Амбиофоника - Ambiophonics

Амбиофоника - это общедоступный метод, который использует цифровую обработку сигналов (DSP) и два громкоговорителя непосредственно перед слушателем, чтобы улучшить воспроизведение стереофонического и объемного звука 5.1 для музыки, фильмов и игр в домашних кинотеатрах, игровых ПК, рабочие станции или приложения для студийного мониторинга. Впервые реализованный с использованием механических средств в 1986 году, сегодня ряд производителей оборудования и плагинов VST предлагают Ambiophonic DSP. Амбиофоника устраняет перекрестные помехи, присущие обычному расположению динамиков «стереотреугольник», и тем самым создает бинауральное звуковое поле динамика, которое имитирует бинауральный звук наушников , и создает для слушателя улучшенное восприятие «реальности» записанных слуховых сцен. Вторую пару динамиков можно добавить сзади, чтобы обеспечить воспроизведение объемного звука на 360 °. Дополнительные динамики объемного звучания могут быть использованы для создания атмосферы зала, включая высоту, при желании.

Амбиофоника, стереофоника и человеческий слух

В стереофонике воспроизводимый звук искажается перекрестными помехами, когда сигналы от любого динамика достигают не только намеченного, но и противоположного уха, вызывая гребенчатую фильтрацию , искажающую тембр центральных голосов, и создавая ложные «ранние отражения» из-за задержки звук достигает противоположного уха. Кроме того, слуховые образы ограничены между левым (L) и правым (R) динамиками, обычно расположенными под углом ± 30 ° по отношению к слушателю, таким образом, включая 60 °, только 1/6 горизонтального круга, причем слушатель находится в центр. Человеческий слух может определять местонахождение звука не только по кругу на 360 °, но и по всей сфере.

Ambiophonics устраняет перекрестные помехи динамиков и их вредные эффекты. Используя амбиофонию, слуховые изображения могут теоретически распространяться в стороны, на ± 90 ° влево и вправо, включая передний полукруг 180 °, в зависимости от акустики прослушивания и от того, в какой степени запись улавливает межуровневые различия. (ILD) и межуральная разница во времени (ITD), которые характеризуют двухухий человеческий слух. Большинство существующих двухканальных дисков (LP и CD) содержат данные ILD и ITD, которые не могут быть воспроизведены «треугольником» стереодинамиков из-за присущих им перекрестных помех. При воспроизведении с использованием амбиофонии истинные качества таких существующих записей раскрываются с естественными сольными голосами и более широкими изображениями, на практике до 150 °.

Также можно делать новые записи, используя основные бинауральные микрофоны, такие как амбиофон, который оптимизирован для воспроизведения Ambiophonic (стерео-совместимый), поскольку он захватывает и сохраняет те же ILD и ITD, которые можно было бы испытать собственными ушами при прослушивании музыки. сеанс записи. Наряду с реалистичными пространственными качествами сохраняется более правильный тембр (тональная окраска) звуков. Использование ORTF , Jecklin Disk и сферических микрофонов без ушной раковины (наружного уха) может дать аналогичные результаты. (Обратите внимание, что микрофонные приемы, подобные этим, основанные на бинауральных сигналах, но без ушной раковины, также дают совместимые результаты при использовании обычных стереофонических громкоговорителей, объемного звука 5.1 и mp3-плееров.)

Корни и исследования

В 1981 году Carver Corporation включила фильтрацию, чтобы попытаться предварительно вычесть помехи от перекрестных помех в своей аналоговой консоли управления Carver C4000 . Это называлось «Звуковая голография».

Ранняя попытка аппаратного обеспечения компенсации перекрестных помех между громкоговорителем и ухом заключалась в применении небольшого сдвинутого по фазе левого канала к отдельному драйверу в правом кабинете громкоговорителя и наоборот. В 1982 году Polk Audio продвигала его на рынок как «истинное стерео» в своих динамиках серий SDA-SRS, SDA1 и SDA2, получив лицензию на патент Carver Sonic Holography.

В 1991 году Roland Corporation запустила Roland Sound Space, систему, которая создавала трехмерное звуковое пространство с помощью стереодинамиков. Для одних слушателей это сработало лучше, чем для других.

