Миналата година HyperX пусна цял куп нови слушалки в различни ценови и потребителски сегменти, от eSports Drone и масовия Stinger до истински флагман, който съчетава страхотен звук и един от най-добрите микрофони: HyperX Cloudреволвер. През това време компанията успя да събере достатъчно отзиви за последен моделда го пусне отново, като добави чип с виртуален 7.1, успоредно с подобряване на всички фронтове.
Какво изобщо е виртуален съраунд звук? Как можете дори да спорите за съраунд звук, ако хардуерът почти не се различава от моделите с виртуален съраунд звук? Ще се опитаме да отговорим на всички тези въпроси в ред и в същото време да видим какво се е променило в Revolver, който получи буквата S в края.
Как работи звукът?
Можете безкрайно да се ровите във физическия процес на излъчване и възприемане на звукови вълни и да напишете толкова дълга статия, но ние анализираме конкретен случай, така че ще се ограничим до просто и доста грубо описание: достатъчно е да запомните същността на протичащите процеси.В случай на възпроизвеждане на звук от оборудване, мощен магнит е разположен в центъра на високоговорителя. Неговото поле може да се използва за натискане и издърпване срещу него чрез преминаване на ток през намотка от тел, която е прикрепена към мембрана, излъчваща звук. Източникът на звук произвежда определени електрически вибрации, те преминават през намотката, възбуждат магнитно поле, то взаимодейства със съответното поле на магнита и намотката започва да се движи, увличайки мембраната със себе си. Движенията на тази структура напред и назад влияят върху слоевете въздух в съседство с нея.
Резултатът е вълни, които се разминават във всички посоки: ниско налягане, високо налягане, ниско налягане, високо налягане. Освен това тези вълни проникват в ухото ни, взаимодействат с тъпанчето и след това се случва обратният процес - мозъкът „декодира“ вибрациите в това, което разбираме като звук, и много години обучение на невронната система ни позволява да разбираме речта, да различаваме музика от звука на падащи отломки и т.н.
Същото се случва, когато, да речем, пръчка удари празен варел: кинетичната енергия на удара кара повърхността да вибрира, което разклаща въздуха и след това по същия принцип.
съраунд звук
Скоростта на звука в космоса е условно постоянна, зависи от плътността на средата, но за познатите на мозъка условия на съществуване почти няма разлика в скоростта на звука при високо и ниско атмосферно налягане. Отново, в процеса на еволюция и съзряване, мозъкът се научи да намира модели между посоката, от която идва звукът, и разликата в сигналите между дясното и лявото ухо. В случая с природата разликата в пристигането на звука до лявото и дясното ухо се осигурява от самия източник на вибрации. Във филмите източниците на звук са свързани на етапа на създаване, в игрите те се изчисляват в реално време, спрямо позицията на камерата и околното пространство и ако някой се приближи към вас отзад, се дава сигнал на съответния звук канали, отива към високоговорителите, те вибрират въздуха. Вълните пречат на отразените от стените, излъчвани от други високоговорители, добавят и изваждат, в зависимост от фазата, и накрая достигат до ушите. Освен това мозъкът, научен от житейски опит и векове на еволюция, разбира, че сега трябва да даде команда „Бягай“ на краката или поне да се обърне и да идентифицира източника с помощта на визуален метод.Нюанси на съраунд звук
Човешкото тяло носи няколко уникални модела. Всички хора имат различни пръстови отпечатъци, ириса на окото и формата на ушите, които практически не се променят в процеса на израстване: размерът на отделните части на ухото може да се промени, но по-скоро неговият релеф и вътрешна структура, мащаб и се променят леко. От около два месеца от живота си мозъкът започва да се учи да използва ушите по предназначение: слуховите способности се развиват и през целия живот той усъвършенства умението да определя посоката на звука, не само чрез разликата в звуковите вибрации, пристигащи във времето , но и от това как звукът се отразява/поглъща от различни части на ушната мида, преди да достигне тъпанчето. Механизмът е сложен, но доста ефективен: не само че при повечето развити бозайници ушите имат сложна форма - влечугите (по-специално змиите) са почти глухи и възприемат ограничен диапазон от честоти.Изследвания на ухото
Специален манекен, който имитира структурата на главата и нейното поведение по отношение на поглъщане, отразяване и разпространение на звукови вълни, куп високопрецизни микрофони, стая със звукопоглъщащо покритие, кола на терафлопс, дузина експерти и много време, прекарано в изчисления, направи възможно създаването на общи модели на промяна. звукова вълнаидващи до ушите. Разликата между изходящия сигнал, микрофона до манекена и микрофоните в „ушите“ позволи да се определи как човешкото тяло влияе върху разпространението на звука.
Всичко това беше необходимо за максимално почистване на данните от замърсяване на изследването на влияния. Освен това тези данни бяха приложени като филтър към оригиналните данни и основните измервания бяха направени с различни модели ушни миди. Проучването търси модели между формата на външното ухо и начина, по който сигналът се изкривява, идващ от различни посоки - и ги открива. Именно тези промени във формата на сигнала (осреднени, разбира се) се използват за трансформиране на "нормалния" звук в "съраунд" при използване на стерео слушалки без допълнителни високоговорители.
Работи, но не перфектно
Аудио картата в дистанционното управление може да работи в два режима: стерео и 7.1.Системата не се интересува колко високоговорители всъщност имате, тя ще осигури седем канала звук. Игрален двигателили мултимедиен плейър ще прочете тази информация и ще издаде съответната звукова панорама, изпращайки необходимия аудио поток към всеки канал. След това вграденият чип влиза в действие: той добавя разликата в пристигането на сигнала за лявото и дясното ухо и прилага средните промени, получени по време на проучванията. Ако не сте собственик на много изпъкнали уши, този процесдо известна степен ви позволява да подмамите мозъка и да го накарате да определи посоката, макар и не толкова добре, колкото се случва в реална среда.HyperX Cloud Revolver S
Основната разлика между S-версията и нейния предшественик, разбира се, ново дистанционнос вградено аудио, USB свързаност и виртуална 7.1 поддръжка, но освен тези промени, нещо е актуализирано в слушалките.
Дизайнът на кутията остана същият, но материалите бяха променени, без повече „закачливо“ черно и червено оцветяване. Много потребители харесаха строгия дизайн на слушалките CloudX от среден клас, а преиздаването на флагмана получи съответните цветове: класическо черно със сиви / сребристи елементи. Новият модел, с отделен микрофон, изглежда като вашите средни слушалки за аудиофили в техно стил.
Подобрения
Характеристиките на еластичност на лентата за глава са ревизирани: стоманената скоба е по-мека и новият Revolver S не притиска главата толкова много. По същия начин параметрите за самонастройващата се лента за глава бяха избрани отново. Като се вземат предвид всички промени, слушалките седят много по-меко на главата и оказват още по-малко натиск върху мозъка.
Останалата част от структурата беше оставена непроменена. Чашките на високоговорителите имат две степени на свобода и се приспособяват към всяка форма на главата, възглавничките за ушите и поддържащата дъга са пълни с мемори пяна, която е покрита с висококачествена микроперфорирана изкуствена кожа - дизайнът диша и премахва влагата.
Слушалките седят перфектно на почти всяка глава, автоматично се приспособяват към собственика и ви позволяват удобно да общувате, да играете или да слушате музика няколко часа подред.
Комуникация
Микрофонът е мигрирал без никакви промени. Използва се същият разглобяем гъвкав прът, връзката се осъществява чрез класически 3,5 мм жак. Запазва формата си, лесно се изправя, надеждно и умерено огъващо се тяло няма да ви позволи да повредите вътрешния проводник.
