数字化开始后,又对新出现的部门制定质检标准,THX分部的工作就是制定标准和测试需要认证的客户是否符合标准,最后给予确认并挂上“THX”标记。测试是需要客户自动提出并付钱的,但“THX”是高标准杰作的符号,任何设备商和电影院主都以能挂上“THX”标记为荣,从而赢得更大的市场。一个能以认证立身于经济纷争的商业圈中的企业,其信誉是第一位的,国内各种评比的策划者应当从中吸取经验。钱给得越多,名次就越高的评比是不可能被商业企业和大众认可的,评比结果没有客户--即用户不认帐,评比也就会没人愿意投入。
商业电影院THX标准到底有多少内容?
一、声音系统格式
独立六声道: 屏幕后方有左、中、右三路,屏幕外左右各一路和一圈环绕声道。这是70mm宽银幕独立六声道的声道分配方式,用作杜比4-2-4时,屏幕后的三路并为一路。后来为适应杜比数字AC-3 5.1的要求,又将后方分为左环绕和右环绕两路,最近又分成后左、后中、后右三路以适应杜比环绕EX格式的要求。系统格式随电影声道格式的变化而变,它不是THX精髓。
二、声场频响要求
全频带声道的每一路在所有观众席人耳平均高度处。无论是用粉红噪声还是暂态测量都必须达到国标标准化组织对“X”特性宽频影片制定的ISO2969标准:这个要求如对放大器那就太容易了,可这里的几个定语使得本来就不容易的声频响应变得近乎苛求,但看电影付的票款是一样的,不同座位席上听到的声音也要一样很合理。
另外,要注意符合ISO2969标准的电影声带上本身也有±2dB的误差,也在这总特性之中,还有全部座位席上的声压与标定声压误差不超过±2dB。每个座位席最大需能获得110dB以上的声压。重放任何影片都不能出现幅度削顶失真。
三、影院混响要求
从音箱出来的声音与到达人耳的声音还有很大差距,音箱出来的直达声符合ISO2969标准,只要电子设备和音箱合格即可。而早期反射声和混响声也要符合此要求,就意味着使用的建筑、装饰材料对整个声频域都要有平坦的吸收或反射能力,房间结构形状不能产生声会聚或定向反射等等。
早期电影院混响时间长一些给人的环绕感就好,但当立体声和多声道影音出现后,早期反射声和混响声都必须控制在一定范围内,太少了不自然,声音干瘪;太多了语言清晰度下降,音乐定位含糊。
图一是THX系统给出的混响时间标准,由于混响时间比原来的电影院缩短二、三倍,实现有一定难度。
四、室内噪声标准
室内残留噪声需达到噪声评判标准图图二中的NC-30要求。THX推荐的目标为NC-25线,NC-30线要求1kHz处的噪声约30dB,现在的分体的空调的室内机或电风扇的风声都已超过此线。因此,室内已不能有任何声源,且还要有良好的吸音能力把观众发出的声音在近距离内吸收掉。
五、对邻近声场的隔离要求
从外部传入影院的声音的频率特性不符合NC曲线的频率分布规律。一般而言,低音非常容易传入,而中高音的隔离就方便得多。低音可以通过建筑物的材料本身传递过来,独户独院可以从地基做起,而楼上楼下的公寓式住宅根本无法隔离。具体隔离标准如下:
了解了电影院的THX标准,就会发现这是一个个人实力达不到的系统。THX系统中关于电子设备和音箱的作用很在其次,主要的都是厅堂的声学特性。国内至今未听说有那家影院挂了THX标记。当需挂THX标记时,先要向卢卡斯公司申请,再由公司派员考察,提出整改方案,然后影院再找人实施改造、安装,完成后由该公司统调、测试。全部合格可以挂牌一年,年中第六个月还要进行一次认证,一年后又得重新测试,费用昂贵。
THX的发展及其向家庭影院的浸透
这里的“发展”两字只能从商业角度去考虑,从技术和标准方面看实际上是一种倒退。1990年卢卡斯公司与索尼共同制定了THX家庭影音的格式,这个格式类似现在流行的AC-3的5.1制:前左、前中、前右、后左、后右和次低音。
标准放低了,本末发生倒置
新近的THX标准叫THX SELECT,原来的标准改名为THX
ULTRA。前者为“选择”,后者为“超级”,孰好孰坏一目了然。卢卡斯公司是一个商业公司,先在电影界打天下,树立形象后进军民用电子产品领域无可厚非。关键是作为用户该有自己的见解,别轻易地被商家圈走大笔钱财。
SELECT标准改动了某些性能指标,使设计更经济,用户又承受得起。改动的出发点是把标准放到小房间中。不过他们指的小房间也有180M2之大(即2000平方英尺),是我们用来做家庭影院的客厅面积的十来倍。
小房间有三个好处:第一,从音箱中出来的同样声功率,听起来更响。保持同样的听感水平,音量可以相对小些。第二,听众离音箱更近,反射声变得不太重要。这样可以放宽直达声指向性的要求,又不会降低整个声场的音质。第三,SELECT标准中,环绕音箱可以用设计得正确且与前方音箱音色匹配的单极型环绕箱,不必用昂贵的双极型环绕箱。
当THX从商业影院进入家庭影院后,认证的对象实际上倒了过来。在商业影院阶段认证的是声场,为了能达到这些声场标准,设备也就必须有一定的特殊技术,而当认证服务推向家庭影院系统时,到千家万户去认证声场是不可能的。因而,就变成了对制造商提供的设备去进行认证。认证的结果是说明这些设备可以达到THX家庭影院的要求。而是不是真正达到了THX家庭影院的声场还与用户的周边设备厅堂结构和安装调试技术有关。
十年前TOMLINSON
HOLMAN在美国权威音响杂志《AUDIO》发表的关于THX介绍文章,主要是给出了THX声场的标准要求,实现的技术谈得较少。而前两年THX分部的新任技术指导LAURIE
FINCHAM在同一杂志发表的THX问答录,重点已传到各项技术上了。
首先是分频网络。THX最先在电影设备中采用有源分频网络,用四阶LINKWIGE-RILY型电子分频器,下降速率为-24dB/每倍频程。它还规定了实用滤波器的形状,引入了延时概念,能对家庭影院音箱采用的不同驱动单元进行时间校正。
其次是运用了再均衡技术。电影录音过程中,影片声音的高音要加以提升。因为电影院距离空间大,空气对高音的吸收强烈,人在影院中听到的高音就会偏弱。而家庭重放,由于空间小,音色就会显得过亮。再均衡就是用电子线路压缩掉这部分的提升,令听众能听到同电影院中一样的声音。
此操作明显地充斥着商业化的味道。家庭影院有谁用X特性的胶片来播放,不都是用影视碟片。从胶片翻制碟片时,把提升压缩掉不就大功告成,何必要千家万户的影音功放中去再均衡?
音色匹配是由于环绕音箱位于听众的边上甚至背后,因耳廓效应听起来音色就有差异,音色匹配能将在房间不同位置上的环绕音箱校正到听起来与前方音箱有同样的音色。
还有去相关电路用于保证在任何条件下,环绕声音箱都能正确产生空间效应。对于杜比数字AC-3 5.1声道而言,后方环绕声是不同的,相关问题不大。而模拟定向逻辑系统后方为两只音箱,放的是单声道信息,会产生一个大的、一块块缺乏刺激力的幻象声象,与导演想要表现的不一样。去相关电路去寻找两个环绕声音的相似点,然后交换它们的相对相位响应,让信号贯穿在整个后方声场中,是环绕的感觉,而非一块块固定的声音。但当AC-3、DTS成为主流影音的今天,去相关还有多少意义?