Амбиофоника - это смесь новых исследований и ранее известных психоакустических принципов и бинауральных технологий. Эти знания позволили производить запись и воспроизведение звука, приближающееся к реалистичному звуковому полю в ушах слушателя, сравнимому с тем, что можно было бы воспринимать в концертном зале, в кино или в игровой среде. Такой уровень точности был недостижим до тех пор, пока принципы человеческого слуха и акустики не были тщательно исследованы и не стали доступны доступные ПК с достаточной скоростью обработки. В Casa Della Musica в Университете Пармы, Италия, или в лаборатории прослушивания в Filmaker Technology, Пенсильвания, США, можно сравнить возможности этих систем с амбиофоникой, амбизоникой, стереофоникой, объемным звуком 5.1 2D и гибридными полносферными трехмерными системами. методы передачи пространственности и тональности реального восприятия. Разработчики предоставили множество научных статей и загружаемых инструментов для реализации амбиофоники бесплатно для личного использования.

Результаты и ограничения

Перемещая динамики ближе друг к другу, чтобы создать стереодиполь , и используя цифровую обработку сигналов (DSP), такую ​​как бесплатное ПО RACE (Recursive Ambiophonic Crosstalk Elimination) или аналогичное программное обеспечение, при амбиофоническом воспроизведении можно генерировать широкие слуховые изображения с большинства обычных CD / LP / DVD. или MP3-файлы с музыкой, фильмами или играми и, в зависимости от записи, восстанавливают реалистичную локализацию, пространственность и цвет тона, которые они уловили. Для большинства испытуемых результаты впечатляют, предполагая, что амбиофоника может оживить интерес к высококачественному воспроизведению звука как в стерео, так и в объемном.

Кроме того, амбиофоника предусматривает дополнительное использование свертки импульсной характеристики концертного зала или другого окружения для генерации сигналов окружения зала практически для любого количества и любого расположения громкоговорителей объемного звучания. Но амбиофоника не для театров, зрительных залов или каких-либо больших групп. Ambiophonics обычно может вместить более одного слушателя, поскольку можно перемещаться вперед и назад по линии, разделяющей динамики пополам. Именно из-за более высокого уровня охвата по этой линии потеря реализма при удалении от центральной линии более драматична в случае амбиофоники, чем стерео. Зона прослушивания может быть увеличена за счет свертки окружения, в результате чего динамики объемного звучания имитируют вклады стен концертного зала.

Методы амбиофонии могут быть реализованы в обычных ноутбуках, ПК, звуковых картах, усилителях Hi-Fi и даже в скромных громкоговорителях с постоянной фазовой характеристикой, особенно в любых кроссоверных регионах. Ни истинно бинауральные записи (фиктивная голова с ушной раковиной), ни отслеживание движения головы не требуются, как при прослушивании через наушники. Коммерческие продукты теперь реализуют амбиофонический DSP, хотя инструменты для использования на ПК также доступны в Интернете.

Объемный звук

На практике в своей простейшей реализации с двумя динамиками амбиофоническое воспроизведение разблокирует слуховые сигналы для изображений с углом наклона до 150 ° по горизонтали (азимуту), в зависимости от бинауральных сигналов, зафиксированных в существующих стереозаписях. Многоканальные записи, сделанные с помощью массивов микрофонов, похожих на амбиофон, для создания 5.1-совместимых записей DVD / SACD, могут быть воспроизведены с использованием всего четырех динамиков (центральный динамик не используется в амбиофонических схемах). Принимая во внимание «конус замешательства» человеческого слуха с каждой стороны, полный круг воспринимаемого звука в 360 ° был измерен в пределах ± 5 ° от фактического азимута источника, воспроизводя реалистичные пространственное покрытие и тембр (благодаря точному направленному происхождению ранних отражения) многоканальной музыки, фильмов и игрового контента.

В частности, в случае стереоконтента, в котором окружение было намеренно уменьшено (поскольку естественный уровень, исходящий только от фронтальных 60 °, воспринимается как слишком сильный), дополнительные сигналы для громкоговорителей объемного звучания могут быть получены с использованием измеренной импульсной характеристики Холла, свернутой в ПК с двумя сигналами переднего канала. Для полного амбиофонического воспроизведения один ПК может предоставить DSP для 4-канального подавления перекрестных помех и четыре или более (до 16 в зависимости от ПК) громкоговорителей объемного звучания.

Разработкой амбиофоники занимаются несколько исследователей и компаний, включая Ральфа Глазгала, основателя Ambiophonic Institute; Д-р Анджело Фарина, Пармский университет; Робин Миллер, Filmaker Technology; Waves Audio; Доктор Роджер Уэст, Soundlab; Д-р Радомир Божович, TacT Audio; и профессор Эдгар Чуэири , Принстонский университет.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки