Квадратонический звук

Квадрафоническая диаграмма с четырьмя каналами, показывающая обычное размещение динамиков вокруг слушателя

Квадфонический (или квадвановый , а иногда и квадрансонский ) звук - эквивалентный так называемому 6.0 объемному звуку - использует четыре аудиоканалы, в которых динамики расположены на четырех углах пространства для прослушивания. Система позволяет воспроизводить звуковые сигналы, которые (полностью или частично) независимо друг от друга.

Четыре канала квадратонический объемный звук могут быть использованы для воссоздания очень реалистичного эффекта трехмерного живого концертного зала в доме. Он также может быть использован для улучшения опыта слушателя за пределами ограничений на направления обычных двух канальных стерео звука. Квадфонический аудио был самым ранним потребительским продуктом в объемном звучании. С тех пор, как он был представлен общественности в начале 1970 -х годов, было сделано много тысяч квадрапонических записей.

Квадфонический звук был коммерческим сбоем при первом введении из -за различных технических проблем и несовместимости формата. Четыре канала аудио форматов могут быть дороже для производства, чем стандартная двухканальная стереосистема. Воспроизведение требует дополнительных динамиков и каналов усилителей. Это также может потребовать специально разработанного оборудования декодирования.

Внедрение продуктов домашнего кино в 1990-х годах было впервые предназначено для звука фильмов, но также также привело к популярности многоканальный воспроизведение музыки. К этому времени были созданы новые цифровые форматы. Многие четыре канала записей 1970-х годов были переизданы в современных системах объемного звучания, таких как Super Audio CD , DTS , Dolby Digital , DVD-Audio и Blu-ray . Multichannel Home Audio Reproduction переживает возрождение с 2000 года, и с этого времени также были опубликованы новые четырехнологические записи для публики.

Квадрафоническая система будет воспроизводить правую переднюю, правую сзади, левую переднюю часть и левую заднюю аудиосигналы в четырех отдельных динамиках. Возможность воспроизведения задних динамиков должна быть такого же качества или почти того же качества, что и передние динамики; В идеале, квадрафоническая система использует четыре идентичных динамика.

История

Первые машины, используемые для 4-канальной звуковой записи, были аналоговыми катушками на рела . Они были разработаны для использования инженерами -аудио в профессиональных студиях в течение 1950 -х годов в Германии Telefunken , а также Ampex в Соединенных Штатах. Такие машины появились в некоторых европейских студиях электронных музыкантов к 1954 году.

В конце 1960 -х годов начались ранние попытки воспроизвести четыре канала для воспроизведения домашнего воспроизведения. Продюсер Томас Моури, Первоначально работая в музыкальной школе Истмана , была одним из пионеров классической квадфонической записи. Позже он сделал квадфонические постановки для Deutsche Grammophon и других лейблов в начале 1970 -х годов, но многие из них были выпущены только в виде стереозаписей.

на американском потребительском рынке было представлено небольшое количество квадрапонических записей на американском потребительском рынке . В июне 1969 года Наиболее популярной средой, используемой для рынка записей для общественности в 1970 -х годах, была винилового LP рекорд фонографа . Квадфонические записи на 8-трековой ленте также были популярны в 1970-х годах, особенно среди энтузиастов автомобильных аудио.

В 1970-х годах специализированные аппаратные системы продавались крупными электронными производителями для общественности для декодирования 4-канальных записей. Эти декодеры часто продавались в качестве отдельных электронных компонентов. Декодеры также были доступны в качестве встроенных функций некоторых аудио -приемников или усилителей, продаваемых в 1970 -х годах.

Во многих квадрафонических записях в 1970-х годах использовались технологии «матрицы» для кодирования и декодирования четырех каналов аудио информации в двухканальной среде, обычно LP. Плохая производительность декодирования ранних матричных форматов была основной причиной, по которой они исчезли после того, как прибыли улучшенные системы матрицы. Более поздние матричные системы были основаны на работе Питера Шейбера . В его основной формуле использовалась схема сдвига на 90 °, чтобы позволить развивать 4–2–4 матричные системы, из которых два основных лидера были Squ Squ и Sansui Symine.

Три наиболее популярные квадрафонические форматы LP в 1970-х годах были SQ (стерео квадрафонический) , QS (обычная матрица) и CD-4 (совместимый дискретный 4) / Quadradisc .

Японские управляющие органы и производители аудио -оборудования определили стандарты для квадфонического звучания. RM ( обычная матрица ) использовали синоним для QS, QM ( квадфоническая матрица был использован для стерео-4 и Dynaquad ) и Qx ( Quadxtra , основанный на DH Cooper "Dual-Trifhonic") для UD4 .

С Scheiber и Martin Willcocks Джим Фосгейт разработал декодер Tate II 101 SQ, который создал очень точное звуковое поле, используя езду на усилительстве и эффект HAAS, чтобы маскировать артефакты декодирования. Он использовал индивидуальную, созданную вручную и калиброванную схему с компонентами, отсортированными до 1%для точной производительности. Декодеры серии QSD Sansui и приемники серии QRX были очень хорошими, даже синтезируя лево-правое стерео в топологию подковы. Тем не менее, все это появилось слишком поздно в игре и было слишком дорогим или трудным для закупки для публичной покупки, чтобы спасти матрицу квадрата от безвестности.

К началу 2000 -х годов более сложные «дискретные» многоканальные системы в основном заменили матричные технологии, обеспечивая более высокий уровень производительности и полную независимость канала. Сегодня программное обеспечение может быть использовано для замены аппаратного декодирования. Современные алгоритмы программного обеспечения способны на более точную производительность декодирования, чем более ранние аппаратные технологии.

Сегодня все многоканальные аудиосистемы, в которых общее использование - это цифровые системы. Цифровой многоканальный звук был доступен для дома с момента введения фильмов объемного звука в 1990 -х годах с использованием Dolby Digital и DTS. Наиболее распространенным цифровым медиа, способным воспроизводить музыку объемного звука сегодня, являются супер-аудио CD, DVD и Blu-ray, которые способны играть в аудио с высоким разрешением с несколькими каналами.

Квадфоническое смешивание звука

Процесс микширования аудио для четырех каналов отличается от стерео -версий одной и той же записи. Большинство студийных оборудования предназначено только для стерео, поэтому должны быть доступны специализированные многоканальные консоли микширования и воспроизведения.

Для классической музыки продюсеры обычно предпочитают эффект, когда оркестр появляется в стерео только в передних каналах, а естественное реверберация или «эхо» концертного зала во всех ораторах. Некоторые живые концертные записи популярной музыки также были смешаны таким образом. Классические записи редко помещают первичные или сольные инструменты в задние каналы, хотя это делается время от времени.

Несколько классических записей были сделаны с точки зрения, в которой слушатель, кажется, сидит посреди оркестра. Одним из примеров является Columbia Masterworks записи 1973 года концерта Béla Bartók для оркестра , проведенного Пьером Булезом . Оригинальная запись четырех каналов была выпущена на матрице LP и 8-трековой ленте и переиздана в Super Audio CD- формате Dutton Vocalion в 2018 году. Примечания, предоставленные записи, указывают на направление, с которого можно услышать каждую группу инструментов.

Продюсеры Pop, Rock и Jazz Music, как правило, использовали стиль микширования с относительно высокой степенью музыкального разделения между четырьмя каналами. Этот тип записи может размещать музыкальные звуки в задних каналах, которые имеют одинаковое значение для передних каналов. Он может расширить чувство руководства и простора слушателя так же, как и в том, что произошло, когда записывающие инженеры представили стереозапись. В некоторых четырех записях каналов звуки движутся в полном вращении вокруг слушателя.

Смешивающие инженеры также могут стремиться к гибридному эффекту между стилями. В то время как квадратонические эффекты иногда считаются искусственными, музыкальное удовольствие может быть значительно усилено благодаря более полному вовлечению слушателя.

