ambiofonika
Ambiofonika jest powszechnie stosowaną metodą wykorzystującą cyfrowe przetwarzanie sygnału (DSP) i dwa głośniki bezpośrednio przed słuchaczem w celu poprawy odtwarzania dźwięku stereofonicznego i dźwięku przestrzennego 5.1 w przypadku muzyki, filmów i gier w kinach domowych, komputerach do gier, stacji roboczych lub aplikacji do monitoringu studyjnego. Po raz pierwszy wdrożony za pomocą środków mechanicznych w 1986 roku, dziś wielu producentów sprzętu i wtyczek VST oferuje Ambiophonic DSP. Ambiofonika eliminuje przesłuchy charakterystyczne dla konwencjonalnego trójkątnego rozmieszczenia głośników stereo , a tym samym generuje obuuszne pole dźwiękowe głośnika, które emuluje dźwięk obuuszny w słuchawkach i zapewnia słuchaczowi lepszą percepcję rzeczywistości nagranych scen dźwiękowych. Z tyłu można dodać drugą parę głośników, aby umożliwić odtwarzanie dźwięku przestrzennego 360°. W razie potrzeby można użyć dodatkowych głośników surround, aby uzyskać atmosferę w sali, w tym wysokość.
Ambiofonia, stereofonia i słuch ludzki
W stereofonii odtwarzany dźwięk jest zniekształcony przez przesłuch, w którym sygnały z każdego głośnika docierają nie tylko do ucha zamierzonego, ale także do ucha przeciwnego, powodując filtrowanie grzebieniowe , które zniekształca barwę głosów centralnych i tworząc fałszywe „wczesne odbicia” z powodu opóźnienia dźwięk dociera do przeciwnego ucha. Ponadto obrazy dźwiękowe są ograniczone między lewym (L) a prawym (R) głośnikiem, zwykle ustawionym pod kątem ±30° w stosunku do słuchacza, tym samym obejmując 60°, tylko 1/6 poziomego koła, ze słuchaczem na Centrum. Ludzki słuch może zlokalizować dźwięk z kierunków nie tylko w okręgu 360°, ale w pełnej kuli.
Ambiofonika eliminuje przesłuchy głośnikowe i ich szkodliwe skutki. Korzystając z ambiofonii, obrazy dźwiękowe mogą rozciągać się teoretycznie na boki, w zakresie ±90° w lewo i w prawo, w tym przedni półkol o 180°, w zależności od akustyki odsłuchu i stopnia, w jakim nagranie uchwyciło międzyuszne różnice poziomów (ILD) i międzyusznych różnic czasowych (ITD), które charakteryzują dwuuszny słuch. Większość istniejących płyt dwukanałowych (zarówno płyt LP, jak i CD) zawiera dane ILD i ITD, których nie można odtworzyć za pomocą „trójkąta” głośnika stereo ze względu na nieodłączny przesłuch. Podczas reprodukcji przy użyciu ambiofonii ujawnia się prawdziwa jakość takich istniejących nagrań, z naturalnymi głosami solowymi i szerszymi obrazami, w praktyce do 150°.
Możliwe jest również wykonywanie nowych nagrań przy użyciu obuusznych głównych mikrofonów, takich jak ambiofon, który jest zoptymalizowany pod kątem odtwarzania ambiofonicznego (kompatybilny ze stereo), ponieważ przechwytuje i zachowuje te same ILD i ITD, których można by doświadczyć własnymi uszami w sesja nagraniowa. Wraz z realistycznymi walorami przestrzennymi zachowana jest bardziej poprawna barwa (barwa) dźwięków. Używanie mikrofonów ORTF , Jecklin Disk i mikrofonów sferycznych bez małżowiny usznej (ucha zewnętrznego) może dać podobne rezultaty. (Zauważ, że techniki mikrofonowe, takie jak te, które są oparte na binauralnym, ale bez małżowiny usznej, dają również kompatybilne wyniki przy użyciu konwencjonalnych głośników stereo, dźwięku przestrzennego 5.1 i odtwarzaczy mp3).
Korzenie i badania
W 1981 roku firma Carver Corporation wprowadziła filtrowanie w celu wstępnego odjęcia funkcji przeciwdziałania przesłuchom w swojej analogowej konsoli sterującej Carver C4000 . Nazywało się to „Sonic Holography”.
Wczesna sprzętowa próba skompensowania przesłuchu głośnik-ucho polegała na zastosowaniu małego przesunięcia fazy lewego kanału do oddzielnego przetwornika w prawej obudowie głośnika i odwrotnie. Zostało to wprowadzone na rynek w 1982 roku przez Polk Audio jako „prawdziwe stereo” w ich głośnikach z serii SDA-SRS, SDA1 i SDA2 na podstawie licencji na patent Carver Sonic Holography.
