Введение
Компания Dolby Laboratories, Inc. (часто сокращаемая до Dolby Labs и известная просто как Dolby) — британско-американская технологическая корпорация, специализирующаяся на шумоподавлении в аудио, кодировании/сжатии звука, пространственном аудио и технологиях HDR-изображения. Dolby лицензирует свои технологии производителям потребительской электроники.
Dolby Laboratories, Inc. (often shortened to Dolby Labs and known simply as Dolby) is a British American technology corporation specializing in audio noise reduction, audio encoding/compression, spatial audio, and HDR imaging. Dolby licenses its technologies to consumer electronics manufacturers.
История
Dolby Labs была основана Рэем Долби (1933–2013) в Лондоне, Англия, в 1965 году. В том же году он изобрел систему Dolby Noise Reduction – метод обработки аудиосигнала для снижения фонового шипения на кассетных записях. Его первый патент на эту технологию был подан в 1969 году, спустя четыре года. Данный метод впервые был использован компанией Decca Records в Великобритании. Впоследствии другие компании начали приобретать технологию Dolby A301, представлявшую собой профессиональную систему шумоподавления, применяемую в записи, кинопроизводстве, на радиовещательных станциях и в сетях связи. Среди этих компаний – BBC, Pye, IBC, CBS Studios, RCA и Granada. В 1976 году штаб-квартира компании была перенесена в Соединенные Штаты (Сан-Франциско, Калифорния). Первым продуктом Dolby Labs стал модуль Dolby 301, включавший в себя Dolby Noise Reduction Type A – систему шумоподавления на основе компандера. В дальнейшем фильмы стали использовать шумоподавление Dolby на всех предварительных миксах и мастерах, однако на копиях для проката применялась обычная оптическая звуковая дорожка. Фильм «Callan» (1974) стал первым, использующим Dolby-кодированную оптическую звуковую дорожку. В 1975 году Dolby выпустила Dolby Stereo, которая, помимо увеличения количества аудиоканалов, включала в себя систему шумоподавления (Dolby Stereo фактически могла содержать дополнительные центральный и окружающие каналы, матрицированные из левого и правого). Фильм «Lisztomania» (1975) стал первым фильмом с Dolby-кодированной стереооптической звуковой дорожкой, хотя в нем использовался только метод кодирования LCR (левый, центр, правый). Первый полноценный саундтрек LCRS (левый, центр, правый, окружающий звук) был закодирован в фильме «Звезда родилась» в 1976 году. Менее чем за десять лет 6000 кинотеатров по всему миру были оснащены звуковой системой Dolby Stereo. Dolby немного модифицировала систему для домашнего использования и представила Dolby Surround, которая извлекала только канал окружающего звука, и более продвинутую Dolby Pro Logic, являвшуюся домашним аналогом театральной Dolby Stereo. Dolby разработала цифровую схему сжатия окружающего звука для кинотеатров. Dolby Stereo Digital (ныне просто Dolby Digital) впервые была использована в фильме 1992 года «Бэтмен возвращается». Внедренная на рынок домашних кинотеатров как Dolby AC 3 с выходом на лазерном диске «Clear and Present Danger» в 1995 году, эта технология не получила широкого распространения среди потребителей, отчасти из-за необходимости дополнительного оборудования для ее использования, пока она не была принята в качестве части спецификации DVD. Dolby Digital теперь используется в стандарте HDTV (ATSC) в США, DVD-плеерах и многих спутниковых и кабельных телевизионных приставках. Dolby разработала цифровую схему сжатия окружающего звука для телесериала «Симпсоны». 17 февраля 2005 года компания стала публичной, разместив свои акции на Нью-Йоркской фондовой бирже под тикером DLB. 15 марта 2005 года Dolby отметила свое 40-летие на фестивале ShoWest 2005 в Сан-Франциско. 8 января 2007 года Dolby объявила о выпуске Dolby Volume на Международной выставке потребительской электроники. 18 июня 2010 года Dolby представила Dolby Surround 7.1 и оснастила кинотеатры по всему миру акустическими системами 7.1 для обеспечения театрального 7.1 окружающего звука. Первым фильмом, выпущенным в этом формате, стала «История игрушек 3» от Pixar, за которой последовало еще пятьдесят релизов, использующих этот формат. В настоящее время около 80% выпускаемых фильмов по умолчанию микшируются в Dolby Surround 7.1. В апреле 2012 года Dolby представила Dolby Atmos – новую кинематографическую технологию, добавляющую верхние звуковые каналы, впервые примененную в мультфильме Brave от Pixar. В июле 2014 года Dolby Laboratories объявила о планах по внедрению Atmos в домашние кинотеатры. Первым телешоу, использующим эту технологию на диске, стала «Игра престолов». 24 февраля 2014 года Dolby приобрела Doremi Labs за 92,5 миллиона долларов наличными, плюс дополнительные 20 миллионов долларов в виде условного вознаграждения, которое может быть получено в течение четырехлетнего периода. В мае 2019 года Dolby приняла решение добавить Dolby Atmos в сотни новых песен музыкальной индустрии. В мае 2020 года Dolby запустила платформу для разработчиков Dolby.io, предназначенную для предоставления разработчикам самообслуживания доступа к технологиям Dolby через публичные API. Это позволяет любому человеку или организации, независимо от размера, интегрировать в свои веб-сайты, приложения, игры и т.д. такие функции, как улучшение медиа и транскодирование, пространственное аудио, высококачественная видеосвязь и потоковое вещание с низкой задержкой.
Аналоговое звуковое шумоподавление
Dolby A: профессиональные системы шумоподавления для аналоговых магнитных лент и кассет. Dolby NR/B/C/S: системы шумоподавления для потребительского использования, предназначенные для кассет и аналоговых магнитных лент. Dolby SR (Spectral Recording): профессиональная четырехканальная система шумоподавления, используемая с 1986 года, которая улучшает динамический диапазон аналоговых записей и передач до 25 дБ. Dolby SR используется звукорежиссерами и инженерами постпродакшна, телерадиокомпаниями и другими профессионалами в области звука. Она также является эталоном в аналоговом звуке кинофильмов и сегодня присутствует почти во всех 35-миллиметровых кинопленках. В фильмах с цифровыми звуковыми дорожками SR-дорожка используется в кинотеатрах, не оборудованных для цифрового воспроизведения, и служит резервной копией в случае проблем с цифровой дорожкой. Dolby FM: система шумоподавления для FM-радиовещания. Dolby FM была опробована несколькими радиостанциями, начиная с WFMT в 1971 году. Она использовала Dolby B в сочетании с предварительным усилением 25 микросекунд. Небольшое количество моделей тюнеров и ресиверов предлагалось со встроенным необходимым декодером. Кроме того, появились несколько моделей кассетных дек, которые позволяли использовать внутренний декодер Dolby B в линейном тракте, что позволяло применять его для трансляций Dolby FM. Система не получила распространения и к 1974 году начала приходить в упадок. Dolby HX Pro: система, используемая в высококлассных магнитофонах для увеличения динамического диапазона. Смещение записи уменьшается по мере увеличения высокочастотной составляющей записываемого сигнала, и наоборот. Она не влияет на сам записываемый звук и не требует специального декодера. Теоретически, любая кассета, записанная с использованием HX Pro, будет звучать лучше на любой деке. Dolby Advanced Audio: технология Dolby Surround Sound, блокирующая предпочтительный уровень громкости, оптимизирует звуковые характеристики для конкретных моделей ПК и позволяет увеличивать громкость встроенных динамиков без искажений.
Обработка звука
Dolby Headphone: реализация виртуального объемного звучания, имитирующая звук 5.1 в стандартной паре стереонаушников. Dolby Virtual Speaker: имитирует звук 5.1 в системе из двух стандартных стереодинамиков. Dolby Volume: снижает перепады громкости. Dolby Mobile: версия технологии объемного звучания Dolby, разработанная специально для мобильных телефонов, в частности HTC Desire HD, LG Arena и LG Renoir. Dolby Audio Plug-in for Android: API, поставляемый в виде библиотеки Java, позволяющий разработчикам Android использовать технологию Dolby Digital Plus, встроенную в мобильные и планшетные устройства, такие как серии Fire HD, Fire HDX и Samsung Galaxy Tab 3. Dolby Voice: аппаратные и программные продукты для веб-конференций корпоративного уровня.
Обработка видео
Dolby Contrast обеспечивает улучшенный контраст изображения на ЖК-экранах с LED-подсветкой посредством локального затемнения. Perceptual Quantizer (PQ), опубликованный SMPTE как SMPTE ST 2084, является функцией передачи, позволяющей отображать видео с высоким динамическим диапазоном (HDR) с уровнем яркости до 10 000 кд/м² и совместимой с цветовым пространством Rec. 2020. 27 августа 2015 года Ассоциация потребительской электроники объявила о медиапрофиле HDR10, использующем цветовое пространство Rec. 2020, SMPTE ST 2084 и 10-битную глубину цвета. 2 августа 2016 года Microsoft выпустила обновление Windows 10 Anniversary Update, поддерживающее формат HDR10 с функцией передачи PQ (ST 2084) и цветовым пространством Rec.2020. Dolby Vision – это формат мастеринга и доставки контента, аналогичный медиапрофилю HDR10. Он поддерживает как высокий динамический диапазон (HDR), так и широкую цветовую гамму (ITU R Rec. 2020 и 2100) на всех этапах – от создания и производства контента до передачи и воспроизведения. Dolby Vision включает в себя электрооптическую функцию передачи Perceptual Quantizer (SMPTE ST 2084) и поддерживает дисплеи с максимальной яркостью до 10 000 нит (4 000 нит на практике). Он также обеспечивает разрешение до 8K и глубину цвета до 12 бит (с обратной совместимостью с существующими 8-битными и 10-битными дисплеями). Dolby Vision может кодировать колориметрическую информацию мастер-дисплея с использованием статических метаданных (SMPTE ST 2086) и динамических метаданных (SMPTE ST 2094 10, формат Dolby) для каждой сцены или кадра видео. Примеры Ultra HD (UHD) Dolby Vision доступны на телевизорах, мониторах, мобильных устройствах и в кинотеатрах. Контент Dolby Vision может быть доставлен на дисках Ultra HD Blu-ray, через традиционное вещание, OTT и онлайн-сервисы потокового видео. Метаданные Dolby Vision могут передаваться через интерфейс HDMI версий 1.4b и выше. Он также поддерживает цветовое пространство IPTPQc2, аналогичное ICtCp. Dolby Vision IQ – это обновление, предназначенное для оптимизации контента Dolby Vision в соответствии с яркостью в помещении. ICtCp обеспечивает улучшенное цветовое представление, разработанное для высокого динамического диапазона (HDR) и широкой цветовой гаммы (WCG). Улучшенная постоянная яркость является преимуществом для операций обработки цвета, таких как цветовая субдискретизация и отображение цветового охвата, где изменяется только цветовая информация.
Живой звук
Dolby Lake Processor – с 2009 года все продукты Lake находятся в собственности Lab Gruppen. За прошедшие годы Dolby разработала несколько систем пространственного звучания. Их различия описаны ниже.
Системы окружения с матрицей Долби
Декодер Кодер Год Описание Каналы Dolby Stereo Dolby MP Matrix 1975 Использование в кинотеатрах с оптической технологией. Использует Dolby A для шумоподавления. 4:2 кодируется для 35-мм пленки и 2:4 декодируется обратно в 4.0 с помощью Dolby Stereo Processor. Дискретный 6-трековый магнитный вариант для 70-мм пленки. FL FR с C и MonoSurround, обработанные матрицей Dolby Surround. 1982 Потребительский вариант Dolby Stereo. Оригинальный декодер использовал простую пассивную схему L R с задержкой и фантомным центральным каналом для декодирования в 3 канала. FL FR и MonoSurround, обработанные матрицей. Dolby Stereo SR Dolby MP Matrix 1986 Добавление шумоподавления Dolby SR к Dolby Stereo для повышения четкости и динамического диапазона. FL FR с C и MonoSurround, обработанные матрицей. Dolby Pro Logic 1986 Modern1987 Эталонный активный матричный декодер 2:4 (кат. № 150) для Dolby Stereo и Dolby Surround. Точно декодирует Lt/Rt для восстановления 4.0-канального объемного звучания LCRS. FL FR с C и MonoSurround, обработанные матрицей. Dolby Pro Logic II N/A 2000 Преобразует (upmixes) не кодированный стереосигнал в Surround 5.1. Также может использоваться для декодирования Dolby Surround для воспроизведения в формате 5.1. Потребительские декодеры часто включают режимы "Кино", "Музыка" или "Игра". FL FR C SL SR SUB Dolby Pro Logic IIx N/A 2002 Расширение PLII. Улучшает стерео, Dolby Surround и Dolby Digital 5.1 до 6.1 или 7.1. Декодирует Dolby Digital EX до 6.1 или 7.1. Сохраняет режимы "Кино", "Музыка" или "Игра" в потребительских продуктах. FL FR C SL SR SUB Левый задний и правый задний каналы. Dolby Pro Logic IIz N/A 2009 Расширение PLIIx. Декодирует Stereo, Dolby Surround или дискретные сигналы 5.1/6.1/7.1 до 7.1 с высотой или полного 9.1 с добавлением фронтальных каналов высоты. Последний декодер, выпущенный под брендом Dolby Pro Logic. L, C, R, Lss, Rss (боковые каналы объемного звучания), Lrs, Rrs (задние каналы объемного звучания), LFE, Lvh и Rvh. Dolby Surround (2014) N/A 2014 В 2014 году Dolby вновь представила термин Dolby Surround. Теперь этот термин относится к новому декодеру/преобразователю частотной области. Dolby Surround является полной заменой Pro Logic; он принимает стерео (дискретный или матричный), 5.1 и 7.1 сигналы для воспроизведения в широком диапазоне выходных конфигураций, включая конфигурации с высотными каналами.
N/A 2000 Upmixes non Encoded Stereo to Surround 5.1. Can also be used to decode Dolby Surround for 5.1 Playback. Consumer Decoders often include specific Movie, Music, or Game modes. FL FR C SL SR SUBDolby Pro Logic IIx N/A 2002 Extension to PLII. Enhancement of either Stereo, Dolby Surround, Dolby Digital 5.1 to 6.1 or 7.1. Decodes Dolby Digital EX to 6.1 or 7.1. Retains Movie, Music, or Game modes in Consumer Products. FL FR C SL SR SUB Left Back and Right BackDolby Pro Logic IIz N/A 2009 Extension to PLIIx. Decodes Stereo, Dolby Surround or Discrete 5.1/6.1/7.1 to 7.1 Height or Full 9.1 with the addition of Front Height Channels. Last Pro Logic Branded Decoder from Dolby. L, C, R, Lss, Rss (side surrounds), Lrs, Rrs (rear surrounds), LFE, Lvh and RvhDolby Surround (2014) N/A 2014 Dolby reintroduced the Dolby Surround terminology in 2014. The term now refers to a new frequency domain decoder/upmixer. Dolby Surround is a complete replacement for Pro Logic; it takes in stereo (discrete or matrixed), 5.1 and 7.1 inputs to play over a wide range of output configurations including those with height channels.
Системы дискретного звукозаписи Dolby
Формат Основной кодек Год Описание Каналы Dolby Digital AC-3 1986 Современный 1992 Фильм 1995 Лазерный диск Дискретный кодировщик/декодер. Стереовыход может быть сгенерирован из 5 программных каналов с использованием кодирования Pro Logic. Это позволяет системам, ограниченным стереовыходом, передавать окружающий звук. L R C Ls Rs LFE Dolby Digital Surround EX AC-3 1999 6.1 или 7.1 Окружение посредством матричного кодирования каналов Ls/Rs в 5.1. Сохраняет обратную совместимость со стандартным цифровым форматом 5.1. Матричное декодирование может извлекать Cs (моноокружение) или Lrs, Rrs (стереоокружение) из сигналов Ls и Rs. Dolby TrueHD MLP 2006 Кодек сжатия без потерь; поддерживает частоту дискретизации от 44,1 кГц до 192 кГц и разрядность до 24 бит; поддерживает переменную скорость передачи данных до 18 Мбит/с; максимальная поддержка каналов – 16 каналов в текущей реализации. Более высокая скорость передачи данных, чем у Dolby Digital Plus. Поддержка каналов Blu-ray Disc – до восьми каналов аудио 96 кГц/24 бит; шесть каналов (5.1) – до 192 кГц/24 бит; и два-шесть каналов – до 192 кГц/24 бит, максимальная скорость передачи данных – до 18 Мбит/с. Dolby Digital Plus Enhanced AC-3 2006 Кодек сжатия с потерями; частота дискретизации 48 кГц, разрядность 20 бит; поддерживает скорость передачи данных от 32 кбит/с до 6 Мбит/с, масштабируемая, включая 768 кбит/с – 1,5 Мбит/с на оптических дисках высокой четкости (как правило) и 256 кбит/с для вещания и онлайн-трансляций. Поддержка от 1,0 до 7,1 каналов для современных медиа-приложений; расширяется до 16 каналов; дискретный. Обратная совместимость с Dolby Digital через соединение S/PDIF со скоростью до 640 кбит/с. Поддерживает метаданные Dolby. L R C Lss Rss LFE Lrs Rrs Dolby Surround 7.1 N/A 2010 Новый звуковой формат для киносаундтреков, добавляющий два дополнительных канала окружающего звучания. L, C, R, Lss, Rss (боковые каналы), Lrs, Rrs (задние каналы), LFE Dolby Atmos Cinema: SSLAC. Для потребителей: Dolby Digital Plus JOC, MLP, AC-4. 2012 Расширяет существующие форматы окружающего звучания, добавляя верхние каналы и аудиообъекты. Каждый аудиообъект состоит из монофонического аудиосигнала и метаданных, описывающих местоположение звука, размер и другие параметры управления рендерингом. Объектный рендерер преобразует аудиообъекты в сигналы выходных каналов. Использование аудиообъектов позволяет описать звук независимо от конкретной конфигурации акустических систем. Для кинопроката весь звук кодируется без потерь в формате PCM или SSLAC (Samplerate Scalable Lossless Audio Coding). Каналы звуковой дорожки для кино: L, R, C, LFE, Lss, Rss (боковые каналы), Lrs, Rrs (задние каналы), Lts, Rts (верхние каналы). Примечание: количество и предполагаемое расположение выходных каналов определяется при воспроизведении на основе доступных акустических систем.
L, R, C, LFE, Lss, Rss (side surrounds), Lrs, Rrs (rear surrounds), Lts, Rts (top surrounds). Note: the number and intended location of output channels is defined at playback based on the available loudspeakers.