讓你看Netflix欲罷不能的影音技術,都來自這裡:杜比實驗室
讓你看Netflix欲罷不能的影音技術,都來自這裡:杜比實驗室

此次參與Netflix於東京舉辦的Anime Slate 2017活動之餘,筆者也實際參訪鄰近著名築地市場的Dolby東京辦公室,由Dolby(杜比實驗室)進一步說明與Netflix串流影音服務深度合作的Dloby Vision、Dolby Atmos兩項技術如何應用在觀看體驗。

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圖/ mashdigi

由於藉由串流播放的觀看體驗背後,其實並非只是透過網路將影音內容傳遞至使用者裝置上呈現,Netflix從尚未跨進大規模的國際市場以前,其實在美國地區就已經開始構思如何讓使用者觀看體驗變得更好,諸如將新上架內容就近存放於在地電信寬頻業者伺服器,藉由分散負載方式減少新片大量觀看時造成系統當機、串流不順暢等情況,乃至於今年在MWC 2017期間宣布將透過VP9編碼技術以更小位元率提供播放,進而符合以更小頻寬傳輸貼近原本畫質內容,讓使用者能以更少頻寬觀看相同內容,都是Netflix希望帶來更好觀看體驗的諸多調整項目。

Dolby從很早之前便與Netflix合作,其中包含從過往在音訊部分採用的Dolby Digital、Dolby Digital Plus,以及今年宣布正式增加支援的Dolby Atmos音效編碼技術,視覺感受方面則是許久前就加入的Dolby Vision,藉此滿足更多影音觀賞感受。

就Dolby方面表示,目前旗下兩款重要技術Dloby Vision、Dolby Atmos都已整合近Netflix服務平台,同時就美國多數消費者感受裡,有超過81%消費者為了感受更好視覺、聲音體驗願意付出更多消費金額,而旗下技術也曾獲得第89屆奧斯卡音效獎項及艾美獎等認可,目前包含《動物方城市(Zootopia)》、《腦筋急轉彎 (Inside Out)》或《與森林共舞(The Jungle Book)》等影片均導入Dolby Vision或Dolby Atmos,藉此在高動態對比情況下可獲得改善,或是透過更具彈性的多聲道位置輸出表現。

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Dolby Vision、Dolby Atmos是目前Dolby音效技術主要發展技術,分別針對影像視覺與聲音聆聽體驗進行優化。
圖/ Mashdigi

其中Dolby Vision便是在2014年初便提出技術,主要讓影像可對應更大範圍的動態對比,並且維持影像在強光或暗部時的細節呈現,甚至對應更豐富影像色彩,同時也向下相容HDR 10技術規範,因此強調本身能對應更大範圍的高動態對比顯示效果。

不過,相比HDR 10支援所需複合條件,Dolby Vision不但必須在裝置螢幕規格符合要求,更必須採用Dolby Vision技術的處理器,因此對應此項技術表現的門檻相對較高,但由於Dolby Vison可提供更具彈性、活潑的影像細節詮釋效果,加上有越來越多處理器開始結合Dolby Vision技術所需運算效能,諸如Sony特定電視新機即可透過韌體更新加入支援Dolby Vision技術,但基本上在面板規格仍須滿足相容條件。

根據Dolby說明,雖然HDR 10規範同樣是以強化高動態對比細節表現為基礎,但Dolby Vision是以影像場景將高動態對比表現範圍拉大,並且維持中間色調表現,因此套用在不同品牌的電視設備仍可維持相近的視覺體驗感受,HDR 10相比之下顯然會受到較多限制,而Dolby Vision本身即相容HDR 10規格,因此成為較多品牌廠商採納技術。

而智慧型手機由於本身面板即採用合乎需求的規格設計,同時本身採用處理器已經包含Dolby Vision所需運算效能,因此相比電視產品更容易導入此項技術,諸如今年推出的LG G6便成為全球首款支援Dolby Vision技術的手機產品,未來也會有更多手機加入支援,並且對應更好觀看體驗。

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藉由擴展動態對比表現範圍,讓影像能在更高光反差情況下維持細節表現。
圖/ Mashdigi
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在高對比光亮情況裡,讓影像細節仍可清楚呈現,而不受高光過曝情況無法正常顯示。
圖/ Mashdigi
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另一項差異則是在色溫表現差異,採取Dolby Vision技術的呈現效果更可保留中間色調,而不致於偏黃或偏白。
圖/ Mashdigi
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HDR影像表現比較,採用Dolby Vision影像 (左)相較下更能呈現光影差異。
圖/ Mashdigi

至於今年正式加入的Dolby Atmos技術,則是Dolby在2012年4月發表音效技術,並且率先用於皮克斯動畫工作室製作的《勇敢傳說 (Brave)》,強調以物件導向的聲學打造,最多可對應64組立體聲喇叭、128道音軌輸出呈現更細膩聲場表現,甚至能以軟體模擬方式透過左右聲道模擬不同聲音效果,例如可藉由耳機左右聲道呈現不同立體聲所構成音場效果,或是能讓使用者眼前立體聲喇叭產生「從後方發聲」的聽覺感受,但事實上是以軟體技術欺騙雙耳聽覺,而未來也將以此對應虛擬實境內容不同方向聲音詮釋效果。

若使用者未來增加更多擴音喇叭設備,Dolby Atmos技術也能直接相容輸出聲道,而無需做額外調整,同時可藉由左右聲道輸出模擬多個聲道輸出效果,更有助於Soundbar等單體式喇叭產品設計,甚至簡化真實喇叭所需數量,對於空間有限的使用情況也更加有利。

根據Netflix說明,藉由增加視覺、聽覺上的滿足感,將更有助於使用者持續觀看內容,因此除了本身與Dolby持續合作之餘,同時也針對硬體設備如電視廠商、行動裝置廠商持續合作,藉此優化Netflix串流服務使用體驗,進而可吸引更多人黏著使用。

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此次展示所採用Dolby自製擴音喇叭,可藉由內建聲道與模擬方式詮釋不同方位聲道,甚至能讓人聽覺誤判以為聲音是從後方傳出,但實際上是從前方發出聲音。
圖/ Mashdigi
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Dolby Atmos多聲道表現主要是能以聲學模擬不同方位聲音呈現效果,透過真實多聲道擴音喇叭播放,或是藉由左右聲道模擬所有聲音輸出方向。
圖/ Mashdigi

本文授權轉載自:Mashdigi

關鍵字: #Netflix
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突破摩爾定律極限!台灣奈微光用矽光子技術打造「會聞的晶片」,開創感測新藍海
突破摩爾定律極限!台灣奈微光用矽光子技術打造「會聞的晶片」,開創感測新藍海

在後摩爾定律時代,台灣奈微光不僅是開發出一款新晶片,更在於證明了創新不必只沿著摩爾定律持續追求製程極限,採取橫向發展同樣能找到市場著力點,台灣奈微光正運用 CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)製程,打造出全球少見、能「嗅聞」世界的感測平台,這場從臺大實驗室技術啟程的冒險,正讓臺灣半導體產業看見另一條通往未來的道路。

跨足大健康與車用,奈微光用矽光子打造感測新藍圖

台灣奈微光所研發的矽光子感測晶片樣品,針對多波段應用所設計的多樣化解決方案。
台灣奈微光所研發的矽光子感測晶片樣品,針對多波段應用所設計的多樣化解決方案。
圖/ 數位時代

正當全球半導體產業競相投入奈米級製程競賽,追求更小、更快的晶片時,台灣奈微光卻選擇了一條截然不同的道路。「我們的核心技術就在於光子 IC 設計。」台灣奈微光董事邱俊榮說明,他們所做的是「光的晶片」,與傳統專注於電子電路的 IC 完全不同。

長久以來,市場上若要製造中長波紅外光的光源,普遍會採用化合物半導體。然而,化合物半導體不僅成本高、良率較低,且在光譜調控上存在不少挑戰,台灣奈微光則突破性地利用 CMOS製程,直接從矽基底打造出中長波紅外光光源,顛覆了以往的作法。

邱俊榮強調,這都要歸功於臺灣半導體 CMOS 製程的高度成熟與優異良率,讓台灣奈微光能在成本上取得絕對競爭力,打破中長波紅外光技術高昂的門檻。「我們是透過 CMOS的半導體製程設備,把晶片延伸到矽光子光源與矽光子感測器。」他指出,「這就是台灣奈微光最核心的差異化。」台灣奈微光的矽光子技術,也催生出最具顛覆性的應用──微量氣體的連續偵測。傳統上,偵測微量氣體多依賴大型設備,或是藉由薄膜與電化學感測器,體積龐大、造價不菲,且難以持續監測,必須等待薄膜變化才能得到數據,台灣奈微光則運用中長波紅外光,透過氣體吸收特定波長時產生的能量變化,實現即時且連續的濃度偵測。

在應用面,台灣奈微光鎖定「大健康」與「汽車」兩大領域:希望未來能將這項技術導入智慧衣等穿戴裝置,持續監控呼吸與體內氣體變化,也可應用於電動車市場,偵測鋰電池異常釋放的氣體,為車輛安全嚴格把關。