LP Phonograph Records

Квадфоническое воспроизведение звука на записях винилового фонографа было проблематичным. Поскольку технологии быстро продвигались в 1970 -х годах, было предложено несколько различных решений для воспроизведения четырех канала из LPS. Некоторые из этих систем были гораздо более успешными, чем другие. Самые простые системы были «производные» (2–2–4) форматы. Вскоре за ним последовали гораздо более сложные форматы «матрицы» (4–2–4), и, наконец, наиболее продвинутыми «дискретными» (4–4–4) форматами.

Полученные (2–2–4) форматы

Полученные (2–2–4) форматы являются простыми и недорогими электронными решениями, которые добавляют или извлекают заднюю «атмосферу» или «реверберация» звуковые каналы из стереозаписи, т.е., студийная реверберация, аплодисменты аудитории и т. Д. В задних каналах.

• Dy / dynaquad (1969)
• Hafler Circuit (1969)
• SISTEMы ABC (Quadra ABC - кратко используется только в Советском Союзе) (1981)

Матрица (4–2–4) форматы

С матричными форматами четыре канала преобразуются (кодируются) в два канала. Затем они проходят через двухканальную трансмиссионную среду (обычно запись LP), а затем декодируют до четырех каналов и представлены четырем динамикам. Чтобы передавать четыре отдельных аудиосигнала в стерео-совместимых способах, должно быть четыре одновременного линейного уравнения, чтобы воспроизвести исходные четыре аудиосигналы на выходе.

Эти системы использовали технологию декодирования матрицы для восстановления четырех каналов из двух каналов, зарегистрированных на записи. Матричные системы могут иметь значительный уровень независимости канала, но не полное разделение канала.

• EV / Stere-4 (1970)
• Dy / dynaquad (используется в качестве формата кодирования в некоторых записях) (1971)
• Sq / Stereo Quadraphonic (1971)
• QS (Quadraphonic Sound)/ RM (обычная матрица) (1971)

Матричные квадрапонические записи могут быть воспроизведены в двух каналах на обычных стереозапися. В этих системах существуют различные уровни стерео и моно. термин Совместимый указывает, что:

1. Одноканальная (моно) система будет воспроизводить все четыре аудиосигнала в своем одном динамике.
2. Двухканальная (стерео) система воспроизводит левую переднюю и левую заднюю аудиосигналы в левом динамике, а также правые и правые задние сигналы в правом динамике.

Этот процесс 4: 2: 4 не может быть достигнут без какой -либо потери информации. То есть четыре канала, произведенные на последнем этапе, не были по -настоящему идентичны тем, с чего начался процесс. Чтобы эффект работал, как предполагалось, инженер -записывающий должен был специально обучать для работы в каждом из этих форматов. Специальные правила смешивания для записи матрицы сводят к минимуму технологические ограничения, присущие форматам матрицы и маскируют или устраняют нежелательные побочные эффекты.

Ev-4/stereo-4 и dynaquad (dy)

Первыми из них были основные системы с относительно низкой производительностью, разработанной электроэлектро-Voice ( EV-4/Stere-4 ) и Dynaco ( Dynaquad (DY) ). Так называемый матричный формат, он использовал четыре звуковых канала, которые были «кодированы» в два стерео альбома. Затем они были «декодированы» в оригинальные четыре звуковые каналы. Но с плохой производительности декодирования эти системы не смогли соответствовать точности или независимости канала более поздних матричных форматов.

Оригинальные системы (DY и EV-4) пострадали от низкого разделения в левом правом переднем праве (около 12 дБ) и плохим задним левом правом разделением 2 дБ. Декодеры были разработаны больше, чтобы дать эффект, а не точное декодирование, что было связано в основном с ограничениями в обеих системах. Поскольку обе системы были очень тесно связаны математически, пользователям нужен был только один декодер любой системы для воспроизведения альбомов обеих систем.

Различия между ранними и поздними системами матричных систем были настолько обширными, что они невозможно с точностью декодировать Dy/EV-4 с декодерами SQ или QS; Результаты часто являются «размазанной» или плохо определенной звуковой стадии, которая может сильно отличаться от того, что было предназначено производителем или инженером -записывающим.

QS Регулярная матрица и квадратная квадратная

Sansui QS Sound Decoder

Улучшенные системы, основанные на работе Питера Шайбера по использованию схемы сдвига фазового сдвига на 90 градусов, произошли позже, а именно системы QS и SQ .

