W zeszłym roku HyperX wypuścił całą gamę nowych zestawów słuchawkowych w różnych segmentach cenowych i użytkowych, od eSports Drone i głównego nurtu Stinger po prawdziwy flagowiec, który łączy świetny dźwięk i jeden z najlepszych mikrofonów: Chmura HyperX Rewolwer. W tym czasie firmie udało się zebrać wystarczającą ilość opinii na temat Najnowszy model aby go ponownie wydać, dodając chip z wirtualnym 7.1, równolegle ulepszając na wszystkich frontach.

Czym właściwie jest wirtualny dźwięk przestrzenny? Jak można w ogóle spierać się o dźwięk przestrzenny, jeśli sprzęt prawie nie różni się od modeli z wirtualnym dźwiękiem przestrzennym? Postaramy się odpowiedzieć na wszystkie te pytania po kolei, a jednocześnie zobaczyć, co zmieniło się w Rewolwerze, który otrzymał na końcu literę S.

Jak działa dźwięk?

Można bez końca zagłębiać się w fizyczny proces emisji i odbioru fal dźwiękowych i napisać tak długi artykuł, ale analizujemy konkretny przypadek, więc ograniczymy się do prostego i raczej zgrubnego opisu: wystarczy pamiętać istota zachodzących procesów.

W przypadku odtwarzania dźwięku przez sprzęt, na środku głośnika znajduje się silny magnes. Jego pole może być używane do pchania i ciągnięcia przeciwko niemu, przepuszczając prąd przez cewkę drutu, która jest przymocowana do membrany emitującej dźwięk. Źródło dźwięku wytwarza określone wibracje elektryczne, przechodzą przez cewkę, wzbudzają pole magnetyczne, oddziałują z odpowiednim polem magnesu i cewka zaczyna się poruszać, ciągnąc za sobą membranę. Ruchy tej struktury tam iz powrotem wpływają na przylegające do niej warstwy powietrza.

Rezultatem są fale rozchodzące się we wszystkich kierunkach: niskie ciśnienie, wysokie ciśnienie, niskie ciśnienie, wysokie ciśnienie. Ponadto fale te przenikają do naszego ucha, wchodzą w interakcję z błoną bębenkową, a następnie zachodzi proces odwrotny - mózg „odkodowuje” wibracje na to, co rozumiemy jako dźwięk, a wieloletnie szkolenie układu neuronowego pozwala nam rozumieć mowę, rozróżniać muzyka z odgłosu spadającego gruzu itd. Dalej.

To samo dzieje się, gdy, powiedzmy, patyk uderza w pustą beczkę: energia kinetyczna uderzenia powoduje drganie powierzchni, która wstrząsa powietrzem, i to na tej samej zasadzie.

dźwięk przestrzenny

Prędkość dźwięku w przestrzeni jest warunkowo stała, zależy od gęstości ośrodka, ale w warunkach istnienia znanych mózgowi prawie nie ma różnicy w prędkości dźwięku przy wysokim i niskim ciśnieniu atmosferycznym. Ponownie, w procesie ewolucji i dojrzewania, mózg nauczył się znajdować wzorce między kierunkiem, z którego dochodził dźwięk, a różnicą sygnałów między prawym i lewym uszem. W przypadku przyrody, różnicę w dotarciu dźwięku do lewego i prawego ucha zapewnia samo źródło drgań. W filmach źródła dźwięku są wiązane na etapie tworzenia, w grach są obliczane w czasie rzeczywistym, względem położenia kamery i otaczającej przestrzeni, a jeśli ktoś podejdzie do Ciebie od tyłu, do odpowiedniego dźwięku podawany jest sygnał kanały, to idzie do głośników, wibrują powietrze. Fale kolidują z falami odbitymi od ścian, wypromieniowanymi przez inne głośniki, dodają i odejmują w zależności od fazy i ostatecznie docierają do uszu. Co więcej, mózg, nauczony doświadczeniem życiowym i wiekami ewolucji, rozumie, że teraz musi wydać polecenie „Uciekaj” nogom lub przynajmniej odwrócić się i zidentyfikować źródło za pomocą metody wizualnej.

Niuanse dźwięku przestrzennego

Ciało ludzkie nosi kilka unikalnych wzorów. Wszyscy ludzie mają różne odciski palców, tęczówkę oka i kształt uszu, który praktycznie nie zmienia się w procesie dorastania: wielkość poszczególnych części ucha może się zmieniać, ale jego rzeźba i wewnętrzna struktura raczej skalować i nieznacznie zmieniać. Od około dwóch miesięcy życia mózg zaczyna uczyć się używania uszu zgodnie z jego przeznaczeniem: rozwijają się zdolności słyszenia, a przez całe życie doskonali umiejętność określania kierunku dźwięku nie tylko poprzez różnicę w dochodzących w czasie wibracjach dźwiękowych, ale także tym, jak dźwięk jest odbijany/pochłaniany przez różne części małżowiny usznej przed dotarciem do błony bębenkowej. Mechanizm jest złożony, ale dość skuteczny: nie tylko u większości rozwiniętych ssaków uszy o złożonym kształcie - gady (w szczególności - węże) są prawie głuche i odbierają ograniczony zakres częstotliwości.

Badania uszu

Specjalny manekin symulujący budowę głowy i jej zachowanie w zakresie pochłaniania, odbicia i propagacji fal dźwiękowych, garść precyzyjnych mikrofonów, pomieszczenie z powłoką dźwiękochłonną, samochód teraflopów, kilkanaście panditów i dużo czasu spędzonego na obliczeniach pozwoliły na stworzenie wspólnych wzorców zmian. fala dźwiękowa dochodzące do uszu. Różnica między sygnałem wychodzącym, mikrofonem obok manekina i mikrofonami w „uszach” pozwoliła określić, jak ludzkie ciało wpływa na rozchodzenie się dźwięku.

Wszystko to było konieczne do maksymalnego oczyszczenia danych z zanieczyszczenia badania wpływów. Ponadto dane te zastosowano jako filtr do danych oryginalnych, a główne pomiary wykonano za pomocą różnych modeli małżowin usznych. W badaniu poszukiwano wzorców między kształtem ucha zewnętrznego a zniekształceniem sygnału pochodzącego z różnych kierunków – i znaleziono je. To właśnie te zmiany w kształcie sygnału (oczywiście uśrednione) służą do przekształcenia „normalnego” dźwięku w „surround” przy korzystaniu ze słuchawek stereofonicznych bez dodatkowych głośników.

