Амбисоника - Ambisonics

Не путать с Амбиофоника.

Ambisonics бывшая торговая марка

Амбисоника это сфера объемный звук формат: помимо горизонтальной плоскости покрывает источники звука выше и ниже слушателя.^[1]

В отличие от других форматов многоканального объемного звучания, его каналы передачи не передают сигналы динамиков. Вместо этого они содержат независимое от динамика представление звукового поля, называемого B-формат, что тогда расшифрованный к настройке динамиков слушателя. Этот дополнительный шаг позволяет производителю думать в терминах направления источников, а не положения громкоговорителей, и предлагает слушателю значительную степень гибкости в отношении компоновки и количества громкоговорителей, используемых для воспроизведения.

Ambisonics была разработана в Великобритании в 1970-х годах под эгидой британского Национальная корпорация развития исследований.

Несмотря на прочную техническую основу и множество преимуществ, Ambisonics до недавнего времени не имела коммерческого успеха и выживала только в нишевых приложениях и среди энтузиастов звукозаписи.

Благодаря легкой доступности мощной цифровой обработки сигналов (в отличие от дорогих и подверженных ошибкам аналоговых схем, которые приходилось использовать в первые годы) и успешному внедрению на рынок систем объемного звука для домашних кинотеатров с 1990-х годов, интерес к Ambisonics среди звукозаписывающие инженеры, звукорежиссеры, композиторы, медиа-компании, вещатели и исследователи вернулись и продолжают расти.

Вступление

Амбисонику можно понимать как трехмерное расширение M / S (средний / боковой) стерео, добавляя дополнительные каналы разницы по высоте и глубине. Результирующий набор сигналов называется B-формат. Его составляющие каналы обозначены ${\displaystyle W}$ для звукового давления (M в M / S), ${\displaystyle X}$ для градиента звукового давления спереди и сзади, ${\displaystyle Y}$ для лево-минус-право (S в M / S) и ${\displaystyle Z}$ для вверх-минус-вниз.^{[примечание 1]}

В ${\displaystyle W}$ сигнал соответствует всенаправленному микрофону, тогда как ${\displaystyle XYZ}$ - это компоненты, которые будут подхватываться капсулами в форме восьмерки, ориентированными по трем пространственным осям.

Панорамирование источника

Простой амбисонический паннер (или кодировщик) принимает исходный сигнал ${\displaystyle S}$ и два параметра, горизонтальный угол ${\displaystyle \theta }$ и угол места ${\displaystyle \phi }$. Он позиционирует источник под нужным углом, распределяя сигнал по компонентам Ambisonic с разным коэффициентом усиления:

${\displaystyle W=S\cdot {\frac {1}{\sqrt {2}}}}$

${\displaystyle X=S\cdot \cos \theta \cos \phi }$

${\displaystyle Y=S\cdot \sin \theta \cos \phi }$

${\displaystyle Z=S\cdot \sin \phi }$

Будучи всенаправленным, ${\displaystyle W}$ канал всегда получает один и тот же постоянный входной сигнал, независимо от углов. Таким образом, его средняя энергия примерно такая же, как и у других каналов, W ослабляется примерно на 3 дБ (точнее, делится на квадратный корень из двух).^[2] Условия для ${\displaystyle XYZ}$ на самом деле формируют диаграммы направленности микрофонов в форме восьмерки (см. иллюстрацию справа, второй ряд). Мы оцениваем их стоимость ${\displaystyle \theta }$ и ${\displaystyle \phi }$, и умножьте результат на входной сигнал. В результате входной сигнал во всех компонентах становится ровно настолько громким, насколько его мог бы уловить соответствующий микрофон.

Виртуальные микрофоны

Морфинг между различными шаблонами виртуального микрофона.

Компоненты B-формата можно комбинировать для получения виртуальный микрофоны с любой диаграммой направленности первого порядка (всенаправленный, кардиоидный, гиперкардиоидный, восьмерка или что-то среднее между ними), указывающий в любом направлении. Одновременно можно получить несколько таких микрофонов с разными параметрами, чтобы создать совпадающие стереопары (например, Blumlein ) или окружающие массивы.

${\displaystyle p}$	Шаблон
${\displaystyle 0}$	Восьмерка
${\displaystyle (0,0.5)}$	Гипер- и суперкардиоиды
${\displaystyle 0.5}$	Кардиоидный
${\displaystyle (0.5,1.0)}$	Широкие кардиоиды
${\displaystyle 1.0}$	Всенаправленный

Горизонтальный виртуальный микрофон под горизонтальным углом ${\displaystyle \Theta }$ с рисунком ${\displaystyle 0\leq p\leq 1}$ дан кем-то

${\displaystyle M(\Theta ,p)=p{\sqrt {2}}W+(1-p)(\cos \Theta X+\sin \Theta Y)}$.

Этот виртуальный микрофон нормализованное свободное поле, что означает, что он имеет постоянное усиление, равное единице для звуков на оси. На иллюстрации слева показаны некоторые примеры, созданные с помощью этой формулы.

Виртуальными микрофонами можно управлять на этапе постпродакшна: можно выделить желаемые звуки, подавить нежелательные, а во время микширования можно точно настроить баланс между прямым и реверберирующим звуком.

Расшифровка

Наивный однополосный синфазный декодер для квадратной конфигурации громкоговорителей.

Базовый Ambisonic декодер очень похож на набор виртуальных микрофонов. Для идеально регулярных схем можно сгенерировать упрощенный декодер, направив виртуальный кардиоидный микрофон в направлении каждого динамика. Вот квадрат:

${\displaystyle LF=({\sqrt {2}}W+X+Y){\sqrt {8}}}$

${\displaystyle LB=({\sqrt {2}}W-X+Y){\sqrt {8}}}$

${\displaystyle RB=({\sqrt {2}}W-X-Y){\sqrt {8}}}$

${\displaystyle RF=({\sqrt {2}}W+X-Y){\sqrt {8}}}$

Признаки ${\displaystyle X}$ и ${\displaystyle Y}$ компоненты - важная часть, остальные - факторы усиления. В ${\displaystyle Z}$ компонент отбрасывается, потому что невозможно воспроизвести реплики высоты с помощью всего четырех громкоговорителей в одной плоскости.

На практике настоящий Ambisonic декодер требует ряда психоакустических оптимизаций для правильной работы.^[3]

Амбисоника высшего порядка

Визуальное представление компонентов Ambisonic B-формата до третьего порядка. Темные участки представляют собой области с обратной полярностью. Обратите внимание, как первые два ряда соответствуют ненаправленным диаграммам направленности микрофона и диаграммам направленности микрофона в форме восьмерки.

Пространственное разрешение Ambisonics первого порядка, как описано выше, довольно низкое. На практике это приводит к слегка размытым источникам, но также и к сравнительно небольшой полезной зоне прослушивания или сладкое пятно. Разрешение может быть увеличено, а зона наилучшего восприятия может быть увеличена путем добавления групп более избирательных направленных компонентов в B-формат. Они больше не соответствуют диаграммам направленности обычных микрофонов, а выглядят как листья клевера. Результирующий набор сигналов затем называется Второй-, В третьих-, или вместе, Амбисоника высшего порядка.

Для данного заказа ${\displaystyle \ell }$, полносферные системы требуют ${\displaystyle (\ell +1)^{2}}$ компоненты сигнала, и ${\displaystyle 2\ell +1}$ компоненты необходимы для воспроизведения только по горизонтали.

Смотрите также: Амбисоника смешанного порядка

Существует несколько различных соглашений о формате для Ambisonics более высокого порядка; подробности см. Форматы обмена амбизонными данными.

Сравнение с другими форматами объемного звука

Ambisonics отличается от других форматов объемного звука по ряду аспектов:

• это изотропный: звуки из любого направления обрабатываются одинаково, в отличие от предположения, что основные источники звука являются фронтальными, а задние каналы предназначены только для окружения или специальных эффектов.
• Требуется всего три канала для базового горизонтального объемного звучания и четыре канала для полноценного звукового поля. Для базового воспроизведения с полной сферой требуется минимум шесть динамиков (минимум четыре для горизонтальных).
• Сигнал Ambisonics отделен от системы воспроизведения: размещение громкоговорителей является гибким (в разумных пределах), и один и тот же программный материал может быть декодирован для различного количества громкоговорителей. Более того, микс ширины и высоты может воспроизводиться только на горизонтальных, стереофонических или даже монофонических системах без полной потери контента (он будет свернут в горизонтальную плоскость и во фронтальный квадрант, соответственно). Это позволяет производителям использовать высокопроизводительное производство, не беспокоясь о потере информации.
• Ambisonics можно масштабировать до любого желаемого пространственного разрешения за счет дополнительных каналов передачи и большего количества динамиков для воспроизведения. Материал более высокого порядка сохраняет обратную совместимость и может воспроизводиться с более низким пространственным разрешением без специального понижающего микширования.
• Основная технология Ambisonics свободна от патентов, а полная цепочка инструментов для производства и прослушивания доступна как бесплатно программное обеспечение для всех основных операционные системы.

С другой стороны, Ambisonics:

• Склонен к очень нестабильным фантомным источникам и небольшим "сладким пятнам" при воспроизведении через громкоговорители из-за эффект приоритета.
• Склонен к сильному окрашиванию из-за артефактов комбинированной фильтрации из-за временно смещенных когерентных волновых фронтов при воспроизведении через массив громкоговорителей.
• Не принимается аудио инженерами, ориентированными на качество, несмотря на бесчисленные попытки и возможные варианты использования с момента его создания в 1970-х годах.
• Часто продается с вводящими в заблуждение представлениями, которые не соответствуют практическим вариантам использования, например, предполагая строго сферический массив каналов и слушателя, сидящего точно посередине, или ограничивая графики волнового поля крошечным частотным диапазоном.
• Не поддерживается ни одной крупной звукозаписывающей компанией или медиа-компанией. Хотя ряд Формат Ambisonic UHJ (UHJ) закодированные треки (в основном классические) могут быть обнаружены, если с некоторыми трудностями, на таких сервисах, как Spotify. [1].
• Концептуально сложный для понимания людьми, в отличие от обычного "один канал, один динамик" парадигма.
• Потребителю сложнее настроить из-за стадии декодирования.

Теоретическая основа

Анализ звукового поля (кодирование)

Сигналы формата B содержат усеченный сферическая гармоника разложение звукового поля. Они соответствуют звуковое давление ${\displaystyle W}$, а три составляющие градиента давления ${\displaystyle XYZ}$ (не путать с родственными скорость частицы ) в точке пространства. Вместе они приблизительно соответствуют звуковому полю на сфере вокруг микрофона; формально усечение первого порядка мультипольное расширение. ${\displaystyle W}$ (моносигнал) - это информация нулевого порядка, соответствующая постоянной функции на сфере, а ${\displaystyle XYZ}$ являются членами первого порядка (диполи или восьмерки). Это усечение первого порядка является лишь приближением общего звукового поля.

В высшие порядки соответствуют дальнейшим членам мультипольного разложения функции на сфере по сферическим гармоникам. На практике для воспроизведения более высоких порядков требуется больше динамиков, но увеличивается пространственное разрешение и увеличивается область, в которой звуковое поле воспроизводится идеально (до верхней граничной частоты).

Радиус ${\displaystyle r}$ этой области для амбисонического порядка ${\displaystyle \ell }$ и частота ${\displaystyle f}$ дан кем-то

${\displaystyle r\approx {\frac {\ell c}{2\pi f}}}$,^[4]

куда ${\displaystyle c}$ обозначает скорость звука.

Эта область становится меньше человеческой головы выше 600 Гц для первого порядка или 1800 Гц для третьего порядка. Для точного воспроизведения в объеме размером с голову до 20 кГц потребуется порядка 32 или более 1000 динамиков.

На тех частотах и ​​местах прослушивания, где идеальное звуковое поле реконструкция больше невозможно, воспроизведение Ambisonics должно быть сосредоточено на доставке правильных ориентиров, чтобы обеспечить хорошую локализацию даже при наличии ошибок реконструкции.

Психоакустика

Человеческий слуховой аппарат имеет очень четкую локализацию в горизонтальной плоскости (в некоторых экспериментах расстояние между источниками достигает 2 °). Можно выделить два преобладающих сигнала для разных частотных диапазонов:

Низкочастотная локализация

На низких частотах, где длина волны больше по сравнению с человеческой головой, входящий звук дифракция вокруг него, так что практически нет акустической тени и, следовательно, нет разницы в уровнях между ушами. В этом диапазоне единственной доступной информацией является соотношение фаз между двумя ушными сигналами, называемое межуральная разница во времени, или же ITD.Оценка этой разницы во времени позволяет точно определить местонахождение в пределах конус смятения: угол падения однозначен, но ITD одинаков для звуков спереди и сзади. Пока звук не полностью неизвестен субъекту, путаницу обычно можно разрешить, заметив тембральные вариации спереди и сзади, вызванные ушными вкладышами (или ушные раковины).

Высокочастотная локализация

Когда длина волны приближается к размеру головы вдвое, фазовые отношения становятся неоднозначными, поскольку уже не ясно, соответствует ли разность фаз между ушами одному, двум или даже большему количеству периодов при увеличении частоты. К счастью, голова изменится. создают в этом диапазоне значительную акустическую тень, которая вызывает небольшую разницу в уровне между ушами. Это называется межуровневая разница, или же ILD (применяется тот же конус путаницы). В совокупности эти два механизма обеспечивают локализацию во всем диапазоне слышимости.

Воспроизведение ITD и ILD в Ambisonics

Герзон показал, что качество сигналов локализации в воспроизводимом звуковом поле соответствует двум объективным параметрам: длине вектора скорости частицы ${\displaystyle {\vec {r_{V}}}}$ для ITD, а длина вектора энергии ${\displaystyle {\vec {r_{E}}}}$ для ILD. Герзон и Бартон (1992) определяют декодер для горизонтального объемного звучания как Амбисонный если

• направления ${\displaystyle {\vec {r_{V}}}}$ и ${\displaystyle {\vec {r_{E}}}}$ согласен до не менее 4 кГц,
• на частотах ниже примерно 400 Гц, ${\displaystyle \|{\vec {r_{V}}}\|=1}$ для всех азимутальных углов, и
• на частотах примерно от 700 Гц до 4 кГц величина ${\displaystyle {\vec {r_{E}}}}$ является "максимально увеличена на как можно большей части звуковой сцены на 360 °".^[5]

На практике удовлетворительные результаты достигаются при умеренных порядках даже для очень больших зон прослушивания.^[6][7]

Синтез звукового поля (декодирование)

В принципе, громкоговоритель сигналы выводятся с помощью линейная комбинация компонентных сигналов Ambisonic, где каждый сигнал зависит от фактического положения динамика по отношению к центру воображаемой сферы, поверхность которой проходит через все доступные динамики. На практике слегка нестандартные расстояния между динамиками можно компенсировать с помощью задерживать.

Однако декодирование True Ambisonics требует пространственного выравнивания сигналов для учета различий в высоких и низких частотах. звуковая локализация механизмы в человеческом слухе.^[8]Дальнейшее уточнение учитывает расстояние слушателя от громкоговорителей (компенсация ближнего поля).^[9]

Дальнейшая информация: Амбисонное декодирование и Системы амбисонной репродукции

Совместимость с существующими каналами сбыта

Декодеры Ambisonic в настоящее время не продаются для конечных пользователей каким-либо существенным образом, и никакие собственные записи Ambisonic в продаже отсутствуют. Следовательно, контент, созданный в Ambisonics, должен быть доступен потребителям в стерео или дискретных многоканальных форматах.

Стерео

Контент Ambisonics можно автоматически преобразовать в стерео без специального понижающего микширования. Самый простой подход - отобрать B-формат с помощью виртуальный стереомикрофон. Результат эквивалентен совпадающей стереозаписи. Изображение будет зависеть от геометрии микрофона, но обычно тыловые источники будут воспроизводиться более мягко и рассеянно. Вертикальная информация (из ${\displaystyle Z}$ канал) опущен.

В качестве альтернативы B-формат может быть матрично закодирован в Формат UHJ, который подходит для прямого воспроизведения на стереосистемах. Как и раньше, вертикальная информация будет отброшена, но в дополнение к лево-правому воспроизведению UHJ пытается сохранить часть горизонтальной информации объемного звучания, переводя источники на задней панели в сигналы, не совпадающие по фазе. Это дает слушателю некоторое ощущение задней локализации.

Двухканальный UHJ также может быть декодирован обратно в горизонтальный Ambisonic (с некоторой потерей точности), если доступна система воспроизведения Ambisonic. UHJ без потерь до четырех каналов (включая информацию о высоте) существует, но никогда не получил широкого распространения. Во всех схемах UHJ первые два канала - это обычные левые и правые динамики.

Дальнейшая информация: Формат Ambisonic UHJ

Многоканальные форматы

Точно так же можно предварительно декодировать материал Ambisonics в произвольную схему расположения динамиков, например Quad, 5.1, 7.1, Auro 11,1, или даже 22.2, опять же без ручного вмешательства. Канал LFE либо пропускается, либо вручную создается специальный микс. Предварительное декодирование в формат 5.1 известно как G-формат^[10] в первые дни DVD-аудио, хотя этот термин больше не используется.

Очевидным преимуществом предварительного декодирования является то, что любой слушатель объемного звука может испытать Ambisonics; не требуется никакого специального оборудования, кроме того, что есть в обычной системе домашнего кинотеатра. Главный недостаток заключается в том, что гибкость рендеринга одного стандартного сигнала Ambisonics для любого целевого массива громкоговорителей теряется: сигнал предполагает определенную «стандартную» компоновку, и любой, кто слушает с другим массивом, может испытывать снижение точности локализации.

Макеты целей от 5.1 и выше обычно превосходят пространственное разрешение амбисоники первого порядка, по крайней мере, во фронтальном квадранте. Для достижения оптимального разрешения, чтобы избежать чрезмерных перекрестных помех и избежать неправильной компоновки цели, предварительное декодирование для таких целей должно производиться из исходного материала в Ambisonics более высокого порядка.^[11]

Рабочий процесс производства

Амбисонический контент можно создать двумя основными способами: записывая звук с помощью подходящего микрофона первого или более высокого порядка, или путем выделения отдельных монофонических источников и их панорамирования в желаемое положение. Контентом также можно управлять, пока он находится в B-формате.

Микрофоны Ambisonic

Собственные массивы B-формата

Массив разработан и изготовлен доктором Джонатаном Холлидеем из Nimbus Records.

Поскольку компоненты Ambisonics первого порядка соответствуют физическим схемам звукоснимателей микрофонов, вполне практично записывать B-формат напрямую, с тремя совпадающими микрофонами: всенаправленным капсюлем, одним направленным вперед капсюлем в виде восьмерки и одним направленным влево. -8 капсул, что дает ${\displaystyle W}$, ${\displaystyle X}$ и ${\displaystyle Y}$ составные части.^[12][13]Это называется родные или же Нимбус / Холлидей микрофонный массив, в честь его дизайнера доктора Джонатана Холлидея в Нимбус Рекордс, где он используется для записи их обширной и продолжающейся серии релизов Ambisonic. Встроенный микрофон формата B, C700S^[14] был произведен и продан Джозефсон Инжиниринг с 1990 г.

Основная трудность, присущая этому подходу, заключается в том, что высокочастотная локализация и четкость зависят от диафрагм, приближающихся к истинному совпадению. При вертикальном расположении капсул достигается идеальное совпадение для горизонтальных источников. Однако звук сверху или снизу теоретически будет страдать от тонких эффектов гребенчатой ​​фильтрации на самых высоких частотах. В большинстве случаев это не ограничение, так как источники звука, далекие от горизонтальной плоскости, обычно возникают из-за реверберации помещения. Кроме того, уложенные друг на друга элементы микрофона в форме восьмерки имеют глубокий нуль в направлении их оси наложения, так что первичным преобразователем в этих направлениях является центральный всенаправленный микрофон. На практике это может привести к меньшей ошибке локализации, чем любой из альтернатив (тетраэдрические решетки с обработкой или четвертый микрофон для оси Z).^{[нужна цитата ]}

Собственные массивы чаще всего используются только для горизонтального объемного звучания из-за увеличения позиционных ошибок и эффектов затенения при добавлении четвертого микрофона.

Тетраэдрический микрофон

Поскольку невозможно построить идеально совпадающую микрофонную решетку, следующий лучший подход - минимизировать и распределить позиционную ошибку как можно более равномерно. Это может быть достигнуто путем размещения четырех кардиоидных или субкардиоидных капсул в тетраэдре и выравнивания для равномерного отклика диффузного поля.^[15] Затем капсульные сигналы преобразуются в B-формат с помощью матричной операции.

Дальнейшая информация: Микрофон звукового поля

За пределами Ambisonics, тетраэдрические микрофоны стали популярными среди инженеров звукозаписи, работающих в стереофоническом или 5.1-канальном формате, за их гибкость при пост-продакшене; здесь B-формат используется только как промежуточное звено для получения виртуальные микрофоны.

Микрофоны высшего порядка

Компоненты Ambisonic выше первого порядка уже невозможно получить напрямую с помощью одиночных микрофонных капсюлей. Вместо этого разностные сигналы более высокого порядка выводятся из нескольких пространственно распределенных (обычно всенаправленных) капсул с использованием очень сложной цифровой обработки сигналов.^[16]

Em32 Eigenmike^[17] представляет собой имеющуюся в продаже 32-канальную амбизонную микрофонную решетку.

Из-за необходимости агрессивной эквализации тембральные и шумовые характеристики массивов более высокого порядка в настоящее время несопоставимы с традиционными высококачественными записывающими микрофонами, и результирующий B-формат все больше ограничивается полосой в сторону более высоких порядков, что поднимает проблемы повышения и обратная совместимость.

Недавняя статья Питера Крейвена и др.^[18] (впоследствии запатентованный) описывает использование двунаправленных капсюлей для микрофонов более высокого порядка, чтобы уменьшить крайность задействованной эквализации. Микрофоны на основе этой идеи еще не созданы.

Амбисонное панорамирование

Самый простой способ создать миксы Ambisonic произвольно высокого порядка - взять монофонические источники и расположить их с помощью кодировщика Ambisonic.

Полносферный кодировщик обычно имеет два параметра: азимут (или горизонт) и угол места. Кодер будет распределять исходный сигнал по компонентам Ambisonic таким образом, чтобы при декодировании источник появлялся в желаемом месте. Более сложные панорамы дополнительно предоставят параметр радиуса, который позаботится о зависимом от расстояния затухании и усилении низких частот из-за близкого -полевой эффект.

Аппаратные устройства панорамирования и микшеры для Ambisonics первого порядка доступны с 1980-х годов.^[19][20][21] и использовались в коммерческих целях. Сегодня плагины панорамирования и другие сопутствующие программные инструменты доступны для всех основных рабочих станций цифрового аудио, часто как бесплатно программное обеспечение. Однако из-за произвольных ограничений ширины шины мало профессиональных цифровые аудио рабочие станции (DAW) поддерживает порядок выше второго. Заметными исключениями являются REAPER, Пирамикс, ProTools, Nuendo и Пыл.

Дальнейшая информация: Список оборудования Ambisonic § Устаревшее оборудование

Амбисоническая манипуляция

B-форматом первого порядка можно управлять различными способами для изменения содержания слуховой сцены. Хорошо известные манипуляции включают «вращение» и «доминирование» (перемещение источников в определенном направлении или от него).^[5][22]

Кроме того, линейный инвариантный во времени обработка сигналов Такие как выравнивание может применяться к B-формату, не нарушая направления звука, при условии, что он одинаково применяется ко всем компонентным каналам.

Более поздние разработки в области Ambisonics более высокого порядка позволяют выполнять широкий спектр манипуляций, включая вращение, отражение, движение, 3D. реверберация, повышающее микширование из устаревших форматов, таких как 5.1 или первого порядка, визуализация и зависимое от направления маскирование и эквализация.

Обмен данными

Для передачи Ambisonic B-формата между устройствами и конечным пользователям требуется стандартизованный формат обмена. Пока традиционный B-формат первого порядка хорошо определен и понятен всем, существуют противоречивые соглашения для амбисоники более высокого порядка, различающиеся как порядком каналов, так и весами, которые, возможно, потребуется поддерживать в течение некоторого времени. Традиционно наиболее распространенным является Формат высшего порядка Ферса-Малхама в .amb контейнер, основанный на формате файлов Microsoft WAVE-EX.^[23] Он масштабируется до третьего порядка и имеет ограничение на размер файла 4 ГБ.

Новые реализации и производства могут захотеть рассмотреть AmbiX^[24] предложение, которое принимает .caf формат файла и устраняет ограничение в 4 ГБ. Он масштабируется до произвольно высоких порядков и основан на кодировании SN3D. Кодирование SN3D было принято Google в качестве основы для своего формата YouTube 360.^[25]

Дальнейшая информация: Форматы обмена амбизонными данными

Текущее развитие

Открытый исходный код

С 2018 года существует бесплатная реализация с открытым исходным кодом в звуковой кодек Opus.^[26]

Корпоративный интерес

С момента его принятия Google и другими производителями в качестве предпочтительного аудиоформата для виртуальная реальность Интерес к Ambisonics возрос.^[27][28][29]

В 2018 г. Sennheiser выпустила свой микрофон VR,^[30] и Увеличить выпустила полевой рекордер Ambisonics.^[31] Оба являются реализациями конструкции тетраэдрического микрофона, который производит Ambisonics первого порядка.

Ряд компаний в настоящее время проводят исследования в области Ambisonics:

• BBC^[32][33][34]
• Разноцветный Исследования и инновации / лицензирование Thomson^[35][36]

Dolby Laboratories проявили "интерес" к Ambisonics, приобретя (и ликвидировав) специалиста по Ambisonics из Барселоны имм звук до запуска Dolby Atmos,^[37] который, хотя его точная работа не раскрывается, действительно реализует разделение между направлением источника и фактическим положением громкоговорителей. Atmos использует принципиально иной подход в том, что он не пытается передавать звуковое поле; он передает дискретные премиксы или основы (то есть необработанные потоки звуковых данных) вместе с метаданными о том, из какого места и направления они должны появляться. Затем стебли декодируются, микшируются и визуализируются в реальном времени с использованием любых громкоговорителей, доступных в месте воспроизведения.

Использование в играх

Ambisonics высшего порядка нашла нишу на рынке видеоигр, разработанных Codemasters. Их первая игра, в которой использовался звуковой движок Ambisonic, была Колин МакРэй: DiRT однако это использовало только Ambisonics на PlayStation 3 Платформа.^[38] Их игра Гонщик: GRID расширил использование Ambisonics на Xbox 360 Платформа,^[39] и Колин МакРэй: DiRT 2 использует Ambisonics на всех платформах, включая ПК.^[40]

Последние игры от Codemasters, F1 2010, Грязь 3,^[41] F1 2011^[42] и Грязь: Showdown,^[43] использовать Ambisonics четвертого порядка на более быстрых ПК,^[44] оказано Звук синей ряби с Rapture3D OpenAL драйвер и предварительно микшированный звук Ambisonic, созданный с использованием подключаемых модулей WigWare Ambisonic Брюса Виггинса.^[45]

Патенты и товарные знаки

Срок действия большинства патентов на разработки Ambisonic истек (включая патенты на Микрофон звукового поля ), и, как следствие, базовая технология доступна для реализации любому. Исключения из этого правила включают доктор Джеффри Бартон. Trifield технология, которая представляет собой систему стерео рендеринга с тремя динамиками, основанную на теории Ambisonic (США 5594800 ), и так называемые "венские" декодеры, основанные на статье Герзона и Бартона "Вена 1992 года" AES, которые предназначены для декодирования нерегулярных массивов динамиков (США 5757927 ).

«Пул» патентов, составляющих технологию Ambisonics, был первоначально собран Национальной корпорацией исследований и разработок правительства Великобритании (NRDC), которая существовала до конца 1970-х годов для разработки и продвижения британских изобретений и лицензирования их коммерческим производителям - в идеале - одному лицензиату. В конечном итоге система получила лицензию на Нимбус Рекордс (сейчас принадлежит Wyastone Estate Ltd).

Логотип Ambisonic в виде «переплетенных кругов» (торговые марки Великобритании UK00001113276 и UK00001113277), а также текстовые знаки "AMBISONIC" и "A M B I S O N" (торговые марки Великобритании UK00001500177 и UK00001112259), ранее принадлежавшая Wyastone Estate Ltd., истекла в 2010 году.

Смотрите также

• Системы амбисонной репродукции
• Амбисонное декодирование
• Формат Ambisonic UHJ
• Список оборудования Ambisonic
• Список постоянных систем воспроизведения Ambisonic
• Нимбус Рекордс
• Микрофон звукового поля

Примечания

1. В этом вводном абзаце используется традиционная нотация B-формата, поскольку предполагается, что читатель, возможно, уже сталкивался с ней. Для амбисоники более высокого порядка используйте Обозначение ACN Рекомендовано.

Рекомендации

1. Майкл А. Герзон, Перифония: воспроизведение звука на большой высоте. Журнал Общества звукорежиссеров, 1973, 21 (1): 2–10.
2. Герзон, М.А. (Февраль 1980 г.). Практическая Перифония. 65-й ​​съезд общества инженеров аудио. Лондон: Аудио инженерное общество. п. 7. Препринт 1571. Чтобы сигналы формата B несли более или менее одинаковую среднюю энергию, X, Y, Z имеют коэффициент усиления √2 в их направлениях максимальной чувствительности.
3. Эрик Бенджамин, Ричард Ли и Аарон Хеллер, Мой декодер амбисоничен?, 125-я конференция AES, Сан-Франциско, 2008 г.
4. Даррен Б. Уорд и Тушара Д. Абхаяпала, Воспроизведение плоского звукового поля с помощью массива громкоговорителей В архиве 8 октября 2006 г. Wayback Machine, IEEE Transactions on Speech and Audio Processing Vol.9 No. 6, Sept 2001
5. Майкл Герзон, Джеффри Дж. Бартон, «Амбисонные декодеры для HDTV», 92-я Конвенция AES, Вена, 1992. http://www.aes.org/e-lib/browse.cfm?elib=6788
6. Малхэм, Д.Г. (1992). «Опыт работы с трехмерными звуковыми системами большой площади» (PDF). Труды Института акустики.. 14 (5): 209–215. Архивировано из оригинал (PDF) 22 июля 2011 г.. Получено 24 января 2007.
7. Йорн Неттингсмайер и Давид Дорманн, Предварительные исследования крупномасштабных систем звукоусиления высшего порядка Ambisonic, Ambisonics Symposium 2011, Лексингтон (Кентукки) 2011
8. Эрик Бенджамин, Ричард Ли и Аарон Хеллер: Локализация в горизонтальных амбизонных системах, 121-я конференция AES, Сан-Франциско, 2006 г.
9. Жером Даниэль, Кодирование пространственного звука, включая эффект ближнего поля: введение фильтров кодирования расстояния и жизнеспособного нового формата Ambisonic, 23-я конференция AES, Копенгаген, 2003 г.
10. Ричард Элен, Ambisonics для нового тысячелетия, Сентябрь 1998 г.
11. Брюс Виггинс, Генерация законов панорамирования для нерегулярных массивов динамиков с использованием эвристических методов В архиве 17 мая 2016 г. в Португальском веб-архиве. 31-я конференция AES, Лондон, 2007 г.
12. Э. М. Бенджамин и Т. Чен, "Родной микрофон формата B", Сто девятнадцатый съезд AES, Нью-Йорк, 2005 г., препринт № 6621. http://www.aes.org/e-lib/browse.cfm?elib=13348
13. [1] Э. М. Бенджамин и Т. Чен, "Родной микрофон B-формата: Часть II", 120-я конвенция AES, Париж, 2006 г., препринт № 6640. http://www.aes.org/e-lib/browse.cfm?elib=13444
14. Микрофоны C700 с изменяемой диаграммой направленности, Джозефсон Инжиниринг
15. Майкл А. Герзон, Конструкция точно совпадающих микрофонных решеток для стерео и объемного звука, 50-я Конвенция AES, Лондон, 1975 г., http://www.aes.org/e-lib/browse.cfm?elib=2466
16. Питер Плессас, Массивы микрофонов с жесткими сферами для пространственной записи и голографии, Дипломная работа в области электротехники - аудиотехника, Грац 2009
17. "Продукты | mhacoustics.com". mhacoustics.com. Получено 7 апреля 2018.
18. П. Дж. Крейвен, М. Дж. Лоу и К. Трэвис, Решетки микрофонов с датчиками тангенциальной скорости В архиве 30 июня 2009 г. Wayback Machine, Симпозиум по амбисонике, Грац, 2009 г.
19. Майкл Герзон и Джеффри Дж. Бартон, Микширование объемного звука Ambisonic для мультитрековых студий, Препринт AES C1009, 2-я Международная конференция: Искусство и технология записи, май 1984 г. http://www.aes.org/e-lib/browse.cfm?elib=11654
20. Ричард Элен, Амбисоническое микширование - введение, Studio Sound, сентябрь 1983 г.
21. Найджел Бранвелл, Технология объемного звука Ambisonic Surround-Sound для записи и трансляции, Инженер звукозаписи / продюсер, декабрь 1983 г.
22. Дэйв Дж. Малхэм, Механизмы пространственного курса и воспроизведение звука 1998, дата обращения 24.01.2014
23. Ричард Добсон Формат файла AMB Ambisonic В архиве 22 апреля 2014 г. Wayback Machine
24. Кристиан Нахбар, Франц Цоттер, Этьен Делефли и Алоис Сонтачки: AmbiX - рекомендуемый формат Ambisonics Симпозиум Ambisonics 2011, Лексингтон (Кентукки) 2011
25. Справка YouTube, Используйте пространственный звук в 360-градусном видео и видео VR
26. Валин, Жан-Марк. «Выпущен Opus 1.3». Документация Opus. Получено 7 сентября 2020.
27. Спецификации и инструменты Google для 360º видео и пространственного звука, получено в мае 2016 г.
28. Загрузите 360-градусное видео, получено в мае 2016 г.
29. Центр разработчиков Oculus: поддерживаемые функции / Ambisonics
30. "Sennheiser AMBEO VR Mic"
31. "Полевой регистратор Ambisonics Zoom H3-VR"
32. Крис Бом, Энтони Чёрнсайд, Upping the Auntie: взгляд телеведущего на амбисонику, BBC R&D Publications, 2012 г.
33. Дариус Сатонгар, Крис Данн, Ю Лам и Фрэнсис Ли Производительность локализации амбисоников более высокого порядка для прослушивания вне центра, BBC R&D Publications, 2013 г.
34. Пол Пауэр, Крис Данн, У. Дэвис и Дж. Херст, Локализация возвышенных источников в амбисонике более высокого порядка, BBC R&D Publications, 2013 г.
35. Иоганн-Маркус Батке и Флориан Кейлер, Использование производных от VBAP функций панорамирования для декодирования 3D Ambisonics 2-й Международный симпозиум по амбизонике и сферической акустике, Париж, 2010 г.
36. Флориан Кейлер, Свен Кордон, Йоханнес Бём, Хольгер Кропп и Иоганн-Маркус Батке, Структура данных для аудиоданных более высокого порядка Ambisonics, Европейская заявка на патент EP 2450880 A1, 2012 г.
37. «Dolby Laboratories приобретает конкурирующую компанию imm sound». Голливудский репортер. 23 июля 2012 г.
38. Делефли, Этьен (30 августа 2007 г.). «Интервью с Саймоном Гудвином из Codemasters об игре DiRT и Ambisonics для PS3». Строительство Ambisonia.com. Австралия: Этьен Делефли. Архивировано из оригинал 23 июля 2011 г.. Получено 7 августа 2010.
39. Делефли, Этьен (24 июня 2008 г.). «Codemasters снова поднимает Ambisonics на Race Driver GRID…». Строительство Ambisonia.com. Австралия: Этьен Делефли. Архивировано из оригинал 23 июля 2011 г.. Получено 7 августа 2010.
40. Фиршман, Бен (3 марта 2010 г.). "Интервью: Саймон Н. Гудвин, Codemasters". Кабан. Ковентри, Великобритания: Уорикский университет. п. 18. Ядро тома 32, выпуск 11. Получено 7 августа 2010.
41. «DiRT3». Игровые новости. Звук синей ряби. 23 мая 2011 г.. Получено 21 ноября 2013.
42. «F1 2011». Игровые новости. Звук синей ряби. 23 сентября 2011 г.. Получено 21 ноября 2013.
43. "DiRT Showdown". Игровые новости. Звук синей ряби. 18 июня 2012 г.. Получено 21 ноября 2013.
44. «3D-звук для игр». Звук синей ряби. Архивировано из оригинал 13 декабря 2013 г.. Получено 21 ноября 2013.
45. «Улучшенное пространственное звучание от программного обеспечения Ambisonic Surround Sound - пример использования REF Impact». Совет по финансированию высшего образования Англии (HEFCE). Получено 18 февраля 2016.

внешняя ссылка

• Ambisonic.net интернет сайт
• Ambisonia, хранилище записей и композиций Ambisonic
• Ambisonic.info, сайт полевого рекордиста Ambisonic Пола Ходжеса
• Ресурсы по амбисонике в университете Пармы
• Ambisonic ресурсы в Йоркском университете
• Технические примечания к Ambisonic высшего порядка в Blue Ripple Sound