Амбиофоника

Амбиофоника — это общедоступный метод, в котором используется цифровая обработка сигналов (DSP) и два громкоговорителя непосредственно перед слушателем для улучшения воспроизведения стереофонического и объемного звука 5.1 для музыки, фильмов и игр в домашних кинотеатрах, игровых ПК, рабочие станции или приложения для студийного мониторинга. Впервые реализовано с использованием механических средств в 1986 году. ^[1]^[2] сегодня ряд производителей оборудования и VST -плагинов предлагают Ambiophonic DSP. ^[3] Амбиофония устраняет перекрестные помехи, присущие обычному стереотреугольному расположению динамиков, и тем самым создает бинауральное звуковое поле динамика, имитирующее бинауральный звук наушников, 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 можно использовать дополнительные динамики объемного звучания для создания атмосферы в зале, включая высоту.

Амбиофоника, стереофоника и человеческий слух

В стереофонике воспроизводимый звук искажается перекрестными помехами, когда сигналы от любого динамика достигают не только предполагаемого уха, но и противоположного уха, вызывая гребенчатую фильтрацию , искажающую тембр центральных голосов, и создавая ложные «ранние отражения» из-за задержки звук достигает противоположного уха. Кроме того, слуховые образы ограничены между левым (Л) и правым (П) динамиками, обычно расположенными под углом ±30° по отношению к слушателю, таким образом включая 60°, то есть только 1/6 горизонтального круга, со слушателем на уровне центр. Человеческий слух может улавливать звук с разных направлений не только в круге на 360°, но и в полной сфере.

Амбиофония устраняет перекрестные помехи в динамиках и их вредные последствия. Используя амбиофонику, слуховые образы теоретически могут распространяться в стороны на ±90° влево и вправо, включая передний полукруг в 180°, в зависимости от акустики прослушивания и от того, в какой степени запись улавливает межушные различия уровней. (ILD) и межушные временные различия (ITD), которые характеризуют двуухий слух человека. Большинство существующих двухканальных дисков (LP и CD) содержат данные ILD и ITD, которые не могут быть воспроизведены «треугольником» стереодинамика из-за присущих им перекрестных помех. При воспроизведении с использованием амбиофонии раскрываются истинные качества таких существующих записей: естественные сольные голоса и более широкие изображения, на практике до 150 °.

Также можно делать новые записи, используя основные бинауральные микрофоны, например амбиофон. ^[3] который оптимизирован для амбиофонического воспроизведения (стереосовместим), поскольку захватывает и сохраняет те же ILD и ITD, которые можно услышать своими ушами во время сеанса записи. Наряду с реалистичностью пространственного качества сохраняется более правильный тембр (тембральная окраска) звуков. Использование ORTF , Jecklin Disk и сферических микрофонов без ушной раковины (наружного уха) может дать аналогичные результаты. (Обратите внимание, что подобные микрофонные методы, основанные на бинауральном звуке, но без ушной раковины, также дают совместимые результаты при использовании обычных стереодинамиков, объемного звука 5.1 и mp3-плееров.)

Корни и исследования

В 1981 году компания Carver Corporation внедрила фильтрацию, чтобы попытаться предварительно устранить перекрестные помехи в своей аналоговой консоли управления Carver C4000 . Это называлось «Соник Голография». ^[4]

Первой аппаратной попыткой компенсировать перекрестные помехи между динамиком и ухом было применение небольшого сдвинутого по фазе левого канала к отдельному динамику в правом корпусе динамика, и наоборот. продавала это В 1982 году компания Polk Audio как «настоящее стерео» в своих колонках серий SDA-SRS, SDA1 и SDA2. ^[5]^[6] лицензируя патент Carver Sonic Holography. ^[7]

В 1991 году корпорация Roland запустила Roland Sound Space. ^[8] система, создающая трехмерное звуковое пространство с помощью стереодинамиков. Для некоторых слушателей это сработало лучше, чем для других. ^{[ нужна ссылка ]}

Амбиофоника представляет собой смесь новых исследований и ранее известных психоакустических принципов и бинауральных технологий. Эти знания позволили записывать и воспроизводить звук, который приближается к реалистичному звуковому полю в ушах слушателя, сравнимому с тем, что можно было бы воспринимать в концертном зале, на сцене фильма или в игровой среде. Такой уровень высокой точности был недостижим до тех пор, пока не были тщательно исследованы принципы человеческого слуха и акустики и не стали доступны доступные ПК с достаточной скоростью обработки. В Casa Della Musica в Университете Пармы, Италия, или в лаборатории прослушивания Filmmaker Technology, Пенсильвания, США, можно сравнить амбиофонику, амбисонику, стереофонику, 5.1 2D Surround и гибридные полносферные 3D-системы на предмет возможностей эти методы позволяют передать пространственность и тональность реального восприятия. Разработчики предоставили множество научных работ и загружаемых инструментов для реализации амбиофоники бесплатно для личного использования. ^[9]

