Surround er flerkanals lyd for musikk, 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 sound, surround-lyd, kringlyd, omgivelseslyd

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.

  • For surround i forbindelse med musikk, se artikkelen kringlyd.

Hovedprinsipper

Kanalkonfigurasjoner

Prinsippskisse for 5.1-anlegg
Prinsippskisse for 5.1-anlegg

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 lavfrekvent effektkanal (LFE).

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, 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 S/PDIF, HDMI og IEEE 1394 («Firewire»). For analoge utganger brukes standard RCA-kontakter.

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.

Les mer i Store norske leksikon

Eksterne lenker

Kommentarer (4)

skrev Jøran Rudi

Denne artikkelen må skifte navn - kringlyd brukes om flere systemer enn 5.1 og 7.1. Jeg foreslår surroundsound fordi det er det mest vanlig i bruk for denne spatialiseringstypen, selv om det er engelsk :-(

svarte Sverre K. Myren

'Kringlyd' er bare angitt som 'også kjent som', artikkelen heter omgivelseslyd. Også 'surround sound' og 'surround-lyd' er angitt som alternativer.

Er ditt forslag, altså surroundsound (heter vel surround sound), bare 5.1 og 7.1, dvs. mer begrenset enn kringlyd eller omgivelseslyd?

En annen kommentar: Leksikonet ønsker begrenset lengde på artiklene, så det er ikke plass til å gå inn på alle mulige kombinasjoner. Men hvis det er andre enn 5.1 og 7.1 som nå er vanlig i hjemmekinoer – som altså denne artikkelen handler om – så kan vi utvide artikkelen.

skrev Jøran Rudi

Hei Sverre,

Tanken er at kringlyd brukes om flere systemer der flere høyttalere enn to brukes for å plassere lyd rundt lytteren. Jeg har skrevet en tekst om kringlyd til SNL, og sender gjerne den slik at du ser hvordan jeg tenker. Jeg ser det sånn at surround sound (for hjemmekino og eldste kinosystemer er en av flere teknikker.

Send meg epostadressen din, så får du den med en gang.

skrev Jøran Rudi

Glem det med epostadressen - her er teksten:

Kringlyd er en felles betegnelse på teknikker som plasserer og beveger lyder i lydfelt, og som brukes for å skape eller gjenskape troverdige lydmiljøer i elektroakustisk musikk og andre medieproduksjoner.

<Amplitudebaserte teknikker>
Elektroakustisk gjengivelse begynte med mono (lenke til monofonisk lydgjengivelse), der all lyd spilles tilbake fra én høyttaler. Det neste skrittet var stereo (lenke til stereofonisk lydgjengivelse), der instrumenter kunne plasseres til høyre og venstre i lydbildet, som slik fikk to dimensjoner. I kunstmusikken ble det på 1950- og 60-tallet interesse for å utvikle dette videre, og flere komponister brukte 4, 8 og flere høyttalere for å øke følelsen av romlighet i musikken. Under verdensutstillingen i Osaka i 1970 var flere paviljonger utstyrt med store høyttalersystemer slik at musikken kunne komme fra alle kanter mot et publikum som var plassert i midten av rommet, der lydbildet var best.

Mono, stereo, fire kanaler, åtte kanaler, surround-lyd (lenke) og flere. Dette er teknologi hvor miksingen plasserer lyden i ulik styrke (variasjon i amplitude) i forskjellige høyttalere for å oppnå opplevelsen av at lyden høres fra en bestemt retning. Vektorbasert panorering (VBAP) er en avansert metode som også gjør det mulig å skape tredimensjonale lydfelt.

<Fasebaserte teknikker>
Fasebaserte teknikker benytter metoder som tar utgangspunkt i hvordan hørselen vår virker. Fordi vi har to ører, vil alle lyder oppleves litt sterkere i det ene eller andre øret (ILD) dersom de ikke kommer rett forfra eller rett bakfra, og det vil også være små tidsforskjeller mellom når lydbølgene treffer ørene (ITD). Lydbølgene som treffer ørene vil dermed være i forskjellig fase (lenke til fase fysikk).

Denne informasjonen blir brukt til å konstruere bølgefronter i teknikker som for eksempel ambisoni (lenke), og skaper slik med varierende troverdighet illusjonen av at lyder kommer fra alle mulige retninger i lydfeltet rundt oss. Konstruksjon av avstander gjøres ved hjelp av kunstig romklang og filtre som reduserer styrken på høye frekvenser, slik det skjer i den fysiske akustikken.

Teknikkene virker best på høye frekvenser, der retningsfølsomheten vår er størst. Gjengivelse av lavere frekvenser på samme nivå fordrer mye energi, og derfor brukes ofte egne høyttalere med store membraner (som kan flytte mye luft), som i enklere systemer som 5.1 surroundlyd.

<Kilder>

Pulkki, V. (1997). Virtual sound source positioning using vector base amplitude panning. Journal of the audio engineering society, 45(6), 456-466.

Rumsey, F. (2012). Spatial audio. Taylor & Francis.

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg