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环绕声混音

本页面将介绍环绕声混音相关内容

authentik Default Admin更新于 2026-10-24
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环绕声混音(Surround Sound Mixing)是一种将音频信号分配到多个扬声器通道的音频处理技术,旨在创造三维空间中的沉浸式听觉体验。

[!NOTE]
本页将覆盖环绕声与沉浸声的基本概念、声道与扬声器布局、监听环境与校准、素材与工程准备、混音流程、Dolby Atmos与Ambisonics专题、交付与归档。

[!NOTE]
通项:LFE计入总声道数,例如5.1布局为6个通道。示例默认48kHz / 24bit,请以实际交付规范为准。

目录

1基本概念

1.1什么是环绕声

环绕声(Surround Sound)通过多声道音频系统将声音分布在听众周围,突破传统立体声(即双声道)的限制,提供更真实的声场定位。

  • 重放通道更多:除了左、右,还有中置、环绕、天空等通道,声音可以真正地从监听处侧后方等地方发出。
  • 依赖摆位与校准:环绕声的方向感与低频管理更依赖音箱角度、电平、延时和房间声学。
  • 制作维度更多:需要考虑前后、高低、距离、包围感与对象的运动。

从听感上,环绕声通常追求三个层次:

层次 意义
定位 听得出声源在哪个方向、有多远
包围 监听者被环境声、混响与扩散声包围
沉浸 空间本身可信,包括高度与运动

1.2从单声道到沉浸声

时期 形态 变化
1950s 双声道/立体声 用左右声道建立前方幻象声场,进入家庭
1970s Quadraphonic 四声道 四声道黑胶实验,商业上未普及,但确立了“围绕听者”的思路
1970s-1980s 影院 Dolby Stereo,家庭 Dolby Pro Logic LCRS矩阵四声道,用矩阵编码在有限载体中传递环绕信息
1990s 5.1 数字多声道 Dolby Digital(AC-3)、DTS 等编码随 DVD 普及,成为通用交付格式
2000s 7.1 声道 增加后环绕,蓝光与家庭影院推动
2010s 对象音频 Dolby Atmos(2012)、DTS:X、Auro-3D 引入高度声道与基于对象的元数据
2020s 流媒体空间音频 Atmos Music、双耳渲染、Ambisonics/VR、头部追踪等进入消费端

1.3三种空间音频模式

模式 核心思想 典型格式 优点 局限性
基于声道(channel-based) 声音被分配到固定的扬声器通道 5.1、7.1、5.1.4、7.1.4、9.1.4 兼容性好、重放可预测、工具成熟 受监听布局限制,难以跨布局精确重放
基于对象(object-based) 音频附带位置、大小、运动等元数据,由渲染器按目标布局计算 Dolby Atmos、DTS:X、MPEG-H 3D Audio、Sony 360 Reality Audio 同一母版可适配影院、家庭、耳机;声像更灵活 需要渲染器与元数据,工具链与交付更复杂
基于场景(scene-based) 用球谐函数编码整个球面声场,重放时再解码 Ambisonics(一阶/二阶/三阶) 与扬声器布局无关,适合 360/VR/游戏与交互 定位精度受阶数限制,解码与监听依赖工具

1.4术语

术语 英文 说明
对象 object 音频加上位置、大小、运动等元数据,由渲染器按目标扬声器布局解算
音床 bed 基于声道的子混音(如5.1、7.1、7.1.2),承载不需要逐一声像定位的元素,受声道布局限制
渲染器 renderer 把音床、对象与元数据映射到实际扬声器或双耳耳机的软件/硬件,如Dolby Atmos Renderer
元数据 metadata 描述对象位置、大小、时码等信息的数据,ADM是常见的承载格式
ADM AudioDefinition Model ITU-RBS.2076定义的音频内容描述模型,常嵌入BWF交付
BWF Broadcast Wave Format 带元数据扩展的WAV容器,EBUTech3285
IAB Immersive Audio Bitstream 影院沉浸声的数字比特流交付形式之一
下混 downmix 把多声道/对象混成较少声道(如5.1→立体声)
折叠降混 fold-down 下混的一种,强调兼容普通重放系统
双耳渲染 binaural rendering 用HRTF把多声道/对象渲染到耳机
HRTF Head-Related Transfer Function 头相关传输函数,描述声源到双耳的滤波特性
声压级 SPL,SoundPressureLevel 以dB表示的声音压力级,用于监听校准
响度 loudness(LUFS/LKFS) 感知响度的标准化测量,用于母版与平台交付
真峰值 True Peak 考虑采样间峰值的电平测量,防止编码后削波
声像 panning 把声音放到声场中某个位置的操作
扩散度 divergence/spread 对象或声源的“大小”,从点声源到弥散声场
甜点 sweetspot 监听位置,声像与频率响应最准确的区域
低频管理 bassmanagement 把各声道低频分频给低音炮的重放侧处理
LFE Low Frequency Effects 低频效果声道,独立于低频管理,不参与声像定位
分轨 stems 按对白、音乐、音效等分组的子混音导出

2环绕声格式与扬声器配置

2.1声道命名、角度与高度

环绕声的声道命名通常用缩写表示位置。不同标准(ITU-R、Dolby、DTS、Auro-3D)在角度与命名上略有差异,下表给出常见的参考值。

缩写 英文 位置 参考角度/高度 备注
L/R Left/Right 前方左右 ±30° 与中置构成前方声场
C Center 正前方 0° 常承载对白、主唱等锚定元素
LFE LowFrequencyEffects 无固定方向 无固定角度 通常放前墙角落
Ls/Rs Left/RightSurround 听者两侧偏后 ±100°–120°(参考±110°) 5.1的环绕声道
Lss/Rss Left/RightSideSurround 听者两侧 ±90°–110° 7.1的侧环绕
Lrs/Rrs Left/RightRearSurround 听者后方 ±135°–150° 7.1的后环绕
Lw/Rw Left/RightFrontWide 前方左右外侧 ±60° 9.1.x的宽声道
Ltf/Rtf Left/RightTopFront 前方上空 仰角约45° 天空声道
Ltr/Rtr Left/RightTopRear 后方上空 仰角约45° 天空声道
Top Top/Overhead 上方 (视布局而定) 通用天空声道;Atmos中由布局或对象决定

[!NOTE]
ITU-R BS.775对5.1布局的建议是L/R ±30°、C 0°、Ls/Rs ±100°–120°
Dolby Atmos家庭布局中天空音箱常见约 45° 仰角

2.2基于声道的格式演化

早期多声道格式的命名并不统一,很多是“按声道构成起的习惯叫法”,并非正式标准名。下表按通道构成整理原稿中的条目,并补充通道数与使用背景。

名称 声道构成 通道数 说明
LRC L、R、C 3 早期三声道配置,前方左中右
Quadro/Quadraphonic L、R、Ls、Rs 4 1970年代为四声道黑胶开发的音乐格式,四个角落各一只音箱
LRCS L、R、C、S 4 左、右、中置加一个环绕声道;源自影院Dolby Stereo,家庭端发展为Dolby Pro Logic等矩阵解码格式
LRCS+LFE L、R、C、S、LFE 5 在LRCS布局基础上增加LFE声道
Quadro+LFE L、R、Ls、Rs、LFE 5 在Quadro布局基础上增加LFE声道
LRS L、R、S 3 左、右加一个后方环绕声道
LRC+LFE L、R、C、LFE 4 在LRC布局基础上增加LFE声道
LRS+LFE L、R、S、LFE 4 在LRS布局基础上增加LFE声道
5.0 L、R、C、Ls、Rs 5 有左前、中置、右前加左右环绕声道,无LFE声道
5.1 L、R、C、Ls、Rs、LFE 6 最通用的环绕声格式,可编码为Dolby Digital(AC-3)、DTS、MPEG-2/MPEG-4等格式
6.0影院格式 L、R、C、Ls、Cs、Rs 6 三个前方声道加左、中、右三个环绕声道
6.0音乐格式 L、R、Ls、Rs、Lss、Rss 6 有左前、右前、左环绕、右环绕、左侧、右侧声道(不同资料命名与构成可能不同)
7.0 L、R、C、Ls、Rs、Lss、Rss 7 三个前方声道加环绕与侧环绕声道(部分资料称“杜比7.0音乐”)
7.1 7.0+LFE 8 在7.0布局基础上增加LFE声道,常见于家庭影院

[!NOTE]
5.1布局是声道布局,不是编码格式;Dolby Digital(AC-3)、DTS、MPEG-2/MPEG-4等是承载它的编码格式。
6.0布局、7.0布局等条目的命名在不同厂商资料中不完全一致,工程中以交付规范为准。

在5.1布局或7.1布局的基础上增加高度维度,就得到常见的3D/沉浸式布局:

名称 声道构成 通道数 说明
5.0.4 5.0+4个天空声道 9 5.0加左前天空、右前天空、左后天空、右后天空声道
5.1.4 5.1+4个天空声道 10 在5.1布局外增加四个天空声道,常见于家庭3D监听
7.0.2 7.0+2个天空声道 9 与7.1.2布局相同但不含LFE声道;实际使用较少
7.1.2 7.1+2个天空声道 10 在7.1布局的基础上增加左天空、右天空声道
7.1.4 7.1+4个天空声道 12 在7.1布局上增加左前天空、右前天空、左后天空、右后天空声道,常见于3D混音监听
9.1.4 7.1.4+左前宽、右前宽声道 14 在7.1.4基础上增加两个宽声道
9.1.6 9.1.4+2个天空声道 16 9.1.4基础上增加左天空、右天空声道

布局参考图:

5.1布局

5.1布局(来源:Dolby官方网站)

7.1.4布局

7.1.4布局(来源:Dolby官方网站)

2.3基于对象与场景的格式

Dolby Atmos

Dolby Atmos是目前生态较完整的对象音频体系。它把内容分为两部分:

  • 音床(bed):基于声道的子混音,常见为5.1、7.1、7.1.2布局,承载环境声、铺底音乐等不需要逐一声像定位的元素。
  • 对象(object):带位置、大小、运动元数据的独立声源,由渲染器按目标扬声器布局实时计算。

DTS:X

DTS:X也是基于对象的沉浸声格式,强调与DTS-HD生态的兼容。家庭与影院均有部署,但制作工具链与Dolby Atmos不完全相同。实际项目中,交付哪种格式通常由发行方与重放系统决定。

Auro-3D

Auro-3D采用“声道+高度层”的思路,常见9.1、10.1、11.1、13.1等布局,强调上方声场与音乐厅式包围感。它与基于对象的格式不同,声音主要仍在固定声道中,高度层是布局的一部分。

MPEG-H 3D Audio

MPEG-H 3D Audio支持声道、对象与场景混合,定位于广播与流媒体,支持交互式音频(如选择解说语言、调整对白电平)。

Sony 360 Reality Audio

Sony 360 Reality Audio是面向音乐流的对象音频格式,主要交付到耳机与支持的音箱,强调双耳重放与头部追踪体验。

Ambisonics

Ambisonics是典型的场景化格式,它不直接把声音分配给某个扬声器,而是用球谐函数编码整个球面声场,重放时由解码器按实际扬声器布局或HRTF解算。

  • 一阶(First Order)4个通道,W、X、Y、Z通道。
  • 二阶(Second Order)9个通道。
  • 三阶(Third Order)16个通道。

阶数越高,空间分辨率越高,但通道数、算力与监听要求也越高。工程中常用AmbiX约定(ACN 通道排序 + SN3D 归一化);与传统 FuMa 格式交换时需要转换。Ambisonics常见于VR/360视频、游戏、现场录音与装置艺术。

3监听环境与设备

3.1房间、摆位与声学处理

房间:

  • 尽量对称:左右墙、前后墙的反射条件接近。
  • 处理低频:角落放低频陷阱,减少驻波。
  • 控制混响:后期监听宜偏干。

摆位:

  • 左、右音箱与监听处尽可能呈等腰三角形,高音单元对准耳朵。
  • 音箱离墙留出距离,避免边界增益与低频浑浊。
  • 天空音箱按布局与仰角安装,指向监听处。
  • 低音音箱的位置通过测量选择,常见于前墙角落或侧墙。

座位:

  • 单排优先;多排时,后排声像与高频会下降。
  • 避免贴后墙坐。

测量:

  • 声压计(C 计权、慢速)用于电平校准;测量麦克风+REW等软件用于频响、延时与混响观察。
  • 先摆位、再校准、最后才考虑房间校正EQ。

3.2电平校准与低频管理

电平校准是环绕声混音的基础。

参考电平:

  • 影院:常用85dB SPL(C 计权、慢速)作为参考声压级,每个声道留约20 dB余量;LFE通常以+10dB相对增益重放。
  • 家庭 Atmos:常见以79 dB SPL为参考,具体以认证文档、功放与校准流程为准,不同厂商可能采用不同的测试信号与校准目标。

校准步骤(建议按顺序执行):

1.锁定监听音量:把监听控制器/功放的主音量固定在参考位置,标记并记录,混音过程中不要随意改变。
2.逐声道校准:用-20 dBFS(或规范指定的电平)的粉红噪声,按 C 计权、慢速测量各声道声压级,调整到参考值;误差控制在±1dB以内。
3.LFE 校准:按规范设置 LFE 的相对增益(影院常见 +10 dB)。
4.延时对齐:测量各音箱到听者的距离/脉冲响应,对齐到达时间。
5.极性检查:逐只检查极性,尤其低音音箱与主声道之间。
6.低频管理:设置分频点(常见 80 Hz)、斜率与LFE低通(约 120 Hz);确认没有“双重低频”(主声道与低音炮同时重放同一段低频)。

3.3设备与信号链

设备 作用 备注
监听音箱 重放各声道 有源/无源;按房间大小选尺寸
功放/AVR/处理器 驱动音箱、解码、低频管理 家庭Atmos常用AVR;专业棚用独立处理器
低音音箱(低音炮) 重放低频与LFE 注意摆位、相位、延时与多炮配置
音频接口 多通道输入输出 常被称作“声卡”;专业场景选多通道、低延迟
解码器 把编码流解码为多声道PCM 家庭/影院链路中常见
监听控制器 切换音源、音量、监听格式 方便A/B与多环境切换
测量麦克风/声压计 校准与测量 声压计需支持C计权与慢速
声学处理 吸声、扩散、低频陷阱 先处理房间,再考虑EQ
线缆与接口 模拟/数字连接 XLR/TRS、AES3、ADAT、MADI、Dante等
时钟 数字链路同步 多设备时用字时钟或主时钟,避免爆音/失锁
UPS 断电保护 长时间渲染与交付时尤其重要

4素材与工程准备

4.1素材规格与分层

项目 建议 备注
采样率 48kHz 以交付规范为准
位深 24bit 避免多次转换累积误差
文件格式 WAV/BWF 需要元数据时用BWF
同步 统一时码/帧率 影视项目必须与画面一致
峰值 留足余量,避免削波 素材阶段就检查
命名 项目_场次_条次_通道 便于检索与交收

素材分轨:

  • 对白/主唱(Dialogue/Lead Vocal)
  • 音乐(Sore/Song)
  • 音效(Effects)
  • 环境声(Ambience/Backgrounds)
  • 拟音(Foley)
  • 特殊效果(音色设计、低频效果)

动态标注:在素材阶段标注峰值、动态范围与响度,标记“对话”“爆炸”“安静环境”等,方便后续动态处理与低频设计。

环境录音:可用spaced pair、ORTF、Decca tree 等;需要后续空间化时,可录Ambisonics(一阶/二阶)或单声道素材,再在工程中定位。

4.2轨道与总线模板

一个可复用的工程模板能显著降低出错率。

以下是模板检查清单:

  • 采样率、位深、帧率正确
  • 通道映射与监听布局一致
  • 轨道命名与颜色规范统一
  • 总线和分轨与交付要求一致
  • 渲染器/监听切换正常
  • 参考曲目已导入并对齐电平

4.3交付规格确认

平台 常见交付物 规格 备注
影院 DCP/IAB、5.1/7.1/Atmos母版 24bit/48kHz、影院响度与重放规范 需要影院版与家庭版分别确认
家庭/流媒体 ADMBWF、5.1/7.1、立体声、双耳 平台响度、真峰值、元数据 不同平台响度目标不同
音乐 ADMBWF(Atmos)、立体声、双耳 发行方响度与格式规范 双耳版本通常单独交付
游戏 中间件资产、Ambisonics、对象文件 引擎版本、采样率、循环点 与音频程序确认导入规范
VR/360 Ambisonics(AmbiX4/9/16通道)、双耳 视频同步、空间音频元数据 确认目标播放器/引擎
广播 5.1/MPEG-H、立体声 广播响度标准 以当地标准为准

5示例

我们使用Cubase作为主要的音频处理软件,准备好相关素材。

我们的目标是将多个轨道经过环绕声处理为7.1的杜比全景声EAC-3音频。

  • 在窗口上方菜单栏依次点击:“工程”->“ADM制作…”。在弹出的窗口中点击“设置助手”,按照要求设置ASIO驱动程序以及项目采样率,选择“主混音通道配置”为“7.1”,勾选“使用渲染器添加主混合轨道”,“音床通道配置”选择“7.1”,勾选“添加环境背景声”。

此时Cubase会加载一个Renderer for Dolby Atmos(杜比全景声渲染器)窗口,并添加一个Standard Bed轨道。

  • 在窗口上方菜单栏依次点击:“工作室”->“音频连接…”,将我们的音频设备连接到“Renderer 7.1”的总线上。
  • 新建音频轨道,选择合适的声道布局配置,点击“添加轨道”,然后将相关素材拖入轨道。
    • 如果需要将音频轨道注册为对象,转到“ADM制作”窗口,点击“添加对象”,选择“源轨道”,Cubase会自动将声道分配并占用到Renderer for Dolby Atmos中。
  • 打开MixConsole(调音台),在滑轨推子和M、S按钮中间双击以打开该音轨的VST MultiPanner,在其中对音轨进行调整,或添加自动化。
  • 在Inserts中插入我们需要的插件。
  • 在Renderer for Dolby Atmos窗口中的“TRIM AND MIXDOWN”中的“Downmix”可以选择不同的下混模式以供监听。
  • 观察Renderer for Dolby Atmos窗口右侧的“RENDERER OUTPUT LEVEL”确保响度等数值符合交付要求。
  • 在“ADM制作”窗口中点击“导出ADM文件”即可导出BWF ADM文件,后缀为*.wav。
  • 使用“Dolby Media Encoder”将BWF ADM文件编码为EAC-3音频,后缀为*.ec3。