Самият елемент е все същият: електретен, кондензатор, тясно фокусиран. Отлична чувствителност, намаляване на шума с "лъч", насочен точно към устата ви, вградена защита срещу издухване, а вече и вграден контрол на звука на микрофона в USB дистанционното.
USB аудио
Звуковата карта е комбинирана със звуковия контролен панел. Дизайнът е минималистичен: три бутона (превключване на режим Dolby 7.1, предварителна настройка на еквалайзера и заглушаване на микрофона), три индикаторни светодиода, две големи и удобни колелца за регулиране силата на звука на входящия и изходящия аудио сигнал. Има щипка от задната страна, можете да закачите дистанционното управление на ръкава или яката си или можете да го прикрепите към същия USB кабел и по този начин да намалите почти безкрайната му (2+ метра) дължина.
Dolby 7.1
Режимът се активира с натискане на един бутон (без него слушалките смесват комплекта 7.1 в стерео). Ще работи, когато е свързан към компютър или PS4 / PS4 Pro. Не иска никакви драйвери, определя се от системата от кутията, няма нужда да инсталирате допълнителен софтуер. Във филми с многоканален звук технологията работи добре: усещането за посока на специалния ефект е подобрено, макар и не толкова радикално, както при "честния" съраунд звук.
В игрите ефектът силно зависи от много фактори. В състезателните симулатори успях да чуя врага „зад гърба си“, да усетя от коя страна се опитват да ме заобиколят. При някои стрелци беше възможно по-точно да се определи позицията на врага на ухо, но не във всички. Не винаги беше възможно да се разбере посоката на "диагоналните" звуци: противникът е отпред-ляво или отзад-ляво. Във всеки случай самата посока на движение се усеща по-добре, отколкото при конвенционалното стерео, и то добре. Мненията на приятели, които успяха да слушат слушалките, бяха разделени.
Някой ясно чу посоката на звука, някой можеше да определи посоката много условно: напред, наляво, надясно, понякога отзад. В случай на слушане на обикновено съдържание (като музика), Dolby 7.1 просто ще разтегне стерео основата. Ще има някакво усещане за присъствие в голяма стая с високоговорители, вместо звук от слушалките.
Предварителни настройки на еквалайзера
В основния режим (всички индикаторни светодиоди са изключени) слушалките не пречат на аудиопотока по никакъв начин: възпроизвеждат това, което слушате във формата, в която са получили аудиосигнала от компютъра. Първият режим е увеличаване на баса, вторият е разширяването на средните и цялостното „изравняване“ на честотната характеристика, третият е повишаването на вокалния диапазон и остротата на звука.
Единият може да се използва за съответните музикални жанрове, друг за фина настройка на звука със софтуерния еквалайзер на плейъра, а последният за игри, за да чувате по-добре звънящи звуци като стъпки и гласове на членове на групата.
Звукът на музиката
Revolver S запази звука на вибрацията на своя предшественик. Равномерно запълване на ниски, средни и високи честоти, малък пик при 3 kHz, даващ усещане за "чистота" на звука. За слушалки с относително нисък импеданс звукът е изненадващо балансиран. Рок композициите звучат добре, китари, вокали, барабани - всичко се чува изключително ясно, няма усещане за изваждане от контекста или очевидно доминиране на един от звуците над другия (поне на онези песни, които обикновено се смесват от звуков инженер и балансиран на сцената). Джазът и блусът с брас нахлуват силно в съзнанието, изпълват го с обертонове и дрезгави вокали, в които „черният“ начин на изпълнение веднага се разпознава. Класическите произведения и свиренето на модерен оркестър са пълнозвучни и обемни, при слушане човек буквално усеща онзи тънък резонанс на масата от еднотипни инструменти, свирещи в унисон.
Слушането на музика е приятно, а индивидуалните предпочитания за б относно повече ниски или средни честоти винаги могат да бъдат компенсирани с еквалайзер. Приложенията за игри изискват слушалките да имат широка стерео панорама и ясно усещане за посоката на звука, с това слушалките са наред.
Кривата на честотната характеристика беше измерена от експерти на PCgames на щанд, чиято цена е сравнима с добра кола. Манекен за глава и торс, подходящо ниво на оборудване за запис и анализ на сигнали, съответствие с всички методи и няколко повторни измервания за осредняване на получените стойности и търсене на отклонения.
Изкривяване:
Баланс:
TL;DR: HyperX Revolver S - напълно зареден
Това не е първият път, когато подразделението за игри на Kingston HyperX се вслушва в отзивите на потребителите, внимателно проучва, анализира и прави правилните заключения от опита на потребителите на техните продукти. Слушалките бяха изпомпани на всички фронтове, без да се "отрязва" нито едно от съществуващите предимства.Искате по-възрастен, строг дизайн? Ето го. Корпусът е все същият, но няма повече ярки червени акценти. Едва забележими шевове с леки нишки, сребристо лого и бели сектори, които не издават игровия произход на джаджата.
Оплакахте се, че конкурентите имат съраунд звук за парите? Вече е включена универсална аудио карта, която работи с PC и PlayStation. Тази част от хардуера не се нуждае от специални драйвери и всеки софтуер, който консумира ресурсите на вашия компютър, ще работи веднага. А за собствениците на скъпи аудио карти и любителите на музиката от мобилни джаджи, слушалките все още могат да бъдат свързани чрез класически 3,5 мм жакове, включен е удължителен кабел.
Слушалките прилепнаха ли твърде плътно към главата и не искаха да слязат, бавно зомбирайки носещия ги и ви принуждавайки да разпространявате продуктите на HyperX сред приятели? Справихме се с първото, а второто, съжалявам, не е грешка, а функция. Грях е да не препоръчате добри джаджи на членовете на вашата партия, ще победите друго глобално зло с тях, но те отново не чуват нищо.
Невероятният звук и един от най-добрите микрофони в индустрията за слушалки не са си отишли. Време ли е за равносметка?
Оборудване, цена, къде да купя
HyperX Cloud Revolver S пълни спецификации и пакет:Слушалки
- Тип: Затворен, със саморегулираща се лента за глава;
- Тегло: 360g + микрофон 16g;
- Говорител: диаметър на мембраната 50 мм, ядро от неодимов магнит;
- Честотна характеристика: 12 Hz - 28 kHz;
- Импеданс: 30Ω;
- Ниво на звуково налягане: 100,5dBSPL/mW при 1KHz
- Фактор на хармонично изкривяване:< 2%;
- Консумирана мощност: в режим на готовност - 30 mW, максимална - 500 mW;
- Слушалки (4-полюсен щепсел 3,5 mm): 1 m;
- Аудио карта (USB): 2.2 m;
- Удължителен кабел (2x3,5 mm конектор): 2 m.
- Чувствителен елемент: електрет, кондензатор;
- Диаграма на посоката: двупосочна, с намаляване на шума;
- Честотна характеристика: 50 Hz - 18 kHz;
- Чувствителност: -44dBV (0dB=1V/Pa,1kHz)
от Windows по подразбиране Sonic за слушалки е деактивиран, но можете да го активирате за виртуален съраунд звук. Тази опция е налична и на Xbox One.
Как да активирате Windows Sonic
Можете лесно да активирате или деактивирате тази функция, като използвате иконата за звук в областта за уведомяване. Кликнете Кликнете с десния бутонщракнете върху иконата на високоговорител, изберете пространствен звук и изберете Windows Sonic за слушалкиза да го активирате. Изберете Изключвамтук, за да деактивирате Windows Sonic.
Ако не виждате опция тук или в контролния панел за активиране на пространствен звук, тогава вашият аудио устройствоне го поддържа. Например, тази опция няма да е налична, когато използвате вградените високоговорители на лаптопа.
Можете също да получите достъп до тази функция от Контролни панели. За да го стартирате, отидете на Контролен панел → Оборудване и озвучаване → Звук.
Щракнете двукратно върху устройството за възпроизвеждане, което искате активирайте windows sonic, отидете на раздела пространствен звуки изберете Windows Sonic за слушалкив падащия списък.
Можете също да активирате Dolby Atmos за слушалкив същото падащо меню. Това е подобна технология за съраунд звук за слушалки, но използва Dolby технология и изисква покупка в приложението за отключване.
Можете също да активирате или деактивирате настройката в раздела Spatial Audio.
На конзолата Xbox One тази опция е в менюто Система → Настройки → Екран и звук → Аудио изход. Изберете Windows Sonic за слушалкипод Аудио слушалки.
Какво е пространствен звук
Това са същите данни, които Dolby Atmos получава, поради което Windows Sonic осигурява пълна поддръжка за Dolby Atmos в най-новите версии Windows 10. В комбинация с приемник и система от високоговорители, поддържащи Dolby Atmos, ще чувате звуци, сякаш идват от 3D пространството - както вертикално, така и хоризонтално - за подобрено съраунд ефект.
Така например, ако звукът идва отгоре и отдясно, спрямо вашата позиция във филм, телевизионно предаване или видео игра, високоговорителят на тавана от дясната страна ще направи този звук по-силен и по-бързо.
Приложението Dolby Access от Windows Store ще ви помогне да настроите Dolby Atmos звук за домашно кино на вашия компютър с Windows 10.
Как работи пространственият звук в слушалки
Пространствените данни са полезни само ако имате система Dolby Atmos, която действително може да ги използва. Дори ако имате традиционна 7.1 система за съраунд звук, вие просто получавате нормален съраунд звук с осем канала аудио - седем високоговорителя плюс субуфер.
Тези позиционни данни обаче могат да осигурят пространствено аудио във всеки чифт слушалки. Просто трябва да активирате „Windows Sonic за слушалки“ или „Dolby Atmos за слушалки“. И двете работят по подобен начин, но версията на Dolby използва технологията Dolby и изисква покупка в приложението, докато Windows Sonic използва само технология на Microsoft и се предлага безплатно с Windows 10 и Xbox One.
Когато активирате една от тези функции, вашият компютър с Windows (или Xbox One) ще миксира аудио с помощта на позиционни данни, осигурявайки виртуално пространствено аудио. Така че, ако играете игра и звукът идва от горната част на вашия герой и отдясно, звукът ще бъде смесен, преди да бъде изпратен до вашите слушалки, така че можете да чуете звука както от горната, така и от дясната страна.
Тези функции за пространствено аудио работят само с приложения, които предоставят пространствени данни за Windows.
Какво ще кажете за 7.1 виртуален съраунд звук
Когато активирате Windows Sonic за слушалки, функцията Активиране на 7.1 виртуален съраунд звукв контролния панел на звука също ще бъде активиран. На конзолата Xbox One тази функция се нарича Използвайте виртуален съраунд звук.
С активиран 7.1 съраунд звук, Windows ще използва 7.1 съраунд звук във видеоигри или филми и ще го смесва в чувствителен към позицията стерео звук, преди да го изпрати към вашите слушалки, което означава, че 5.1 съраунд звук също ще работи.
За да използвате правилно тази функция, трябва да настроите вашата игра или видео плейър да извежда 7.1 съраунд звук, дори ако използвате слушалки. Вашите слушалки ще функционират като виртуално устройствосъраунд звук 7.1.
Но за разлика от истински съраунд звук, все още използвате стандартен чифт стерео слушалки с два високоговорителя, по един за всяко ухо. Виртуалният съраунд звук обаче осигурява по-добро аудио позициониране, което е особено полезно при игра на компютър или Xbox.
Функцията за виртуален съраунд звук работи с всички приложения, които осигуряват 7.1 звук. Много игри и филми, които не предоставят пространствено аудио, поддържат 7.1 съраунд звук, така че това е съвместимо с много други приложения.
Скрит в дълбините на Windows 10, Windows Sonic е модерна технологияза създаване на виртуален съраунд звук в игри и при гледане на филми. Нека да видим как да активирате тази функция.
Актуализацията Creators донесе много нови функции на операционната система. Windows система 10. Някои от тези нови функции получиха много внимание и станаха широко известни, но някои други изобщо не са толкова популярни и все още остават в сянка. Такъв е случаят с новата функция за форматиране Sonic за пространствен звук за слушалки, който по същество е емулатор на съраунд звук за слушалки.
Новият пространствен аудио формат в „Актуализацията на създателите“ има за цел основно да разшири аудио изживяването с HRTF (трансферна функция, свързана с главата)вграден в Microsoft HoloLens. Тази технология работи чудесно с всякакви качествени стерео слушалки.
Наскоро започнах да изучавам това нова функцияна вашия компютър, докато гледате страхотни научно-фантастични филми на Netflix. Свързах безжичните си слушалки за игри творчески звук Blaster Tactic3D Rage, активиран пространствен Звук на Windows Sonic за слушалки, усилих звука и бях поразен от удивителния звук на специалните ефекти и музиката във филмите, които гледах.
Не пропускайте:Форматът Windows Sonic Spatial Sound наистина работи чудесно както с игри, така и с филми. И до известна степен дори работи с вашата цифрова музика.
Какво е пространствен звук?
Dolby Atmos за слушалки
В Windows 10 имате избор кой виртуален съраунд алгоритъм да използвате:
- Dolby Atmos е платена опция, трябва да платите $14,99, за да я използвате;
- Windows Sonic- безплатна опция, технология, разработена от Microsoft.
Коя от тези две технологии да изберете зависи от вас. Нека само да кажа, че безплатната версия от Microsoft дава много добър резултати няма да чуете огромна разлика между Windows Sonic и Dolby Atmos, въпреки че, повтарям, зависи от вас.
В описанието на Windows Dev Center се казва, че функцията Spatial Sound в Creators Update поддържа Dolby Atmos за слушалки. За да активирате тази функция, трябва да инсталирате приложението Dolby Access, което трябва да изтеглите от Windows Store. Можете да го изтеглите за 30 дни безплатно, но за пълно използване трябва да закупите правото на използване за $14,99. Аудио и видео демонстрациите, които идват с пробното приложение Dolby Access, са невероятни, препоръчвам ви да ги слушате със собствените си уши.
Слушалки за Sonic Spatial Sound
Защо толкова много държа на добрите слушалки? Всичко е просто - само добри слушалкиможе да създаде достатъчно обемна звукова картина и да осигури необходимото ниво на детайлност на звука. Разбира се, можете да свържете абсолютно всякакви слушалки към компютъра си, но в прости и евтини модели просто няма да чуете разликата или звукът за вас може да стане още по-лош, отколкото беше преди.
Настройване на Windows Sonic за слушалки
Настройка на звука Windows интерфейс Sonic за слушалки е прост. Провери своя Windows версия 10, трябва да имате инсталирана глобалната актуализация на Creators.
Първо свържете слушалките към компютъра. Ако не включите слушалките си, преди да започнете настройката, няма да имате достъп до функцията Sonic Spatial Sound.
След като свържете слушалките, щракнете с десния бутон върху иконата "Високоговорители" в лентата на задачите. AT контекстно менюизберете Пространствен звук (Няма), както е показано на снимката по-горе.
