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我们去杜比实验室走了一圈，看了看这些声音和画面是怎么“造”出来的

晰数塔互联网快讯
2021-06-28 13:44

本文来自微信公众号“品玩”（ID:pinwancool），作者：钟文，36氪经授权发布。

如果你关注数码产品，肯定会留意到 iPhone 12 系列开始支持拍摄杜比视界视频；如果你常用优爱腾，可能会注意到这三家陆续支持了杜比视界和杜比全景声；如果你喜欢看电影，会发现最近一些新上映的重磅影片，比如《寂静之地 2》、《速度与激情 9》以及《悬崖之上》，都能在杜比影院（Dolby Cinema）体验到杜比全景声和杜比视界带来的效果。

从影院到数码产品再到流媒体平台，都在用杜比的技术。杜比视界是 HDR 影像技术，杜比全景声是沉浸式音频技术。两项技术的共同目的，都是还原创作者意图，带来更具真实的体验。

前者能呈现更大的动态范围和更广的色域，简而言之，亮的地方更亮，暗的地方更暗，色彩和细节更丰富。后者能为声音营造更强的空间感，让观众感觉真的“走进”了影片中。而杜比影院是一整套电影放映系统，包括了杜比视界和杜比全景声。

奥斯卡最佳导演阿方索·卡隆，用杜比的技术先后制作了《地心引力》和《罗马》等影片。他曾如此评价杜比技术：“杜比视界和杜比全景声是如今影院体验的终极工具。”

对于观众来说，已经可以在越来越多载体上体验到上述技术。目前，在国内有70家杜比影院。在电视、PC、手机和平板等各类终端产品上，杜比也移植了其技术。比如，iPhone 12 系列、小米 11 Ultra、Redmi K40 系列、小米大师电视OLED 65 英寸版本以及联想ThinkPad X1 Carbon 2021 等设备。腾讯视频、优酷和爱奇艺和 B 站等流媒体平台，也逐渐开始支持杜比体验。

最近，品玩探访了杜比实验室，近距离感受到杜比视界和杜比全景声的生产流程。

最成熟的 HDR 技术：杜比视界

当前影视行业提升画质的方向，主要有三个。有的厂商把拍摄设备的传感器面积扩大，以录制更多的像素，达到提升分辨率的目的，即“更多的像素”。有的厂商通过提高帧率，让一秒内捕获的画面更多，使得视频更加流畅，即“更快的像素”。

而杜比视界所做的，是第三个方向：通过更大的动态范围和更广的色域，来呈现“更好的像素”。更大的动态范围可以简单理解为，亮的地方更亮，暗的地方更暗，细节特别丰富。更广的色域指的是，容纳更丰富的色彩层次。

具备更大动态范围和更广色域的影像标准，称之为 HDR（ High Dynamic Range，高动态范围）。与之相对应，则是传统的 SDR（Standard Dynamic Range，标准动态范围）。在 HDR 标准里，杜比视界是最成熟与前沿的一种。除此之外，还有 HDR10、HDR10+、SL-HDR1 以及 HLG。

在影视作品制作中，最理想的情况是，人眼能够感知到的动态范围和颜色，在经过拍摄、后期制作、传输和终端显示等流程后，能无损耗地传达给观众。

“现实往往并不如此，以质量比较高的蓝光内容交付为例。目前在视听体验领域的产业链中，影像的动态范围是呈漏斗状逐渐降低的。虽然摄像机能拍摄到拥有非常宽广动态范围的影像，但通过后期制作、母版制作、压缩等环节，影像传输到电视机、手机中时，动态范围已经减小很多了。”杜比实验室高级图像工程师郑鸣昊表示。

可见，保留画面高动态范围的关键点，在于后期制作、母版制作、压缩和传输等环节。也就是说，杜比视界想呈现出 HDR 影像，不仅要在播放终端下功夫，还得在整个流程中前置，保证摄像机捕捉到的动态范围得以保留。

在后期制作环节，之前 SDR 调色的标准会损失很多动态范围。郑鸣昊告诉品玩：“现在通过杜比视界，在调色环节可以把画面整个动态范围和色域放大，比如放大到 1000 尼特甚至2000 尼特（亮度单位，数值越高越亮）。

经过调色后，画面动态范围保留下来，然后在内容中加入动态元数据，元数据会伴随内容，经过传输、解码、显示在终端设备上，设备会识别素材的元数据，并根据元数据在设备具有的能力上还原画面动态。”

在杜比视界内容制作实验室里，品玩看到了此流程的具体细节。“这个是我们按杜比视界家庭版后期制作配置的实验室的环境，它模拟的是绝大多数后期制作公司调色情况。”郑鸣昊表示。

