高传真系统与声音技术演变***转载
分类： 2008/12/17 02:46
高传真系统与声音技术演变
涂能荣资深媒体人
「声音」（ Sound ）是人类最方便、最迅速的思想传递与沟通的工具；而听觉 （ Listening ）则是接受此种讯息传播的基本途径。 声音的内容包罗万象；它包括：
演讲、旁白、对话、音乐、歌剧、相声、戏剧、现场记录…等综合性符码（ Code ） 或讯息（ Message ）。 大自然和社会生活中的声音丰富多彩，在现实生活中，人们
无论从事什么活动，总是能「见其行，闻其声」。 在纪录片中，如果人们看到鸟 儿、流水、人物讲话，却听不到他们的声音，就会产生一种不真实、不自然的感
觉，如果能以这些声音作为纪录片的背景，就会增强形象氛围的完整性和声音空 间的厚度，还实际生活的本来面目；丰富纪实的真实性，尤如身临其境。 一般来
说「声音」的定义有两个，「声」指物理性的传递现象，「音」是指在电路中的流 动的讯号，音讯制作就是将「声」与「音」做转换与处理，其目的就是达成声音
传播「高传真」（ High-Fidelity ）的目的。
「高传真」简单地说就是「原音重现」，它的目的就是让听者能够体会「身 历其境」的感觉，例如摇滚音乐会现场（ Live）的录音，能表现其场面的热闹、
震憾和陶醉…等感觉。 如戏剧节目中因场景变化而改变的「声音空间」，其实这 只是高传真达成的一项因素而已。 高传真的传达意念在于「真」（ Reality ），但许
多声音的传达在于抽象的、感性的，所以高传真不能只对「真」做唯一的追求理 想，更重要的是加诸其情感的想像空间，就好像我们评估一幅人像画，绝不要针 对它画得像不像，而要品味它意象的「美」（ Beauty ），那才是真正艺术的「善」 （ Receptive ）。 因此，高传真必需同时达成「真善美」的氛围。高传真的路径必须透过录音（ Sound Recording ）、扩音（ PA-PublicAddress ） Vol. 5, no. 6 ( JUN 30, 2008 ) 或广播（ Broadcasting ）转换为「音讯」（ Audio ）作业来达成，广播在电视与广播 界叫做「成音」，其让声音传递的更久、更远、更快，而上述路径的功效也各有 不同。 「成音」或「录音」英文称之为「 Audio Recording」或是「 Sound Recording 」，
它是指以录制、处理、加工、美化、设计…等手段，使声音讯息重现（ Reproduce ） 的过程，成音是「音讯传播」（ Audio Communication ）的一环。 声音「技术」与 「艺术」的应用；大量使用在广播、电视、电影、录影、录音、影音光碟、演唱 会、远距教学、简报作业、现场扩音…等相关传播媒介与之中。 另外，它更可为
动画制作、线上游戏、网际网路、视讯会议、电信媒介与多媒体…等，提供最佳 且不可或缺的听觉效果与感受。
举世闻名的美国大发明家－爱迪生（ Thomas Alva Edison，1847~1931年）是 留声机、电灯、电话、电报、电影的发明者，在矿业、建筑业、化工…等领域也
有不少著名的发明。 爱迪生一生共有约 2,000项创造发明，为人类的文明和进步 作出了重大的贡献。 爱迪生发明的电话和电报更是人类通讯与传播的重要里程 碑，电话和电报扩展人类感官功能的一次革命；除了电话和电报之外，留声机也 是他改变人们生活的三大发明之一，从发明的想像力来看，这是他极为重大的发 明成就。 自从 1877年爱迪生发明留声机与单声道电唱机的上市，勾起了人类对 高音质听觉享受的追求，声音与画面在电影与电视中占有同样重要的地位，音讯 对广播媒体更是如此，在有声电影诞生的初期，由于技术的原因，声音主要表现 声源和一种单音的作用上，这与电视也是一样的。 电视发展之初有了声音之后， 它不再成为一座只有影像魔术盒的「哑巴」，而当时的广播不求音质，只不过是 「有声就好」。
1881年8月30日克莱门‧阿代尔在德国获得了一项「改善剧场电话设备」 的专利。 阿代尔的发明是：『把两组麦克风置于剧场舞台的两边，声音便被分程
送到载着受话器的观 众 的耳中。 』这项发明在 1881年举办的巴黎博览会上首次 展示，并在那里「播送」巴黎剧场舞台上的演出，获得了极大的成功，这是首次 人们听到了「立体声」（ Stereo），或称之为「身历声」。 与此同时，有一位叫奥恩 佐格的发明家，在普鲁士王储的宫殿里也使用了跟阿代尔的发明类似的装置。 立
体声与单声道相比，最主要的特点是倾听的人更容易找到声源的位置与方向，这 Vol. 5, no. 6 ( JUN 30, 2008 ) 种现象跟人们用两只眼睛比用一只眼睛更能准确地判断距离远近；是一样的道 理。 身历声的发展，最初是与电话系统的发展有着密切的关系。由电影的发展史来看，法国人卢米埃尔兄弟发明了电影以后，由于「同期录
音」的技术困难设备不足，无法于拍摄时录制现场声音。 十九世纪末发明的电话 技术，给有声电影奠定了理论的基础。 录播音器材－麦克风、声频放大器与扩音 器的出现，使得有声电影的放映；成为可能。 后来声音技术的进步，电影工作者 能使画面与音轨同步记录，使得电影进入了有声时期。 电影一开始人们只能采取 播放戏院的现场以配音、留声机播放、或乐团演奏的形式－称之为「外加声音」， 但很容易出现声话不对位的问题，这种为电影专属作曲的音乐或配乐，后来称之 为「电影原著音乐」（ Original Soundtrack），或称之为「电影原声带」。 早期默片 电影的型式，直到光电管应用后才出现有声电影，而电影成为一种「有声的媒体」 始于 1927年。 电影制作时，声音讯号被转换成光讯号记录在音轨中；播映影片 时，利用光电管侦测胶片中音轨的讯号，然后送到三极管放大，再送到喇叭转成 声音播出，同年（ 1927年）华纳兄弟公司（Warner Brothers）推出了第一部有声 电影《爵士歌王》，电影就成为一门「声画结合」的艺术，这是电影技术的一次 重大变革。1927年，电视之父－贝尔德先后在伦敦与格拉斯哥之间、伦敦与纽约之间， 用电话线成功试验了电视的传输。1928年，他更将影片从英国伦敦用无线电波传 送到美国纽约，举世更惊喜其成就，但是当时的电视如同电影初期的发展一样，
是由无声方式开播的。 贝尔德在英国政府及英国广播公司（ BBC）资助下，更进 一步研发「让电视发声」的技术，就在隔年底（ 1929年）英国广播公司播送了他 的新发明那就是－「有声电视」，接着贝尔德更将电视的声音与影像达到完全同 步。 此时电视与电影同时都成为「能看能听」的媒体。 声音是电视媒介除了影像 之外的基本元素，这项发明使纯视觉的媒介变为「视听结合」的媒介。
在第一次世界大战中，用来发现敌人飞机的「双耳接收喇叭」就是利用立体 声的这个特点完成的。 贝尔电话实验室（ Bell Laboratories）在1930年代，是研
究身历声的主要推手。1933年4月27日，贝尔电话实验室作了公开的实验：在 费城举办的音乐会，通过电话线路以立体声方式传到了华盛顿。 然而，早在 1925 Vol. 5, no. 6 ( JUN 30, 2008 ) 年，美国美国康乃狄克州的 WPAJ电台进行了立体声广播，采取用两种不同波长
播同一节目，在听者的两只耳朵上各用一们接收器来分别收听的办法，进行了立 体声广播。1931年英国电气和音乐工业公司录音师－布吕姆莱因（Alan Blumlein）