Działa, ale nie idealnie

Karta dźwiękowa w pilocie może działać w dwóch trybach: stereo i 7.1 System nie dba o to, ile faktycznie masz głośników, zapewni siedem kanałów dźwięku. Silnik gry lub odtwarzacz multimedialny odczyta te informacje i wyda odpowiednią panoramę dźwiękową, wysyłając niezbędny strumień audio do każdego kanału. Następnie do gry wchodzi wbudowany chip: dodaje różnicę w dotarciu sygnału dla lewego i prawego ucha i stosuje średnie zmiany uzyskane podczas badań. Jeśli nie jesteś posiadaczem bardzo wydatnych uszu, ten proces w pewnym stopniu pozwala oszukać mózg i sprawić, by wyznaczał kierunek, choć nie tak dobrze, jak to bywa w realnym środowisku.

HyperX Cloud Revolver S

Główna różnica między wersją S a jej poprzednikiem, oczywiście, nowy pilot z wbudowanym dźwiękiem, łącznością USB i obsługą wirtualnego 7.1, ale poza tymi zmianami, coś zostało zaktualizowane w zestawie słuchawkowym.

Projekt obudowy pozostał ten sam, ale zmieniono materiały, koniec z „zabawną” czarno-czerwoną kolorystyką. Wielu użytkownikom spodobała się surowa konstrukcja zestawu słuchawkowego CloudX klasy średniej, a ponowne wydanie flagowca otrzymało odpowiednie kolory: klasyczną czerń z elementami szaro-srebrnymi. Nowy model z odłączonym mikrofonem wygląda jak przeciętne audiofilskie słuchawki w stylu techno.

Ulepszenia

Zmieniono charakterystykę sprężystości pałąka: stalowa klamra jest bardziej miękka, a nowy Revolver S nie ściska tak mocno głowy. Podobnie ponownie wybrano parametry samoregulującej się opaski na głowę. Biorąc pod uwagę wszystkie zmiany, zestaw słuchawkowy jest znacznie bardziej miękki na głowie i wywiera jeszcze mniejszy nacisk na mózg.

Reszta konstrukcji pozostała niezmieniona. Muszle głośników mają dwa stopnie swobody i dopasowują się do każdego kształtu głowy, poduszki nauszne i łuk podtrzymujący wypełnione są pianką z pamięcią kształtu, która jest pokryta wysokiej jakości mikroperforowaną ekoskórą - konstrukcja oddycha i odprowadza wilgoć.

Zestaw słuchawkowy idealnie leży na niemal każdej głowie, automatycznie dopasowuje się do właściciela i pozwala wygodnie komunikować się, grać lub słuchać muzyki przez kilka godzin z rzędu.

Komunikacja

Mikrofon przeniósł się bez żadnych zmian. Zastosowano ten sam odpinany elastyczny pręt, połączenie odbywa się za pomocą klasycznego jacka 3,5 mm. Zachowuje kształt, łatwo się prostuje, solidny i umiarkowanie wyginający się korpus nie pozwoli na uszkodzenie drutu wewnętrznego.

Sam element jest wciąż ten sam: elektretowy, pojemnościowy, wąsko skupiony. Doskonała czułość, redukcja szumów „wiązką” skierowaną dokładnie na usta, wbudowane zabezpieczenie przed wydmuchaniem, a teraz także wbudowana regulacja głośności mikrofonu w pilocie USB.

Dźwięk USB

Karta dźwiękowa jest połączona z panelem sterowania dźwiękiem. Konstrukcja jest minimalistyczna: trzy przyciski (przełączanie trybu Dolby 7.1, ustawienie korektora i wyciszanie mikrofonu), trzy diody LED, dwa duże i wygodne kółka do regulacji głośności przychodzącego i wychodzącego sygnału audio. Z tyłu znajduje się klips, możesz zawiesić pilota na rękawie lub obroży lub podłączyć go do tego samego kabla USB, zmniejszając w ten sposób jego prawie nieskończoną (2+ metry) długość.

Dolby 7.1

Tryb aktywuje się przez naciśnięcie pojedynczego przycisku (bez niego słuchawki miksują zestaw 7.1 w stereo). Działa po podłączeniu do komputera lub PS4/PS4 Pro. Nie wymaga żadnych sterowników, jest określany przez system po wyjęciu z pudełka, nie ma potrzeby instalowania dodatkowego oprogramowania. W filmach z dźwiękiem wielokanałowym technologia sprawdza się dobrze: wyczucie kierunku efektu specjalnego jest wzmocnione, choć nie tak radykalnie, jak przy „uczciwym” dźwięku przestrzennym.

W grach efekt jest silnie zależny od wielu czynników. W symulatorach wyścigowych mogłem usłyszeć wroga „za plecami”, aby wyczuć, z której strony próbowali mnie ominąć. W niektórych strzelankach można było dokładniej określić pozycję wroga ze słuchu, ale nie we wszystkich. Nie zawsze można było zrozumieć kierunek dźwięków „ukośnych”: przeciwnik jest z przodu z lewej lub z tyłu z lewej. W każdym razie sam kierunek ruchu jest odczuwany lepiej niż w konwencjonalnym stereo i dobrze. Opinie znajomych, którym udało się posłuchać zestawu słuchawkowego, były podzielone.

Ktoś wyraźnie słyszał kierunek dźwięku, ktoś mógł bardzo warunkowo określić kierunek: do przodu, w lewo, w prawo, czasem z tyłu. W przypadku słuchania zwykłych treści (takich jak muzyka), Dolby 7.1 po prostu rozciągnie bazę stereo. Będzie trochę poczucia obecności w dużym pomieszczeniu z głośnikami, a nie dźwięku ze słuchawek.

Ustawienia wstępne korektora

W trybie podstawowym (wszystkie diody wskaźnika są wyłączone) zestaw w żaden sposób nie ingeruje w strumień audio: odtwarza to, czego słuchasz w takiej postaci, w jakiej otrzymał sygnał audio z komputera. Pierwszy tryb to podbicie basów, drugi to rozszerzenie średnich i ogólne „spłaszczenie” pasma, trzeci to podniesienie skali głosu i ostrości dźwięku.

Jeden może być używany do odpowiednich gatunków muzycznych, inny do dostrajania dźwięku za pomocą korektora oprogramowania odtwarzacza, a ostatni do gier, aby lepiej słyszeć dźwięki dzwonka, takie jak kroki i głosy członków drużyny.

