日趋流行的电影红光还音技术

上海永乐影视技术有限公司

概况
2003年9月，美国梦工厂制片公司在好莱坞染料声迹委员会的支持下，发行了世界上第一部100%纯青染料声迹的影片《ANYTHING ELSE》，使得研制酝酿多年的青染料声迹影片终于落地开花。紧接着，米高梅公司和迪斯尼公司分别于2004年5月和2004年9月用青染料声迹发行了影片《SOUL PLANE》和《MR.3000》。更多的制作发行计划还在安排之中。一场脱胎换骨的、节能环保的影片声带洗印变革开始了。

图: 世界上第一部纯青染料影片《ANYTHING ELSE》

伴随这一变革的步伐，美国已经有80-85%的影院配备了与青染料声迹相适应的红光还音设备；我国也已有超过上千家的影厅配备了此种设备。近年来，世界各地主要的放映机生产厂商均已大量投产装有红光还音设备的放映机，白炽激励灯还音放映机已趋于停产；我国新出产的放映机中也有近70%安装了红光还音设备。红光还音技术自上世纪末诞生以来，以其出色的兼容性能、稳定的还音质量和在节能环保方面的独特作用，逐步确立了其在影片发行放映中的主导地位。

起源

二十世纪以来，环境保护的呼声日益高涨，环保旋风刮遍各行各业，其中自然少不了对环境有重大污染且消耗大量水资源的传统影片洗印行业。影片所使用的传统模拟留银声带在生产过程中，产生大量有害的化学物质，对环境造成了严重破坏。根据环保要求，将面临淘汰。因此，上世纪末，人们开始研究用其它方法来替代此前被大量使用的白炽激励灯留银声带还音系统。研究发现，620-680纳米波长的红光（以650纳米波长为最佳）和青光相加，可得到黑色影像。根据这一光谱叠加的原理，人们实验利用磷砷化镓发光二极管所发出的650纳米波长红光照射无污染的、不含银元素的青染料声带，通过镜头组的放大和汇聚，在光电池上得到了非常明晰的声音轨迹图像。同时，研究还发现，此类波长的红光能被现行留银声带中的银元素有效地遮挡，在声轨背后留下黑色的影像。也就是说，用红光照射目前的普通留银声带，同样能在光电池上留下极佳的声迹光学影像。这样就解决了系统升级换代中的兼容问题，为红光还音技术取代传统还音技术奠定了基础。

为了更好地发挥红光还音的效益和最大限度地利用现有的洗印设备，国外还研制出一种高品红声带作为过渡。这种声带在红光照射下的还音效果要好于普通留银声带。它的含银量略低于现有声带，通过高品红与红光叠加和红光被银元素遮挡的双重光学原理在光电池上留下高品质的声音轨迹影像。目前，发达国家大都使用此类声带。

对比试验证明，红光对于模拟的青染料声迹、高品红声迹有着极佳的还音效果，对普通留银声迹的还音效果与传统白光非常接近；而传统的白光除了能有效还原有污染的留银声带外（通过白光被银元素遮挡的原理），对高品红声带的还音效果要次于红光，对无污染的青染料几乎无法有效还音。可见，在模拟声领域，红光还音技术取代白光还音技术已经成为行业发展的必然。

图 DOLBY公司的CAT.764青染料测试片

对于数码声带，由于原本就是用无银的染料加工的，不存在污染。通过红光或白光的光照，均可以在CCD光电耦合器上，产生声音信号，质量相仿。但由于红光还音器件能耗小、寿命长、成本低，因此，红光还音在数码声领域，也逐渐成为了一种趋势。

产品
根据红光还音技术开发的还音装置有多种形式，都装在放映机上。红光波长均在620-680纳米之间，结构不一，效果和成本也略有区别，主要分成加装式、换装式和改装式三种。图3 DOLBY公司的CAT.701数码还音信号读取装置(加装式)
所谓加装式，就是利用放映机头和供片臂之间的空间加装红光还音信号读出头。此类形式目前都为还原数码声带而设计，成本略高，主要针对一些机头结构和空间不适合彻底换装红光还音装置的放映机型加装数码还音功能之用，如：DOLBY公司的CAT701、CAT702数码读取器等。国内加装的放映机有我们常见的老式松花江5502、5505等机型。

换装式是目前国内外最为流行的、也是最彻底、最成熟的红光还音技术的应用形式。它是在保留放映机机头传动结构和稳定系统不变的前提下，在原来安装激励灯还音系统的地方安装上新型的红光还音装置。既可以装单独的模拟红光还音装置，也可以一步到位地安装数码/模拟双重红光还音装置。整个还音系统的元器件全部更新，如：全新的磷砷化镓红光发光管、重新设计的透镜组、CCD数码信号接收板、一体化的带光学隙缝的光电池模拟信号接收板（接收板含前置放大和降噪功能）、可调节并锁定纵向、横向、(换装式)方位等多个自由度的机械座架机构等。目前这种形式的红光还音装置已发展到第二代。与第一代相比，其镜头的相对孔径比更小，透光率更好，发光管的工作电流更小、寿命更长。

图珠江FG35-2放映机上采用的永乐模拟单红光还音装置

图松花江5515放映机上采用的永乐数码/模拟双红光还音装置(换装式)

换装式之所以被市场广泛接受，主要是因为其信噪比高、频谱特性平直；功耗小（低于1W）、可连续使用、寿命长（高于15,000小时）；体积小（全套数码/模拟双红光系统不占用额外的放映机体积）；操作简便，一经调试，音效质量长期稳定可靠，在寿命期内无需复杂的维护工作（只需保持清洁和少量的电平调整工作）等。由此所带来的一系列便利不仅使得影院音色质量明显提高，而且还大大降低了影院的设备维护成本，无形中带动了影院的票房收入。换装式红光还音设备极高的性能价格比也因此突现，成为当今影院高保真还音系统中一种优秀的信号源。正所谓无心插柳柳成荫，恐怕这也是当年抱着环保初衷的红光(改装式)还音技术的倡导者们所始料未及的吧。

图东风FG35放映机上采用的模拟单红光还音装置

改装式的整个系统是通过部分保留放映机原有的还音系统（如：光电池、机械或光学隙缝等），改装新型的发光源（如：红光发光二极管、激光发光管）和降噪电路等来组成的。目前，这种形式只能适用于模拟的还音系统。其最大的好处是一次性投资成本较低；缺点是信噪比较低、频谱响应稍逊。