W 1991 roku firma Roland Corporation uruchomiła Roland Sound Space, system, który tworzył trójwymiarową przestrzeń dźwiękową za pomocą głośników stereo. Dla niektórych słuchaczy działało to lepiej niż dla innych. [ potrzebne źródło ]
Ambiofonika to połączenie nowych badań i znanych wcześniej zasad psychoakustycznych oraz technologii binauralnych. Ta wiedza umożliwiła nagrywanie i odtwarzanie dźwięku zbliżone do realistycznego pola dźwiękowego w uszach słuchacza, które jest porównywalne z tym, co można by usłyszeć w sali koncertowej, na scenie filmowej lub w środowisku gry. Ten poziom wysokiej wierności nie był możliwy do osiągnięcia, dopóki ludzki słuch i zasady akustyki nie zostały dokładnie zbadane i nie pojawiły się przystępne cenowo komputery PC o wystarczającej szybkości przetwarzania. W Casa Della Musica na Uniwersytecie w Parmie we Włoszech lub w laboratorium odsłuchowym w Filmmaker Technology w Pensylwanii w USA można porównać systemy ambiofoniczne, ambisonics, stereophonics, 5.1 2D surround i hybrydowe systemy full-sphere 3D pod kątem możliwości te metody oddają przestrzenność i kolor tonu rzeczywistej percepcji. Deweloperzy udostępnili bezpłatnie wiele artykułów naukowych i narzędzi do pobrania do wdrażania ambiofonii do użytku osobistego.
Wyniki i ograniczenia
Dzięki przestawieniu głośników bliżej siebie w celu utworzenia dipola stereo i zastosowaniu cyfrowego przetwarzania sygnału (DSP), takiego jak darmowe RACE (Recursive Ambiophonic Crosstalk Elimination) lub podobnego oprogramowania, reprodukcja ambiofoniczna jest w stanie wygenerować szerokie obrazy dźwiękowe z większości zwykłych płyt CD/LP/DVD lub MP3 z muzyką, filmami lub grami i, w zależności od nagrania, przywracają realistyczną lokalizację, przestrzenność i barwę tonów, które uchwyciły. W przypadku większości badanych wyniki są spektakularne, co sugeruje, że Ambiophonics może ożywić zainteresowanie odtwarzaniem dźwięku o wysokiej wierności, zarówno w trybie stereo, jak i surround.
Dodatkowo, ambiofonika umożliwia opcjonalne wykorzystanie splotu odpowiedzi impulsowej w sali koncertowej lub innego splotu odpowiedzi impulsowej otoczenia w celu generowania sygnałów otoczenia sali dla praktycznie dowolnej liczby i dowolnego rozmieszczenia głośników surround. Ale ambiofonika nie jest dla teatrów, audytoriów ani dużych grup. Ambiofonika zwykle może pomieścić więcej niż jednego słuchacza, ponieważ można poruszać się tam iz powrotem wzdłuż linii przecinającej głośniki. Właśnie ze względu na wyższy poziom owinięcia wzdłuż tej linii utrata realizmu przy oddalaniu się od linii środkowej jest bardziej dramatyczna w przypadku ambiofonii niż stereo. Obszar odsłuchu można powiększyć za pomocą splotu ambience, w którym głośniki surround naśladują wkład ścian sali koncertowej.
Metody ambiofoniczne można zaimplementować w zwykłych laptopach, komputerach osobistych, kartach dźwiękowych, wzmacniaczach hi-fi, a nawet w skromnych głośnikach o spójnej charakterystyce fazowej, szczególnie w dowolnych regionach zwrotnicy. Nie są wymagane ani prawdziwe nagrania obuuszne (sztuczna głowa z małżowiną uszną), ani śledzenie głowy, jak w przypadku słuchania obuusznego przez słuchawki. Komercyjne produkty implementują teraz ambiofoniczne DSP, chociaż narzędzia do użytku na komputerach PC są również dostępne online.
Dźwięk przestrzenny
W praktyce, w swojej najprostszej implementacji z dwoma głośnikami, odtwarzanie ambiofoniczne odblokowuje sygnały dźwiękowe dla obrazów do 150° w poziomie (azymut), w zależności od sygnałów binauralnych uchwyconych w istniejących nagraniach stereo. Nagrania wielokanałowe wykonane za pomocą układów mikrofonów przypominających ambiofony w celu uzyskania DVD / SACD zgodnych z formatem 5.1 można odtwarzać przy użyciu zaledwie czterech głośników (głośnik centralny jest pominięty w układach ambiofonicznych). Uwzględniając „stożek dezorientacji” ludzkiego słuchu z każdej strony, zmierzono pełne 360-stopniowe koło postrzeganej lokalizacji dźwięku w zakresie ±5° od rzeczywistego azymutu źródła, odtwarzając realistyczne otoczenie przestrzenne i barwę (przyczyniane przez dokładne pochodzenie kierunkowe wczesnych odbicia) wielokanałowej muzyki, filmów i gier.
Zwłaszcza w przypadku treści stereo, gdzie atmosfera została celowo zredukowana (ponieważ naturalny poziom dochodzący tylko z przodu pod kątem 60° jest postrzegany jako zbyt duży), dodatkowe sygnały dla głośników surround mogą być generowane przy użyciu zmierzonej odpowiedzi impulsowej hali, zwiniętej w PC z dwoma sygnałami przedniego kanału. Aby uzyskać pełne odtwarzanie ambiofoniczne, jeden komputer może zapewnić DSP dla 4-kanałowej eliminacji przesłuchów i cztery lub więcej (do 16 w zależności od komputera) głośników surround.
Rozwój ambiofonii jest dziełem kilku badaczy i firm, w tym Ralpha Glasgala, założyciela Ambiophonic Institute; dr Angelo Farina, Uniwersytet w Parmie; Robin Miller, technologia filmowa; fale dźwiękowe; Dr Roger West, Soundlab; dr Radomir Bozovic, TacT Audio; oraz prof. Edgar Choueiri z Uniwersytetu Princeton.
Zobacz też
- Robert E. (Robin) Miller III, dokumenty, http://www.filmaker.com/