Dźwięk muzyki

Revolver S zachował brzmienie swojego poprzednika. Równe wypełnienie niskich, średnich i wysokich częstotliwości, mały szczyt przy 3 kHz, dający poczucie „czystości” dźwięku. Jak na słuchawki o stosunkowo niskiej impedancji dźwięk jest zaskakująco zrównoważony. Schludnie brzmią kompozycje rockowe, gitary, wokale, perkusja – wszystko słychać niezwykle wyraźnie, nie ma poczucia wyrwania z kontekstu czy oczywistej dominacji jednego z dźwięków nad drugim (przynajmniej w tych utworach, które są zwykle miksowane przez inżynier dźwięku i wyważony na całej scenie). Jazz i blues z elementami blaszanymi wdziera się na siłę do świadomości, wypełnia ją alikwotami i ochrypłym wokalem, w którym "czarna" maniera wykonania jest od razu rozpoznawalna. Utwory klasyczne i gra nowoczesnej orkiestry są pełne i obszerne, słuchając można dosłownie odczuć subtelny rezonans masy tego samego typu instrumentów grających unisono.

Słuchanie muzyki jest przyjemne, a indywidualne preferencje dla b o więcej niskich lub średnich tonów zawsze można skompensować korektorem. Korzystanie z gier wymaga, aby słuchawki miały szeroką panoramę stereo i wyraźne wyczucie kierunku dźwięku, dzięki czemu zestaw słuchawkowy jest w porządku.

Krzywa pasma przenoszenia została zmierzona przez ekspertów PCgames na stoisku, którego cena jest porównywalna z dobrym samochodem. Manekiny głowy i torsu, odpowiedni poziom sprzętu do rejestracji i analizy sygnału, zgodność ze wszystkimi metodami oraz kilka powtarzanych pomiarów w celu uśrednienia uzyskanych wartości​​i poszukiwania odchyleń.

Zniekształcenie:

Saldo:

TL;DR: HyperX Revolver S - w pełni naładowany

To nie pierwszy raz, gdy dział gier Kingston HyperX słucha opinii użytkowników, dokładnie studiuje, analizuje i wyciąga właściwe wnioski z doświadczeń konsumentów swoich produktów. Zestaw słuchawkowy był pompowany na wszystkich frontach, bez „obcinania” żadnej z dotychczasowych zalet.

Chciałeś bardziej dorosłego, surowego projektu? Tutaj jest. Ciało jest nadal takie samo, ale nie ma już jaskrawoczerwonych akcentów. Ledwo zauważalne szwy z lekkimi nitkami, srebrzyste logo i białe sektory, które nie zdradzają gamingowego pochodzenia gadżetu.

Narzekałeś, że konkurenci mają dźwięk przestrzenny za te pieniądze? Dołączona jest już uniwersalna karta dźwiękowa współpracująca z komputerami PC i PlayStation. Ten sprzęt nie wymaga specjalnych sterowników, a każde oprogramowanie, które zużywa zasoby komputera, będzie działać po wyjęciu z pudełka. A dla posiadaczy drogich kart dźwiękowych i miłośników muzyki z gadżetów mobilnych, zestaw słuchawkowy nadal można podłączyć za pomocą klasycznych gniazd 3,5 mm, w zestawie znajduje się przedłużacz.

Czy gogle zbyt ciasno przylegały do ​​głowy i nie chciały w żaden sposób z niego zejść, powoli zastraszając użytkownika i zmuszając go do dystrybucji produktów HyperX wśród znajomych? Poradziliśmy sobie z pierwszym, a drugi, przepraszam, nie jest błędem, ale funkcją. Grzechem jest nie polecać dobrych gadżetów członkom drużyny, pokonasz nimi zło innego świata, ale znowu nic nie słyszą.

Niesamowity dźwięk i jeden z najlepszych mikrofonów w branży słuchawek nie zniknęły. Czy nadszedł czas na podsumowanie?

Sprzęt, cena, gdzie kupić

Pełna specyfikacja i pakiet HyperX Cloud Revolver S:

Słuchawki

• Typ: Zamknięty, z samoregulującym się pałąkiem;
• Waga: 360g + mikrofon 16g;
• Głośnik: średnica membrany 50 mm, rdzeń z magnesu neodymowego;
• Pasmo przenoszenia: 12 Hz - 28 kHz;
• Impedancja: 30Ω;
• Poziom ciśnienia akustycznego: 100,5dBSPL/mW przy 1KHz
• Współczynnik zniekształceń harmonicznych:< 2%;
• Pobór mocy: czuwanie - 30 mW, maksymalny - 500 mW;

Długość kabla i złącza

• Zestaw słuchawkowy (4-pinowa wtyczka 3,5 mm): 1 m;
• Karta dźwiękowa (USB): 2,2 m;
• Przedłużacz (złącze 2x3,5 mm): 2 m.

Mikrofon

• Element pomiarowy: elektret, kondensator;
• Wzór kierunkowy: dwukierunkowy, z redukcją szumów;
• Pasmo przenoszenia: 50 Hz - 18 kHz;
• Czułość: -44dBV (0dB=1V/Pa,1kHz)

Proszą o zaktualizowany model mniej więcej tak samo, jak o stary: 12 990 rubli. A na początku kwietnia będziecie mogli osobiście dotknąć, przymierzyć i posłuchać zestawu słuchawkowego w całości sieć afiliacyjna HyperX. Cóż, żeby nie przegapić startu wyprzedaży, to w Eldorado dalej

Za pomocą Domyślny system Windows Sonic for Headphones jest wyłączony, ale możesz go włączyć, aby uzyskać wirtualny dźwięk przestrzenny. Ta opcja jest również dostępna na Xbox One.

Jak włączyć Windows Sonic

Możesz łatwo włączyć lub wyłączyć tę funkcję za pomocą ikony dźwięku w obszarze powiadomień. Kliknij kliknij prawym przyciskiem myszy kliknij ikonę głośnika, wybierz dźwięk przestrzenny i wybierz Windows Sonic dla słuchawek aby go włączyć. Wybierz Wyłączyć tutaj, aby wyłączyć Windows Sonic.

Jeśli nie widzisz tutaj lub w panelu sterowania opcji włączenia dźwięku przestrzennego, to Twój urządzenie audio nie obsługuje tego. Na przykład ta opcja nie będzie dostępna podczas korzystania z wbudowanych głośników laptopa.

Możesz również uzyskać dostęp do tej funkcji z Panel kontrolny. Aby go uruchomić, przejdź do Panel sterowania → Sprzęt i dźwięk → Dźwięk.

Kliknij dwukrotnie urządzenie odtwarzające, które chcesz włącz system Windows Sonic, przejdź do zakładki dźwięk przestrzenny i wybierz Windows Sonic dla słuchawek na liście rozwijanej.

Możesz także włączyć Dolby Atmos dla słuchawek w tym samym menu rozwijanym. Jest to podobna technologia dźwięku przestrzennego w słuchawkach, ale wykorzystuje technologię Dolby i wymaga zakupu w aplikacji, aby odblokować.

Możesz także włączyć lub wyłączyć to ustawienie na karcie Dźwięk przestrzenny.

Na konsoli Xbox One ta opcja znajduje się w menu System → Ustawienia → Ekran i dźwięk → Wyjście audio. Wybierz Windows Sonic dla słuchawek w sekcji Dźwięk zestawu słuchawkowego.

Co to jest dźwięk przestrzenny

To te same dane, które otrzymuje Dolby Atmos, dlatego Windows Sonic zapewnia pełną obsługę Dolby Atmos w najnowsze wersje Windows 10. W połączeniu z odbiornikiem i systemem głośników obsługujących Dolby Atmos usłyszysz dźwięki, jakby pochodziły z przestrzeni 3D – zarówno w pionie, jak i w poziomie – dla lepszego efekt przestrzenny.

Na przykład, jeśli dźwięk dochodzi z góry i z prawej strony, w zależności od Twojej pozycji w filmie, programie telewizyjnym lub grze wideo, głośnik sufitowy po prawej stronie sprawi, że dźwięk będzie głośniejszy i szybszy.

Aplikacja Dolby Access ze Sklepu Windows pomoże Ci skonfigurować dźwięk kina domowego Dolby Atmos na komputerze z systemem Windows 10.

Jak działa dźwięk przestrzenny w słuchawkach?

Dane przestrzenne są przydatne tylko wtedy, gdy masz system Dolby Atmos, który może z niego korzystać. Nawet jeśli masz tradycyjny system dźwięku przestrzennego 7.1, uzyskasz normalny dźwięk przestrzenny z ośmioma kanałami audio – siedmioma głośnikami i subwooferem.

Jednak te dane pozycyjne mogą zapewnić przestrzenny dźwięk w dowolnej parze słuchawek. Wystarczy włączyć opcję „Windows Sonic for Headphones” lub „Dolby Atmos for Headphones”. Oba działają podobnie, ale wersja Dolby wykorzystuje technologię Dolby i wymaga zakupu aplikacji, podczas gdy Windows Sonic korzysta tylko z technologii Microsoft i jest dostępny bezpłatnie z Windows 10 i Xbox One.

Po włączeniu jednej z tych funkcji komputer z systemem Windows (lub Xbox One) będzie miksować dźwięk przy użyciu danych pozycyjnych, zapewniając wirtualny dźwięk przestrzenny. Jeśli więc grasz w grę, a dźwięk dochodzi z góry postaci i z prawej strony, dźwięk zostanie zmiksowany przed wysłaniem go do słuchawek, dzięki czemu będziesz mógł słyszeć dźwięk zarówno z góry, jak iz prawej strony.

Te funkcje dźwięku przestrzennego działają tylko z aplikacjami udostępniającymi dane przestrzenne dla systemu Windows.

Co powiesz na wirtualny dźwięk przestrzenny 7.1?

Po włączeniu Windows Sonic for Headphones funkcja Włącz wirtualny dźwięk przestrzenny 7.1 w Panelu sterowania dźwiękami również zostanie włączony. Na konsoli Xbox One ta funkcja nosi nazwę Użyj wirtualnego dźwięku przestrzennego.

Po włączeniu dźwięku przestrzennego 7.1 system Windows będzie używał dźwięku przestrzennego 7.1 w grach wideo lub filmach i miksował go z wrażliwym na położenie dźwiękiem stereo przed wysłaniem go do słuchawek, co oznacza, że ​​dźwięk przestrzenny 5.1 będzie również działał.

Aby prawidłowo korzystać z tej funkcji, musisz ustawić grę lub odtwarzacz wideo tak, aby odtwarzał dźwięk przestrzenny 7.1, nawet jeśli używasz słuchawek. Twoje słuchawki będą działać jako urządzenie wirtualne dźwięk przestrzenny 7.1.

Ale w przeciwieństwie do prawdziwy dźwięk przestrzenny, nadal używasz standardowej pary słuchawek stereo z dwoma głośnikami, po jednym na każde ucho. Jednak wirtualny dźwięk przestrzenny zapewnia lepsze pozycjonowanie dźwięku, co jest szczególnie przydatne podczas grania na PC lub Xboksie.

Funkcja wirtualnego dźwięku przestrzennego działa ze wszystkimi aplikacjami, które zapewniają dźwięk 7.1. Wiele gier i filmów, które nie zapewniają dźwięku przestrzennego, obsługuje dźwięk przestrzenny 7.1, więc jest on kompatybilny z wieloma innymi aplikacjami.

Ukryty w głębi systemu Windows 10, Windows Sonic jest nowoczesna technologia do tworzenia wirtualnego dźwięku przestrzennego w grach i podczas oglądania filmów. Zobaczmy, jak włączyć tę funkcję.

Aktualizacja twórców wprowadziła do systemu operacyjnego wiele nowych funkcji. System Windows 10. Niektóre z tych nowych funkcji spotkały się z dużym zainteresowaniem i stały się powszechnie znane, ale inne w ogóle nie są tak popularne i nadal pozostają w cieniu. Tak jest w przypadku nowej funkcji formatu Sonic dla dźwięku przestrzennego słuchawek, który jest zasadniczo emulatorem dźwięku przestrzennego dla słuchawek.

Nowy format dźwięku przestrzennego w „Aktualizacji twórców” ma przede wszystkim na celu poszerzenie wrażeń dźwiękowych o HRTF (funkcja przenoszenia związana z głową) wbudowany w Microsoft HoloLens. Ta technologia działa świetnie z każdym dobrej jakości słuchawkami stereo.

Niedawno zacząłem się tym uczyć Nowa cecha na komputerze podczas oglądania świetnych filmów science fiction w serwisie Netflix. Podłączyłem mój bezprzewodowy zestaw słuchawkowy do gier Creative Blaster dźwięku Tactic3D Rage, włączony tryb przestrzenny Dźwięk systemu Windows Sonic dla słuchawek, podkręcił głośność i powalił mnie niesamowity dźwięk efektów specjalnych i muzyki w oglądanych przeze mnie filmach.

Nie przegap:

Format Windows Sonic Spatial Sound naprawdę świetnie sprawdza się zarówno w grach, jak i filmach. I do pewnego stopnia działa nawet z twoją cyfrową muzyką.

Czym jest dźwięk przestrzenny?