最后,还有一个峰值处理形式,保护次低音箱不至过载。
看完这些技术,你会发觉这都是影音功放中的电子处理部分,是整个声场中最容易做好的部分。与THX系统原来要求营造一个同样的还音影院差得很远。靠THX认证可以保证THX商业影院有同样的声音。而家庭影音设备的THX认证却无法保证用这些设备的家庭影院有同样的声音,THX在商业影院的概念与在家庭影院的概念大相径庭,我想追求THX家庭影院的朋友应对此有足够的认识。
THX的名气和用户态度的思考
THX的名气很响,自然会吊起发烧友和盲目跟随时尚之徒的胃口。如果能在家中营造出一个THX家庭影院,当然最好不过。在家里就能享受到导演创作的意图。与商业THX影院有同样的声画效果。但问题是真正的THX家庭影院声场是普通人实现不了的,而THX的名气正是靠它对声场的严格认证建立起来的,它自己并不生产设备和商品。家庭THX影院只是对设备的认证而已,这种设备可以达到THX声场标准,而到底是否达到,那就很难说了。THX家庭影院设备的认证是THX商业影院成名作的续集。续集与成名作档次之差别,每个影视爱好者都心知肚明。
有经济实力,可以从DVD开始,影音功放和家庭影院套箱全部都买经THX认证过的品牌,音质,响度当时都有保证。但回家连接起来还不是THX家庭影院。因为所有这些东西充其量只能得到每只音箱口发出的声音符合THX标准。而当这些声音达到你耳朵时,是否还有平坦的ISO2969特性,变数很多。对于一般家庭居室而言,肯定不行,国人的家庭影院空间充其量大到二、三十平方米,谁有一、二百平方米的客厅专门用来做家庭影院呢?!
笔者见到过一篇家庭THX影院DIY的文章,整个家庭影院是在别墅式住宅的基础上加建的,从门廊向前花园伸展出去修建家庭影院。做地基开始考虑低频隔音问题,以后是房间的混响设计,银幕对前方音箱的高频衰减问题,银幕与音箱之间空间产生的固有频率克服以及环绕箱的扩散性等等。这一切都是国内玩音响和家庭影院的朋友从来没有考虑过的。而设备的选择反倒很简单,列出一批品牌而已,当然都是经THX认证的。国内商业性的歌舞厅和迪吧都没有这样严格设计过。别的不说,只要房间隔音条件达标,厅堂内的巨大声响不会影响邻居的安睡,反过来外面惊天动地的交通噪音或雷闪电鸣也不会干扰电影中情人切切细语的意境。有这样的硬件条件,舞厅内尽可以爆棚,决不会有邻居去投诉。
卢卡斯影片公司是一个商业性公司,并非技术协会或政府检测机构,盈利是它最终目的,用户若不考虑自身的实际条件,被不负责任的炒作认为是又一种新的影音格式盲目追求,那正中外国商家的圈钱之套。家庭影院中,模拟杜比、AC-3、DTS或将来可以出现的SDDS等等都是多声场影音的不同制式,不具备这种制式的影音系统就放不了这种制式的碟片。由于格式的编解码都有专利,厂商生产这类制品的专利注册费用非付不可。而THX是一种声场标准,不同制式的影音都可有THX碟片。带有THX标记的碟片都在普通的影音设备中使用,讲究的可把高音衰减一些,模拟THX系统中的再均衡操作。不懂行的甚至把过头的高音当作THX碟片的精华在欣赏。从国情出发,厂商即使在影音功放上每路都装有31段电子均衡器(商业影院THX设备所必备),会用的人也极少。标准的实现有设备的要素,还有安装调试技术及还音环境等多方面的因素。买设备是最简单的,有钱即可。而安装调试及房屋的声学改造及最终声场的统调,找谁来实现?没能调试好,全部用了THX设备,得到的也不是THX声场。
作为一般的家庭影音爱好者,对THX影音大可不必多加关注。如果国内出现挂牌的THX影院,那倒是应该去听一听,以对THX声场建立一个感性的概念。购置设备也不必THX是从,一是这种产品的价格远离国人的消费水平,其二是没有测试设备无法把功能调到位。不能全面发挥其真实水平,买来也不过是图个虚名。
作为厂家倒是有必要把THX设备作为自己产品的楷模,正正式式由技术人员来营造一个THX家庭听音室作为产品研究开发的基地,至于要不要马上认证,那要看国人的消费水平了,因认证推高了价位,又与洋货拉不开价格距离,反而会失去消费者,非必划算。
有技术实力的家庭影院迷,有了THX声场的标准,从此为目标不断提高自己调试和改造技术,使家庭影院的声音一步步逼近导演的原意,那才是一种高档玩家的高级玩法。
总之,THX本质上是一种标准,不是影音格式。所以,实现起来要比定向逻辑,AC-3和DTS之类困难得多。若尚未准备好,请不要盲目投入。
原载于《家庭影院技术》杂志2000年9期