Когато изберете Пространствен звук, ще видите диалоговия прозорец Свойства на високоговорителя с избран раздел Пространствен звук, както е показано на изображението по-горе.
За да продължите, щракнете върху стрелката надолу и изберете Windows Sonic за слушалки, както е показано на изображението по-горе.
Когато направите това, ще видите, че квадратчето за отметка " Включете 7.1 виртуален съраунд звук» се задава автоматично, както е показано на снимката по-горе. Тази настройка позволява правилна многоканална обработка, така че звукът, който чувате в слушалките, ще изглежда по-просторен и по-точен при позициониране.
Проверка на ефектите от активирането на Windows Sonic
Е, сега най-интересното е да проверим ефективността на виртуалния съраунд звук. Не забравяйте да функция на windows Sonic работи, има нужда от материал. Това означава, че ако искате съраунд звук, когато гледате филми, уверете се, че филмът има 5.1 или 7.1 аудио запис. Ако филмът има обикновен 2.0 стерео запис, няма да получите желания съраунд звук.
Същото важи и за игрите, ако звуковият двигател на играта поддържа 5.1 или 7.1 звуков изход, тогава ще се оправите, но някои игри не са способни на това и следователно функцията Windows Sonic ще бъде безполезна в тях. Но в името на спокойствието мога да кажа, че 95% от съвременните игри са напълно в състояние да дадат звук във формат 5.1, така че включете Windows Sonic и отидете на битка!
Съвременните системи за домашно забавление са проектирани и създадени, за да предизвикат максимална емоционална реакция у човек, да го потопят в действието на филм, слушане на музика или компютърна игра, така че той временно да забрави за реалността на света около себе си и е напълно потопен във "виртуалната" реалност. Естествено, за да се постигне тази задача, е необходимо действието, което се случва на екрана, да предизвиква емоционална реакция у човек, качеството на изображението също трябва да бъде максимално, близко до картините, които сме свикнали да виждаме в реалния живот. Също така е добре известно, че значителна част от информацията за околния свят (повече от 25%) се дължи на звука. Висококачественият съраунд звук е гаранция, че човек ще получи максимален емоционален заряд от филм или музикално изпълнение.
Традиционното решение на проблема за създаване на съраунд звук в стаята за слушане е изграждането на многоканални системи, в които звукът се предава от предни, централни и задни високоговорители. С тяхна помощ можете да постигнете много равномерен и правдоподобен звуков пейзаж, в който ефектите ще обгръщат слушателя точно както е предвидил звуковият инженер. За да се увеличи точността на възпроизвеждане, много производители на аудио оборудване предлагат да следват пътя на увеличаване на броя на каналите (и съответно високоговорителите), като изграждат не пет, а шест, седем и дори деветканални системи за домашно кино . Причините на производителите са разбираеми. Изграждането на многоканални аудио системи наистина е най-сигурният начин за подобряване на прецизността. В допълнение, увеличаването на броя на каналите, разбира се, изисква увеличаване на броя на високоговорителите, дължината на превключващите проводници, използването на по-сложни и по-скъпи усилватели и следователно ви позволява да увеличите печалбите от продажба на оборудване.
НЕ УВЕЛИЧАВАЙТЕ, А НАМАЛЯВАЙТЕ!
Има обаче компании, които поемат по различен път, предлагайки не увеличаване, а по-скоро намаляване на броя на каналите за възпроизвеждане. Те съвсем правилно вярват, че не всички потребители се нуждаят от многоканални аудио системи. За някои това е неприемливо по икономически причини, някой не може да отдели специално помещение за система за домашно забавление, в което би било възможно да се положат всички необходими кабели за превключване и да се разпредели място за инсталиране на задни високоговорители, някой вече има "нормален" a голяма система за домашно кино, а той иска да изгради допълнителна (резервна) система в малко помещение – спалня, офис или детска стая, в което също иска да получи съраунд звук „с малко кръв“.
Изглежда, че получаването на съраунд звук без използването на задни високоговорители е невъзможно. Ако няма източник на звук отзад, тогава няма откъде да идва звукът. Въпреки това, доказателствата за това твърдение могат да бъдат поставени под въпрос с едно просто твърдение. Човек има само две уши, които му предоставят цялата необходима информация за местоположението на източника на звуковия сигнал, което означава, че на теория са достатъчни само два високоговорителя (слушалки или акустични системи), за да го предадат, възпроизвеждайки аудио сигнал, в който се съдържа тази информация. Не трябва да забравяме, че нашият слух не е просто някакво абстрактно, необяснимо качество. Слухът има свои собствени механизми, включително механизмите за локализиране на източниците на звук в пространството, които не най-глупавите хора изучават от десетилетия. Разбирането на тези механизми на теория ни позволява да "излъжем" нашата слухова система чрез въвеждане на допълнителни честотни и фазови компоненти в акустичния сигнал, възпроизвеждан от предните високоговорители. В допълнение, възпроизвеждането на звук в повечето случаи не се случва на открито, а на закрито. Стаята има стени и таван, които отразяват звуковите вълни. Чрез правилното изчисляване на дизайна на акустичните системи е възможно да се постигне, че отразеният звуков сигнал ще дойде до слушателя отстрани и отзад - т.е. симулира звука на задните високоговорители.
"Да се отървете" от централния високоговорител не е особено трудно - просто подходящо "смесете" неговия сигнал в звука на десния и левия преден канал и звукът се локализира в пространството по средата между тях.
Разбира се, прилагането на тези методи на практика представлява значителни трудности, но опитите за създаване на позиционен триизмерен звук, използвайки само предни високоговорители, продължават дълго време и са постигнати определени резултати. Включително в масово произвежданите домашни аудио-видео комплекти. За да разберем по-добре характеристиките на тяхната работа, нека да разгледаме как работи нашият слух, как ни позволява да локализираме източниците на звук, т.е. определи посоката и разстоянието до тях.
ЧОВЕШКИ СЛУХ
Основната характеристика на нашия слух, която ни позволява да определим местоположението на източник на звук в пространството, е неговата бинаурална структура - т.е. неопровержимият факт, че човек има 2 приемника на звукова информация (ухо). Звуковите сигнали, възприемани от нашите уши, се обработват в периферната част на слуховата система, подлагат се на спектрално-времеви анализ, след което информацията постъпва в съответните части на мозъка, където на базата на сравнение на сигналите, получени от всеки от слуховите канали се правят изводи за местоположението на източника на звук.
Човек слухов апарате много ефективен уред, създаден от природата. Изненадващо, за повечето аудио сигнали можем да локализираме източника с много висока степеннадеждност. Конфигурацията на ушната мида позволява пространствено декодиране на постъпващите сигнали и подаване към тъпанчевата мембрана на звуков сигнал, който вече съдържа информация за местоположението на източника в пространството.
Много интересен е фактът, че за да определи местоположението на източник на звук в пространството, слуховата система използва не един, а няколко механизма, всеки от които е най-ефективен при решаването на конкретен проблем.
Механизмите на слуховото възприятие обикновено се разделят на основни и спомагателни. Основните механизми обикновено включват локализация по разликата в амплитудите на входящите сигнали, времевата разлика, както и спектралните разлики в звука в десния и левия слухов канал. Спомагателните механизми обикновено включват звукови отражения от тялото и раменете на човек, анализ на ефектите на реверберация, както и ефекта на психологическото възприятие, което привежда звуковото местоположение на източника на звук в съответствие с неговото местоположение, което виждаме с очите си .
СТРУКТУРА НА ЧОВЕШКОТО УХО. 1. Слухов канал 2. Тимпанична мембрана 3. Чукче 4. Наковалня 5. Стреме 6. Овален прозорец 7. Евстахиева тръба 8. Кохлеа 9. Слухов нерв
ОСНОВНИ МЕХАНИЗМИ НА АУДИО ВЪЗПРИЕМАНЕ
Локализация по ниво на интензивност на звука
Този механизъм се основава на факта, че когато звукът се излъчва от източник, разположен под определен ъгъл спрямо фронталната посока, нивото на звуково налягане върху тъпанчетата в различните уши ще бъде различно. Това се дължи на факта, че едното ухо ще бъде сякаш "в сянката", която създава главата и торса. Естествено, разликата в нивата на звуково налягане върху тъпанчетата ще зависи от ъгъла на източника. Анализирайки тази разлика, нашият мозък е в състояние да заключи посоката на източника на звук. Този механизъм, базиран на разликата в нивата на интензивност на сигналите, идващи до ушите, е доста ефективен, но само на аудио честотинад 2000 Hz. Факт е, че при дължина на звуковата вълна, сравнима с диаметъра на човешка глава, най-отдалеченото от източника ухо престава да бъде в "акустична сянка", което се дължи на феномена на дифракция на звуковата вълна върху повърхността на главата. .
Локализация по времевата разлика на аудио сигналите
За още ниски честотивлиза в действие механизмът за анализиране на фазовото изместване на звукови сигнали, идващи към различни уши. Поради "разделянето" на ушите в пространството, звуков сигнал, идващ от източник, разположен под определен ъгъл спрямо фронталната посока, прекарва различно време, за да достигне до тъпанчетата в различните уши. Това води до появата на фазово изместване на сигналите, идващи от един и същ източник към различни уши. Това фазово изместване може да бъде анализирано от нашия мозък и въз основа на този анализ се прави заключение за посоката към източника на звук.
С увеличаване на честотата (и съответно с намаляване на дължината на звуковата вълна), фазовото изместване на сигналите, дошли от един и същи източник към различни уши, се увеличава и веднага щом достигне стойност, близка до половината дължината на звуковата вълна, този механизъм за локализация спира да работи, тъй като нашият мозък не може еднозначно да определи дали звуковият сигнал в един от слуховите канали изостава от другия или, напротив, изпреварва го. Естествено, колкото по-голям е ъгълът между посоката към източника на звук и равнината на симетрия на човешката глава, толкова по-голямо е фазовото изместване на сигналите, които идват в ушите. Съответно, с увеличаване на честотата на звука, ъгълът, под който можем да локализираме източника, използвайки този механизъм, намалява.
Конус на несигурността
Освен това, този методлокализацията страда от друго ограничение. Представете си, че източникът на звук е под ъгъл от 30 градуса спрямо фронталната посока на главата. Когато възприемаме звуков сигнал, ние ще получим определено фазово изместване в лявото ухо спрямо дясното и въз основа на анализа на това изместване нашият мозък ще направи заключение за местоположението на източника. Помислете сега за източник на звук, разположен под ъгъл от 30 градуса спрямо посоката, в която "гледа" задната част на главата или (което е същото) под ъгъл от 150 градуса спрямо фронталната посока. За този източник фазовото изместване ще бъде точно същото като за първия. Ако не се ограничаваме само до тези източници, които са на същото ниво с ушите, но също така вземем предвид тези, които са разположени над или отдолу, тогава можем да продължим нашите разсъждения и да получим конус с връх, разположен в слуховия канал. Въз основа на този конус могат да бъдат локализирани източници на звук, за които фазовата разлика в дясното и лявото ухо ще бъде еднаква. Този ефект, който пречи на точното и недвусмислено определяне на местоположението на източниците на звук с помощта на анализ на фазовата разлика за десния и левия слухов канал, е наречен "конус на неопределеността".
За да премахне тази несигурност, човек използва третия, може би най-ефективният механизъм за пространствена локализация на звука.
Локализация чрез спектрални разлики на аудио сигнали
Друг механизъм за локализиране на човешки звук, който между другото е най-точен, се отнася до сложни звукови сигнали и импулси и се основава на способността на нашия мозък да анализира спектралния състав на звука. Когато сложен звуков сигнал (т.е. сигнал с различни честоти в спектъра) се излъчва от източник, разположен под определен ъгъл спрямо равнината на симетрия на главата, спектралният състав на звука в дясното и лявото ухо ще бъде Бъди различен. Това се дължи, първо, на екраниращия ефект на главата, който е по-силен при високи честоти (следователно ще има по-малко високочестотни компоненти в най-отдалеченото от излъчвателя ухо). Освен това човешката ушна мида има такава сложна форма с някаква причина – всъщност това е прецизно изчислен честотен филтър, с който природата ни е надарила.
Филтрирането на звуци с различни честоти от ушната мида зависи от посоката към източника. При промяна на посоката звуковият сигнал се отразява различно от частите на ушната мида и съответно се получава усилване и затихване на различни части от спектъра на приемания звуков сигнал. Анализът на спектралния състав на звуковия сигнал, постъпващ в слуховите канали, е и основният механизъм за определяне дали източникът на звук е отпред или отзад. По съвсем очевидни причини механизмите, базирани на оценката на разликата в интензитета и фазовото изместване, за които писахме по-горе, практически не работят в този случай. Ушната мида пък филтрира сигналите, идващи отпред и отзад по различни начини, така че можем да направим извод за местоположението им.
Комплексен спектрален състав за лесно локализиране
Като цяло можем да кажем, че най-добре се определя местоположението на източници на звук, които излъчват сигнал със сложен спектрален състав. Чистите тонове, които между другото практически не се срещат в природата, се поддават на локализиране с голяма трудност, а разделителната способност на човешкия слух е изключително малка. Високите честоти (над 8000 Hz) практически не се поддават на локализиране, точно както е невъзможно да се определи местоположението на източници на звук с много ниска честота (по-малко от 150 Hz) - не напразно производителите препоръчват поставянето на субуфери в дома театър на всяко място, което е най-удобно за вас в стаята за слушане. Прецизната спектрална обработка на възпроизвеждания сигнал е една от приоритетните задачи за производителите на системи за съраунд звук.
Важно е да разберем, че нашият мозък не е съвсем компютър, който, възприемайки импулсите, генерирани в слуховите канали, извършва изчисления според някакъв много сложен алгоритъм. Всъщност мозъкът не прави изчисления, а по-скоро сравнения. Той сравнява информацията, получена от ушите, с информацията, която вече е съхранена в нашата памет. С други думи, механизмът за локализиране на източника се основава предимно на личен опитчовек. Паметта ни съхранява информация за това как звучат определени източници в различни точки на пространството. Когато чуем звук, нашият мозък сравнява входящата информация с тази, съхранявана в паметта, избира най-подходящия и въз основа на това прави заключение за местоположението на източника в пространството.E
Друг момент, на който бих искал да обърна внимание, е, че точността на определяне на местоположението на източника на звук в пространството се увеличава значително, когато източникът не е неподвижен, а се движи в пространството. Дава на нашия мозък Допълнителна информациякоито може да анализира. Ако източникът е неподвижен, тогава, за да го локализира, човек подсъзнателно прави микро-движения на главата (например, едва забележимо го движи от едната страна на другата). Тези микродвижения са напълно достатъчни, за да може мозъкът да получи информация, която увеличава с порядък точността на определяне на позицията на източника в пространството.