Dolby Atmos dla słuchawek

W systemie Windows 10 masz wybór, którego algorytmu wirtualnego dźwięku przestrzennego chcesz użyć:

• Dolby Atmos jest opcją płatną, aby z niej skorzystać, trzeba zapłacić 14,99 USD;
• Windows Sonic- bezpłatna opcja, technologia opracowana przez firmę Microsoft.

Wybór z tych dwóch technologii zależy od Ciebie. Powiem tylko, że darmowa wersja od Microsoftu daje bardzo dobry wynik i nie usłyszysz ogromnej różnicy między Windows Sonic a Dolby Atmos, chociaż, powtarzam, to zależy od Ciebie.

Opis Windows Dev Center mówi, że funkcja dźwięku przestrzennego w Aktualizacji twórców obsługuje Dolby Atmos dla słuchawek. Aby włączyć tę funkcję, musisz zainstalować aplikację Dolby Access, którą musisz pobrać ze Sklepu Windows. Możesz go pobrać przez 30 dni za darmo, ale aby w pełni korzystać, musisz kupić prawo użytkowania za 14,99 USD. Dema audio i wideo dostarczane z aplikacją próbną Dolby Access są niesamowite, polecam słuchać ich własnymi uszami.

Słuchawki do dźwięku przestrzennego Sonic

Dlaczego tak bardzo upieram się przy dobrych słuchawkach? Wszystko jest proste - tylko dobre słuchawki może stworzyć wystarczająco obszerny obraz dźwiękowy i zapewnić niezbędny poziom szczegółowości dźwięku. Oczywiście do komputera możesz podłączyć absolutnie dowolne słuchawki, ale w prostych i tanich modelach po prostu nie usłyszysz różnicy, albo dźwięk dla Ciebie może stać się jeszcze gorszy niż wcześniej.

Konfigurowanie Windows Sonic dla słuchawek

Ustawienie dźwięku Interfejs Windows Sonic dla słuchawek jest prosty. Sprawdź swój Wersja Windows 10, musisz mieć zainstalowaną globalną aktualizację dla twórców.

Najpierw podłącz słuchawki do komputera. Jeśli nie podłączysz słuchawek przed rozpoczęciem konfiguracji, nie będziesz mieć dostępu do funkcji Sonic Spatial Sound.

Po podłączeniu słuchawek kliknij prawym przyciskiem myszy ikonę „Głośniki” na pasku zadań. Z menu kontekstowego wybierz Dźwięk przestrzenny (Brak), jak pokazano na powyższym rysunku.

Po wybraniu opcji Dźwięk przestrzenny zobaczysz okno dialogowe Właściwości głośnika z wybraną zakładką Dźwięk przestrzenny, jak pokazano na powyższym obrazku.

Aby kontynuować, kliknij strzałkę w dół i wybierz Windows Sonic for Headphones, jak pokazano na powyższym obrazku.

Gdy to zrobisz, zobaczysz, że pole wyboru „ Włącz wirtualny dźwięk przestrzenny 7.1» ustawia się automatycznie, jak pokazano na powyższym obrazku. To ustawienie umożliwia prawidłowe przetwarzanie wielokanałowe, dzięki czemu dźwięk, który słyszysz w zestawie słuchawkowym, będzie bardziej przestrzenny i dokładniejszy w pozycjonowaniu.

Sprawdzanie efektów włączenia Windows Sonic

Cóż, teraz najciekawsze jest sprawdzenie skuteczności wirtualnego dźwięku przestrzennego. Pamiętaj by funkcja okien Sonic pracował, potrzebuje materiału. Oznacza to, że jeśli chcesz uzyskać dźwięk przestrzenny podczas oglądania filmów, upewnij się, że film ma ścieżkę dźwiękową 5.1 lub 7.1. Jeśli film ma zwykłą ścieżkę stereo 2.0, nie uzyskasz pożądanego dźwięku przestrzennego.

To samo dotyczy gier, jeśli silnik dźwiękowy gry obsługuje dźwięk 5.1 lub 7.1, wszystko będzie dobrze, ale niektóre gry nie są w stanie tego zrobić i dlatego funkcja Windows Sonic będzie w nich bezużyteczna. Ale w trosce o spokój mogę powiedzieć, że 95% współczesnych gier doskonale potrafi dawać dźwięk w formacie 5.1, więc włącz Windows Sonic i idź do bitwy!

Nowoczesne systemy rozrywki domowej są projektowane i tworzone tak, aby wywołać u człowieka maksymalną reakcję emocjonalną, zanurzyć go w akcji filmu, posłuchać muzyki lub gry komputerowej tak, aby chwilowo zapomniał o rzeczywistości otaczającego go świata i jest całkowicie zanurzony w „wirtualnej” rzeczywistości. Oczywiście, aby osiągnąć to zadanie, konieczne jest, aby akcja rozgrywająca się na ekranie wywoływała u człowieka reakcję emocjonalną, jakość obrazu również musi być maksymalna, zbliżona do obrazów, do których jesteśmy przyzwyczajeni w prawdziwym życiu. Wiadomo też, że znaczną część informacji o otaczającym świecie (ponad 25%) stanowi dźwięk. Wysokiej jakości dźwięk przestrzenny to gwarancja, że ​​osoba otrzyma maksymalny ładunek emocjonalny z filmu lub występu muzycznego.

Tradycyjnym rozwiązaniem problemu tworzenia dźwięku przestrzennego w pomieszczeniu odsłuchowym jest budowanie systemów wielokanałowych, w których dźwięk transmitowany jest przez głośniki przednie, centralne i tylne. Z ich pomocą można uzyskać bardzo równy i wiarygodny krajobraz dźwiękowy, w którym efekty otoczą słuchacza dokładnie tak, jak zamierzał inżynier dźwięku. W celu zwiększenia wierności reprodukcji wielu producentów sprzętu audio proponuje podążanie ścieżką zwiększania liczby kanałów (i odpowiednio głośników), budując nie pięć, ale sześć, siedem, a nawet dziewięciokanałowy system kina domowego . Powody producentów są zrozumiałe. Budowanie wielokanałowych systemów audio jest rzeczywiście najpewniejszym sposobem na poprawę wierności. Dodatkowo zwiększenie ilości kanałów wymaga oczywiście zwiększenia ilości systemów akustycznych, długości przewodów przełączających, zastosowania bardziej skomplikowanych i droższych wzmacniaczy, a co za tym idzie pozwala na zwiększenie zysków z sprzedaż sprzętu.

NIE ZWIĘKSZYĆ, ALE ZMNIEJSZYĆ!

Są jednak firmy, które obierają inną drogę, proponując nie zwiększanie, a raczej zmniejszanie liczby kanałów odtwarzania. Całkiem słusznie uważają, że nie wszyscy konsumenci potrzebują wielokanałowych systemów audio. Dla niektórych jest to niedopuszczalne ze względów ekonomicznych, ktoś nie może wydzielić specjalnego pomieszczenia na system kina domowego, w którym można by było położyć wszystkie niezbędne przewody przełączające i przeznaczyć miejsce na montaż tylnych głośników, ktoś ma już „normalną” duży system kina domowego, a chce zbudować dodatkowy (zapasowy) system w małym pokoju – sypialni, gabinecie czy pokoju dziecięcym, w którym również chce uzyskać dźwięk przestrzenny „z odrobiną krwi”.

Wydawałoby się, że uzyskanie dźwięku przestrzennego bez użycia tylnych głośników nie jest możliwe. Jeśli z tyłu nie ma żadnego źródła dźwięku, dźwięk nie ma skąd pochodzić. Jednak dowód tego stwierdzenia można zakwestionować jednym prostym stwierdzeniem. Człowiek ma tylko dwoje uszu, które dostarczają mu wszystkich niezbędnych informacji o lokalizacji źródła sygnału dźwiękowego, co oznacza, że ​​teoretycznie do jego transmisji wystarczą tylko dwa głośniki (słuchawki lub systemy akustyczne) odtwarzające dźwięk. sygnał audio, w którym zawarta jest ta informacja. Nie zapominajmy, że nasz słuch to nie tylko abstrakcyjna, niewytłumaczalna jakość. Słuch ma swoje własne mechanizmy, w tym mechanizmy lokalizacji źródeł dźwięku w przestrzeni, których nie najgłupsi ludzie badali od dziesięcioleci. Teoretyczne zrozumienie tych mechanizmów pozwala nam „oszukać” nasz system słuchowy poprzez wprowadzenie dodatkowych składowych częstotliwości i fazy do sygnału akustycznego odtwarzanego przez głośniki przednie. Ponadto odtwarzanie dźwięku w większości przypadków nie odbywa się na otwartym polu, ale w pomieszczeniach. W pokoju znajdują się ściany i sufit, które odbijają fale dźwiękowe. Poprzez prawidłowe obliczenie konstrukcji ustrojów akustycznych można zapewnić, że odbity sygnał dźwiękowy dotrze do słuchacza z boku i z tyłu – tj. symulować dźwięk tylnych głośników.

„Pozbycie się” głośnika centralnego nie jest szczególnie trudne – wystarczy odpowiednio „zmiksować” jego sygnał z dźwiękiem prawego i lewego kanału przedniego, a dźwięk jest zlokalizowany w przestrzeni pośrodku między nimi.

Oczywiście wdrożenie tych metod w praktyce nastręcza znacznych trudności, ale próby stworzenia pozycyjnego, trójwymiarowego dźwięku przy użyciu tylko przednich głośników trwają już od dawna i osiągnięto pewne rezultaty. Również w masowo produkowanych domowych zestawach audio-video. Aby lepiej zrozumieć cechy ich pracy, przyjrzyjmy się, jak działa nasz słuch, jak pozwala nam zlokalizować źródła dźwięku, czyli m.in. określić kierunek i odległość do nich.

SŁUCH LUDZKI

Główną cechą naszego słuchu, która pozwala nam określić położenie źródła dźwięku w przestrzeni, jest jego obuuszna budowa – tj. niepodważalny fakt, że dana osoba ma 2 odbiorniki informacji dźwiękowych (ucho). Sygnały dźwiękowe odbierane przez nasze uszy są przetwarzane w obwodowej części układu słuchowego, poddawane analizie spektralno-czasowej, po czym informacje trafiają do odpowiednich części mózgu, gdzie na podstawie porównania sygnałów odbieranych z każdego z kanałów słuchowych, wyciągane są wnioski dotyczące lokalizacji źródła dźwięku.
Człowiek aparat słuchowy to bardzo skuteczne urządzenie stworzone przez naturę. Co zaskakujące, w przypadku większości sygnałów audio możemy zlokalizować źródło z bardzo wysoki stopień niezawodność. Konfiguracja małżowiny usznej pozwala na przestrzenne dekodowanie przychodzących sygnałów i dostarczanie sygnału dźwiękowego do błony bębenkowej, która zawiera już informację o położeniu źródła w przestrzeni.

Bardzo ciekawy jest fakt, że do określenia położenia źródła dźwięku w przestrzeni system słuchowy wykorzystuje nie jeden, a kilka mechanizmów, z których każdy najskuteczniej rozwiązuje konkretny problem.

Mechanizmy percepcji słuchowej dzieli się zwykle na podstawowe i pomocnicze. Główne mechanizmy zwykle obejmują lokalizację na podstawie różnicy amplitud przychodzących sygnałów, różnicę czasu, a także różnice spektralne dźwięku w prawym i lewym kanale słuchowym. Mechanizmy pomocnicze to zazwyczaj odbicia dźwięku od ciała i ramion osoby, analiza efektów pogłosu, a także efekt percepcji psychologicznej, który zrównuje słyszalne położenie źródła dźwięku z jego lokalizacją, którą widzimy na własne oczy .

STRUKTURA LUDZKIEGO UCHA. 1. Kanał słuchowy 2. Błona bębenkowa 3. Młotek 4. Kowadełko 5. Strzemię 6. Okienko owalne 7. Trąbka Eustachiusza 8. Ślimak 9. Nerw słuchowy

PODSTAWOWE MECHANIZMY PERCEPCJI AUDIO

Lokalizacja według poziomu natężenia dźwięku

Mechanizm ten opiera się na fakcie, że gdy dźwięk jest emitowany przez źródło znajdujące się pod pewnym kątem do kierunku przedniego, poziom ciśnienia akustycznego na bębenkach usznych w różnych uszach będzie różny. Wynika to z faktu, że jedno ucho będzie niejako „w cieniu”, który tworzy głowa i tułów. Oczywiście różnica poziomów ciśnienia akustycznego w bębenkach będzie zależeć od kąta źródła. Analizując tę ​​różnicę, nasz mózg jest w stanie wywnioskować kierunek źródła dźwięku. Mechanizm ten, oparty na różnicy poziomów natężenia sygnałów dochodzących do uszu, jest dość skuteczny, ale tylko na częstotliwości dźwięku powyżej 2000 Hz. Faktem jest, że przy długości fali dźwiękowej porównywalnej ze średnicą głowy człowieka ucho znajdujące się najdalej od źródła przestaje znajdować się w „cieniu akustycznym”, co jest spowodowane zjawiskiem dyfrakcji fali dźwiękowej na powierzchni głowy .