（杜比视界内容制作实验室的配置环境）

硬件设备上，右边有一台调色工作站，下面正前方有一台专业级别的 HDR 监视器，亮度最高可达 3000 尼特。

此外，墙上还挂着两台电视机，用于预览画面最终呈现在消费级电视机上的效果。左边的电视机能呈现 HDR 画面，右边的只能显示 SDR 画面。软件方面，杜比没有自己的调色工具，而是把一些功能集成到了最流行的专业调色软件达芬奇里面。

之前的 SDR 流程里，拍摄下来的画面虽然也有很大动态范围，但由于软硬件的限制，调色师的创作空间很小。而基于 HDR 监视器，调色师可以根据创作意图，充分利用画面的动态范围。

“一般做到这一步，传统的调色工作就结束了，调色师只能对监视器上的片子质量负责，但是这条片子呈现在不同终端的效果，调色师没有办法控制。”郑鸣昊介绍道，“而有了杜比视界的动态元数据，创作者可以在调色的过程中，对不同的消费类显示终端（比如电视）进行影像控制。”

具体而言，杜比视界包含了一个内容映射单元 CMU（Content Mapping Unit）。创建好的元数据嵌在 HDR 视频信号中，接着被传输到 CMU。CMU 会根据显示设备的性能，利用调色软件所生成的元数据，将接收到的 HDR 信号映射为 SDR 信号。

这个时候，工作室里挂着的两台电视就派上了用场。通过左边的电视，能看到 HDR 画面；通过右边的电视，能看到 CMU 映射出来的 SDR 画面。调色师直接对比两台电视的画面，如果不满意的话就进行微调。

“相当于调色师可以把控住两端的画面呈现，一端是最好的 HDR 效果，另一端是最差的 SDR 效果。而画面真正呈现在消费者面前时，通常是介于两端画面中间。”郑鸣昊表示。

比环绕声更具空间感：杜比全景声

杜比视界志在尽可能还原人眼所能看到画面，而杜比全景声在声音方面做的工作，也是同理。

人们在真实生活里听到的声音，基本上是从四面八方传来的，但是由于技术限制，大部分音效是以左右两声道的立体声方式呈现，因此无法呈现真实的声音效果。

后来环绕声技术出现，在平面立体声的基础上增加了后方声道，可以在平面上把一定的声音氛围还原处理，但是效果仍然是平面的。

“杜比全景声则是还原了真实世界里人们听声的条件，让声音从三维空间的各个方位袭来，呈现正常的声音还原效果，也给创作者们一个真实的声音创作空间。”杜比实验室技术总监张岩表示。

除了更强的空间感，杜比全景声还有一个特点——基于对象而非声道。在传统立体声体系里，有 5.1、7.1、9.1 或 11.1 等不同的声道。一个声道对应一个扬声器，录音师的创作是通过一个一个的声道呈现，对声音做精准定位比较困难。

张岩介绍道：“应用杜比全景声后，可以将需要做定位和移动的声音定义成为对象。每一个对象可以被赋予一个精确的XYZ坐标，这个坐标从这点移到另一点，会有一个精确的轨迹，将声音从传统的状态变得更加鲜活。”

在杜比全景声家庭版制作实验室里，品玩看了一些细节。这个实验室是按照杜比全景声5.1.4系统搭建的，包含 5 个传统环绕声扬声器、1 个超低音音箱和 4 个顶部扬声器或向上发声扬声器。“做音乐和做影视剧，在这个环境里面就可以了”。

（杜比全景声家庭版制作实验室配置环境）

软件工具方面，采用的是制作影视和音乐时常用的 AVID Pro Tools 工作站和杜比全景声渲染器，可以把声音在空间里面进行定位。

人们接触到杜比全景声通常是在影视剧，但对于杜比全景声的应用场景，张岩还举了一个交响乐的例子：“交响乐追求的是空间感，杜比全景声就完全可以实现。我们举办过几场活动，请音乐家和音乐会爱好者一起来听杜比全景声版本的交响乐，大家反馈感觉就像现场一样，甚至会超越现场。这是因为在现场，有很多细节是很难听到的，而在杜比全景声环境里可以听到。”

一番探访下来，深感杜比实验室对技术的热情。事实上，杜比实验室全球 2200 多名员工中，科研人员占比非常高。有700多名科学家和工程师，每天在进行各种各样基于人类感知的技术研究。凭借着技术能力，杜比获得了16座艾美奖和12座奥斯卡奖，且都是这两个奖项中专门的技术奖项。