Ambisoniczny format UHJ

Główny artykuł: Ambisonics

Format Ambisonic UHJ to rozwinięcie systemu dźwięku przestrzennego Ambisonic zaprojektowanego z myślą o kompatybilności z mediami mono i stereo. Jest to hierarchia systemów, w których zarejestrowane pole dźwiękowe będzie odtwarzane z dokładnością, która różni się w zależności od dostępnych kanałów. Chociaż UHJ pozwala na użycie do czterech kanałów (przenoszących pełnokulisty dźwięk przestrzenny z wysokością), obecnie używany jest tylko wariant 2-kanałowy (ponieważ jest kompatybilny z obecnie dostępnymi mediami 2-kanałowymi). W Ambisonics UHJ jest również znany jako „C-Format”.

Hierarchia UHJ

Ambisonic B-Format to standardowy format do użytku w studio. Chociaż możliwa jest dystrybucja nagrań w formacie B do dekodowania i słuchania przez użytkowników końcowych, to dopiero zaczyna być bardziej rozpowszechniona wraz z pojawieniem się odtwarzaczy programowych. [ kiedy? ] Tradycyjnie nagrania Ambisonic były dystrybuowane w formie płyt dwukanałowych, płyt CD itp. przy użyciu dwukanałowej wersji hierarchii kodowania UHJ, która w przeciwieństwie do formatu B została zaprojektowana tak, aby była kompatybilna ze stereo .

UHJ został opracowany przez zespół Ambisonic, wykorzystując prace wykonane przez BBC (nad ich systemem kwadrofonicznym Matrix H ) i Duane H. Cooper (na systemie kwadrofonicznym UD-4 / UMX firmy Nippon Columbia ) i innych, a także opierając się na ówczesnym obecnym wersja Ambisonics, System 45J. Inicjały oznaczają niektóre źródła włączone do systemu: U z Universal (UD-4); H z macierzy H; i J z Systemu 45J.

Teoretyczna ścieżka od formatu B do różnych wariantów UHJ kompatybilnych ze stereo/mono. W rzeczywistości wiele aplikacji do miksowania przeszło prosto z wielościeżkowego do 2-kanałowego UHJ przed pojawieniem się cyfrowych stacji roboczych audio i aktualnych rozwiązań miksowania Ambisonic.

UHJ to unikalny hierarchiczny system kodowania i dekodowania informacji o dźwięku kierunkowym w technologii Ambisonics. W zależności od liczby dostępnych kanałów, system może przenosić mniej lub więcej informacji – ale przez cały czas UHJ jest w pełni kompatybilny ze stereo i mono. Można użyć do czterech kanałów (L, R, T, Q).

W swojej najbardziej podstawowej formie dwukanałowe (L, R) UHJ, poziome (lub „płaskie”) informacje przestrzenne mogą być przenoszone przez normalne kanały sygnału stereo - CD, FM lub radio cyfrowe itp. - które można odzyskać za pomocą dekoder UHJ po stronie odsłuchowej. Sumowanie dwóch kanałów daje wysoce kompatybilny sygnał mono, który jest dokładniejszą reprezentacją wersji dwukanałowej niż sumowanie konwencjonalnego źródła „panpotted mono”. Jeśli dostępny jest trzeci kanał (T), można go użyć do zapewnienia lepszej dokładności lokalizacji dla płaskiego efektu przestrzennego podczas dekodowania za pomocą trzykanałowego dekodera UHJ. W tym celu trzeci kanał nie musi mieć pełnej szerokości pasma audio, co prowadzi do możliwości tak zwanych systemów „2½-kanałowych”, w których trzeci kanał jest ograniczony do 5 kHz. Trzeci kanał może być nadawany przez radio FM, na przykład za pomocą modulacji kwadraturowo-fazowej. Ta konfiguracja została przetestowana przez Independent Broadcasting Authority (IBA) w Wielkiej Brytanii jako metoda nadawania nagrań surround. 2½ lub trzykanałowy UHJ zapewnia taką samą dokładność jak trzykanałowy (WXY) B-Format. Dodanie czwartego kanału (Q) do systemu UHJ umożliwia kodowanie pełnego dźwięku przestrzennego z wysokością, znanego jako peryfonia, z poziomem dokładności identycznym z czterokanałowym formatem B.

Chociaż istnieją pewne kompromisy z dokładnością lokalizacji w dwukanałowym systemie UHJ, dwukanałowy UHJ jest formatem powszechnie używanym do dystrybucji nagrań Ambisonic. Dwukanałowe nagrania UHJ mogą być przesyłane przez wszystkie normalne kanały stereo, a każdy z normalnych dwukanałowych nośników może być używany bez żadnych zmian.

Jest kompatybilny ze stereo, ponieważ bez dekodowania słuchacz odbiera obraz stereo, ale znacznie szerszy niż konwencjonalne stereo (patrz Super Stereo ). Lewy i prawy kanał można również zsumować, aby uzyskać bardzo wysoki stopień kompatybilności mono. Odtwarzany przez dekoder UHJ, ujawnia się możliwość dźwięku przestrzennego.

Hierarchia UHJ

Liczba kanałów 		Dekoder? Możliwości
Typowe zastosowania 		Kanały Odpowiednik formatu B

Oryginalne oznaczenie*
4 Tak Pełnokulisty dźwięk przestrzenny DVD, płyta HD LRTQ WXYZ PHJ
3 Tak Pełne obramowanie poziome DVD, płyta HD LRT WXY THJ
„2½” Tak Pełne obramowanie poziome radio FM Ograniczone pasmo LR T
WXY SHJ
2 Tak Poziome obramowanie
CD, radio stereo Ogólne media 2-kanałowe 		LR - BHJ
2 NIE Stereofoniczny
CD, radio stereo Ogólne media 2-kanałowe 		LR - -
1 NIE Mononukleoza Radio LR (zsumowane) - -

*Oznaczenia te są dziś rzadko używane

Dekodowanie UHJ

Podstawowa struktura zarysu dekodera UHJ.

Dekoder UHJ, głównie dla formatu 2-kanałowego, był oryginalnym komponentem wymaganym do konsumenckiego korzystania z Ambisonics. Kiedy system był promowany po raz pierwszy, nacisk był dwukierunkowy: z jednej strony zachęcanie wytwórni płytowych do wspierania systemu i wydawania płyt (z perspektywy czasu było to nierozsądne: wytwórnie płytowe zostały spalone przez systemy poczwórne i nie były w nastroju do popierania czegokolwiek; w każdym razie ludzie do przekonania byli inżynierami, producentami i znanymi artystami, którzy mogli używać sprzętu miksującego Ambisonic podczas sesji do woli, tak jak mieli swobodę w korzystaniu z innego zewnętrznego sprzętu studyjnego ), z drugiej strony zachęcając producentów sprzętu do rejestrowania się jako licencjobiorcy Ambisonic i włączania dekoderów do swoich urządzeń.

Wewnątrz dekodera UHJ sygnały są przetwarzane w macierzy amplitudy fazowej w celu odzyskania zestawu sygnałów przypominającego format B. W większości przypadków sygnał będzie w rzeczywistości w formacie B, ale w przypadku 2-kanałowego UHJ nie ma wystarczających informacji, aby móc zrekonstruować prawdziwy sygnał w formacie B, tylko coś, co zachowuje się w podobny sposób.

