SOUND FOR FILM

From Mute to Dolby Atmos™

Part 3 - Beyond 5.1

5.1 is still today’s most common sound format for cinema.

But the quest for improvement didn’t stop.

In 1993, Sony™ launched the SSDS, Sony Dynamic Digital Sound format, for Shwarzenegger‘s “Last Action Hero”. It has 2 extra channels behind the screen: Left-Center and Right-Center. It was the first 7.1 format on the market.

In 1999, with the new “Star Wars”, Dolby™ released the Dolby™ Digital EX, 6.1 channel with a decoding matrix to add an extra surround channel.

So, where do we need more channels? At the front or at the back? Who will win?

In my opinion, the front is already pretty developed, with 94% of the total power coming from there. Any step to reeinforce the surround space and to help managing it would be the best choice.

Meanwhile, digital cinema was born. The first digital full length movie ever projected was “The Last Broadcast”, in 1998.

Then, everything went very quickly. In 2000, the first digital cinemas appeared and 2k and 4k compression was developed.

In 2002, Tomlison Holman and Lucas’ Film developped THX, Tomlinson Holman Crossover, which is not a sound format but and excelence certification.

When cinemas turned digital, Dolby™ lost control of the 5.1 format. 5.1 was now and open-source format with nobody to control it. Everyone could mix a film without any license or knowledge.

Then, 3D movies came into the marketplace. A new problem rose: things came out of the screen and sound was not following it.

5.1 was not enough, defenitely.

To overcome this problem, Dolby™ launched the 7.1 surround system with “Toy Story 3” in 2010, a new format with a great improvement: the separation between the side surround channels and the back surround channels. Now, we can choose where to place an acousmatic sound, either on the side or at the back.

The difference between 5.1 and Dolby™ 7.1

Meanwhile, Immsound, a Barcelona based company, launched the Immsound format, a 23.1 matrix system, very powerful and providing a great immersion to the spectator. The channels were not discrete, the mixing was done choosing the angle at which the mixer wanted the sound to be. The matrix, then, chose the right speakers to play it.

Dolby™ acquired  Immsound. And then, some months later…

(To be continued)

SOM PARA CINEMA

Do Mudo ao Dolby Atmos™

Parte 3 - Para além do 5.1

5.1 continua a ser o formato mais comum em cinema.

Mas a batalha pela inovaç a melhor escolha.a desenvolver o espeaço de surround canal de surround ao sistema.e back.nted the sound to be. Ths matrix, thenão evolução não acabou.

Em 1993, a Sony lançou o formato SDDS, Sony Dynamic Digital Sound, para o filme de  Shwarzenegger “Last Action Hero”. Tem mais dois canais independentes por detrás do ecrã: Centro-Esquerdo e Centro-Direito. Foi o primeiro formato 7.1 do mercado.

Em 1999, para o novo “Star Wars”, a Dolby™ lançou o  Dolby™ Digital EX, um formato 6.1 com uma matriz descodificadora que adicionava mais um canal de surround ao sistema.

Onde eram precisos mais canais? À frente ou atrás? Quem vai ganhar?

Na minha opinião, a frente já está suficientemente desenvolvida com 94% disponível por detrás do ecrã. Qualquer passo para desenvolver o espeaço de surround seria a melhor escolha.

Entretanto, nasceu o cinema digital. A primeira longa-metragem digital foi “The Last Broadcast”, em 1998.

A partir daqui, tudo andou muito depressa. Em 2000, apareceram os primeiros cinemas digitais e a compressão 2k and 4k foi desenvolvida.

Em 2002, Tomlison Holman e a Lucas’ Film desenvolveram o  THX, Tomlinson Holman Crossover, que não é um formato de som, mas sim uma certificação de excelência dos filmes e das salas.

Com a passagem dos cinemas para o digital, a Dolby™ perdeu o controle do formato 5.1 Digital. O 5.1 era agora uma plataforma aberta sem ninguém a controlá-la. Qualquer um podia misturar um filme em 5.1 sem qualquer certificação ou conhecimento.

