重生1984,从高保真音箱开始
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第二十八章:前往工商局

    “立体声”和“立体声”重定向到此处。有关乐队,请参阅立体声。有关其他用途,请参阅立体声(消除歧义)。

    立体声音响系统的工作原理。主图显示了自然界中的简化情况。插图显示了电子模拟。值得注意的是,这种电子系统需要多个扬声器。

    汽车经过的立体声录音中的时差

    立体声,或更常见的立体声,是一种声音再现方法,可再现多向、三维可听见的视角。这通常是通过两个扬声器(或立体声耳机)的配置使用两个独立的音频通道来实现的,以创造从各个方向听到的声音的印象,就像在自然听觉中一样。

    由于多维透视是关键方面,因此术语立体声也适用于具有两个以上声道或扬声器的系统,例如四声道和环绕声。双耳音响系统也是立体声的。

    自1970年代以来,立体声在广播、录制音乐、电视、摄像机、电影、计算机音频和互联网等娱乐媒体中被广泛使用。

    立体声这个词源自希腊语στερεός(stereós,“坚定,坚实”)[1]+φωνή(phōnḗ,“声音,音调,声音”)[2],它是由西方电气公司于1927年创造的,与立体这个词类似。[需要引证]

    立体声系统可分为两种形式:第一种是真实或自然立体声,其中现场声音由麦克风阵列捕获,并存在任何自然混响。然后通过多个扬声器再现信号,以尽可能接近地再现现场声音。

    其次是人工立体声或声相立体声,其中单声道(单声道)声音通过多个扬声器再现。通过改变发送到每个扬声器的信号的相对振幅,可以建议一个人工方向(相对于听众)。用于改变信号相对幅度的控制称为平底锅(全景电位计)。通过将多个全锅单声道信号组合在一起,可以创建一个完整但完全人工的声场。

    在技术使用中,真正的立体声指使用立体投影对所记录的对象和事件的相对位置进行编码的录音和声音再现。[需要引证]

    在双声道立体声录音期间,两个麦克风被放置在相对于声源的战略性选择位置,两个麦克风同时录音。两个记录的通道相似,但每个通道都有不同的到达时间和声压级信息。在播放过程中,听者的大脑会利用时间和声级的细微差异来对录制对象的位置进行三角测量。由于每个麦克风在略微不同的时间记录每个波前,因此波前是异相的;因此,如果在同一扬声器上播放两个音轨,可能会发生建设性和破坏性干扰。这种现象称为相位抵消。重合配对的麦克风布置产生立体声录音,通道之间的相位差最小。[3]

    1881年,克莱门特·阿德(ClémentAder)在巴黎展示了第一个双声道音频系统,一系列电话发射器从巴黎歌剧院的舞台连接到巴黎电气展览会的一套房间,听众可以通过每只耳朵的接收器听到现场表演的传输。《科学美国人》报道:

    每个有幸在工业宫听到电话的人都说过,在用双耳聆听两部电话时,声音具有一种特殊的缓解和定位特征,这是单个接收器无法产生的......这种现象非常奇怪,它近似于双耳听觉的理论,我们相信,以前从未被应用于产生这种非凡的错觉,几乎可以将其命名为听觉透视。[4]

    1890年至1932年,这种双通道电话过程在法国作为Théâtrophone商业化,1895年至1925年在英国作为电子电话商业化。两者都是由酒店和咖啡馆的投币式接收器提供的服务,或者是通过订阅私人住宅提供的。[5]

    在某些情况下,两个录音车床(为了同时产生两个母带)由两个单独的麦克风馈送;当两个母带幸存下来时,现代工程师已经能够将它们同步以产生立体声录音,这是在有意立体声录音技术出现之前的时代。[6]

    现代立体声[编辑]

    现代立体声技术是由EMI的英国工程师AlanBlumlein于1930年代发明的,他为立体声唱片、立体声电影和环绕声申请了专利。[7]1931年初,布卢姆莱因和他的妻子在当地的一家电影院。早期有声电影的声音再现系统总是只有一组扬声器——这可能会导致演员在屏幕的一侧,而他的声音似乎来自另一侧,这有点令人不安。Blumlein向他的妻子宣布,他已经找到了一种方法,让声音跟随演员穿过屏幕。这些想法的起源尚不确定,但他在1931年夏末向艾萨克·勋伯格解释了这些想法。他最早的笔记日期为1931年9月25日,他的专利标题为“声音传输、录音和声音再现系统的改进”。该申请的日期为1931年12月14日,并于1933年6月14日被接受为英国专利号394,325。[8]该专利涵盖了立体声中的许多想法,其中一些今天仍在使用,而另一些则没有。约70项索赔包括:

    一个随机播放电路,旨在通过立体声耳机而不是一对扬声器再现来自一对间隔麦克风的声音时保持方向效果;

    使用一对重合的声速麦克风,其轴彼此成直角,这仍然被称为Blumlein对;

    使用两个凹槽壁以彼此成直角并与垂直方向成45度角在唱片的单个凹槽中记录两个通道;

    立体圆盘切割头;

    使用混合变压器在左右信号和和差信号之间进行矩阵;

    Blumlein早在1933年就开始了双耳实验,同年晚些时候切割了第一张立体声光盘,比这种方法成为立体声留声机光盘的标准早了25年。这些圆盘以直角使用凹槽的两壁,以承载两个通道。1934年,Blumlein在伦敦的AbbeyRoadStudios录制了由托马斯·比查姆爵士指挥的莫扎特的《木星交响曲》。[7]直到1935年,该系统的大部分电影开发工作才完成。在Blumlein的短片测试中(最著名的是“海斯车站的火车”,持续5分11秒,以及“行走和说话的电影”),他让声音跟随演员的初衷得到了充分实现。[9]

    在美国,贝尔实验室的哈维·弗莱彻(HarveyFletcher)也在研究立体声录音和再现技术。其中一项研究技术是声墙,它使用大量麦克风悬挂在管弦乐队前面的一条线上。使用了多达80个麦克风,每个麦克风都向一个单独的听音室中放置在相同位置的相应扬声器供电。1932年3月,利奥波德·斯托科夫斯基(LeopoldStokowski)和费城音乐学院(PhiladelphiaAcademyofMusic)的费城管弦乐团(PhiladelphiaOrchestra)使用两个麦克风连接到两个测针,在同一张蜡盘上切割两个单独的凹槽,录制了几张立体声测试录音。斯克里亚宾的《普罗米修斯:火之诗》的第一首(制作于1932年3月12日)是已知最早的有意立体声录音。[10]该表演是全俄节目的一部分,包括穆索尔斯基的拉威尔管弦乐队展览中的图片,其摘录也以立体声录制。[注11]

    贝尔实验室于1933年4月27日演示了三声道立体声,费城交响乐团通过多条A类电话线从费城现场传输到华盛顿特区的宪法大厅。利奥波德·斯托科夫斯基(LeopoldStokowski)通常是乐团的指挥,他出现在宪法厅控制混音。五年后,同样的系统被扩展到多声道电影录制,从费城的音乐厅到新泽西州贝尔实验室的录音实验室,以录制沃尔特·迪斯尼的《幻想曲》(1940),迪斯尼称之为幻想曲。[需要引证]

    贝尔实验室在世界博览会上的双耳演示

    同年晚些时候,贝尔实验室还在1933年的芝加哥世界博览会上展示了双耳声音,使用带有麦克风的假人而不是耳朵。[12]这两个信号通过不同的AM电台频段发出。[注13]