Informacje są następnie przekazywane do macierzy amplitudy, która rozwija kanały głośnikowe, za pośrednictwem zestawu filtrów półkowych, które poprawiają dokładność i wydajność dekodera w mniejszych środowiskach odsłuchowych (można je pominąć w zastosowaniach na większą skalę). Ambisonics został zaprojektowany tak, aby pasował do rzeczywistych pomieszczeń mieszkalnych i praktycznych rozmieszczeń głośników: większość pomieszczeń mieszkalnych ma kształt prostokąta, w wyniku czego podstawowy system został zaprojektowany do dekodowania do czterech głośników w prostokącie o bokach od 1:2 (szerokość dwa razy większa od długości) do 2 :1 (długość dwa razy większa od szerokości) długości, dzięki czemu pasuje do większości salonów. Sterowanie układem jest generalnie zapewnione, aby umożliwić skonfigurowanie dekodera dla pozycji głośników - ważny aspekt odtwarzania Ambisonic, który różni się od innych systemów dźwięku przestrzennego: dekoder jest specjalnie skonfigurowany pod kątem rozmiaru i układu zestawu głośników. Sterowanie układem może mieć postać pokrętła, przełącznika 2-pozycyjnego (1:2,2:1) lub 3-pozycyjnego (1:2,1:1,2:1).

Cztery głośniki to minimum wymagane do poziomego dekodowania dźwięku przestrzennego i chociaż jest to odpowiednie dla typowego środowiska konsumenckiego, większe przestrzenie wymagają większej liczby głośników, aby zapewnić pełną lokalizację dźwięku przestrzennego.

Dalsze informacje: Dekodowanie ambisoniczne

Superstereo

Wadą stosowania 2-kanałowego UHJ jest to, że do uzyskania efektu przestrzennego słuchacz wymaga dekodera Ambisonic UHJ. Tradycyjnie nie były one powszechnie dostępne, ale stały się wtyczkami na nowoczesnym sprzęcie komputerowym. Jednak słuchacze 2-kanałowego sygnału UHJ bez dekodera zauważają efekt „super stereo”. Ze względu na międzykanałowe zależności fazowe nieodłącznie związane ze schematem kodowania, słuchacz doświadcza stereo, które jest często znacznie szersze niż głośniki (patrz także § Undecoded UHJ poniżej).

Jednocześnie cechą domowych dekoderów UHJ było włączenie funkcji super stereo . Pozwala to na „owijanie” konwencjonalnych sygnałów stereofonicznych przy użyciu niektórych możliwości dekodera. Dostępna jest kontrola, która umożliwia zmianę szerokości między monofonicznym a pełnym dźwiękiem przestrzennym. Zapewnia to słuchaczowi użyteczną możliwość wydobycia więcej z istniejącej kolekcji stereo.

Obie funkcje były używane jako punkty sprzedaży we wczesnych dniach Ambisonics, a zwłaszcza miksowanie Ambisonic. Pomogli przezwyciężyć sytuację „jajka i jajka”, w której wytwórnie płytowe niechętnie wypuszczały nagrania Ambisonic, ponieważ na rynku było niewiele dekoderów, podczas gdy producenci hi-fi nie chcieli licencjonować i włączać dekoderów Ambisonic UHJ do swoich urządzeń, ponieważ nie było bardzo popularne treści. Z jednej strony warto było mieć dekoder, ponieważ można było wydobyć więcej z istniejącej kolekcji płyt (stereo); z drugiej warto było robić nagrania UHJ, bo nawet osoby bez dekodera mogły zyskać wymierne korzyści.

Nieodkodowany UHJ

W świecie, w którym większość słuchaczy nie ma dekoderów Ambisonic, większość słuchaczy 2-kanałowego materiału zakodowanego w UHJ będzie słuchała bez dekodowania.

Niektórzy inżynierowie woleli postrzeganą dodatkową przestronność, szerokość i stabilność niedekodowanego 2-kanałowego UHJ od konwencjonalnych technik miksowania stereo panpotted. Nieżyjący już John Timperley , na przykład, intensywnie używał UHJ Transcoder (prosta metoda miksowania Ambisonic ) i wyprodukował kilka serii nagrań UHJ, mimo że był w pełni świadomy, że niewielu ludzi kiedykolwiek usłyszy je zdekodowane, i miksował materiał celowo dla najlepszego nierozszyfrowany wynik. Niestety, nagrania te nie zostały jeszcze w pełni udokumentowane.

Podobnie na płycie Tiny Turner, Break Every Rule , chórki są w rzeczywistości zakodowane w UHJ - iw tym przypadku słuchacz nie ma sensu dekodować utworów, ponieważ reszta miksu jest w zwykłym panpotted stereo i nie zawiera żadnych informacje przestrzenne - wokale zostały zakodowane wyłącznie w celu uzyskania efektu przestrzennego bez dekodowania.

Podczas słuchania nieodkodowanego 2-kanałowego materiału UHJ informacje z tyłu są opuszczane na przednią scenę o 3 dB w dół, dzięki czemu scena dźwiękowa zachowuje pewien stopień „dystansu” między przodem a tyłem. Na przykład dźwięk panoramowany wokół słuchacza w trybie przestrzennym, podczas odsłuchiwania bez dekodowania, będzie wydawał się bardziej odległy, gdy przechodzi przez „tył”; ponadto międzykanałowe zależności fazowe związane z tylną lokalizacją powodują, że dźwięk próbuje pojawić się za słuchaczem w wyniku pewnego rodzaju „dekodowania słuchowego”. Jednakże, chociaż jest to ogólnie skuteczne w przypadku treści miksowanych ambisonicznie, w przypadku materiału nagranego za pomocą systemu mikrofonów pola dźwiękowego (SFM) atmosfera, na przykład w sali koncertowej, może mieć wystarczająco wysoki poziom, gdy nie jest dekodowana, aby sprawiają, że nagranie wydaje się nadmiernie pogłosowe, co nie ma miejsca, gdy UHJ jest dekodowany do dźwięku przestrzennego. W przeszłości było to cytowane jako krytyka niektórych nagrań SFM przez niektórych recenzentów płyt: problem można złagodzić poprzez staranne ustawienie zestawu mikrofonów (np. bliżej muzyków).

Techniki produkcji UHJ

Tworzenie (zwykle 2-kanałowych) nagrań UHJ to prosta kwestia przepuszczenia sygnałów formatu B przez koder UHJ i zarejestrowania wyniku. Mogą one pochodzić z mikrofonów pola dźwiękowego lub z miksu. Ponadto miksy można tworzyć bezpośrednio w UHJ za pomocą transkodera UHJ, takiego jak ten oferowany przez Audio & Design Recordings w latach 80., wraz z innym sprzętem do miksowania Ambisonic (patrz Miksowanie Ambisonic: starszy sprzęt ) . Transkoder zarówno kodował format B do 2-kanałowego UHJ, jak i dodatkowo umożliwiał transkodowanie stereofonicznego przedniego i tylnego stopnia stereo (oba z regulowaną szerokością) bezpośrednio do 2-kanałowego UHJ, podczas gdy inne jednostki ułatwiały produkcję B- Formatuj miksy, które można zakodować w UHJ za pomocą Transcodera.

Za pomocą tego sprzętu wydano znaczną liczbę 2-kanałowych wydawnictw, w tym kilka albumów wydanych przez wytwórnię biblioteki muzycznej KPM Production oraz wydawnictwa komercyjne, takie jak Till We Have Faces Steve'a Hacketta, Stereotomy The Alan Parsons Project, Liverpool Oratorio Paula McCartneya , Frank Perry 's Zodiac , seria albumów wydanych przez wytwórnię Collins Classics i inne, z których większość jest dostępna na płytach CD.

Nimbus Records stworzyła ogromną kolekcję wydawnictw UHJ, pierwotnie na winylu, a później na CD, która jest wciąż dodawana . Nimbus był jednym z pierwszych licencjobiorców Ambisonic.

Więcej informacji można znaleźć w sekcji Dyskografia Ambisonic w linkach zewnętrznych .