提出立体声录音的构想，发明了立体声唱片，并于 1933年申请到了最早的的专 利权。 而最早的立体声的电影，则是迪斯尼公司于 1941年播映的《幻想曲》。无线电波或载波调变声音讯号地方式有二种，一种是「调幅广播」（ AMAmplitude Modulation），它是以无线电波之载波振幅，是随低高频声音讯号产生 振幅的变化，也就是将讯号大小幅度加以调变后，再发射出去的一种方式，调幅
广播的特点是接收机比较简单，初期的无线广播都是调幅广播。 另一种是「调频 广播」（ FM－Frequency Modulation）它是美国爱德温‧阿姆斯壮（Edwin Armstrong） 于 1933年发明，它以音量变化改变载波的频率，随低高频声音讯号产生变化， 也就是是将讯号大小变成频率大小加以调变后，再发射出去的一种方式，调频广 播的抗干扰能力强，特别适宜于立体声广播。 调频立体声广播系统，将最早由载 送声音节目的调幅广播系统由单声推向立体声。 他并于 1935年11月6日在无线
电工程师学会纽约分部发表了一篇名为《一个通过频率调制系统降低无线电讯号 干扰的方法》的文章，第一次描述了调频无线电，调频无线电技术同时也带来立 体声广播服务的起源。 发展成为能播放立体声道（ Stereo）的调频广播，使广播 电台声讯的规格进入「立体声的世界」，至此科学家也试图将电视「变声」成为 立体声的媒体。 在电视声音方面，到了 1958年左右，双声道（Pair of Sound Channels）的立体声电视系统才开始推出，它利用左右两声道构成的音源，展现横向声音的方向性与空间感，大幅提升了听觉上的感受，使得立体声电视普及于
家庭中。台湾现用之美规 NTSC电视标准系统于1953年制定的，每个电视频道占用 6MHz其中影像以调幅方式传送，频宽为4.2MHz单音声讯部份则以调频FM方
式发射，音讯所占用频宽为 50KHz，视讯与音讯讯号之间仍有275KHz之频宽， 早期电视技术并不发达，此空间是作为保护带（ Guard）之用，后来在不影响原
讯号架构下，可以发展出电视立体声的系统。 电视在单声道的广播中，只传递一 个声音讯号，所以也只需要一个喇叭来呈现所传递的讯号；然而立体声的节目， Vol. 5, no. 6 ( JUN 30, 2008 ) 是将两个声音讯号结合后透过一个声音讯号的频道传送，有立体声的电视接收机
可以把这两种声音分离而用两个喇叭使得原音重现。 美国在 1984年将BTSC （ Broadcast Television System Committee）的MTS（Multi-Channel Television Sound）系统订为电视多声道音讯系统标准，MTS系统标准不但含了立体声更增 加了第二语言声道的服务，声音讯号可支援「双语」，称之为「SAP－Second Audio Program」，SAP也是MTS系统标准的一部份。 电视立体声的发展比彩色视讯整 整晚了三十余年才正式由单声进入立体的时代。早在四百年前，义大利作曲家加布里耶利（ Domenico Gabrielli，1659~1690
年）在威尼斯的圣马可大教堂演出他的作品，发现人类非常喜欢被声音环绕的感 觉，所以他把铜管乐器与合唱团安置在教堂四周的楼上演出。 到了 1900年巴黎 博览会中，哥伦比亚唱片公司曾展出一台三音轨的圆筒式留声机，美国人汤玛斯 麦克唐纳（ Thomas MacDonald）更在圆筒上同时刻下三个音槽，播放时三只唱针 就连接三个号筒，在 1931年他就率领费城管弦乐团替「贝尔实验室」（Bell Laboratory）进行了一些实验，这是史上最早的立体声（Stereo）录音，1970年全 世界透过电视转播，看到了人类登陆月球的空前壮举，这时美国电音公司