Результаты и ограничения

Перемещая динамики ближе друг к другу, чтобы создать стереодиполь , и используя цифровую обработку сигналов (DSP), такую как бесплатное RACE (Recursive Ambiphonic Crosstalk Elimination) или подобное программное обеспечение, ^[10] амбиофоническое воспроизведение способно генерировать широкие слуховые образы с большинства обычных компакт-дисков, пластинок, DVD-дисков или MP3-файлов с музыкой, фильмами или играми и, в зависимости от записи, восстанавливать захваченную ими реалистичную локализацию, пространственность и цвет тона. Для большинства испытуемых результаты оказались впечатляющими, что позволяет предположить, что Ambiophonics может возродить интерес к высококачественному воспроизведению звука, как в стерео, так и в объемном формате.

Кроме того, амбиофоника предусматривает дополнительное использование свертки импульсной характеристики концертного зала или другой атмосферы для генерации сигналов атмосферы зала практически для любого количества и любого размещения динамиков объемного звучания. ^[11]^[12] Но амбиофония не для театров, зрительных залов или каких-либо больших групп. Амбиофоника обычно может вместить более одного слушателя, поскольку можно перемещаться вперед и назад вдоль 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 в случае стерео. Зона прослушивания может быть увеличена с помощью свёртки окружения, благодаря которой громкоговорители объёмного звучания имитируют стены концертного зала.

Методы амбиофоники могут быть реализованы в обычных ноутбуках, компьютерах, звуковых картах, усилителях Hi-Fi и даже в скромных громкоговорителях с постоянной фазовой характеристикой, особенно в любых областях кроссовера. Ни настоящая бинауральная запись (фиктивная голова с ушной раковиной), ни отслеживание головы, как при бинауральном прослушивании в наушниках, не требуются. Коммерческие продукты теперь реализуют амбиофонический DSP, хотя инструменты для использования на ПК также доступны в Интернете. ^[9]

Объемный звук

На практике в своей простейшей реализации с двумя динамиками амбиофоническое воспроизведение открывает слуховые сигналы для изображений с углом до 150 ° по горизонтали (азимуту), в зависимости от бинауральных сигналов, зафиксированных в существующих стереозаписях. Многоканальные записи, сделанные с помощью микрофонных решеток, похожих на амбиофоны, для создания 5.1-совместимых записей DVD / SACD, могут воспроизводиться с использованием всего четырех динамиков (в амбиофонических схемах центральный динамик отсутствует). Учитывая «конус замешательства» человеческого слуха с каждой стороны, был измерен полный круг локализации воспринимаемого звука на 360° в пределах ±5° от фактического азимута источника, воспроизводя реалистичную пространственную оболочку и тембр (чему способствовало точное направленное происхождение ранних отражения) многоканальной музыки, фильмов и игрового контента. ^[3]^[13]^[14]

Особенно в случае стереоконтента, где объем атмосферы намеренно уменьшен (поскольку естественный уровень, исходящий только спереди под углом 60°, воспринимается как слишком высокий), дополнительные сигналы для динамиков объемного звучания могут быть созданы с использованием измеренной импульсной характеристики зала, свернутой в ПК с двумя сигналами фронтального канала. Для полного амбифонического воспроизведения один компьютер может предоставить DSP для 4-канального подавления перекрестных помех и четыре или более (до 16 в зависимости от ПК) динамиков объемного звучания. ^[15]

Развитием амбиофоники занимаются несколько исследователей и компаний, включая Ральфа Гласгала, основателя Амбиофонического института; д-р Анджело Фарина, Университет Пармы; Робин Миллер, Filmmaker Technology; Волны Аудио; доктор Роджер Уэст, Soundlab; д-р Радомир Божович, TacT Audio; и профессор Эдгар Шуейри , Принстонский университет.

