单机游戏与移动游戏中不同的响度范围

2015-11-17 19:20 | 发布者: 梒小婵

本文是一篇客座文章，作者是Bernard Rodrigue，来自中间件供应商Audiokinetic。文章讨论了如何在一系列游戏音频特定的场景中测量响度，比较了移动游戏平台和家用游戏机响度的不同，以及家庭娱乐游戏和AAA级战争游戏响度的不同。
综述
EBU R-128响度建议和ITU-R BS.1770-3响度规格包括三种不同的测量标准：
λ 响度电平（处于不同的时间范围）
λ 响度范围 (LRA)
λ 真实峰值电平
响度电平是EBU/ITU标准的基础，因为它提供了测量数字信号可感知响度的一种普遍方法。真实峰值电平模拟出持续信号电平的近似值。响度范围对一段时间内的响度值进行统计分析，并给出动态范围的标准。
本文将深入探索响度范围的功能，看在游戏中如何具体使用它。
合成响度范围
响度范围由某段时间内——通常是游戏特定片段（关卡、分镜、菜单）相应的时间段——捕获的响度电平来测量。算法排除了所有无声的片段（-70LUFS），去除非常安静的片段（<10>95%）。然后响度范围根据所测量响度的统计分布来计算。因此，短促而大声的声音片段不会影响一段较长声音的响度范围。
响度计测出的每个EBU/ITU值都能够测量响度范围。较低的响度范围（5LU到10LU）表明安静与嘈杂的声音片段区别不大。较高的响度范围（15LU到20LU）表示安静与嘈杂的声音片段有较大差别。
EBU响度建议不会把最大的或最小的响度范围列入其中，但是会表明超过20LU的响度范围可能过大。现在，根据目标观众、目标媒介（移动端、家用机）和游戏类型（家庭型、射击型、益智型等），可以选取不同的响度范围。
场景分析
以下是三种不同的游戏场景：
λ 移动设备中的益智游戏
λ 使用动作捕捉技术（如：体感）的家庭/聚会游戏
λ 单机战争游戏
这三种游戏在混音方法上大相径庭。更具体地说，它们的目标设备不同，适用的地点也不同。
我们主要关注两个不同的方面：
λ 游戏过程中的环境噪声
λ 扬声器的类型及响度

在公共交通中玩移动设备上的游戏，这是有可能的。汽车、公交车、火车的环境都很嘈杂，即使戴着耳机也一样。如果安静的声音片段音量不够高，就有可能听不到，因为会被周围的噪音掩盖住。同样，移动设备上的游戏使用设备内置扬声器，则频率响应较弱，容易失真。总之，移动游戏应配制较低的响度范围，这样玩家就能听到所有的内容，即使再安静的声音片段也能听清。
家庭聚会游戏也面临着环境噪音的问题。这类游戏经常是在很多人交谈、走动的房间中进行的。游戏很有可能是通过电视扬声器播放的，声音质量很一般。这种游戏可以配制中等的响度范围。
第一人称的战争游戏更有可能在理想的声音条件下播放，无论是通过高质量的音响设备或是在安静的房间中通过耳机播放。这种游戏的性质要求具备高动态范围，因为喧闹的枪炮声也可以在安静的脚步声或谈话声片段中出现。这种游戏更适合配制高响度范围。
一旦确定了目标输出设备和游戏类型，理解并正确解读响度范围标准就变得很重要。
调整响度范围
测量游戏片段的响度范围时，可能会面临响度值过低或过高的情况。
如果响度范围过了度，首先需要监控并记录所分析片段瞬时和短期的响度电平。确定了电平过低或过高的片段，就可以调整特定声音的音量，以降低动态范围。
由于电子游戏不可预知且变化莫测，我们很难确定哪些声音过低或过高。降低响度范围的另一种方法是压缩机效果处理信号。
EBU R-128响度标准建议压缩机作以下设置：
λ 低门限值（<-40 dBFS）
λ 中等压缩比(1:1.2 – 1:1.5)
λ 较长的释放时间（>1 s）
增加环境音量还可以使用侧链的方法。如果设置了重要的声音以躲避环境音，那么在混音时需要分离重要声音，保证声音的清晰度。
另一方面，如果动态范围太低，则需要在混合的声音中增加音量变化。以下列举一些可以做的事项：
检验总线主控器中限制器的设置，因为可能会过多压缩混合音。
降低背景音乐或环境的音量，这样安静片段就比嘈杂片段可听到的音量低。
增加游戏中重要片段的音量。
使用HDR（高动态范围）技术，减少HDR衰减率或增加HDR衰减的门限值。
深入探讨
可定制的动态范围设置
基于某些因素而把一个特定的响度范围作为目标，这是可能发生的。但是，选择的目标范围不一定总是游戏玩家最好的选择。越来越多的游戏为终端用户提供了可定制的动态范围设定。这个想法很有意思。
为了支持这一特色，需要动态地降低动态范围，以保证最安静的片段都能听得到。前文提到的很多种方法都能实现这一目的。例如，可以使用压缩机改变运行中的动态范围。
监控移动设备在室内的噪音电平
现在大多数移动设备都配备了内置麦克风。用麦克风监控当前室内的噪音电平，这种想法很有趣。我们可以利用该电平，动态压缩游戏信号，使得游戏动态范围适应室内的噪音电平。
通常我们可以在移动设备中发现类似的方法——操作系统测量进入内置摄像头的光量，以实时适应移动设备显示器的亮度。
为了在音频领域实现这一特色，系统可能需要：
过滤麦克风的输入电路，清除触屏设备中手指敲击屏幕的噪音。
平均一段时间内的输入值，削弱噪音波动。
使用设备内置扬声器时，把输出阶段删去的内容加到输入信号中。
最后说明
响度范围是很好的测量工具，可以在混音时更好地解读混合的声音，帮助决策。
但是，在混音室这种听力条件完美的环境中工作时，需要特别仔细。监控扬声器中出现的所有细微的声音都可能不会在现实生活中听到。同样需要记住的是，响度范围只是音量变化的总体指标。它去除了很小一部分吵闹的片段（最吵闹的5%），因此也会偶尔出现特别吵闹的声音（比如枪声），但是不会影响响度范围。
关于Audiokinetic
写这篇文章时，Audiokinetic目前正完成了EBU R-128和ITU-R BS.1770-3响度计的安装工作。之后会补充一套HDR设备，帮助游戏开发师为自己的游戏获得更先进的动态混音技术。

发布者: 梒小婵