ДОПЪЛНИТЕЛНИ МЕХАНИЗМИ НА ПРОСТРАНСТВЕНОТО ВЪЗПРИЯТИЕ НА ЗВУКА
Отражение и екраниране на звука от раменете и торса
Когато описваме процесите на пространствена локализация на източник на звук, е необходимо да вземем предвид факта, че ушите ни са в непосредствена близост до раменете и торса. Разпространяващият се звук може да бъде отразен от тях или погълнат, в резултат на което спектралните и времеви характеристики на звука ще се променят. Човешкият мозък анализира тези промени и въз основа на тях прави допълнителни заключения за посоката към източника на звук. Най-висока стойносттози ефект има при определяне на местоположението на източници, които са над или под главата на слушателя.
Реверберация
Както знаете, когато възпроизвеждаме звук в стая, ние чуваме не само директен звуков сигнал, но и сигнали, отразени от стените. Тези сигнали са резултат от множество отражения и имат доста сложна структура. Ефектът, при който затихването на звука не настъпва веднага, а постепенно, поради самите тези отражения, се нарича реверберация. Времето, необходимо на нивото на звука в стаята да намалее с 60 dB, се нарича време на реверберация. Той характеризира както размерите на помещението (в малките помещения за единица време има по-голям брой отражения и звукът се разпада по-бързо, отколкото в големите), така и отразяващите свойства на неговите повърхности (стени, под и таван).
Спектралния състав на отразените сигнали в големи и малки помещения също е различен, така че реверберацията носи информация за размера на помещението. В допълнение към размера, спектърът на реверберационния сигнал характеризира материалите, от които са направени отразяващите повърхности. Например, реверберация, която има високо ниво на високочестотно съдържание, се свързва със стая с твърди стени, които отразяват добре високите честоти. Ако реверберационният звук е тъп, тогава слушателят стига до заключението, че стените на стаята са покрити с килими, завеси и други високочестотни абсорбери.
В допълнение към определянето на характеристиките на помещението, включването на ревербериращия сигнал във възпроизвеждания звук е полезно и за определяне на разстоянието до източника на звук. Чрез оценяване на съотношението на нивото на директния към отразения звук можем да заключим дали е близо (слаба реверберация) или далеч (силна реверберация).Симулирането на реверберация в позиционни системи за съраунд звук е необходимо за предаване на пространствено съдържание. Той дава информация за размера и характеристиките на помещението, разстоянието до източника на звук и по този начин значително допринася за реализма на възпроизвеждания запис.
За симулиране на ефектите на реверберация често се използва геометричен модел на възпроизвежданото звуково пространство. Този модел взема предвид позицията на слушателя, източника на звук и отразяващите повърхности. Чрез въвеждане на коефициенти на отражение, геометричният модел позволява да се изгради система от въображаеми източници, чието ниво е отслабено в съответствие с тези коефициенти, и да се получи доста правдоподобен модел на реверберация, който взема предвид ранните звукови отражения от стените.
Характеристики на психоакустичното възприятие
Създаването на 3D позиционен звук с 2 високоговорителя днес е много сложна, почти невъзможна задача. Това твърдение би било вярно, ако не беше една важна характеристика на нашия слух. Факт е, че когато има липса на информация или когато се получи такава информация, която не отговаря на това, което се съхранява в нашата памет, човешкият мозък самостоятелно допълва звуковата картина до тази, която се вписва в представите му за звуците, които съществуват в реалния свят. С други думи, за да "излъжем" мозъка си, изобщо не е необходимо точно да пресъздаваме желания звуков образ. Достатъчно е само да му „подскажем“, за да „извлече от паметта“ тази триизмерна картина, от която се нуждаем. Аналогия е методът за запис на музика в MP3 формат. Всеки знае, че в тези записи липсва много информация, която, изглежда, е просто необходима за адекватно възприемане на музиката. Въпреки това информацията все още е достатъчна за повече или по-малко надеждно предаване - мозъкът допълва липсващата звукова информация сам.
Освен това не бива да забравяме, че освен звук, в домашното кино има и изображение, т.е. Освен звук, мозъкът ни получава и визуална информация. Това е много съществен момент, от появата на друг (между другото, основен) информационен каналви позволява значително да опростите процедурата за „въвеждане на нашия мозък в заблуда“ и следователно да постигнете прословутия „ефект на присъствие“, към който всъщност се стремим, когато гледаме филми в домашното кино.
КАКВИ ПРЕДИЗВИКАТЕЛСТВА ТРЯБВА ДА РЕШАТ СИСТЕМИТЕ ЗА СЪРАУНД ЗВУК?
И така, нашият слухов апарат използва различни механизми, за да определи местоположението на източника на звук в пространството. Тъй като всички тези механизми се основават на сравняване на сигналите, влизащи в мозъка, с тези, които са "съхранени" в паметта му, тогава, използвайки определени алгоритми за обработка на звука, можете да го "излъжете" и да го накарате да повярва, че източникът на звук се намира там, където на всъщност не съществува. Именно върху това се основават съвременните алгоритми за изграждане на триизмерно звуково пространство компютърни игрии, което е по-важно за нашето издание, домашни аудио-видео системи.
Преди да преминем към разглеждането на конкретни алгоритми за изграждане на виртуална звукова среда, ще разгледаме основните задачи, които тези системи трябва да решават.
Определяне на посоката към източника на звук
Както бе споменато по-горе, и трите основни алгоритма за пространствена локализация се използват за определяне на посоката към източника на звуковия сигнал: - чрез разликата в амплитудата на сигналите в слуховите канали, чрез фазовото закъснение на звука, който идва отдясно и ляво ухо, а също и чрез оценка на спектралния състав на звукотрансформираната ушна мида в зависимост от посоката на разпространението му.
Вертикална (височинна) локализация
Всичко, за което говорихме по-горе, се отнася преди всичко до локализирането на източника на звук в хоризонталната равнина. Струва ни се обаче, че няма да разкрием специална тайна, ако кажем, че човек може да определи посоката към източник на звук не само в хоризонталната, но и във вертикалната равнина. Механизмът за определяне на височината на източника има някои разлики от описаните по-горе методи. Ако при оценката на ъгъла в хоризонталната равнина основният инструмент е бинауралното свойство на слуха (т.е. наличието на два приемника на звуков сигнал - уши), тогава определянето на височината е предимно моноаурално - използва се предимно структурата на ушната мида. Както вече споменахме, ушната мида е вид честотен филтър с параметри на филтриране, които зависят от посоката към източника. В сложен аудио сигнал някои честоти се усилват от ушната мида, докато други се отслабват. При промяна на височината на източника честотна характеристикасигналът, влизащ в слуховия канал, също ще се промени.
Определяне на разстоянието до източника
В допълнение към факта, че човек може да определи посоката към източник на звук, свойствата на слуха му позволяват да оцени разстоянието до него. Един от механизмите за определяне на разстоянието е оценката на интензитета на звуковия сигнал. Например, при относително малки разстояния, увеличаването на разстоянието до източника с коефициент 2 съответства на промяна в нивото на звуковото налягане с 6 dB. Този механизъм обаче не винаги работи, тъй като нивото на звука от слаб, но близък източник може да бъде същото като от мощен, но далечен източник.
При малки разстояния до източника се задейства механизмът за оценка на промяната в спектралните компоненти сложен сигнал, което възниква поради изкривяването на фронта на звуковата вълна от главата и ушните миди.Един от най-важните механизми, които ни позволяват да определим разстоянието до източника в помещението, е сравнението на директните сигнали и тези, отразени от стени и таван. По този начин ефектът на реверберация ви позволява да използвате един от най-точните механизми за локализиране на източник на звук в стаята.
