“环绕声”对于影音爱好者来说肯定不会陌生，也有人称为“环回立体声”，也叫“多声道环绕声”。如果你去电影院看电影，或者到音响店买音响，甚至去看某位明星的演唱会，你都会看到有关于环绕声的宣传，还能体验到环绕声效果。在体验的时候，当你听室里上看下看，左看右看就会发现，视听室的前方、侧方、后方，甚至上方都安装了音箱，这时候你或许会觉得奇怪，为什么要那么多的音箱呢？环绕声的目的是让观众有方向感，即聆听者能感受到声源的方向；还有环绕感，即聆听者有被声源包围感觉；还有扩展感，即声源向四周扩散和被物体反射的感觉。
环绕声的首次应用
在环绕声出现之前，电影院的音响通常以三声道形式重放声音的，这三个声道分别是前方的左、中、右声道。后来在观众的左右两侧，后方加入环绕声道音箱，这些声道能够产生重现声音的移动感、定位感，营造电影场景的气氛，让声音效果更接近于现实。
如今的环绕声技术应用不仅局限在电影，甚至是音乐会、电子游戏、广播系统、演唱会、展览厅都会使用到环绕声技术，通过环绕声技术来实现一些特殊的声音效果，提高了用户体验。例如，玩游戏时能知道敌人的方位；看展览作品时，在作品解说时伴随着一些特别的音效，以增加观众的吸引力。如今的环绕声技术是三维声音重现，更进一步地接近于真实的声音重现。不得不说，人类在声音还原方面做出了很大的努力。
迪士尼“Fantasound”
环绕声技术的应用最早出现在1940年由美国迪士尼公司制作的一部名为《Fantasia》（中文名“幻想曲”）的动画音乐选集电影，迪士尼公司和RCA公司合作专门为这部电影开发了环绕声系统，命名为“Fantasound”。
话说，迪士尼当年为了制作这部电影，找到了指挥家Leopold Stokowski（史托科夫斯基）。由他带领费城管弦乐团演奏整部电影所需要的音乐作品。音乐部分在1939年录制，共花费了7周时间才录制完成。录制时一共使用了33支麦克风进行录制，音轨保存到8轨光学录音机里面。在声音重现方面，Fantasound要实现两个效果。第一，声音的移动感，能让声音配合主角米老鼠的动作来移动。第二，得到更大的动态范围，让观众带来乐队就在现场的错觉。
声音的移动感是怎么实现的呢？通过一个三路差分接线方式的电位器来实现。到底怎么理解呢？简单说，有A、B两只音箱，要实现声音从A往B移动。那就先让A音箱发声，然后调整电位器。在调整过程中，A音箱的声音会减少，同时B音箱的声音会提高，最终A音箱不响，B音箱发声。而且经过研究，声音在A、B两只音箱相差20公分距离以上述方式切换就会产生声音移动的错觉。至于怎样实现更大动态范围？就是在响亮的时候增加音量，安静的时候降低音量。因此需要一个可变增益放大器来实现。根据输入电平来改变增益来实现更大的动态范围。
5.1声道与7.1声道
在经历了不断的蜕变，多声道经历了3.0/4.0/5.0等时代，最终迈入了5.1时代。5.1声道的录制非常麻烦，需要采集各种材料然后以手工的方式混合在一起，之后分别录入5.1声道各音轨之中，5.1的主要载体是电影与唱片。
大部分电影中，90%的对白会由中置音箱播放，而立体环绕感主要由前方声场构造与前后环绕侧箱构建。不少爱好者喜欢在5.1时代说后环这个词，这是因为当初大家想把5.1负责后面声场的环绕想成后环，但实际这两个音箱并不是放在后方，而是side surround，也就是侧环绕。
现今次世代7.1声道在蓝光音视频升级的过程中，音频从数据和原始录音声道数上的突破，让7.1声道DTS HD和Dolby TureHD披上了次世代音轨的称号，这也是真正意义上的原始7.1家庭影院格式！
后置中央声道可以用Surround Back来统一称呼。虽然也是通过电脑模拟出来的Surround back L与Surround back R，但都是基于侧声道环绕分别抽取的声音。而基于Dolby TureHD与DTS HD的Surround back L&R，是真正完全分离的，所以在摆放的位置上，也不存在是否需要尽量靠近一说了。
沉浸式环绕声7.1.4甚至更高
在不断进化的脚步中，难免会遇到瓶颈，以前所有的录音都是基于声道，要考虑每一个声道要出什么声音，然后再构成一套完整的体系。5.1还想较简单，然而做成7.1就相对复杂，不谈制作难度，庞大的音轨数据量就可以把录音师搞疯。于是一种新的混音技术出现了————Dolby Atmos和DTS:X。
你要做5.1，就每个声道去混音，你要混6个分别送到5.1声道中。如果是7.1那么就要混8个。而基于对象则是，我不考虑你用多少个声道回放，我只管电影中会出现哪些声音，然后给这些声音定出坐标和运动轨迹。
然后，你用的多少声道的家庭影院，功放自动运算，把这些声音分别送到相应的声道放出来就行了。杜比ATMOS全景声就是第一个运作这个技术的格式，同时为了让声音更逼真更有代入感，杜比ATMOS还加入了头顶上的天空声道。
声音的描述方式也在改变
从文章开头看到现在，是不是发现随着人类对环绕声的探索，音箱的数量也在增加，甚至还增加了增高、增宽声道音箱，在音效制作上更加入了对声音高度感描述的声轨，相继出现了10.2/12.2、11.1、22.2声道环绕声。10.2/12.2是THX创始人Tomlinson Holman开发，宣传口号是“两倍好于5.1”。在重放环绕声的时候，前方使用7个音箱重播，分别是左、中、右、左增宽，右增宽，左增高，右增高。环绕声道是3个音箱重播，分别是左环绕、右环绕和后环绕。然后再加上2个低音效果声道。至于12.2就是增加两个环绕声道，分别是左扩散环绕和右扩散环绕，作用就是营造反射声。
11.1是Barco公司使用的环绕声系统，实际上就是Auro-3D的音箱布局之一。它在5.1声道布局的基础上再增加6个声道，分别是左、中、右3个前置声道以及2个环绕声道的增高声道音箱，以及1个位于顶部的音箱（又称为“上帝之声”），从而形成三层式的音箱布局。在音轨制作的时候已经具备对声音高度感描述的声轨，然后采用编码技术把12个声轨变成6个声轨（5.1声道），在重播的时候再通过解码方式还原。
22.2是NHK科学技术研究实验室开发，搭配Super Hi-Vison巨幕做商用超高清演示。它的音箱布局更复杂，仅仅是前方就有11个音箱，分三层布局，环绕声部分共10个音箱，再加上1个顶部音箱以及2只低音音箱。而且NHK科学技术研究实验室还为22.2声道重新设计了拾音系统。另外，我们熟悉的Dolby Atmos、DTS:X也是具备声音高度感描述的环绕声技术。
我们对声音高度的感知
在环绕声重放里面使用增高声道，或顶部声道音箱，增加了对声音高度感的描述，使得声音从二维平面转向三维立体，实现了沉浸式的听音效果。对于人类对声音高度感的感知能力主要依赖肩膀、头部和耳廓反射所造成的频率变化。在1996年的时候科学家就进行深入研究，研究发现了声源位置于特定频率的提升和衰减之间的关系，这个特定频率被命名为“方向性频段”。
到了2015年，两位科学家对声源带宽、时长和音箱位置等不同物理因素进行了研究，分析了它们对于位置感知的影响，最终得到的研究结果。例如，用一个8kHz为中心频率的1/3倍频程的声源在一个空间的8个区域中播放，用来测试听音者对于声音定位响应的百分比。结果这些区域的声源都可以为听音者提供高度定位。其中，听音者以头顶上方，前上方，后上方的响应最多。但如果“方向性频段”发生改变时会影响人类对高度定位的感知。因此，在录音和播放时需要考虑频率内容对信号在人头上半部分的合理分布可能产生的影响。
“声音对象”的三维沉浸式音效
在上述提到的三维沉浸式环绕声里面，只有Dolby Atmos和DTS:X是目前主流的两种环绕声技术。其中，以Dolby Atmos的应用是最广泛的。它们在制作上是在基于“声道”的基础上整合“声音对象”。什么叫声音对象呢？那是音频元素和体现艺术动机的相关参数。比如说，一些需要移动的音频元素，或者需要出现在特定位置的声音元素，音频工程师在设计音效时需要在音频工作站里面给这个音频元素设定一个在空间中的运动轨迹，或者所在位置。在回放的时候，环绕声系统会根据音箱的配置进行声音分配来实现声音的移动感和空间定位。Dolby Atmos和DTS:X对环绕声系统里面的每一个声道都是独立控制的，在专业电影院里面都使用多只音箱组成阵列的形式来播放。理论上，音箱的数量越多，它的声音移动感就会更平滑，定位更精准。Dolby Atmos在商业电影院中最多可以实现64声道输出，DTS:X可以实现11.2（13声道），而DTS:X Pro版本为30.2（32声道）。
为音乐制作而开发的四声道立体声
踏入50年代，环绕声再次在电影中出现。1952年的电影《This is Cinerama》就使用了7个声道来重现环绕声，包括前方5只音箱和后方2只音箱，然后由一名音响工程师在后台根据剧情需要来控制声音的定位和移动效果。与此同时，人类对环绕声技术的探索力度继续加大，环绕声的开发以及应用就在这个年代争相出现。
四声道立体声就是50年代出现的环绕声技术，主要应用于音乐录制。四声道采用前方左/右2只音箱，后方左/右2只音箱进行声音回放，音乐的主体内容由前方左右声道音箱重现，后方两个音箱播放一些混响声音，或者听众掌声，从而实现沉浸式音响效果。德国德律风根和美国Ampex在50年代就开发了四声道开盘录音机。到了1954年，四声道开盘录音机开始在欧洲的一些音乐制作室里面使用，开始尝试四声道音乐的制作。一直到了60年代末才开始向家用市场推广四声道录音，70年代开始盛行。
从上世纪40年代的“Fantasound”到今天的Dolby Atmos、DTS:X，在环绕声技术几十年时间的发展，音频工程师们不断地研究，不断地尝试，从而改进环绕声的制作和播放，优化环绕声系统的性能，而音乐和电影制作人也花了大量的精力来制作环绕声音乐和电影音效，一方面向业界展示自己的成果，另一方面是为了让听众/观众提供更好的听觉体验，我们今天能够在逼真震撼的环绕声效果，能够沉浸在电影情节里面，能够感受到如同现场版的音乐会，离不开前人的努力。