Первый из них, известный как QS , был разработан Sansui Electric . Так называемый матричный формат, он использовал четыре звуковых канала, которые были «кодированы» в два трека стерео альбома. Затем они были «декодированы» в оригинальные четыре звуковые каналы. Система QS дебютировала в Соединенных Штатах в марте 1971 года и была улучшена благодаря их системе Vario-Matrix в 1973 году.

Второй, SQ , был разработан и продан Columbia Records и Sony и вышел на рынок США в апреле 1971 года. Формат SQ также использовался такими компаниями, как EMI в Великобритании, которые нажали несколько SQ релизов альбомов . Разделение звука системы SQ было значительно улучшено за счет введения полного логического декодирования SQ в 1975 году с использованием Motorola Chips MC1312, MC1314 и MC1315.

В 1970 -х годах как SQ, так и QS получили значительную поддержку со стороны крупных звукозаписывающих компаний и производителей оборудования. Они также достигли заметных продаж и проникновения рынка. К сожалению, из -за сходства в названии и технологиях их можно легко смутить общественность.

Дискретные (4–4–4) форматы

Дискретное воспроизведение описывает квадрафоническую систему, в которой все четыре канала полностью независимы друг от друга. Как предполагает его название, с дискретными форматами исходные четыре аудиоканалы проходят через четырехканальную среду передачи и представлены в четырехканальную систему воспроизводства и подают в четыре динамики. Это определяется как система 4–4–4.

• CD-4 (совместимый дискретный 4) / Quaddisc (1972)
• UD-4 / UMX / BMX (1974)

Дискретные фонографские системы используют специализированный демодулятор для декодирования четыре полностью независимых звуковых канала. Это позволило провести полное разделение канала. Такие системы могут быть склонны к сокращению жизни. Тем не менее, более прочные виниловые составы были быстро разработаны для решения этой проблемы, и почти все дискретные LPS используют специальный винил. Когда дискретные квадратонические LPs воспроизводятся на обычных стереозапися, вся музыкальная программа можно услышать в стерео.

CD-4 или Quaddisc

Rca Quaddisc record

Третий крупный формат для четырехканальных виниловых LPS, известный как CD-4 или Quaddisc , был разработан японской корпорацией JVC вместе со своими американскими аналогами RCA Records .

Этот квадратонический формат впервые был продан в Соединенных Штатах в мае 1972 года. Полностью дискретная система, она избегала технологий матрицы в пользу метода, аналогичного кодированию стерео FM -трансляций. С помощью стереозаписей система использует 2 основных левых и правых аудиоканалов, и это то, что позволяет CD-4 поддерживать совместимость с обычным стереопогбайтом. CD-4 также добавляет 2 дополнительных «различий» аудиоканалов в основные каналы. Разницы сигнализируются на частотах ультразвуковых носителей в диапазоне 30 кГц, что выше слышимого диапазона. CD-4 требует специализированного фоно-картриджа со стилусом "шибаты", чтобы прочитать эти дополнительные высокие частоты. Затем комбинированные сигналы отправляются в специальный демодулятор для четырех каналов декодированием. Демодулятор преобразует ультразвуковые сигналы обратно в слышимый диапазон и использует разницы для отделения информации задней аудио от основных каналов. Поскольку система CD-4 поддерживает четыре независимых сигнала на протяжении всего процесса, она может точно восстановить намеченное четыре канала звуковое поле.

UD-4 / UMX / BMX

UD-4/UMX был разработан Nippon/Columbia ( Denon ). Это гибридная дискретная/матричная система. В этом формате закодированы только 35-40 предметов, и он продавался только в Великобритании, Европе и Японии.

Краткосрочная система страдала от несовместимости с регулярным воспроизведением стерео из-за фазовых различий между левым и правым каналами. UD-4 был менее критичным в своей настройке, чем CD-4, потому что носителям не нужно было обрабатывать частоты такими же высокими, как и в системе CD-4.

Форматы ленты

• Q4 / Quadraphonic на катушку (1969)
• Quad-8 (Q8) / Quadraphonic 8-Track (1970)

Были также введены квадратонические системы, основанные на ленте, на основе нового оборудования, способного играть в четырех отдельных каналах. Все эти записи являются отдельными 4–4–4 записями, выпущенными в форматах картриджа с катушками на рела и 8 треков . Специально разработанные четыре канала были необходимы для воспроизведения этих записей. Они не совместимы со стереоплеерами.

Quadraphonic Open Reel лента (Q4)

Четырехканальный ленточный блок от катушки к 1970-х годам, один из немногих способов достижения дискретного четырехканального звука дома

В этих системах все четыре доступных трека были записаны на ленте, работающей в одном направлении. Предварительно записанные четырехканальные катушки с катушками были записаны в 7 1 ~ 2 дюйма в секунду (IPS), которая является самой быстрой скоростью, используемой для катушков потребительского качества. По сравнению с предварительно записанными катушками ленты Stereo Stereo ленты имеют 2 различных программы, каждая из которых управляет противоположным направлением. Многие стереоиступы были записаны только на 3 3 ~ 4 IPS, что является половиной полной скорости. Более медленная скорость приводит к значительно худшему качеству звука.

Квадратоническая 8-трековая лента (Quad-8 и Q8)

Записки RCA последовали, в апреле 1970 года с объявлением о четырех канальной версии 8-трековой ленты , названной Quad-8 или квадратонической 8-трековой лентой (позже сокращенной до Q8 ). В конечном итоге они появились в шахматных выпусках (70 кассет), разделенных к октябрю, ноябрю и декабре 1970 года.

Формат был почти идентичным по внешнему виду для стерео 8 треков, за исключением небольшого зондирования в верхнем левом углу картриджа. Это сигнализировало о квадратоническом 8-трековом игроке, чтобы объединить нечетные треки в качестве аудиоканалов для программы 1, а равномерные треки в качестве каналов для программы 2. Формат не был обратно совместимы со стерео или моно-игроками; Хотя квадратонические игроки будут играть в стерео 8 треках, воспроизводили квадратонические кассеты на стереоплеерах, что привело к слышанию только половину каналов за раз.

Последний выпуск в квадратоническом формате с 8 треками был в 1978 году, хотя большинство перестали появиться к концу 1976 года.

Радиовещательные форматы

Были некоторые эксперименты с радиопередачами (например, концерт Cliff Richard от BBC , чья самая ранняя квадрафоническая трансляция была в июле 1974 года ), но они были недолгими.

Одним из самых длинных радиопередач был WQSR -FM "Quad 102½" в Сарасоте, штат Флорида . На протяжении большей части 1970 -х годов эта станция транслировала сигнал, который можно настроить как две отдельные станции с обычными стереосистемами.

Сан-Франциско Классическая музыкальная станция KKHI-FM транслирует оперную оперу Сан-Франциско в «Совместимость» (то есть кодируемое матрицей) квадфонический формат в 1970-х годах, Как и Чикагская станция WFMT в прямом эфире "Чикагской лирической оперы".

KRMH -FM («Good Karma Radio») (Сан -Маркос/Остин, Техас) транслируется в «Quad Stereo» в начале 1970 -х годов из своих студий и передатчика недалеко от Буды, штат Техас .

Wwww-fm (W4-quad 106.7) (Детройт) транслировал Qs, кодированный квадрафонический звук в 1974 году.

KEXL -FM ("KEXL 104.5") (Сан -Антонио, Техас) транслировал в «Quadraphonic» в начале и середине 1970 -х годов из своих студий в многоэтажном офисном здании у Main Plaza.

Станция Сиэтла Kiro-FM 100,7 позже зафиксирована как KSEA 101 транслируется несколько часов в день между 1973 и началом 1976 года, кодировала квадрафоническую музыку SQ. В воскресенье утром "Music and The Contkude Word" из мормонской скинии Солт -Лейк -Сити была в SQ Quad.

Ambisonic Mixing Equipment

Матрица H была разработана инженерами BBC в 1977 году для переноса квадратонического звучания через FM -радио , что было бы наиболее совместимым с существующими моно и стерео -приемниками.