挑戰摩爾定律侷限橫向創新,打開感測市場新局

台灣奈微光持續以矽光子技術挑戰摩爾定律的侷限,開創感測市場新局,展現臺灣半導體橫向創新的實力與決心。
台灣奈微光持續以矽光子技術挑戰摩爾定律的侷限,開創感測市場新局,展現臺灣半導體橫向創新的實力與決心。
圖/ 數位時代

這項突破性的感測能力,也展現出台灣奈微光對半導體產業發展脈絡的深刻洞察,傳統的半導體產業長期依循摩爾定律,追求單位面積內電晶體數量的極大化,也就是線寬持續縮小、功能不斷堆疊,屬於典型的「縱深式」發展,然而,隨著製程推進至1奈米世代,單台曝光機設備高達4億美元,資本支出急遽膨脹,物理極限與成本效益成為產業面臨的重大挑戰。

台灣奈微光選擇另闢蹊徑,他們將半導體製程的應用「橫向」擴展。邱俊榮指出,即便在傳統 IC 領域中,微米級製程線寬早已鮮少被提及,但在感測器等應用領域依然蘊藏廣大潛力,台灣奈微光正是運用這些「尚未被徹底開發」的微米級製程,結合自家的矽光子技術,開發出光源與感測器晶片,創造全新的應用價值,這意味著,臺灣半導體產業不只在奈米級製程領域具備領先地位,還能進一步將既有資產延伸至更多元的應用場景,而不必一味追逐最先進的製程節點。

「我們不是照著摩爾定律的方向往下挖掘,而是打開另一種可能,只要做一些物理上的調整,就能產生中長波的光源,還能偵測中長波紅外光,甚至在同一顆晶片上就可同時偵測到紫外光。」邱俊榮強調,這正是對半導體生命週期的延伸。他也提到,台灣奈微光的目標並非爭奪市場,而是藉由技術替換,協助既有產品升級、實現價值加值(value-add)。

不過,若要讓這項劃時代的光感測技術真正落地並普及至廣大市場,仍需面對商業化與規模量產的多重挑戰。為了推動晶片功能從單一走向多元,並提升其多波段的精確調控能力,台灣奈微光申請了經濟部產業發展署所推動的「驅動國內 IC 設計業者先進發展補助計畫」(簡稱晶創IC補助計畫),期望加速技術成熟與市場部署。

AI時代新戰局,台灣奈微光技術應用的無限可能

此計畫的核心目標,是讓單一晶片實現「多波段(multi-band)有效控制的微分辨識」。過去,台灣奈微光所開發的晶片多以單一功能為主,而透過晶創 IC 補助計畫的資源,將協助他們推進晶片功能的多元化。

這項技術的挑戰,在於如何精準控制多個光譜的發射。邱俊榮形容,以前的設計就像一次將所有光譜全部釋放,現在則能做到「要A動、BC不動」或「C動、AB不動」等更細膩的調控,要達成這種「誰要動、誰不動」的精準控制,必須增添新的光罩設計與更複雜的驅動機制,雖然這意味著更高的開發成本,但能顯著簡化後端機構,加速產品量產與推向市場的進程。

台灣奈微光預計在2026年6月前完成這項技術開發進入投片階段。儘管從投片到實際市場落地仍需時間,但他們已開始與紡織、電動車鋰電池、半導體廠房氣體偵測等產業客戶溝通布局,力求縮短市場開發週期。同時,在迎接AI的時代,數據品質與廣度更是關鍵。邱俊榮認為,台灣奈微光的矽光子感測技術,能為AI提供更精確、即時與連續的數據。透過晶片同時測量多種身體參數並實現每秒連續偵測,將提供豐富且精準的「身體密碼」數據,不僅能協助AI進行更深入的演算找出過去未能捕捉的變化規律,更將賦能AI在大健康等領域做出巨大貢獻。

目前,台灣奈微光正積極與半導體廠房氣體偵測廠商、大健康品牌客戶及跨產業夥伴合作。展望未來,台灣奈微光不僅要透過晶創IC補助計畫將晶片功能多元化,更將持續深化技術,證明台灣半導體產業不只在極限製程上領先,更能橫向開拓無限的市場潛力,為全球帶來前所未有的感測應用突破。

|企業小檔案|
● 企業名稱:台灣奈微光
● 董事長:張坤昱
● 核心技術:CMOS製程的先進矽光子光源晶片模組與感測晶片模組
● 資本額:新臺幣4.5億元

|驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫簡介|
在行政院「晶片驅動臺灣產業創新方案」政策架構下,經濟部產業發展署透過推動「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」,以實質政策補助,引導業者往AI、高效能運算、車用或新興應用等高值化領域之「16奈米以下先進製程」或「具國際高度信任之優勢、特殊領域」布局,以避開中國大陸在成熟製程之低價競爭,並提升我國IC設計產業價值與國際競爭力。

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