См. также

Саундбар

Ссылки

^ Бок, Т.М. и Кил, Д.Б. младший, «Влияние межушных перекрестных помех на стереовоспроизведение». и минимизация межушных перекрестных помех при мониторинге ближнего поля с помощью физического барьера», препринты AES 2420-A и 2420-B, ноябрь 1986 г.
↑ Гласгал, Ральф, «Домашний концертный зал», Stereophile (журнал), июль 1988 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Роберт Э. (Робин) Миллер III, «Руководство пользователя плагина VST Ambiophonic DSP», www.filmaker.com
^ Патент США 4218585 , Карвер, Роберт В. , «Устройство и метод создания объемного звука», выдан 19 августа 1980 г.
^ «Страница продукта SDA1B: Полноразмерная напольная система: Polk Audio» . Архивировано из оригинала 1 декабря 2010 г. Проверено 22 ноября 2010 г.
^ «Винтажные колонки Polk Audio: SDA 2» .
^ США 4 218 585
^ «История Роланда: Часть 3» .
^ Перейти обратно: ^а ^б Роберт Э. (Робин) Миллер III, «Пространственное определение и микрофонная решетка PanAmbiophone для 2D Surround и полностью перифонической 3D записи». Препринт AES, октябрь 2004 г.
^ Инструкции и бесплатные загрузки доступны на http://www.ambiophonics.org/.
^ Глазгал, Ральф, «360-градусная локализация с помощью обработки 4.x RACE», препринт AES 7301, октябрь 2007 г.
^ Фарина, Анджело и др., «Амбиофонические принципы записи и воспроизведения объемного звука для музыки». Техники пространственного звука, часть 2», Антология AES, 2006 г.
^ Глазгал, Ральф, «Амбиофоника, 2-е издание»
^ Глазгал, Ральф, «Амбиофон, разработка методологии записи, оптимизированной для амбиофонического воспроизведения», 19-я конференция AES, замок Эльмау, июнь 2001 г.
^ Роберт Э. (Робин) Миллер III, «Совместимый объемный звук PanAmbiophonic 4.1 и PerAmbiophonic 6.1 для передового телевидения за пределами ITU 5.1», 144-я техническая конференция SMPTE, октябрь 2002 г.

Роберт Э. (Робин) Миллер III, статьи, http://www.filmaker.com/

Внешние ссылки

Официальный сайт

[1] Бок, Т.М. и Кил, Д.Б. младший, «Влияние межушных перекрестных помех на стереовоспроизведение». и минимизация межушных перекрестных помех при мониторинге ближнего поля с помощью физического барьера», препринты AES 2420-A и 2420-B, ноябрь 1986 г.

[2] Гласгал, Ральф, «Домашний концертный зал», Stereophile (журнал), июль 1988 г.

[Miller_VST-3] Перейти обратно: ^а ^б ^с Роберт Э. (Робин) Миллер III, «Руководство пользователя плагина VST Ambiophonic DSP», www.filmaker.com

[4] Патент США 4218585 , Карвер, Роберт В. , «Устройство и метод создания объемного звука», выдан 19 августа 1980 г.

[5] «Страница продукта SDA1B: Полноразмерная напольная система: Polk Audio» . Архивировано из оригинала 1 декабря 2010 г. Проверено 22 ноября 2010 г.

[6] «Винтажные колонки Polk Audio: SDA 2» .

[7] США 4 218 585

[8] «История Роланда: Часть 3» .

[Miller_2004-9] Перейти обратно: ^а ^б Роберт Э. (Робин) Миллер III, «Пространственное определение и микрофонная решетка PanAmbiophone для 2D Surround и полностью перифонической 3D записи». Препринт AES, октябрь 2004 г.

[10] Инструкции и бесплатные загрузки доступны на http://www.ambiophonics.org/.

[11] Глазгал, Ральф, «360-градусная локализация с помощью обработки 4.x RACE», препринт AES 7301, октябрь 2007 г.

[12] Фарина, Анджело и др., «Амбиофонические принципы записи и воспроизведения объемного звука для музыки». Техники пространственного звука, часть 2», Антология AES, 2006 г.

[13] Глазгал, Ральф, «Амбиофоника, 2-е издание»

[14] Глазгал, Ральф, «Амбиофон, разработка методологии записи, оптимизированной для амбиофонического воспроизведения», 19-я конференция AES, замок Эльмау, июнь 2001 г.

[15] Роберт Э. (Робин) Миллер III, «Совместимый объемный звук PanAmbiophonic 4.1 и PerAmbiophonic 6.1 для передового телевидения за пределами ITU 5.1», 144-я техническая конференция SMPTE, октябрь 2002 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]