Brak dostępności 4-ścieżkowego sprzętu do masteringu doprowadził do tendencji (obecnie żałowanej przez niektóre zaangażowane osoby) do miksowania bezpośrednio do 2-kanałowego UHJ zamiast nagrywania w formacie B, a następnie konwertowania go na UHJ w celu wydania. Fakt, że można było miksować bezpośrednio do 2-kanałowego UHJ bez niczego poza transkoderem, czynił to jeszcze bardziej kuszącym. W rezultacie brakuje starszych nagrań w formacie B zmiksowanych ambisonicznie, które mogłyby zostać wydane dzisiaj w bardziej zaawansowanych formatach (takich jak G-Format ). Jednak remastering – aw niektórych przypadkach wydanie – oryginalnych 2-kanałowych nagrań UHJ w formacie G okazał się zaskakująco skuteczny, dając wyniki co najmniej tak dobre, jak oryginalne nagrania studyjne, przede wszystkim dzięki znacznie wyższej jakości obecnych nagrań. systemów dekodowania (takich jak dekodery programowe oparte na plikach) w porównaniu z tymi dostępnymi w momencie wykonywania nagrań.

Równania kodowania i dekodowania UHJ

Kodowanie 

S = 0,9396926*W + 0,1855740*X D = j(-0,3420201*W + 0,5098604*X) + 0,6554516*Y Lewa = (S + D)/2,0 Prawa = (S - D)/2,0 T = j(-0,1432* W + 0,6512*X) - 0,7071*Y Q = 0,9772*Z gdzie j to przesunięcie fazowe +90°

Rozszyfrowanie

Dla czterokanałowego UHJ:

S = (lewo + prawo)/2,0 D = (lewo - prawo)/2,0 W = 0,982*S + j*0,197(0,828*D + 0,768*T) X = 0,419*S - j(0,828*D + 0,768* T) Y = 0,796*D - 0,676*T + j*0,187*S Z = 1,023*Q gdzie j jest przesunięciem fazowym +90°

Dla trzykanałowego UHJ:

S = (lewo + prawo)/2,0 D = (lewo - prawo)/2,0 W = 0,982*S + j*0,197(0,828*D + 0,768*T) X = 0,419*S - j(0,828*D + 0,768* T) Y = 0,796*D - 0,676*T + j*0,187*S gdzie j to przesunięcie fazowe o +90°

Dla dwukanałowego UHJ:

S = (lewo + prawo)/2,0 D = (lewo - prawo)/2,0 W' = 0,982*S + j*0,164*D X' = 0,419*S - j*0,828*D Y' = 0,763*D + j*0,385 *S gdzie j oznacza przesunięcie fazowe o +90°

Zwróć uwagę, że dwukanałowy UHJ wymaga od odtwarzacza użycia innych filtrów półkowych niż w przypadku trzy- i czterokanałowego UHJ (i formatu B); W', X' i Y' są używane do wskazania, że ​​wynik dekodowania nie jest taki sam jak oryginalny format B (Gerzon nazywa to formatem E).

Notatki

Zobacz też

  • Gerzon, Michael A. (listopad 1985). „Ambisonics w transmisji wielokanałowej i wideo”. Dziennik Towarzystwa Inżynierii Dźwięku . AES . 33 (11): 859–871.
  • Gerzon, Michael (11 grudnia 1975). „Kompatybilne 2-kanałowe kodowanie dźwięku przestrzennego” . Listy elektroniczne . Przedrukowany przez NRDC . 11 (25/26). doi : 10.1049/el:19750469 .
  • Cooper, Duane H .; Shiga, Takeo (czerwiec 1972). „Dyskretna matryca wielokanałowego stereo” (PDF) . Dziennik Towarzystwa Inżynierii Dźwięku . AES . 20 (5): 346–360 . Źródło 28 września 2018 r .
  • Daubney, Chris (sierpień 1982). „Ambisonics - wgląd operacyjny” . Dźwięk studyjny : 52–58.
  • Gerzon, Michael A. (1973). „Peryfonia: reprodukcja dźwięku z wysokością” . Dziennik Towarzystwa Inżynierii Dźwięku . AES . 21 (1): 2–10.
  • Peter, Fellgett (sierpień 1975). „Ambisonics. Część pierwsza: Ogólny opis systemu”. Dźwięk studyjny . 1 : 20–22, 40.
  • Gerzon, Michael A. (październik 1975). „Ambisonics. Część druga: Techniki studyjne”. Dźwięk studyjny : 24–30, 60.

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Ambisonic_UHJ_format&oldid=1139989149 ”