Микрофон звукового поля

Микрофон Soundfield — это аудиомикрофон , состоящий из четырех близко расположенных субкардиоидных или кардиоидных (однонаправленных) микрофонных капсюлей, расположенных в форме тетраэдра . Он был изобретен Майклом Герзоном и Питером Крэйвеном и является частью, но не эксклюзивной, Ambisonics , технологии объемного звука . Он может работать как моно, стерео или микрофон объемного звучания, опционально включая информацию о высоте.

История

Микрофон Soundfield был изобретен Майклом Герзоном и Питером Крейвеном. Их теоретическая конструкция была преобразована в практическую микрофонную систему компанией Calrec Audio Limited, которая выпустила первый микрофон Soundfield в 1978 году.

В 1993 году микрофонная часть Soundfield компании Calrec была выделена в компанию SoundField Limited, которая продолжила развивать ассортимент продукции. Поскольку срок действия первоначальных патентов на микрофон Soundfield истек, микрофоны Soundfield начали производить другие компании.

В 2016 году материнская компания RØDE Microphones, The Freedman Group, приобрела SoundField у тогдашнего владельца TSL Products. Помимо продолжения производства существующей линейки микрофонов и процессоров SoundField, RØDE запустила совместную марку SoundField By RØDE. Первый микрофон в рамках сотрудничества, SoundField By RØDE NTSF-1, был выпущен в сентябре 2018 года.

Сигналы

Микрофонный комплект Soundfield, состоящий из микрофона и процессора сигналов, создает два отдельных набора аудиосигналов, называемых A-Format и B-Format . Звуковой процессор может представлять собой либо специальное оборудование, либо компьютер с программным обеспечением. Программная обработка может выполняться в режиме реального времени во время записи или позже в автономном режиме.

A-формат

А-формат — это сигналы от четырех микрофонов на гранях тетраэдра .

Первый набор, A-Format, создается самим микрофоном Soundfield и состоит из четырех сигналов от микрофонных капсюлей. Эти четыре сигнала не предназначены для использования без дальнейшей обработки. Формат A обычно преобразуется во второй набор аудиосигналов, формат B. Этот процесс описан в двух источниках, перечисленных в разделе « Дополнительная литература» . В зависимости от модели микрофона это преобразование может выполняться как аппаратно, так и программно.

B-формат

B-Format — это стандартный аудиоформат, создаваемый комплектом звукового поля. Он состоит из следующих четырех сигналов:

• W – сигнал давления, соответствующий выходному сигналу всенаправленного микрофона.
• X - информация о направлении вперед-назад, скорость, направленная вперед, или микрофон в форме «восьмерки».
• Y - информация о направлении слева направо, направленный влево микрофон в форме «восьмерки».
• Z - информация о направлении вверх-вниз, микрофон в форме восьмерки, направленный вверх.

Это постоянные (W) и линейные (X, Y, Z) члены мультипольного разложения функции на сфере – по сути, они аппроксимируют волновое поле на сфере вокруг микрофона.

Можно воссоздать трехмерное звуковое поле, однако микрофон звукового поля особенно демонстрирует свою универсальность в стерео или моно режиме. Например, направленная вперед кардиоида создается ${\sqrt {2}}W+X$. Комбинируя сигналы в различных пропорциях, можно получить любое количество микрофонов первого порядка, направленных в любом направлении до и после записи. Например, если сигналы W, X, Y и Z записываются отдельно, можно точно определить микрофон на определенную реакцию аудитории даже после записи. Примерами программного обеспечения, выполняющего эти вычисления, являются Visual Virtual Microphone, Зона объемного звучания SoundField и декодеры B2X Ambisonic Studio. плагины.

Другими словами, запись B-формата может быть декодирована для моделирования любого количества микрофонов, направленных в произвольных направлениях: диаграмма направленности каждого микрофона может быть выбрана как всенаправленная, кардиоидная, гиперкардиоидная, восьмерка или что-то среднее между ними. Это можно сделать вживую или на пост-продакшене (после того, как запись сделана).

Конфигурация воспроизведения одинаково гибка. Опять же, при постобработке запись в формате B может быть декодирована на любое количество динамиков, расположенных как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях.

Однако обратите внимание, что эта информация позволяет воспроизводить только направление звука в микрофоне — можно синтезировать ответы микрофона, направленные в любом направлении , но она не позволяет реконструировать то, что записал бы микрофон в другой точке пространства . Для этого необходимо более детально восстановить волновое поле (как при синтезе волнового поля ).

Дальнейшее чтение

• Майкл А. Герзон (1975). «Разработка точно совпадающих микрофонных решеток для стереофонического и объемного звука» . 50-й съезд Общества звукоинженеров . с. Препринт Л-20.
• США 4042779 , Крейвен, Питер Грэм и Герзон, Майкл Энтони , «Совпадающее моделирование микрофона, охватывающее трехмерное пространство и дающее различные направленные выходные данные», опубликовано 16 августа 1977 г., передано Национальной корпорации исследований и разработок.  

Внешние ссылки

• SoundField Limited , производитель микрофонов звукового поля.
• RØDE Microphones , австралийский производитель микрофонов, в ассортимент которого входят микрофоны звукового поля.
• Core Sound LLC , производитель микрофонов звукового поля.
• Октава — российский производитель микрофонов, в ассортименте которого есть микрофон звукового поля.
• Voyage Audio , производитель микрофонов звукового поля.