（ Electro-Voice）借此发表了矩阵式的四声道系统，从此掀开一场「四声道音效」 的大战，美国 CBS唱片公司五○到六○年代间的名制作人约翰麦可库（ John
McClure）也倾全力推动CBS实验室制作四声道唱片，1971年夏天瑞士举行的国 际音乐工业会议中会场四角都安置了喇叭，经过了此次的展示，人们终于感受环 绕音效所能带来的惊喜与震撼。
早期的立体声电影的声音系统就是指「多声道系统」（ Multi-channel System） 或者「环场声音系统」（ Surrounding Sound System）。 1980年代立体声电影声音采 用一种矩阵方式的「四声道」（ Quadraphonic System）系统，将四声道的声音资料 透过编码器编为为两个音轨，在播放时再运用四声道解码器使其还原为四个声 道，这种声道系统也称之为「矩阵四声道身历声系统」（ Matrix Quad System），这
正是多声道发展的基础。 随着传播科技的发展，声音的记录与播出的模式也发生 了变化，电影声音的记录媒体也从过去的光学录音到类比磁性录音，甚至到今天 的「数位录音」（ Digital Recording）与「环绕音效]（Surround Sound）。1979年， Vol. 5, no. 6 ( JUN 30, 2008 )
「雷射碟影机」（ LD－Laser Disk Player）的发明，由于LD的声音与画质都已达 到某种程度的境地，其声音也必需提升，以储存媒介播放多声道音轨，雷射碟影
的声音编码技术，成为后来发展 DVD光碟多声道的基础。 在电视方面，记录模 式也从单音到立体声、多语言，电视音讯的制作变得越来越复杂，声音的服务也
越来越周全。 在未来的数位电视，更有如同电影的数位「多声道环绕音效」 （ Multi-channels Surround Sound）一样，提供最佳的声音服务，并为数位电视建
构最高影音享受的家庭电影院（ Home Theater）。
近年来在多声道环绕音效的推动，杜比公司占了极其重要的角色，杜比公司 早期研究的主要技术在于「杂音抑制」（ Noise Reduction）系统，如1965年发表
的 Dolby-A，它解决了磁带进行所带来的杂音，后又发展了Dolby-B与Dolby-C… 等，中期它则积极开发环绕音效的系统，如 1980年初为电影院开发的
Dolby-Stereo，后续更为家庭用音响系统开发了Dolby-Surround、Dolby Pro-Logic Surround…等，它悄悄地将原有的音讯带入多声道「音讯编码」（Audio Coding） 的纪元，我们要问多声道环绕音效与杜比公司有何密不可分的关系，其实它是有 脉络可寻的，当年它就是利用「音感模型」（ Perceptual Model）制作出各类的杂 音抑制系统，后续又用此一原理开发出环绕音效，为求更多声道的传送，更将「遮 蔽效应」（ Masking Effect）开发出「感官式编码技术」（Perceptual Coding）应用 在压缩技术上，顺利的将更多声道送「上垒」。 声音系统的多声道功能，提供我
们更多的服务，如具现场感的多声道环绕音效（ AC-3）、多语言的服务（Multilingual Services）与如同CD品质的音质…等，相信它必能提供如同电影院般的影音效 果，谈到电影人们常说它是梦工厂（ Dream Works），没错它的确带给了我们无限 欢乐，近年来电影事业因为电脑动画（ CG－Computer Graphic）的进步，电影事 业将娱乐推上最高峰，真可谓达成「不可能的任务」，使得「美梦成真」，而音讯 处理也不逊色，未来除了电影之外，无论电视、广播，乃至于电玩、动画与线上 游戏的声音技术将可能成为高传真及多声道环绕音效重要应用范畴。