Lokalizacja według różnicy czasu sygnałów audio

Więcej niskie częstotliwości w grę wchodzi mechanizm analizy przesunięcia fazowego sygnałów dźwiękowych dochodzących do różnych uszu. Ze względu na „separację” uszu w przestrzeni, sygnał dźwiękowy dochodzący ze źródła znajdującego się pod pewnym kątem do kierunku czołowego spędza różny czas, aby dotrzeć do bębenków usznych w różnych uszach. Prowadzi to do pojawienia się przesunięcia fazowego sygnałów pochodzących z tego samego źródła do różnych uszu. To przesunięcie fazowe może być analizowane przez nasz mózg i na podstawie tej analizy wyciągany jest wniosek o kierunku do źródła dźwięku.

Wraz ze wzrostem częstotliwości (i odpowiednio ze spadkiem długości fali dźwiękowej) wzrasta przesunięcie fazowe sygnałów pochodzących z tego samego źródła do różnych uszu i gdy tylko osiągnie wartość bliską połowie długość fali dźwiękowej ten mechanizm lokalizacji przestaje działać, ponieważ nasz mózg nie może jednoznacznie określić, czy sygnał dźwiękowy w jednym z kanałów słuchowych jest opóźniony w stosunku do drugiego, czy wręcz przeciwnie, wyprzedza go. Oczywiście im większy kąt między kierunkiem do źródła dźwięku a płaszczyzną symetrii ludzkiej głowy, tym większe przesunięcie fazowe sygnałów docierających do uszu. W związku z tym wraz ze wzrostem częstotliwości dźwięku zmniejsza się kąt, pod jakim możemy zlokalizować źródło za pomocą tego mechanizmu.

Stożek niepewności

Oprócz, Ta metoda lokalizacja ma inne ograniczenie. Wyobraź sobie, że źródło dźwięku znajduje się pod kątem 30 stopni do przedniego kierunku głowy. Odbierając sygnał dźwiękowy, otrzymamy pewne przesunięcie fazowe w lewym uchu w stosunku do prawego i na podstawie analizy tego przesunięcia nasz mózg wyciągnie wniosek o lokalizacji źródła. Rozważmy teraz źródło dźwięku umieszczone pod kątem 30 stopni do kierunku, w którym „patrzy” tył głowy lub (co jest takie samo) pod kątem 150 stopni do kierunku czołowego. Dla tego źródła przesunięcie fazowe będzie dokładnie takie samo jak dla pierwszego. Jeśli nie ograniczymy się tylko do tych źródeł, które znajdują się na tym samym poziomie co uszy, ale rozważymy również te, które znajdują się powyżej lub poniżej, to możemy kontynuować nasze rozumowanie i uzyskać stożek z wierzchołkiem znajdującym się w przewodzie słuchowym. W oparciu o ten stożek można zlokalizować źródła dźwięku, dla których różnica faz w prawym i lewym uchu będzie taka sama. Efekt ten, zakłócający dokładne i jednoznaczne określenie lokalizacji źródeł dźwięku za pomocą analizy różnicy faz dla prawego i lewego przewodu słuchowego, nazywany jest „stożkiem niepewności”.

Aby wyeliminować tę niepewność, człowiek posługuje się trzecim, być może najskuteczniejszym mechanizmem przestrzennej lokalizacji dźwięku.

Lokalizacja na podstawie różnic spektralnych sygnałów audio

Kolejny mechanizm lokalizacji dźwięku człowieka, który zresztą jest najdokładniejszy, odnosi się do złożonych sygnałów dźwiękowych i impulsów i opiera się na zdolności naszego mózgu do analizy składu spektralnego dźwięku. Kiedy złożony sygnał dźwiękowy (tj. sygnał o różnych częstotliwościach występujących w widmie) jest emitowany przez źródło umieszczone pod pewnym kątem do płaszczyzny symetrii głowy, skład widmowy dźwięku w prawym i lewym uszu będzie być innym. Wynika to, po pierwsze, z efektu ekranowania głowy, który jest silniejszy przy wysokich częstotliwościach (dlatego w uchu najbardziej oddalonym od nadajnika będzie mniej składowych wysokoczęstotliwościowych). W dodatku małżowina uszna człowieka nie bez powodu ma tak złożony kształt – w rzeczywistości jest to dokładnie wyliczony filtr częstotliwości, którym obdarzyła nas natura.

Filtrowanie przez małżowinę dźwięków o różnych częstotliwościach zależy od kierunku do źródła. Gdy zmienia się kierunek, sygnał dźwiękowy jest odbijany inaczej od części małżowiny usznej i odpowiednio dochodzi do wzmocnienia i tłumienia różnych części widma odbieranego sygnału dźwiękowego. Analiza składu spektralnego sygnału dźwiękowego wchodzącego do kanałów słuchowych jest również głównym mechanizmem określania, czy źródło dźwięku znajduje się z przodu czy z tyłu. Z dość oczywistych względów mechanizmy oparte na szacowaniu różnicy natężenia i przesunięcia fazowego, o których pisaliśmy powyżej, praktycznie w tym przypadku nie działają. Z kolei małżowina uszna w różny sposób filtruje sygnały dochodzące z przodu iz tyłu, dzięki czemu możemy wyciągnąć wniosek o ich lokalizacji.

Złożona kompozycja spektralna ułatwiająca lokalizację

Ogólnie można powiedzieć, że najlepiej jest określić lokalizację źródeł dźwięku, które emitują sygnał o złożonym składzie widmowym. Czyste tony, które, nawiasem mówiąc, praktycznie nie występują w naturze, z dużym trudem nadają się do lokalizacji, a rozdzielczość ludzkiego słuchu jest niezwykle mała. Wysokie częstotliwości (powyżej 8000 Hz) praktycznie nie nadają się do lokalizacji, podobnie jak niemożliwe jest określenie lokalizacji źródeł dźwięku o bardzo niskiej częstotliwości (poniżej 150 Hz) - nie bez powodu producenci zalecają umieszczanie subwooferów w domu teatr w dowolnym, najwygodniejszym dla Ciebie miejscu w pokoju odsłuchowym. Dokładne przetwarzanie widmowe odtwarzanego sygnału jest jednym z priorytetowych zadań producentów systemów dźwięku przestrzennego.
Ważne jest, aby zrozumieć, że nasz mózg nie jest do końca komputerem, który postrzegając impulsy generowane w kanałach słuchowych, wykonuje obliczenia według jakiegoś bardzo złożonego algorytmu. W rzeczywistości mózg nie dokonuje obliczeń, a raczej porównania. Porównuje informacje otrzymywane z uszu z informacjami, które są już zapisane w naszej pamięci. Innymi słowy, mechanizm lokalizacji źródła opiera się przede wszystkim na: osobiste doświadczenie osoba. Nasza pamięć przechowuje informacje o tym, jak brzmią określone źródła w różnych punktach przestrzeni. Kiedy słyszymy dźwięk, nasz mózg porównuje przychodzące informacje z informacjami zapisanymi w pamięci, wybiera najbardziej odpowiednią i na tej podstawie wyciąga wniosek o lokalizacji źródła w przestrzeni.E

