omgivelseslyd (hjemmekino)

Artikkelstart

Omgivelseslyd er flerkanals lyd for TV, video, spillkonsoller og annet. Det finnes en rekke industristandarder for produksjon, koding, komprimering, lagring, overføring, dekomprimering og avspilling av omgivelseslyd, både for hjemmekino og profesjonell bruk. I denne artikkelen omtales bare de som brukes til hjemmekino.

Faktaboks

Også kjent som

surround-lyd, kringlyd

De eldste variantene – Dolby Pro Logic – er basert på matrisekoding av analoge lydkanaler og lagring som analogt, stereo lydsignal, mens de nyere variantene – Dolby Digital – er basert på diskrete, digitale lydkanaler. Også de digitale variantene kan levere vanlig analog stereolyd til anlegg med bare to kanaler og høyttalere.

Hovedprinsipper

Kanalkonfigurasjoner

Det brukes en lang rekke kanalkonfigurasjoner, og notasjonen som brukes er 'X.Y' der X er antall vanlige lydkanaler og Y er en egen lavfrekvent effektkanal (LFE – Low Frequency Effect).

Den mest brukte konfigurasjon er 5.1, som angir følgende kanaler:

  1. venstre front
  2. senter front
  3. høyre front
  4. venstre bak
  5. høyre bak

I tillegg kommer:

  1. lavfrekvent effektkanal (LFE)
Prinsippskisse for 5.1-anlegg

Analoge varianter

De analoge variantene (Dolby Pro Logic) er basert på et antall analoge lydkanaler som ved ulike matriseteknikker kodes inn på et vanlig stereo (tokanals) lydsignal. I dekoderen separeres de opprinnelige kanalene og sendes til hver sin forsterkerkanal og høyttaler. De opprinnelige kanalene kan enten ha fullt frekvensområde (fra 20 Hz til 20 kHz) eller de kan være frekvensbåndbegrenset.

Fysisk grensesnitt for analog lyd er skjermet kobberkabel med standard RCA koaksiale phonokontakter/-plugger, det samme som for linjeinnganger på forsterkere.

Digitale varianter

De digitale variantene er basert på et antall analoge lydkanaler som først digitaliseres med en definert samplingfrekvens og et antall bit/sample. Disse kanalene komprimeres gjennom bruk av ulike teknikker basert på hørselens fysiologiske egenskaper som i praksis gir tilstrekkelig god kvalitet, til tross for svært høy kompresjon (opptil 13,5:1). Dette betyr at systemet overfører seks kanaler med betraktelig mindre båndbredde enn to-kanals PCM-koding uten kompresjon (for eksempel CD-formatet med sine 1,411 Mbit/s).

Kanalene er diskrete, det vil si at de komprimeres, multiplekses til én digital bitstrøm, og overføres. I dekoderen hentes de ulike kanalene frem gjennom demultipleksing av bitstrømsignalet, ekspanderes (dekomprimeres) og sendes til de ulike kanalene i forsterker og høyttalere. Det brukes både tapskomprimering og tapsfri komprimering (lossy og lossless), og en blanding mellom diskret og matrisebasert koding/multipleksing.

De fysiske grensesnittene for digital lyd er SPDIF, HDMI og IEEE 1394 ('Firewire'). For analoge utganger brukes standard RCA koaksiale phonokontakter/-plugger, det samme som for linjeinnganger på forsterkere.

De ulike standardene

Det finnes flere ulike standarder, de mest kjente er kort beskrevet her.

Dolby og Pro Logic er registrerte varemerker for Dolby Laboratories Inc. Standardene er såkalte industristandarder, det vil si ikke formelle globale standarder i regi av offisielle globale standardiseringsorganisasjoner, men såkalte de facto-standarder som industrien (produsentene) er enige om.

Dolby Pro Logic

Dolby Pro Logic ble introdusert i 1987, og var mye brukt for filmer på VHS-kassetter og TV-programmer frem til de digitale variantene overtok.

Dette er en analog variant som koder fire kanaler – venstre front, senter front, høyre front og felles bakkanaler – som et vanlig stereo (to-kanals) signal. Kanalkonfigurasjonen kalles også 4.0. Senter- og bakkanalene matrisekodes inn på stereosignalet ved bruk av ulike teknikker (addisjon/subtraksjon og faseskift) på en slik måte at avspillingssystemer uten Pro Logic dekoder gjengir lyden som vanlig stereolyd. De to bakkanalene er like og har et frekvensbegrenset signal (under 7 kHz).

Dolby Pro Logic II

Pro Logic II er en videreutvikling av Pro Logic-varianten og ble introdusert i 2000. Her er kanalkonfigurasjon 5.0. Signalet er fortsatt analogt og blir kodet som et vanlig analogt stereosignal. Alle de fem kanalene har nå fullt frekvensområde og det er nå to ulike bakre kanaler. Systemet har også en bedre logikk for dekoding og separasjon av kanalene, som gir bedre romfølelse ved bruk.

Pro Logic II er senere utviklet til variantene Pro Logic IIx med 5.1, 6.1 og 7.1 kanalkonfigurasjon, og Pro Logic IIz for ekstra høyttalere i høyden, noe som gir bedre romfølelse også vertikalt, og kanalkonfigurasjonene 7.1 Height eller 9.1.

Dolby Digital

Dolby Digital ble introdusert i 1992 basert på diskret koding/komprimering av multipleksede digitale lydkanaler.

Kanalkonfigurasjonen er 5.1, det vil si fem fullformatskanaler (venstre og høyre front, senter, venstre og høyre bak) og én lavfrekvent effektkanal (LFE), men ulike kanalkonfigurasjoner fra 1.0 (mono) og oppover støttes. Front-, senter- og bakkanaler overfører frekvensområdet 20 Hz–20 kHz, altså hele det hørbare området, mens LFE-kanalen er frekvensbåndbegrenset til 20–120 Hz.

Kodingen (kodek) som brukes her kalles AC-3 (Audio Coding 3), og er basert på ulike teknikker som utnytter hørselens fysiologiske egenskaper/begrensninger, kjent fra andre komprimerte lydsystemer. AC-3 tar utgangspunkt i seks kanaler som digitaliseres med 48 kHz sampling og 18 bit/sample og gir en total bitrate på 5,148 Mbit/s. Disse kanalene blir så komprimert og multiplekset ned til 384 kbit/s, altså en kompresjons-/bitreduksjonsfaktor på 13,5:1. AC-3 inneholder også en funksjon for nedmiksing til to-kanals lyd for bruk i systemer som ikke kan dekode alle kanalene.

Brukt som lydsystem på DVD-film gir AC-3 en bitrate ('båndbredde') på 384–448 kbit/s, mens man for Blu-ray-filmer bruker 640 kbit/s.

Dolby Digital er senere videreutviklet til:

  • Dolby Digital EX, som gir 6.1 og 7.1 konfigurasjon ved ikke-diskret koding av én eller to ekstra kanaler
  • Dolby Digital Plus, med skalerbar kodek for 48 kHz samplingfrekvens og 20 bit/sample, som gir bitrater på 32 kbit/s til 6 Mbit/s
  • Dolby TrueHD, spesielt tiltenkt Blu-ray-filmer og HDTV; skalerbar kodek med 44,1–192 kHz samplingfrekvens og opp til 24 bit/sample, variable datarater opp til 18 Mbit/s.

For bruk til Blu-ray gir sistnevnte opp til åtte kanaler med 96 kHz samplingsrate og 24 bit/sample, og den er forberedt for flere kanaler dersom Blu-ray-standarden blir utvidet.

Eksterne lenker

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg