Виртуальное акустическое пространство
Виртуальное акустическое пространство (ВАП), также известное как виртуальное слуховое пространство , представляет собой метод, при котором кажется, что звуки, воспроизводимые через наушники, исходят из любого желаемого направления в пространстве. Создается иллюзия виртуального источника звука вне головы слушателя.
Сигналы локализации звука создают внешнее восприятие.
[ редактировать ]Когда человек слушает звуки через наушники (так называемое «закрытое поле»), кажется, что источник звука исходит из центра головы. С другой стороны, в нормальных условиях прослушивания, в так называемом свободном поле, звуки воспринимаются как внешние. Направление звука в пространстве (см. Локализация звука ) определяется мозгом при анализе взаимодействия поступающего звука с головой и наружными ушами. Звук, возникающий с одной стороны, достигает ближнего уха раньше дальнего уха (создавая межушную разницу во времени , ITD), а также будет громче в ближнем ухе (создавая межушную разницу уровней , ILD – также известную как межушная разница в интенсивности , IID). ). Эти бинауральные сигналы позволяют звукам латерализоваться. Хотя в обычных сигналах стереонаушников используются ILD (а не ITD), звук не воспринимается как внешний.
Восприятие внешнего источника звука происходит благодаря частотно- и направленной фильтрации ушной раковины , составляющей внешнюю структуру уха. В отличие от ILD и ITD, эти сигналы спектральной локализации генерируются моноурально. Один и тот же звук, представленный с разных направлений, будет вызывать на барабанной перепонке различный рисунок пиков и провалов по частоте. Характер этих монофонических спектральных сигналов различен для разных слушателей. Спектральные сигналы жизненно важны для оценки высоты и определения того, исходит ли звук спереди или сзади слушателя. Они также жизненно важны для создания иллюзии внешнего источника звука. Поскольку в стереозаписях присутствуют только ILD, отсутствие спектральных сигналов означает, что звук не воспринимается как внешний. Самый простой способ воссоздать эту иллюзию — сделать запись с помощью двух микрофонов, помещенных в муляж человеческой головы. Воспроизведение записи через наушники создаст иллюзию внешнего источника звука.
VAS создает ощущение внешнего источника звука.
[ редактировать ]VAS имитирует метод «фиктивной головы» посредством цифровой обработки сигналов . Методика ВАШ включает два этапа: оценку передаточных функций головы с разных направлений и воспроизведение звуков через фильтры ВАШ со схожими передаточными функциями.
- ILD, ITD и спектральные сигналы составляют так называемую передаточную функцию, связанную с головой (HRTF), которая определяет, как голова и внешние уши фильтруют входящий звук. HRTF можно измерить, поместив миниатюрные зондовые микрофоны в уши субъекта и записав импульсные реакции на широкополосные звуки, поступающие из разных направлений в пространстве. Поскольку размер головы и внешняя форма ушей у разных слушателей различаются, более точный эффект можно создать, индивидуализировав фильтры VAS таким образом. Однако иностранная HRTF или средняя HRTF, охватывающая множество слушателей, по-прежнему очень эффективна.
- Банк импульсных характеристик HRTF теперь преобразуется в своего рода банк фильтров. Любой желаемый звук теперь можно преобразовать с помощью одного из этих фильтров и воспроизвести слушателю через наушники. Это создает ощущение внешнего источника звука. Этот подход имеет очевидные преимущества перед «методом пустышки», в первую очередь тот факт, что после получения набора фильтров его можно применить к любому желаемому источнику звука.
Использование VAS в науке
[ редактировать ]Помимо очевидного применения на рынке домашних развлечений, VAS использовался для изучения того, как мозг обрабатывает местоположение источника звука. Например, в Оксфордской лаборатории слуховой неврологии ученые представили звуки, отфильтрованные по VAS, во время записи нейронов слуховой коры и среднего мозга.
См. также
[ редактировать ]Для этой статьи необходимы дополнительные или более конкретные категории . ( февраль 2022 г. ) |