Para tornar a situação ainda mais complicada, apareceram os primeiros filmes digitais em 3D. E surgiu um novo problema: saíam coisas para for a do ecrã e o som não acompanhava essa nova profundidade.

Decididamente, 5.1 não chegava.

Consciente deste problema, a Dolby™ cria o Surround 7.1 para o “Toy Story 3, em 2010, um novo formato com um grande melhoramento: a separação entre os canais de Surround Lateral e os de Surround Traseiro. Agora, temos muito mais capacidade de escolher onde colocar um som acusmático mais para o lado ou mais para trás.

A diferença entre o 5.1 e o Dolby™ 7.1

Enquanto isso, a Immsound, uma empresa baseada em Barcelona, lança um formato revolucionário:  o formato Immsound 23.1, uma matriz 23.1, muito poderosa e oferendo uma imersão total ao espectador. Os canais já não correspondem a altifalantes, a mistura é feita escolhendo a posição certa onde queremos determinado som. Depois, o algoritmo escolhe os altifalantes certos para o reproduzir.

A Dolby™ ainda lançou, em Las Vegas, um formato 11.1. Mas depois, comprou a Immsound. E, uns meses depois…

(Continua)

SOUND FOR FILM

From Mute to Dolby Atmos™

Part 2 - The 5.1

The Dolby Stereo™ standard was a great breakthrough but had some drawbacks: the encoding of the 4 channels was based in differences in phase between the 2 master tracks. Sometimes, strange phenomenons occurred, for example, when actors talked over a music background, the decoder would send their voice to the surround channel for no apparent reason.

It was time to think about discrete channels, i.e., each track would only contain one channel.

In 1976, only 70mm films had space to place six tracks of sound and this was the main reason why some prestige movies used this very expensive format.

Typical 5.1 Setup in a theater

Thus, 6 channels were created, Left, Center, Right, Left Surround, Right Surround and a LFE channel, Low Frequency Effects, which would convey the bass material. This channel had an headroom of more 10dB, because bass sounds need more power to be perceived as loud as medium frequencies.

Now, the great effort would be to squeeze all those tracks to fit in the narrow space available in the 35mm tape. A lot of squeezing had to be done.

Sound encoding on a 35mm film. From left to right, the SDDS, the Dolby Digital, analog stereo and DTS time code

In the digital domain, a lot of space was needed to accomodate all the bits in the small 35mm film.

At 48 kHz, 48.000 samples/second x 18 bit x 5 channels (full range) = 4,320,000 bits per second.

The LFE channel, reaching only 100Hz and  due to the Nyquist theorem,  only needs 1/200 of the sampling rate of other channels, taking just 4,320 bits per second.

We could say it was just 1/200 or 0.005 of a channel.

So, in what recording space is concerned, 5.005 was the total weight of the 6 channels.

As 5.005 is quite a complicated number, Tomlinson Holman called it 5.1.

It is impossible to squeeze all those bits in the tiny space of film allocated to sound. So, more than 4 million bits per second had to be compressed to 320.000. The Dolby AC-3™ compression was born.

As we said, there are 3 speakers behind the screen, Left, Center and Right, and, in the beginning, there was only one speaker per Surround channel.

What happened was that, whenever there was a sound coming from those speakers, spectators thought it came from the EXIT sign, the only visible cue at the back of the Theatre. This was called the “Exit Sign Effect”.

In order to overcome this funny situation, an array of speakers, ranging  from the side to the back were used.

Later, in 1991, to avoid signal compression, DTS inc. launched DTS (Digital Theater Systems) a 5.1 cinema format playing from an external CD Rom following the Time Code encoded on the film.

Dolby or DTS, 5.1 is today’s most common sound format, but still very far from the modern formats.

(To be continued)

SOM PARA CINEMA

Do Mudo ao  Dolby Atmos™

Parte 2 - O 5.1

O standard Dolby Stereo™ foi um grande passo mas tinha os seus problemas: a codificação dos 4 canais era baseada nas diferenças de fase entre os dois canais master. Às vezes, fenómenos estranhos aconteciam, por exemplo,  quando os actores falavam tendo por baixo uma música, o descodificador detectava diferenças de fase e enviava as vozes para o canal de Surround sem nenhuma razão aparente.

Estava na altura de se pensar em canais discretos, isto é, cada pista contém só um canal.

Em 1976, só os filmes de 70mm tinham espaço disponível para colocar 6 pistas de som. Essa foi uma das principais razões que levaram alguns filmes de topo a usar este formato tão caro.

Típica montagem 5.1 num cinema

Foram então criados 6 canais, Esquerdo, Centro, Direito, Surround Esquerdo, Surround Direito e um canal LFE, Low Frequency Effects, que contém todo o material de efeitos graves. Este canal tem um headroom de mais 10dB, porque os sons graves necessitam de mais potência para soarem ao mesmo volume que os médios.

O grande esforço seguinte, foi o de conseguir encaixar estas pistas todas no pequeno espaço da película de 35mm.

A codificação do som: da esquerda para a direita, o SDDS, o Dolby Digital, o stereo analógico e o time code para o DTS

No domínio digital será preciso muito espaço para armazenar todos os bits necessários aos 6 canais.

A 48kHz, 48.000 samples/segundo x 18 bit x 5 canais (full range) = 4,320,000 bits por segundo.

O canal LFE, atingindo somente os 100 Hz, só precisa de 1/200 da frequência de amostragem, devido ao teorema de Nyquist, ou seja, apenas 4,320 bits por segundo.

Podemos considerá-lo 1/200 ou 0.005 de um canal.

Assim, em termos de espaço para para armazenamento, 5,005 era o peso dos 6 canais. 

Como 5.005 é um número complicado, Tomlinson Holman baptisou-o de 5.1.

É impossível acomodar todos estes bits no reduzidíssimo espaço disponível na película de 35mm. Por isso, mais de 4 milhões de bits por segundo tiveram de ser comprimidos para 320.000. Nasceu a compressão Dolby AC-3™.

Como vimos, teremos 3 altifalantes atrás do ecrã, Esquerdo, Centro e Direito, um altifalante de LFE, usualmente debaixo do ecrã e os altifalantes de Surround. No início, só havia um altifalante por cada canal de Surround, colocado na parte traseira da sala.

Acontecia que, cada vez que saía um som das colunas de Surround, os espectadores pensavam que ele vinha do sinal de “Saída”, a única coisa visível nessa parte da sala.

Chamou-se a isto o “Exit Sign Effect”.

Para ultrapassar esta situação caricata, passou-se a usar uma linha de altifalantes, começando de lado e acabando atrás da sala.

Mais tarde, em 1991, para evitar a compressão do sinal, a DTS Inc. criou o DTS (Digital Theatre Systems), um formato 5.1 onde o som está gravado não na película, mas num CD Rom que segue um Time Code inscrito no filme.

Ainda hoje, 5.1 é o formato de som para cinema mais usado, mas muito longe dos formatos mais modernos.

(Continua)

SOUND FOR FILM

From Mute to Dolby Atmos™- Part 1

In the beginning, cinema was mute. At most, a piano player would try to follow the action on screen.

During the 20’s, sound was added to cinematic images, but its purpose was, mostly, to convey the text.

Cinema is primarly vococentric, says Michel Chion¹, but there is no doubt that sound added a total new dimension to the image, to its impact and emotion in a way that’s often beyond our awareness.

So, film sound started with a mono speaker behind and in the middle of he screen.

Mono was the standard until in 1938, when Disney Studios, struggling with a financial crisis, introduced Fantasound with the film “Fantasia”. It had 3 sets of speakers on the front, Left, Center and Right  and 2 surround speakers on the back corners of the room. It was a close layout to todays’s 5.1 standard.

