Mikrofon pola dźwiękowego

Mikrofon Soundfield to mikrofon audio składający się z czterech blisko rozmieszczonych kapsuł mikrofonowych o charakterystyce subkardioidalnej lub kardioidalnej (jednokierunkowej), ułożonych w czworościan . Został wynaleziony przez Michaela Gerzona i Petera Cravena i jest częścią, ale nie wyłącznie, Ambisonics , technologii dźwięku przestrzennego . Może działać jako mikrofon mono, stereo lub dźwięk przestrzenny, opcjonalnie z informacją o wysokości.

Historia

Mikrofon Soundfield został wynaleziony przez Michaela Gerzona i Petera Cravena. Ich teoretyczny projekt został rozwinięty w praktyczny system mikrofonowy przez firmę Calrec Audio Limited, która wprowadziła na rynek pierwszy mikrofon Soundfield w 1978 roku.

W 1993 roku część Calrec zajmująca się mikrofonami Soundfield została wydzielona jako firma SoundField Limited, która dalej rozwijała gamę produktów. Ponieważ wygasły oryginalne patenty dotyczące mikrofonu Soundfield, inne firmy zaczęły produkować mikrofony Soundfield.

W 2016 roku firma macierzysta RØDE Microphones, The Freedman Group, nabyła SoundField od ówczesnego właściciela TSL Products. Oprócz utrzymania w produkcji istniejącej gamy mikrofonów i procesorów SoundField, firma RØDE uruchomiła współpracującą markę „SoundField By RØDE”. Pierwszy mikrofon w ramach współpracy, SoundField By RØDE NTSF-1, został wydany we wrześniu 2018 roku.

Sygnały

Zestaw mikrofonowy Soundfield, składający się z mikrofonu i procesora sygnału, generuje dwa różne zestawy sygnałów audio o nazwie A-Format i B-Format . Procesor dźwięku może być dedykowanym sprzętem lub oprogramowaniem komputerowym. Przetwarzanie oprogramowania może odbywać się w czasie rzeczywistym podczas nagrywania lub później w trybie offline.

Format A

Format A to sygnały z czterech mikrofonów na ścianach czworościanu .

Pierwszy zestaw, A-Format, jest wytwarzany przez sam mikrofon Soundfield i składa się z czterech sygnałów z kapsuł mikrofonowych. Te cztery sygnały nie są przeznaczone do użycia bez dalszego przetwarzania. Format A jest zwykle przekształcany w drugi zestaw sygnałów audio, format B. Proces ten jest opisany w dwóch źródłach wymienionych w sekcji Dalsze źródła . W zależności od modelu mikrofonu transformację tę można przeprowadzić sprzętowo lub programowo.

Format B

Format B to standardowy format audio tworzony przez zestaw pola dźwiękowego. Składa się z następujących czterech sygnałów:

• W – sygnał ciśnieniowy odpowiadający wyjściu z mikrofonu dookólnego
• X - informacje kierunkowe od przodu do tyłu, prędkość skierowana do przodu lub mikrofon „ósemkowy”
• Y - informacje kierunkowe od lewej do prawej, skierowany w lewo mikrofon „ósemkowy”
• Z - informacje kierunkowe od góry do dołu, skierowany w górę mikrofon „ósemkowy”.

Są to stałe (W) i liniowe (X, Y, Z) wyrazy w wielobiegunowym rozwinięciu funkcji na kuli – w efekcie przybliża ono pole falowe na kuli wokół mikrofonu.

Możliwe jest odtworzenie trójwymiarowego pola dźwiękowego, jednak mikrofon pola dźwiękowego szczególnie pokazuje swoją wszechstronność w zastosowaniach stereo lub mono. Na przykład kardioida skierowana do przodu jest wytwarzana przez ${\ displaystyle {\ sqrt {2}} W + X}$ . Łącząc sygnały w różnych proporcjach, można uzyskać dowolną liczbę mikrofonów pierwszego rzędu, skierowanych w dowolnym kierunku, przed i po nagraniu. Na przykład, pod warunkiem, że sygnały W, X, Y i Z są nagrywane oddzielnie, możliwe jest nakierowanie mikrofonu na określoną reakcję publiczności nawet po nagraniu. Przykładami oprogramowania wykonującego te obliczenia są Visual Virtual Microphone, SoundField's Surround Zone i wtyczki dekoderów B2X firmy Ambisonic Studio.

Innymi słowy, nagranie w formacie B można zdekodować, aby modelować dowolną liczbę mikrofonów skierowanych w dowolnych kierunkach: charakterystyka każdego mikrofonu może być wybrana jako wielokierunkowa, kardioidalna, hiperkardioidalna, ósemkowa lub dowolna pomiędzy. Można to zrobić na żywo lub w postprodukcji (po wykonaniu nagrania).

Konfiguracja odtwarzania jest równie elastyczna. Ponownie w postprodukcji nagranie w formacie B można zdekodować na dowolną liczbę głośników rozmieszczonych zarówno w płaszczyźnie poziomej, jak i pionowej.

Należy jednak pamiętać, że ta informacja pozwala jedynie na odtworzenie kierunku dźwięku w mikrofonie – można zsyntetyzować odpowiedzi mikrofonu skierowane w dowolnym kierunku , ale nie pozwala na odtworzenie tego, co zarejestrowałby mikrofon w innym punkcie przestrzeni . Aby to zrobić, konieczna jest bardziej szczegółowa rekonstrukcja pola falowego (jak w przypadku syntezy pola falowego ).

Dalsza lektura

• Michael A. Gerzon (1975). „Projekt dokładnie zbieżnych zestawów mikrofonów dla dźwięku stereo i dźwięku przestrzennego” . 50. Konwencja Towarzystwa Inżynierii Dźwięku . s. Preprint L-20.
• US 4042779 , Craven, Peter Graham & Gerzon, Michael Anthony , „Przypadkowa symulacja mikrofonu obejmująca trójwymiarową przestrzeń i dająca różne wyjścia kierunkowe”, opublikowana 16.08.1977, przypisana do National Research Development Corporation  

Linki zewnętrzne

• SoundField Limited , producent mikrofonów do pola dźwiękowego
• RØDE Microphones , australijski producent mikrofonów, którego oferta obejmuje mikrofony dźwiękowe
• Core Sound LLC , producent mikrofonów nagłośnieniowych
• Oktava , rosyjski producent mikrofonów, którego oferta obejmuje mikrofony typu soundfield
• Voyage Audio , producent mikrofonów nagłośnieniowych