6常见问题与排查

类别 现象 可能原因 排查与解决
校准 后方声道音量不足 电平未校准、摆位过远、内容本身少 用SPL计逐声道校准;检查延时与摆位;确认内容分配
校准 各声道不平衡 房间反射、音箱差异、校准误差 测量频响与声压级;调整摆位/电平;必要时房间校正
校准 小音量下低频消失 等响曲线、低频管理、混音低频过多 检查参考电平与低频管理;用响度补偿试听;减少低频堆积
声场 环绕声场不连贯 相位/延时未对齐、环绕内容不足、去相关过度 检查相位与延时;增加环境声;调整混响与扩散
声场 声像跳变/卡顿 自动化采样率低、对象更新率不足 平滑自动化曲线;检查渲染器/引擎更新率
声场 耳机下声场塌陷、头中效应 HRTF不匹配、双耳渲染设置不当 换HRTF/个性化;加入房间响应;对照音箱检查
低频 LFE过强、低频干扰其他声道 LFE电平过高、分频/相位不对、重复低频 降低LFE;检查分频与相位;避免主声道与LFE重复
低频 降混后低频过多/过少 下混系数、LFE处理、相位抵消 检查下混设置;LFE低通/衰减;单声道检查
低频 低频抵消、鼓声变薄 极性反相、延时未对齐、左右低频不一致 极性测试;延时对齐;分频点以下单声道化
格式 声道顺序错、左右反 容器/DAW顺序不同、导入设置错误 逐通道测试;对照规范;固定模板与交付说明
格式 目标平台不支持所选格式 交付规格未确认、平台限制 提前确认平台规范;准备降混/替代格式
交付 响度不达标/被平台退回 未按平台响度/真峰值规范 测量LUFS/TruePeak;按规范调整;保留余量
交付 对象元数据丢失/错位 导出设置、命名、渲染器版本 检查ADM/元数据;对照渲染器;固定工具版本
设备 不同系统下差异大 校准、房间、重放设备差异 多环境校验;准备降混;不要只信主监听

7术语表

术语 英文 说明
环绕声 Surround Sound 多声道重放,声音分布在听者周围
沉浸声 Immersive Audio 带高度/对象/场景的多维声场
声道 channel 独立的音频通道
音床 bed 基于声道的子混音
对象 object 音频+位置/大小/运动元数据
渲染器 renderer 把音床/对象映射到扬声器或耳机
元数据 metadata 描述对象与内容的数据
ADM Audio Definition Model ITU-RBS.2076音频描述模型
BWF Broadcast Wave Format 带元数据的WAV容器
IAB Immersive Audio Bitstream 影院沉浸声比特流
LFE Low Frequency Effects 低频效果声道
低频管理 bassmanagement 把低频分给低音炮的重放处理
分频点 crossover 低频管理的分频频率
声压级 SPL 声音压力级,用于校准
响度 loudness 感知响度的标准化测量
真峰值 TruePeak 采样间峰值测量
声像 panning 定位声音的操作
扩散度 divergence/spread 声源的“大小”
甜点 sweetspot 监听最佳位置
双耳 binaural 耳机重放的空间音频
HRTF Head-Related Transfer Function 头相关传输函数
Ambisonics Ambisonics 球谐场景化音频格式
ACN Ambisonic Channel Number Ambisonics通道排序约定
SN3D SchmidtSemi-Normalized3D AmbiX的归一化约定
FuMa Furse-Malham 传统B-format约定
降混 downmix 多声道→少声道
折叠降混 fold-down 兼容性下混
stems stems 分组子混音

8参考资料

标准与规范:

  • ITU-R BS.775:多声道立体声系统(含5.1扬声器布局)。
  • ITU-R BS.1770:响度与真峰值测量。
  • ITU-R BS.2076:Audio Definition Model(ADM)。
  • EBU R128:广播响度规范。
  • EBU Tech 3285:Broadcast Wave Format(BWF)。
  • ATSC A/85:数字电视响度实践。

厂商与工具文档:

  • Dolby:Dolby Atmos Home Entertainment Studio Certification Guide、Dolby Atmos Music 交付规范、Dolby Atmos Renderer文档。
  • DTS:DTS:X相关制作与交付文档。
  • Auro Technologies:Auro-3D布局与制作文档。
  • MPEG:MPEG-H 3D Audio标准与工具文档。
  • Sony:360 Reality Audio制作与交付文档。
  • IEM/SPARTA:Ambisonics插件与解码文档。

论文与书籍:

  • Nachbar等,AMBIX – A Suggested Ambisonics Format,Ambisonics Symposium,2011。
  • Tomlinson Holman,Surround Sound: Up and Running,Focal Press。
  • Francis Rumsey,Spatial Audio,Focal Press。
  • Michael Gerzon关于Ambisonics的经典论文。
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