After the Second World war, in 1952, with the introduction of the magnetic tape, cinema could use 4 channels, the so-called Quadraphonic system. The "Who" imported this concept to music in their album "Quadrophenia".

In 1976, Dolby™ creates Dolby Stereo™, 2 optical tracks that deliver 4 channels of audio. Left and Right Total tracks could be decoded into Left, Right, a Center Channel, 3dB louder than the others, and a new mono Surround channel. The system was perfect! It could play on the new theaters and also in the old mono cinemas.

"Star Wars" producer Gary Kurtz, along with Dolby™ people, realized that the bass headroom of the cinema conventional speakers would not be enough to deliver sufficient bass content to reproduce real war sounds. So a “Baby Boom” channel was created.

They used Left, Center and Right channels behind the screen, a mono surround channel and a “Baby Boom” channel. It was the year of 1977.

The overwhelming impact of "Star Wars" took over the minds of cinema owners throughout the world.

And this is just the beginning of the story...

(To be continued).

¹ Michel Chion, “Audio Vision” page 5

Ref: Tomlinson Holman “5.1 Surround Sound Up and Running”

SOM PARA CINEMA

Do Mudo ao Dolby Atmos™- Parte 1

O cinema, no início, era mudo. Quanto muito, havia um pianista no local a tentar seguir a ação das imagens.

Durante os anos 20, o som foi adicionado às imagens, mas o seu valor acrescentado foi, sobretudo, transportar a palavra.

O cinema é primeiramente vococêntrico, diz Michel Chion¹, embora não haja qualquer dúvida que o som traz uma nova dimensão à imagem, ao seu impacto e emoção e de uma forma que está, muitas vezes, para além da nossa percepção.

Assim, o cinema sonoro começa com um altifalante atrás e no meio do ecrã.

Mono foi o standard até que, em 1938, os Estúdios Disney, lutando contra uma crise financeira, introduziram o Fantasound com o filme “Fantasia”. Dispunha de um conjunto de 3 altifalantes na frente, Esquerdo, Centro e Direito e 2 altifalantes de surround nos cantos traseiros da sala. Uma distribuição que andou perto do actual formato 5.1.

Depois da Segunda Guerra Mundial, em 1952, foi introduzida a fita magnética e o cinema pôde usar 4 canais, o chamado sistema quadrifónico. A banda britânica "The Who" adoptou, mais tarde, este sistema no seu disco "Quadrophenia"

Em 1976, a Dolby™ cria o Dolby Stereo™, usando 2 pistas ópticas para criar 4 canais de audio. Esquerdo e Direito Total podiam ser descodificados em Esquerdo, Direito, um canal Central com mais 3dB de volume do que os outros e um novo canal surround mono. O sistema era perfeito, podia tanto ser tocado numa velha sala mono, como nos novos cinemas com Dolby™ Stereo.

Gary Kurtz, produtor da "Guerra das Estrelas", e os técnicos da Dolby™ perceberam que os altifalantes convencionais não eram capazes de produzir os graves adequados a uma cena de guerra realista. Assim, nasceu o canal “Baby Boom”.

Foram utilizados os canais Esquerdo, Centro e Direito atrás do ecrã, um canal surround Mono e o canal “Baby Boom”. Estávamos no ano de 1977.

O enorme impacto da "Guerra das Estrelas" mudou a forma de pensar dos donos de salas de cinema em todo o Mundo.

E isto é só o princípio da história...

(Continua).

¹ Michel Chion, “Audio Vision” page 5

Ref: Tomlinson Holman “5.1 Surround Sound Up and

Noise Part 4

SHOPPING MALLS

A light at the end of the tunnel

Shopping Malls are, most often, the noisiest, most uncomfortable and most badly managed places in terms of sound.

Full of sound reflective surfaces and very poor absorption, with shops delivering pop music at crazy levels, water pouring uncontrolled from fountains, cleaning machines that sound like war tanks and, of course, people. Sometimes, lots of people.

As the voice level of a conversation is automatically adapted to the background noise, the stronger the later, the louder we talk.

Most shopping malls add, on top of all this, some of their own commercial music, including brand jingles. Understandably, the ambience becomes unbearable.

It's not all bad news. Some more conscious shopping malls asked for professional help and changed the picture with great success.

Luckily, they hired Audio Branding experts to do the job.

Iguatemi Porto Alegre

The first case is Iguatemi in Porto Alegre, Brazil. They contacted B Sound Thinking, an Audio Branding company. At start, they simply asked them to create music for the entrances and halls of the shopping.

But Bruno Alcalde and Paulo Dytz decided to listen first , before creating and implementing.

They realized that the overall SPL was around 71bBA with peaks around 82.7 dBA!

They started by talking with the shop owners and convinced the Iguatemi managers to promote rules to limit sound leaking out of the shops, machines, etc.
They then created a "Noise Patrol" with Iguatemi collaborators who identified high noise levels throughout the entire shopping mall. They also trained people on the correct use of voice information and a lot more. The aim is to get down to an SPL of 60dBA, tops.

Only after they thought about the Iguatemi music.

In my opinion, the most relevant feature is a software created by them, connected to microphones placed in several spots.

The ambient music is mixed in multitrack so that the system plays several tracks at the same time. The microphones measure the SPL level and the software adapts the musical program to it: if it's rather noisy at a specific time, the software will lower of even cut some tracks, like the percussion ones, for example, and only play the most smooth ones.

Clever, isn't it?

A snapshot of the software

Watch the video and get more info here.

Ruído Parte 4

OS CENTROS COMERCIAIS

Uma luz ao fundo do túnel

Os centros comerciais são, a maior parte das vezes, os mais barulhentos, desconfortáveis e mal geridos espaços, em termos de som.

Superfícies reflectoras de som e muito pouco absorventes, lojas deixando transbordar música pop a um nível absurdo, água caindo de fontes de uma forma descontrolada, máquinas de limpeza que soam como tanques de guerra e, claro, pessoas. Às vezes, muitas pessoas.

O nível de voz de uma conversação adapta-se automaticamente ao nível sonoro ambiente, por isso, quanto maior for último, mais alto falamos.

A maioria dos centros comerciais adicionam a tudo isto, a sua própria música, incluindo jingles de marca. Compreensivelmente, o ambiente é insuportável.

Não há só más notícias. Alguns centros comerciais pediram ajuda profissional e mudaram as coisas com grande sucesso.

Felizmente, contrataram especialistas em Audio Branding para o trabalho.

O Iguatemi de Porto Alegre

O primeiro caso é o Centro Iguatemi de Porto Alegre, Brasil. Contrataram a B Sound Thinking. O briefing incluía apenas a criação de música para o Centro.

Mas o Bruno Alcalde e o Paulo Dytz decidiram escutar, antes de criar ou implementar seja o que for.

A primeira observação mostrou que o volume residente (SPL) era de 71bBA com picos que chegam aos 82.7 dBA!

Então começaram a falar com os donos das lojas e convenceram o Centro criar regras de limitação da emissão sonora das lojas, máquinas, etc.
Mais tarde formaram a "Patrulha do Ruído" com colaboradores da Iguatemi que identificam zonas de alto volume em todo o Centro. Treinaram colaboradores do centro para o correcto uso da voz nos anúncios informativos. O objectivo é chegar aos 60 dBA, máximo.

Só depois se avançou com a música para o centro.

Na minha opinião, a peça mais relevante é um software, criado para o efeito, ligado a microfones, que foram colocados em determinados locais do centro.

A música ambiente é tocada em multipista, de forma a que o software decide que pistas tocam e a que volume, consoante o nível de ruído detectado nesse momento.  Os microfones medem o nível de SPL e o software adapta o programa a esse nível. Se há bastante ruído em determinado momento, o software irá baixar, ou mesmo cortar, algumas pistas, como as de percussão, por exemplo, e só tocar as mais suaves. 

Inteligente, não?

Um instantâneo do software

Veja o vídeo e mais informação aqui