Что такое объемный звук

Как получается объемный звук в наушниках

Содержание

Содержание

Прежде, чем понять, как появляется «трехмерный» звук и почему мы его не слышим через некоторые колонки, необходимо разобраться в устройстве нашего уха. Звук — это волна, давящая на барабанную перепонку. Нервные клетки преобразовывают эту вибрацию в электрический сигнал, который направляется в мозг. Разум распознает и интерпретирует волну, превращая ее в бах, визг, скрип и прочее. Благодаря этому мы способны отличить звук падения монеты от крика чайки.

Почему мы слышим 3D-звук

Мозг с помощью матушки эволюции пришел к выводу, что есть необходимость определить, с какой стороны рычит зверь, а с какой собрат по племени призывает спрятаться в уютную норку. Для этого пришлось научиться воспринимать окружающие звуки двумя ушами с разной скоростью. Разница в 0,7 миллисекунд между правым и левым ухом помогает определить, откуда кричит зверь с точностью до 3 градусов по горизонтали. Если угроза прячется на дереве или сидит на скале, точность определения локации снижается до угла в 15 градусов по вертикали. В целом этого достаточно, чтобы не быть съеденным.

Мозг — удивительный инструмент, способный различать отдельные музыкальные инструменты, тембр голоса, отражение звуковой волны от окружающих предметов: мебели, стен, потолка, окон. Мелодия, звучащая в пустой комнате, значительно отличается от той, что играет в помещении с мебелью. Идеально предать природный звук с помощью технических средств позволяет только бинауральное звучание — восприятие звука двумя ушами.

Первое устройство, компенсирующее разницу достижения звука к обоим ушам, презентовал Скотт Алисон в 1858 году — псевдофон (прибор, который перемещает пространственное расположение звуков так, что те, которые обычно поступают в правое ухо, начинают поступать в левое, и наоборот; был разработан для изучения процесса локализации звуков — прим. ред.). Благодаря особой заслонке в вертикальной и горизонтальной плоскостях, инженер создал иллюзию объемного звука. Спустя 75 лет ученым удалось добиться схожих результатов с помощью HRTF(функция, определяющая то, как именно человек воспринимает звук, исходящий из определенной точки в пространстве — прим. ред.).

Устройство наушников

В центре каждого динамика расположен магнит, рядом катушка и мембрана. Ток проходит через катушку, создавая магнитное поле, колебания воздействуют на мембрану. В результате этого движения создается высокое и низкое давление на окружающее воздушное пространство, появляется звуковая волна. Такого же результата можно добиться более примитивным способом, ударив палкой по пустой бочке — вибрация создаст сжатые потоки воздуха, которые принесут в наше ухо «мелодичный» звук.

Пляски с бубном

Основная проблема в передаче качественной записи объемного звука — строение человеческого тела. Уши человека, как и отпечатки пальцев или сетчатка глаза — уникальны. Это означает, что каждый из нас по-разному воспринимает один и тот же звук. Немного подумав, ученые решили — нужно решать проблему радикально, отрезав ушную раковину. Занимались этими странными делами в научно-исследовательской лаборатории Белла в 1931–1932 годах в США. Экзекуции подвергался манекен, в его слуховые проходы были внедрены микрофоны. На записывающие устройство транслировались звуки музыкальных инструментов хора.

Добившись идеального звучания в искусственной голове, ученые дали послушать запись с ушных микрофонов испытуемым. Подопытные отметили высокое качество звука, натуральность и возможность различить отдельные инструменты, объемное звучание. Но запись не была идеальной. Оказалось, что кроме раковин, влияние на восприятие оказывает строение ушного канала, расположение костей черепа. В лаборатории стали делать новые манекены по слепкам голов реальных людей. Собрав с десяток паттернов, ученые откалибровали звучание по усредненному варианту. Теперь бинауральные записи могут слушать практически все, чьи уши не сильно отличаются от среднестатистических.

В сети есть ролик для имитации обычного сеанса в барбершопе, после просмотра которого можно ощутить себя в парикмахерском кресле:

На второй объясняется секрет записи объемного звука. Все просто — нужно использовать два микрофона, установленных по схеме А–Б, а воспроизводить запись — в 7-канальном режиме.

Колонки не дают полноценный объем?

Восприятию звука мешают окружающие предметы, наше собственное тело, голова, извилистость ушной раковины. Колонка одновременно транслирует сигналы для двух ушей, в результате правое ухо слышит звуки, предназначенные для левого и наоборот. Наушники четко разделяют звук для каждого уха. Создатели игр и фильмов давно бьются над проблемой объемного звучания, и они нашли несколько интересных решений. Существуют аудиодрайвера, так называемые «искусственные ушные раковины», позволяющие имитировать местоположение источника в виртуальном пространстве. Эффект можно почувствовать в наушниках при просмотре видео:

Трехмерный звук, распространяемый в пространстве, имеет высоту, ширину и глубину. Для полного погружения в среду искусственно создается вибрация, добавляется 5–7 источников сигнала, воздействующих попеременно с разным отклонением на правое или левое ухо.

Настраиваем 3D-звук в наушниках

Требуемого эффекта помогают добиться Sound-драйверы. В последней Windows есть специальные настройки для наушников. Технология была разработана Windows Sonic и Dolby Atmos.

Потребуется OS Windows, мышка и один щелчок по правой кнопке на значке аудио, в выпадающем меню необходимо выбрать пункт «Пространственный звук», нажать «Включить» и можно смело воспроизводить еще один ролик:

Источник

Что такое объемный звук

Версия вашего веб-браузера устарела. Обновите браузер для повышения удобства работы с этим веб-сайтом. https://browser-update.org/update-browser.html

Когда дело доходит до покупки игровой гарнитуры, в наше время доступно больше вариантов, чем когда бы то ни было раньше, и принять правильное решение может оказаться затруднительным. Отказываемся от проводов и выбираем беспроводную USB-гарнитуру или избегаем затрат времени на зарядку и выбираем подход Plug-and-play? Ситуация еще усложняется выбором между Hi-Res и объемным 7.1 звуком. Приведенный ниже текст поможет разобраться, что такое объемный 7.1 звук и как можно воспользоваться этой замечательной технологией для получения преимущества в игре.

Что такое объемный 7.1 звук?

Объемный 7.1 звук — это общее название аудиосистемы, которая может воспроизводить звуки с разных направлений и с разных расстояний, позволяя слушателю на слух определить пространственное положение издающего звук объекта. Эти системы обычно работают в конфигурациях домашних кинотеатров и гарнитур, помогающих пользователям полностью погрузиться в звук.

Преимущества использования гарнитур объемного 7.1 звука

Стоит только попробовать, насколько полезен в бою объемный 7.1 звук, носить обычную гарнитуру больше никогда не захочется. Если вы серьезно относитесь к играм и хотите иметь преимущество над противниками, обязательно возьмите гарнитуру из нашей фантастической линейки Cloud.

Источник

Объёмный звук

Объёмный звук (от англ. Surround Sound — «Сэра́унд Са́унд» — «объёмный, окружающий, приходящий со всех сторон звук», вариант: пространственное звучание) — воспроизведение многоканальных фонограмм через систему громкоговорителей, расположенных по окружности от слушателя, для увеличения пространственного звукового эффекта, выражающегося в воссоздании акустической атмосферы в ограниченном пространстве кинозала или комнаты домашнего кинотеатра.

Содержание

Сферы применения

Технологии многоканального пространственного звучания могут использоваться при производстве самого разнообразного содержимого: музыки, речи, натуральных или искусственных звуков для кино, телевидения, радиовещания или компьютерных игр и приложений. В музыкальных представлениях могут использоватсья многоканальные технологии на открытых площадках, стадионах, концертных залах, в музыкальных театрах и для целей вещания. В кинематографе подобные технологии используются в кинотеатрах или дома (так называемый домашний кинотеатр). Помимо киноиндустрии объёмный звук может применяться на выставках, постановках в театрах и образовательных целях. Другая область применения включает игровые приставки, персональные компьютеры и другие платформы.

Типы средств аудиовизуальной информации и технологии

Большинство записей объёмного звучания создаются кинокомпаниями или производителями видеоигр, однако некоторые потребительские видеокамеры имеют подобные возможности по записи объёмного звука встроенными микрофонами или подключаемыми дополнительно. Технологии объёмного звука могут также использоваться в музыке для получения новых методов художественного выражения. После провала квадрофонических аудиоформатов в 1970-е годы, многоканальная музыка постепенно стала вновь популярна с 1999 года благодаря SACD и DVD-Audio форматам. Некоторые AV-ресиверы, стереофонические системы, и компьютерные звуковые карты содержат интегральные цифровые сигнальные процессоры и / или цифровые аудио процессоры для имитации объёмного звука от стереофонического источника.

В 1967 году рок-группа Pink Floyd проводит первый в мире концерт с объёмным звуком в зале Queen Elizabeth Hall в Лондоне под названием «Games for May», где группа дебютирует c квадрофонической акустической системой, сделанной специально на заказ. [1]

История

В 1940 году в Нью-Йорке был продемонстрирован первый фильм с объёмным звучанием: «Фантазия» студии Уолта Диснея. Многоканальная система записи и воспроизведения была названа «Фантасаунд» (англ. Fantasound ). Звук записывался на 8 дорожек оптической фонограммы переменной ширины: 6 дорожек содержали запись отдельных секций оркестра, седьмая — микс этих шести дорожек и восьмая — весь оркестр для записи реверберации. Эти дорожки позже микшировались на три оптические фонограммы удвоенной ширины, которые вместе с 4-мя управляющими дорожками печатались на отдельную 35-мм киноплёнку, которая синхронизировалась с цветной фильмокопией. В результате фильм демонстрировался в кинотеатрах, оборудованных от 30 до 80 отдельных громкоговорителей, установленных за экраном и по периметру кинозала, однако сигнал в последние подавался тот же, что и в заэкранные громкоговорители. «Фантасаунд» также отличал широкий динамический диапазон, в сравнении с обычными фильмами, представляющий более полный, энергичный звук. Достигалось это благодаря дополнительным управляющим дорожкам, которые содержали записи изменяющихся тонов, соответствовавших различным уровням звука. Эти сигналы при воспроизведении автоматически регулировали уровень громкости усилителей отдельных звуковых каналов. При этом также снижался уровень шума, таким образом тихие пассажи не заглушались шумами и могли быть усилены без искажений. Систему «Фантасаунд» демонстрировали как чудо техники.

По ряду причин эта технология не получила широкого развития. Затраты кинотеатров на оборудование для проигрывания «Фантасаунда» оказались слишком высоки, а транспортировка и установка всего комплекса занимали слишком много времени, что также было убыточно. К тому же начавшаяся Вторая мировая война приостановила исследования в области объёмного звука.

В сентябре 1952 года в Бродвейском театре Нью-Йорка с колоссальным успехом прошел показ демо-фильма «Это — „Синерама“» (англ. This Is Cinerama ), представляющего новую панорамную кинематографическую систему с горизонтальным углом обзора 146° и 7-канальным звуком. В системе «Синерама» (англ. Cinerama ) 5 каналов звука были отведены на панорамирование источников по экрану, а каналы эффектов создавали иллюзию окружающего звука из боковых и тыловых громкоговорителей. Однако, производство фильмов было слишком дорогим, так как для демонстрации фильма требовалось три 35-мм фильмокопии и отдельная 35-мм магнитная фонограмма с 7-ю дорожками.

Система «Синемаскоп» (англ. CinemaScope ) (1953—1967 гг.) представленная компанией Двадцатый Век Фокс содержала 4 магнитных дорожки, наносимых на киноленту по специальной технологии. Для воспроизведения фонограммы в звукоблоке кинопроектора устанавливались магнитные головки, а в кинотеатрах устанавливались дополнительные громкоговорители. Три канала были фронтальными и один отвечал за окружающий звук. Однако, не все владельцы кинотеатров могли позволить себе дополнительное оборудование, и компания 20th Century-Fox пошла на уступки, добавив обычную оптическую дорожку к фильмокопии. Отечественный формат «Широкий экран» также содержал комбинацию из четырёхканальной магнитной фонограммы и оптической дорожки.

C 1955 года и более чем на 20 лет стандартом многоканальной записи звука к 70-мм кинофильмам стала система «Тодд-АО» (англ. Todd-AO ), до появления разработок фирмы Dolby. Фильм «Оклахома!» стал первым в истории широкоформатным фильмом снятым по системе «Tодд-AO». Фильмокопия содержала, помимо изображения, 6 звуковых каналов на основе магнитных полос с каждой стороны изображения общей шириной 5 мм. Пять громкоговорителей размещались за экраном, а один канал «звуковых эффектов» передавал окружающий звук распределенный вдоль стен зала. В конце 1950-х годов аналогичные эксперименты были проведены в СССР. Первыми фильмами с 6-канальной стереофонограммой стали мосфильмовские «Поэма о море» и «Повести пламенных лет», снятые по отечественной широкоформатной системе НИКФИ. [2]

В 1950-е, немецкий композитор Карлхайнц Штокхаузен экспериментировал и представил электронные композиции, такие как Пение отроков (1955—1956) и Контакты для фортепиано, ударных инструментов и электронных звуков (1958—1960), последняя использовала полностью раздельный и вращающийся квадрофонический звук, создаваемый промышленнымм электронным оборудованием в студии электронной музыки WDR (Западно-Германское радио, Кёльн). «Электронная поэма» Эдгара Вареза совместно с Ксенакисом создана для павильона концерна Philips в 1958 году на Всемирной выставке в Брюсселе, где использовалось 425 громкоговорителей для создания пространственного эффекта перемещения звука по всей площади павильона. Многие другие композиторы создавали подобные работы в тот период времени.

Создание объёмного звука

Существует несколько путей создания объёмного звука:

Первый и самый простейший метод — это использование микрофонных систем для пространственной звукозаписи и/или сведение объёмного звука для систем громкоговорителей, окружающих слушателя при воспроизведении звука с разных сторон. Вторая технология — преобразование звука с учетом психоакустических методов локализации звука для моделирования двухмерного звукового поля при помощи наушников. Третья технология, основанная на принципе Гюйгенса, представляет собой попытку восстановить записанное звуковое поле в пространстве помещения слушателя, в форме так называемой «голофонии». Одна из систем, основанная на синтезе звукового поля (англ. Wave field synthesis (WFS) ), воспроизводит виртуальное акустическое поле за счет акустического фронта, созданного системой распределенных на поверхности громкоговорителей. Коммерческие системы WFS, представленные в настоящее время на рынке компаниями Sonic emotion и Iosono, требуют большое количество громкоговорителей и значительные вычислительные мощности. Амбиофонические системы (англ. Ambisonics ), также основанные на принципе Гюйгенса, позволяют получить точное воссоздание звука в центральной точке, но менее точное при удалении от центра. Также пространственное звучание может быть достигнуто изменением уровней из стереофонического источника звука с использованием цифровой обработки сигнала, анализируя стереозапись на предмет положения отдельных звуков в панораме, затем смещая их, соответственно, в пятиканальном поле. Однако, лучших результатов можно достигнуть, если такое преобразование делается из квадрофонической записи.

Системы кодирования

Канал низкочастотных эффектов

В связи с тем, что канал низкочастотных эффектов требует лишь часть от пропускной способности других каналов, он обозначается как «.1» канал, например, «5.1» или «7.1».

Канал низкочастотных эффектов изначально был разработан для передачи сверхнизких басовых кинематографических эффектов (в коммерческих сабвуферах иногда достигает 30 Гц, например, громкий грохот грома или взрыва). Это позволило кинотеатрам контролировать громкость подобных эффектов в соответствии с передаваемой акустической средой конкретного кино и возможностями систем воспроизведения звука. Раздельный контроль басовых эффектов также позволил снизить интермодуляционные искажения в аналоговом звуковом сопровождении фильма.

В кинотеатрах канал низкочастотных эффектов был отдельно выделенным каналом, который подавался на один или несколько сабвуферов. Однако, в домашних системах воспроизведения может и вовсе отсутствовать сабвуфер, так современные декодеры и системы пространственного звука часто включают систему управления басом, что позволяет подать бас на любые громкоговорители (главные или низкочастотные), которые способны воспроизводить низкочастотные сигналы. Ключевой момент в том, что канал низкочастотных эффектов, это не «канал сабвуфера», сабвуфера может вовсе и не быть в системе, но если он есть, то его возможности гораздо больше, чем воспроизведение только эффектов.

Некоторые звукозаписывающие компании, такие как Telarc и Chesky утверждают, что каналы низкочастотных эффектов не нужны в современной цифровой многоканальной развлекательной системе. Они утверждают, что все доступные каналы имеют полный диапазон частот и, как таковой, нет никакой необходимости в канале низкочастотных эффектов для производства пространственной музыки, потому что все частоты доступны во всех основных каналах.

Спецификации объёмного звука

В техническом описании объёмного звука следует разделять число отдельных каналов, закодированных в оригинальном сигнале, и число каналов, используемых для воспроизведения. С помощью матричного декодера количество каналов воспроизведения может быть изменено. Также следует отличать понятия: число воспроизводимых каналов и число громкоговорителей (каждый канал может быть направлен на группу громкоговорителей). Графически в технических описаниях правильно отображать число каналов, но не громкоговорителей.

Система обозначений

Обозначения, такие как «5.1», отражают количество полнодиапазонных каналов, включая «.1» канал с ограниченным диапазоном низких частот (канал низкочастотных эффектов).

Например, 2.0 — обыкновенная стереопара без низкочастотного выделенного канала.

5 полнодиапазонных канала + 1 канал низкочастотных эффектов = 5.1

Также применяют обозначение фронтальных полнодиапазонных каналов, отделенных косой чертой от остальных каналов окружения или боковых и отделенных точкой от каналов низкочастотных эффектов.

Например, система SDDS содержит 5 фронтальных каналов + 2 канала окружения + один низкочастотный = 5/2.1

Идентификация каналов

Конфигурации громкоговорителей

Таблица показывает различные конфигурации громкоговорителей, используемые конечным потребителем на своем воспроизводящем оборудовании. Порядок и идентификаторы установлены для маски каналов в стандартном некомпрессированном WAV-файле (который содержит сырой ИКМ-поток) и используется для воспроизведения цифровым звуковым оборудованием, подключённом к ПК, согласно спецификациям. При этом медиаплеер и звуковая плата должны поддерживать многоканальный звуковой цифровой поток.

(*) Исторически сложилось, что при использовании (1.0) моно звука часто задействуют для этого левый (первый) канал вместо центрального. В большинстве случаев при проигрывании многоканального содержимого на устройстве с одним громкоговорителем, звук смешивается (микшируется) по особому алгоритму со всех каналов в один.

(**) Стерео (2.0) по-прежнему наиболее распространенный формат для музыки, телевидения, портативных аудиоплееров. Формат громкоговорителей 2.1 — не имеет отдельного выделенного низкочастотного канала, а формирование сигнала для сабвуфера производится путем выделения и смешения низкочастотного звука из стереопотока.

(***) Это корректное расположение громкоговорителей для системы «5.1» для воспроизведения звука Dolby и DTS форматов.

Источник