были разработаны программы квадратонических испытаний Для BBC Radio 3 и BBC Radio 4 , включая Plays и PROM .

Существующие форматы матрицы были протестированы в первую очередь. «H» не обозначает ни слова; Они назвали первую матрицу, которую они оценили Матрицу А, а затем проработали через алфавит. Матрица H стала лучшим решением для совместимости моно и радиопередачи, Но не было никакого специфического коммерчески доступного декодера для него.

BBC позже сотрудничала с разработчиками Ambisonics для производства системы BBC/NRDC HJ . Это было основано на зонах толерантности, предназначенных для включения модифицированных версий как матрицы H , так и двухканального кодирования Ambisonics , известного как System 45J . Впоследствии матрица UMX Nippon-Columbia была приведена в стандарт, что привело к финальному имени UHJ , теперь связанного с амбисонкой .

Универсальный кв

В 1976 году Бен Бауэр интегрировал матрицу и дискретные системы в USQ , или Universal SQ (другие также сделали это с помощью своих четырехворных систем).

Это была иерархическая дискретная матрица 4–4–4, которая использовала матрицу SQ в качестве базовой полосы для дискретных квадрафонических FM -трансляций, используя дополнительные разностные сигналы, называемые «T» и «Q». Для трансляции USQ FM дополнительная модуляция «T» была размещена на 38 кГц в квадратуре для стандартного сигнала разности стерео, а модуляция «Q» была помещена на носитель при 76 кГц.

Для стандартных двухканальных трансляций SQ Matrix CBS рекомендовал размещать дополнительную пилотную тону в 19 кГц в квадратуру для обычного пилотного тона, чтобы указать кодируемые SQ-сигналы и активировать логический декодер слушателя. CBS утверждал, что система SQ должна быть выбрана в качестве стандарта для квадфонического FM, потому что в тестах на прослушивание FCC различные четырехканальные вещательные предложения, система 4: 2: 4 кв. Декодирована с помощью декодера CBS Paramatrix, превзошла 4: 3. : 4 (без логики), а также все остальные 4: 2: 4 (с логикой) протестированные системы, приближаясь к производительности дискретной главной ленты в очень небольшом отчете. В то же время, SQ «FOLT» для стерео и моно был предпочтительнее стерео и моно «сгиба» 4: 4: 4, 4: 3: 4 и все остальные системы кодирования 4: 2: 4.

Живые концерты

Координатор азимута, используемый Pink Floyd, сделанный Бернардом Спейтом, 1969 (Музей Victoria & Albert, Лондон)

В 1967 году группа Pink Floyd дебютировала в своей индивидуальной квадрафонической динамике и выполнила первый в истории концерт Rock-Sound. Это мероприятие было названо « Игры для мая » и было проведено в лондонской королеве Елизавете Холл . Устройство управления, которое они создали, координатор азимута , использовал двойные джойстики . В настоящее время он выставлен в лондонском музее Виктории и Альберта , как часть их театральной галереи коллекций. Контроллер, которым обычно управлял Ричард Райт , позволял музыкантам поместить звуки в любом ораторе и перемещать их вокруг зоны прослушивания.

Сравнения формата

В 1976 году Майк Торн создал виниловый альбом Quadrafile , с одной и той же музыкой, записанной на всех четырех его сторонах, каждой стороне в другом квадфоническом формате (QS, SQ, CD-4 и UD-4).

Смотрите также

• Амбиофоника
• Азимут координатор
• Четырехканальный компактный диск цифровой аудио
• Матричный декодер
• Multitrack Recording
• Осьминопофонический звук

Внешние ссылки

• Марк Андерсон. Квадратоническая дискография
• Список квадратонических 8 треков
• Quadrophonicquad
• Общая дискуссионная группа Cruendsound and Curround Music
• Квадрафонический веб -сайт Венди Карлос
• Hafler Circuit
• Долби окружает
• Аудио звука 1970 -х годов
• RCA Quaddisc Discography
• Quadraphonic.info - статьи, руководства, квадратоническая информация