Амбиофоника - Ambiophonics

Не путать с Амбисоника.

Амбиофоника это общедоступный метод, использующий цифровая обработка сигналов (DSP) и два динамика прямо перед слушателем, чтобы улучшить воспроизведение стереофонического и 5.1-канального звука. объемный звук для музыки, фильмов и игр в домашних кинотеатрах, игровых ПК, рабочих станциях или студийных приложениях для мониторинга. Впервые реализовано с использованием механических средств в 1986 г.[1][2] сегодня ряд оборудования и VST производители плагинов предлагают Ambiophonic DSP.[3] Амбиофоника устраняет перекрестные помехи, присущие обычному расположению динамиков «стереотреугольник», и тем самым создает бинауральное звуковое поле динамика, которое имитирует наушники.бинауральный звук, и создает для слушателя улучшенное восприятие «реальности» записанных слуховых сцен. Вторую пару динамиков можно добавить сзади, чтобы обеспечить воспроизведение объемного звука на 360 °. При желании для создания атмосферы зала можно использовать дополнительные динамики объемного звучания, включая высоту.

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 гребенчатая фильтрация это искажает тембр центральных голосов и создание ложных «ранних отражений» из-за задержки звука, достигающего 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 образы теоретически могут распространяться в стороны, на ± 90 ° влево и вправо, включая передний полукруг 180 °, в зависимости от акустики прослушивания и от того, в какой степени запись захватила звук. межуровневые различия (ILD) и межуральная разница во времени (ITD), характеризующие слух человека с двумя ушами. 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 существующих записей раскрываются с естественными сольными голосами и более широкими изображениями, на практике до 150 °.

Также возможно делать новые записи, используя основные бинауральные микрофоны, такие как амбиофон,[3] который оптимизирован для воспроизведения Ambiophonic (стерео-совместимый), поскольку он захватывает и сохраняет те же ILD и ITD, которые можно было бы испытать собственными ушами во время сеанса записи. Наряду с реалистичными пространственными качествами сохраняется более правильный тембр (тональность) звуков. Использование ОРТФ, Jecklin Disk, и сферические микрофоны без ушная раковина (внешнее ухо) 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 динамиков, объемного звука 5.1 и mp3-плееров.)

Корни и исследования

В 1981 г. Carver Corporation встроенная фильтрация, чтобы попытаться предварительно вычесть перекрестные помехи в их аналоге Консоль управления Carver C4000. Это называлось «Звуковая голография».[4]

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. Это было продано в 1982 году Polk Audio как "истинное стерео" в их SDA-SRS, SDA1[5] и SDA2[6] колонки серии. Хотя теория сомнительна, результаты были хорошо приняты.[нужна цитата ]

В 1991 г. Roland Corporation запустил Roland Sound Space,[7] система, которая создала трехмерное звуковое пространство с помощью стереодинамиков. Для некоторых слушателей это сработало лучше, чем для других.[нужна цитата ]

Амбиофоника - это смесь новых исследований и ранее известных психоакустический принципы и бинауральные технологии. Эти знания позволили записывать и воспроизводить звук, приближаясь 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 3D системами. методы передачи пространственности и тональности реального восприятия. Разработчики предоставили множество научных статей и загружаемых инструментов для реализации амбиофоники бесплатно для личного использования.[8]

Результаты и ограничения

Перемещая динамики ближе друг к другу, чтобы создать стерео диполь, и используя цифровая обработка сигналов (DSP), например бесплатное ПО RACE (Recursive Ambiophonic Crosstalk Elimination) или подобное программное обеспечение,[9] Амбиофоническое воспроизведение способно генерировать широкие слуховые образы из большинства обычных CD / LP / DVD или MP3 музыки, фильмов или игр и, в зависимости от записи, восстанавливать реалистичную локализацию, пространственность и цвет тона, которые они уловили. Для большинства испытуемых результаты впечатляют, предполагая, что амбиофоника может возродить интерес к высококачественному воспроизведению звука как в стерео, так и в объемном.

Кроме того, амбиофоника предусматривает дополнительное использование концертного зала или другой атмосферы. импульсивный ответ свертка для генерации сигналов окружения зала практически для любого количества и любого расположения громкоговорителей объемного звучания.[10][11] 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 окружающего звука, в результате чего динамики объемного звучания имитируют вклады стен концертного зала.

Методы Ambiophonics 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. Не требуются ни истинно-бинауральные записи (фиктивная голова с ушной раковиной), ни отслеживание движения головы, как при прослушивании через наушники. Коммерческие продукты теперь реализуют DSP с амбиофонией, хотя инструменты для использования на ПК также доступны в Интернете.[8]

Объемный звук

На практике в своей простейшей реализации с двумя динамиками амбиофоническое воспроизведение открывает 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 микрофонных решеток, похожих на амбиофон, для обеспечения совместимости с 5.1 DVD /SACD записи могут воспроизводиться 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 реалистичное пространственное покрытие и тембр (благодаря точному направленному происхождению ранних отражения) многоканальной музыки, фильмов и игрового контента.[3][12][13]

В частности, в случае стереоконтента, где 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 зала, свернутой 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.[14]

Разработкой амбиофоники занимаются несколько исследователей и компаний, в том числе Ральф Глазгал, основатель 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 проф. Эдгар Чуэири, Университет Принстона.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Бок, Т. и Кил, Д. Мл., «Влияние интерауральных перекрестных помех на стереофоническое воспроизведение. и минимизация межканальных перекрестных помех в мониторинге ближнего поля с помощью физического барьера », препринты AES 2420-A и 2420-B, ноябрь 1986 г.
  2. ^ Глазгал, Ральф, «Домашний концертный зал», Stereophile (журнал), июль 1988 г.
  3. ^ а б c Роберт Э. (Робин) Миллер III, "Руководство пользователя подключаемого модуля VST Ambiophonic DSP", www.filmaker.com
  4. ^ Патент США 4218585, Карвер, Роберт В., "Устройство и способ создания пространственного звука", выданное 19 августа 1980 г. 
  5. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2010-12-01. Получено 2010-11-22.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)
  6. ^ http://www.polksda.com/sda2.shtml
  7. ^ http://www.soundonsound.com/sos/jan05/articles/roland.htm
  8. ^ а б Роберт Э. (Робин) Миллер III, «Пространственная четкость и массив микрофонов PanAmbiophone для 2D-объемной и полностью перифонической записи 3D». Препринт AES, октябрь 2004 г.
  9. ^ Инструкции и бесплатные загрузки доступны на http://www.ambiophonics.org/
  10. ^ Глазгал, Ральф, «Локализация на 360 градусов с помощью обработки RACE 4.x», препринт AES 7301, октябрь 2007 г.
  11. ^ Фарина, Анджело и др., «Принципы амбиофонии для записи и воспроизведения объемного звука для музыки. Техники пространственного звука, часть 2, Антология AES 2006 г.
  12. ^ Глазгал, Ральф, «Амбиофоника, 2-е издание»
  13. ^ Глазгал, Ральф, «Амбиофон, создание методологии записи, оптимизированной для амбиофонического воспроизведения», 19-я конференция AES, Schloss Elmau, июнь 2001 г.
  14. ^ Роберт Э. (Робин) Миллер III, «Совместимый объемный звук PanAmbiophonic 4.1 и PerAmbiophonic 6.1 для расширенного телевидения - за рамками ITU 5.1», 144-я техническая конференция SMPTE, октябрь 2002 г.

внешняя ссылка