Възпроизвеждане на звук от движещи се обекти
За да се предава правдоподобно звук от движещ се източник, не са достатъчни само онези механизми, които са описани по-горе. В съответствие с ефекта на Доплер честотата на звука на движещ се източник се променя (звукът става по-висок, когато обектът се приближава, и по-нисък, когато обектът се отдалечава). Когато даден обект минава покрай позицията на слушателя, неговият звук се променя драматично по височина.
Поглъщане на въздушен звук
При предаване на звука от отдалечени обекти трябва да се има предвид, че въздухът поглъща високите честоти много по-силно от ниските. Това означава, че колкото по-далеч е виртуалният източник на звук от вас, толкова по-приглушен трябва да бъде звукът му.
Избягване на препятствия
Филмовите сюжети често предполагат, че звукът достига до слушателя поради препятствие, разположено по пътя към неговия източник. За да се симулира звук, идващ зад препятствие, трябва да се има предвид, че вълни с малка дължина в сравнение с размерите на препятствието няма да могат да го заобиколят и ще бъдат ефективно заглушени. По този начин високочестотните компоненти на източника на звук, разположен зад препятствието, ще бъдат силно отслабени в сравнение с нискочестотните.
МЕТОДИ ЗА ИЗГРАЖДАНЕ НА СИСТЕМИ ЗА ВИРТУАЛНА АУДИО СРЕДА
Бинаурално възпроизвеждане на звук
Един от методите за изграждане на триизмерно звуково пространство с помощта на 2 високоговорителя са така наречените бинаурални звукови системи. Идеята за бинаурален запис и възпроизвеждане се появи доста отдавна, което обаче не ни пречи да я разгледаме по-подробно.
Да приемем, че имаме способността да поставим два микрофона с идеално линейна честотна характеристика директно в слуховите канали на човешка глава. В такъв случай звукови сигнали, възприеман от тези микрофони, ще съдържа цялата информация, необходима за определяне на местоположението на източника на звук от мозъка (писахме за това по-горе). Да приемем, че успяхме да запишем тези сигнали без промени. Ако след това ги приложим към слушалките (слушалките), които бихме могли да поставим на мястото на микрофоните, т.е. отново директно в слуховите канали, тогава възприеманият от нас звук би съответствал на първичното звуково поле на източника и също така би съдържал цялата необходима информация за локализиране на източника му в 3-измерното пространство.
Експериментите за създаване на бинаурални звукови системи бяха проведени с помощта на специален манекен, който имитира човешка глава, и продължават и до днес. Трябва да се отбележи, че в тази посока е постигнат значителен напредък. Например, беше отбелязано, че с бинаурална схема за възпроизвеждане на звук, способността на слушателя да локализира звукови източници в 3-измерно пространство е значително увеличена, така нареченият "ефект на присъствие" е подобрен, което е нашата цел в системите за домашно забавление .
Въпреки това, както може би се досещате, не всичко е толкова гладко, иначе щяхме да забравим за обичайната стереофония и многоканалните системи за домашно кино.
Първо, всички хора са различни и всички се различават по формата на главата, тялото, ушната мида и т.н., следователно записите, направени с помощта на "изкуствената глава", са повече от средните и това понякога не е достатъчно, за да объркаме нашите мозъка и създават илюзията за триизмерност.
Второ, дори и да направим идеален запис на сигнала директно в ушните канали на „изкуствената глава“, ние не можем да възпроизведем записаните сигнали директно в слуховите канали на истински слушател.
Трето, няма оборудване, което да може абсолютно точно да записва и възпроизвежда звук (всяко оборудване прави свои собствени промени и в този случай най-малките нюанси са важни).
И накрая, мнозина просто не обичат да слушат музика на слушалки, докато изпитват значителен дискомфорт. Този дискомфорт по-специално се дължи и на факта, че при използване на висококачествени студийни или Hi-Fi слушалки от затворен тип нашите ушни миди са притиснати към главата и това положение е неестествено за тях, което води до намаляване на точността на пространственото възприятие и бързата умора.
Широкото използване на бинаурални звукови системи също е възпрепятствано от факта, че записите за тях, очевидно, трябва да се правят по специален начин (обикновените стерео записи няма да работят, тъй като те не носят цялата информация, необходима за пространствена локализация). По принцип такива записи има, но те са изключително малко и са доста скъпи, така че трябва да се разглеждат повече като демонстрационен материал, отколкото като реална възможност за използване в системи за домашно забавление.
HRTF функции
Идеята за запис и възпроизвеждане на триизмерен звук с помощта на бинаурални системи беше разработена с появата и подобряването на процесорите за обработка на звук. Всъщност звуковият сигнал, който влиза в слуховите канали на човека, се получава поради определена трансформация (по честота, фаза и ниво) на сигнала, излъчван от източника на звук. Функциите, чрез които се извършва тази трансформация, се наричат HRTF (Head Related Transfer Function или Head Transfer Function). Излишно е да казвам, че тези функции са твърде сложни, за да бъдат получени чрез конвенционални изчислителни методи. По правило тези функции се получават експериментално чрез измерване на параметрите на аудио сигнала с помощта на манекените, описани по-горе.
Провеждането на множество експерименти позволи на разработчиците на пространствени звукови системи да създадат обширни бази данни, чието използване в съвременните звукови процесори позволява постигането на впечатляващи резултати. Наистина, ако звуковият процесор за обработка на сигнала е достатъчно бърз, за да изчисли аудио характеристиките с помощта на HRTF в реално време, тогава системата, на която работи, ще може да създаде 3-измерен звук без използването на специални бинаурални записи и слушалки в слуховите канали. Между другото, библиотеката от HRTF филтри е създадена в резултат на лабораторни измервания с помощта на манекен, гордо наречен KEMAR (Knowles Electronics Manikin за слухови изследвания) или с помощта на специално "дигитално ухо".
Алгоритъм за премахване на кръстосани смущения
Съвременните процесори ви позволяват изобщо да правите без слушалки и да използвате обикновени акустични системиизползвайки така наречения алгоритъм за отмяна на кръстосано смущаване. Същността на този алгоритъм е следната. Да приемем, че използваме сигнал, обработен от звуков процесор с помощта на HRTF функции за конвенционални високоговорители. Предполагаме също, че функциите, използвани в процесора, ни позволяват да вземем предвид факта, че звуковите сигнали се излъчват не от слушалки, а от високоговорители, далеч от слушателя. Но дори и с това не можем просто да постигнем желания резултат. Факт е, че слушалките без проблеми ви позволяват да донесете сигнал, предназначен за дясното ухо, към това ухо и само към него, лявото ухо няма да го чуе. Същото може да се направи и със сигнала, предназначен за лявото ухо. За съжаление, това не е възможно с конвенционалните високоговорители. Сигналът, излъчван от левия високоговорител, ще бъде възприет и от двете уши - и лявото, и дясното, и обратно.
Да предположим, че с помощта на 2 акустични системи е необходимо да се позиционира виртуален източник на звук, разположен в определена точка отляво на слушателя. Ако звукът от този източник е записан от два микрофона, разделени на разстояние, еквивалентно на разстоянието между ушите, тогава е много вероятно дясното ухо първо да чуе кръстосания сигнал от левия високоговорител и едва след това полезния сигнал от правилният. Поради ефекта на Хаас (или по друг начин ефекта на предшестване), полезният сигнал на дясната колона в този случай ще бъде напълно игнориран. Ефектът на Хаас, между другото, е, че при обработката на пакет аудио информация, състоящ се от отделни звукови импулси, леко разделени във времето, мозъкът ни използва само първия импулс, за да изчисли посоката към източника, като приписва на всички следващи същите пространствени координати.
В ситуацията, обсъдена по-горе, на слушателя ще изглежда, че звучи само левият (т.е. най-близо до записания виртуален източник) високоговорител. В този случай няма да е възможно да се получи пространствена звукова панорама известно забавяне във времето. Това забавяне е избрано по такъв начин, че звукът, идващ до дясното ухо от левия високоговорител, не е във фаза със "смесения" сигнал от десния високоговорител. В същото време те се неутрализират взаимно и лявото ухо ще възприема само сигнала от левия високоговорител, а дясното ухо само отдясно.
Дори на теория, както можете да видите, всичко се оказва доста трудно, но на практика изграждането на 3-D звук с помощта на две акустични системи е трудна задача. По-специално, всички изчисления, за които писахме по-горе, могат да бъдат направени само за определена зона за слушане, която се нарича Sweet Spot (буквално - "сладко място"). Веднага щом слушателят напусне тази зона, алгоритъмът за премахване на кръстосани смущения естествено ще спре да работи, тъй като необходимите сигнали вече няма да пристигат извън фаза. Естествено, много зависи от характеристиките на самия звуковъзпроизвеждащ път и на първо място от акустичните системи.
Повечето производители все още се ограничават до използването на опростени алгоритми за изграждане на 3-D звук, използващи усреднени (подходящи за повечето хора) HRTF функции. За съжаление в резултат на това създадената звукова картина също се оказва много средна или изобщо не работи.
Стеноотражателни системи
За да се създаде ефект на виртуална звукова среда, изобщо не е необходимо да се извършва сложна процесорна обработка на аудио сигнала. Можете да се възползвате от факта, че повечето аудио системи работят в затворени помещения, които имат звукоотразителни повърхности – стени, подове и тавани. Именно този принцип се използва например от английската компания KEF, която пусна система от високоговорители, състояща се от традиционния за тази компания модул UniQ, който осигурява звук за предния и централния канал, както и плоския звукови ленти NXT, разположен отстрани на високоговорителите и излъчващ звук от задните канали. С правилното разположение на високоговорителите спрямо позицията на слушане и стените на стаята, звукът на задните канали, отразен от стените на стаята, ще дойде до слушателя не отпред, а отстрани, като по този начин осигурява правдоподобна среда.
Системи само с процесор
По принцип почти всеки модерен AV приемник може да се припише на системи, които използват процесорна обработка за създаване на ефект на виртуална среда. Почти всички от тези устройства имат някакъв алгоритъм за симулиране на задни ефекти само с два високоговорителя. Интересно решение беше предложено от немската компания Audica, която произвежда стилни дизайнерски високоговорителни системи. Например, в един от нашите тестове участва 2-канална виртуална съраунд система, но тя не използва 2 предни високоговорителя, а преден и заден високоговорител. Тези високоговорители са разположени хоризонтално (подобно на високоговорителите на централния канал в конвенционалните 5-канални системи за кино) и имат възможност да свързват множество канали наведнъж (десен, ляв и централен за предния високоговорител и ляв и десен заден за задния високоговорител) . В същото време всеки канал за възпроизвеждане на звук използва свой собствен набор от динамични глави, затворени в един корпус. Тези високоговорители изискват връзка с конвенционален AV приемник и както показа допълнителен тест, препоръчително е да ги използвате с определени алгоритми за разширяване на звуковото пространство.
Системи със специална конфигурация и обработка на високоговорителите
Както вече споменахме, разработването и прилагането на набор от HRTF функции за система, която възпроизвежда звук през обикновени високоговорители, е много трудна задача. В това отношение много производители правят определен компромис, обработвайки звука според опростен алгоритъм, но използвайки специална конфигурация за инсталиране на високоговорители в високоговорител.
Например, Polk Audio предложи хоризонтален съраунд бар високоговорител, в който основният виртуален заден сигнал се подава към един комплект високоговорители, а коригиращият сигнал за елиминиране на ефекта на пресичане се подава към друг комплект високоговорители, отдалечени от основните високоговорители на разстояние приблизително равно на разстоянието между човешките уши.
Aleks Digital Technology предложи да използва комплект, състоящ се от хоризонтален високоговорител с три комплекта предни високоговорители и два странични високоговорителя, разположени в краищата на високоговорителите. Ефектът на виртуална среда се постига чрез обработка на аналогов аудио сигнал, който чрез манипулиране на фазовите смени ви позволява да изпратите необходимия сигнал към определен набор от динамични глави.
Много интересно решение предложи датската компания Final Sound, известна с производството на електростатични високоговорители високо ниво. В системата Final звукът, обработван от процесора, се подава към 2 фронтални електростатични системи. Както знаете, електростатите имат биполярна насочена характеристика. Като им подадете допълнителен сигнал с фазово закъснение, можете да получите почти хомогенно звуково пространство, което заобикаля слушателя във всяка точка на стаята за слушане.
Японската компания Yamaha, известна с многобройните си постижения в областта на цифровата обработка на звука, продължава да развива посоката на звуковите проектори, които се превърнаха в много успешен търговски продукт в няколко страни по света. Идеята на звуковия проектор е да постави голям брой динамични глави в една равнина на високоговорителя. Всеки от високоговорителите има собствен усилвател и се управлява от цифров процесор, който може да извършва фазова манипулация.
Знаете ли за компанията Фраунхофер? Не? И трябва, защото тя участва в изобретяването на супер популярния формат MP3! Тя може да успее да се развие с най-новата си технология, която ще донесе качествен съраунд звук на нашите таблети и смартфони.
Новият Nexus 7 е първото устройство, използващо новата технология на Faunhofer, която ви позволява да гледате филми със съраунд звук през вашия обикновени слушалки, или вградени стерео високоговорители. Но защо е толкова важно?
Може би някои са забелязали, че когато слушате нещо през слушалки, ви е много трудно да определите дълбочината на звука. С други думи, за вас е трудно да кажете колко далече пред или зад вас е това, което чувате. В някои случаи това може леко да развали изживяването от гледане на филм на таблет.
За да реши този проблем, Fraunhofer създаде Cingo, технология, която не е предназначена да създава съраунд звук, подобен на този, използван в 5.1 аудио системи.
Как работи
Най-добрият начин да обясните прилагането на тази система е с пример от реалния живот. Всеки източник на звук, като кола или телевизор, е включен различно разстояние, отразява се от различни повърхности и достига до ухото ви под уникален ъгъл за всички останали. Тези леки закъснения в отраженията от повърхности, дължащи се на структурата на нашата глава и уши, позволяват на мозъка да разбере местоположението на звука, придавайки му „дълбочина“.
Cingo по същество създава „дигитално пространство“ за множество звукови канали (източници), като прилага различни цифрови филтри и други алгоритми, за да възпроизведе това, което чуваме в реалния свят. Този процес се нарича "бинаурална звукова обработка", която, когато се комбинира с по-традиционни методи за обработка, осигурява най-доброто слушане.
Приложение в Android
От теоретични изчисления Cingo бързо намери практическа употребав нов Android 4.3. Технологията за съраунд звук вече присъства в новия Nexus 7, а по-късно ще се появи и в Nexus 10.
Но не Nexus е единственият. Cingo ще може да работи на всяко устройство с Android, което използва аудио кодека High Efficiency AAC (HE-AAC), тъй като ни позволява да контролираме множество аудио източници на нашите преносими устройства.
Съраунд звукът обаче ще работи само с изходни файлове, които съдържат няколко звукови канали. С други думи, за да чуем съраунд звук, трябва да гледаме филм с поддръжка на 5.1 звук. Това означава, че тази функция няма да работи на обикновени аудио записи.
И ако се чудите колко невероятно може да бъде бинауралното аудио, тогава ето линк за вас, наслади се!