Inną kwestią, na którą chciałbym zwrócić uwagę, jest to, że dokładność określenia położenia źródła dźwięku w przestrzeni znacznie wzrasta, gdy źródło nie jest nieruchome, lecz porusza się w przestrzeni. Daje naszemu mózgowi Dodatkowe informacje które może analizować. Jeśli źródło jest nieruchome, to w celu jego zlokalizowania osoba podświadomie wykonuje mikroruchy głową (np. ledwo zauważalnie przesuwa ją z boku na bok). Te mikroruchy w zupełności wystarczają, aby mózg otrzymał informację, która zwiększa dokładność określania położenia źródła w przestrzeni o rząd wielkości.

DODATKOWE MECHANIZMY PRZESTRZENNEJ PERCEPCJI DŹWIĘKU

Odbicie i ekranowanie dźwięku przez ramiona i tułów

Opisując procesy przestrzennej lokalizacji źródła dźwięku należy wziąć pod uwagę fakt, że nasze uszy znajdują się w bliskiej odległości od ramion i tułowia. Rozchodzący się dźwięk może być od nich odbity lub pochłonięty, w wyniku czego zmienią się charakterystyka spektralna i czasowa dźwięku. Mózg człowieka analizuje te zmiany i na ich podstawie wyciąga dodatkowe wnioski dotyczące kierunku do źródła dźwięku. Najwyższa wartość efekt ten występuje przy określaniu lokalizacji źródeł znajdujących się nad lub pod głową słuchacza.

Pogłos

Jak wiadomo, odtwarzając dźwięk w pomieszczeniu słyszymy nie tylko bezpośredni sygnał dźwiękowy, ale także sygnały odbite od ścian. Sygnały te są wynikiem wielokrotnych odbić i mają dość złożoną strukturę. Efekt, w którym tłumienie dźwięku nie następuje od razu, ale stopniowo, dzięki tym właśnie odbiciom, nazywamy pogłosem. Czas potrzebny do obniżenia poziomu dźwięku w pomieszczeniu o 60 dB nazywany jest czasem pogłosu. Charakteryzuje zarówno wymiary pomieszczenia (w małych pomieszczeniach w jednostce czasu występuje większa liczba odbić, a dźwięk zanika szybciej niż w dużych), jak i właściwości odbijające jego powierzchni (ściany, podłoga i sufit).

Różny jest również skład spektralny sygnałów odbitych w dużych i małych pomieszczeniach, dlatego pogłos niesie informację o wielkości pomieszczenia. Oprócz rozmiaru widmo sygnału pogłosowego charakteryzuje materiały, z których wykonane są powierzchnie odbijające. Na przykład pogłos, który ma wysoki poziom zawartości wysokich częstotliwości, jest powiązany z pomieszczeniem o twardych ścianach, które dobrze odbijają wysokie częstotliwości. Jeśli dźwięk pogłosu jest stłumiony, słuchacz dochodzi do wniosku, że ściany pokoju pokryte są dywanami, zasłonami i innymi pochłaniaczami wysokich częstotliwości.

Oprócz określenia charakterystyki pomieszczenia, w tym sygnału pogłosowego w odtwarzanym dźwięku, przydatne jest również określenie odległości od źródła dźwięku. Oceniając stosunek poziomu dźwięku bezpośredniego do odbitego, możemy wywnioskować, czy jest on blisko (słaby pogłos) czy daleko (silny pogłos).Symulacja pogłosu w pozycyjnych systemach dźwięku przestrzennego jest niezbędna do przekazania treści przestrzennych. Daje informacje o wielkości i charakterystyce pomieszczenia, odległości od źródła dźwięku, a tym samym znacznie zwiększa realizm odtwarzanego nagrania.

Do symulacji efektów pogłosu często stosuje się model geometryczny odtworzonej przestrzeni dźwiękowej. Model ten uwzględnia pozycję słuchacza, źródło dźwięku i powierzchnie odbijające. Wprowadzając współczynniki odbicia, model geometryczny umożliwia zbudowanie systemu źródeł urojonych, których poziom jest tłumiony zgodnie z tymi współczynnikami oraz uzyskanie dość wiarygodnego wzoru pogłosu uwzględniającego wczesne odbicia dźwięku od ścian.

Cechy percepcji psychoakustycznej

Tworzenie dźwięku pozycyjnego 3D za pomocą 2 głośników jest dziś bardzo złożonym, prawie niemożliwym zadaniem. To stwierdzenie byłoby prawdziwe, gdyby nie jedna ważna cecha naszego słuchu. Faktem jest, że gdy brakuje informacji lub gdy otrzymuje się takie informacje, które nie odpowiadają temu, co jest zapisane w naszej pamięci, ludzki mózg samodzielnie uzupełnia obraz dźwiękowy do takiego, który pasuje do jego wyobrażeń o istniejących dźwiękach w prawdziwym świecie. Innymi słowy, aby „oszukać” nasz mózg, wcale nie jest konieczne dokładne odtworzenie pożądanego obrazu dźwiękowego. Wystarczy mu „podpowiedzieć”, aby „wydobył z pamięci” ten trójwymiarowy obraz, którego potrzebujemy. Analogią jest sposób nagrywania muzyki w formacie MP3. Wszyscy wiedzą, że w tych nagraniach brakuje wielu informacji, które, wydawałoby się, są po prostu niezbędne do odpowiedniego odbioru muzyki. Niemniej jednak informacje wciąż wystarczają do mniej lub bardziej niezawodnego przekazu – mózg sam uzupełnia brakujące informacje dźwiękowe.

Ponadto nie powinniśmy zapominać, że oprócz dźwięku w kinie domowym jest też obraz, czyli tzw. Oprócz dźwięku nasz mózg otrzymuje również informacje wizualne. To jest bardzo znaczący punkt, od czasu pojawienia się innego (nawiasem mówiąc, głównego) kanał informacyjny pozwala znacznie uprościć procedurę „sprowadzania naszego mózgu na manowce”, a tym samym osiągnąć osławiony „efekt obecności”, do którego tak naprawdę dążymy podczas oglądania filmów w kinie domowym.

JAKIE WYZWANIA POWINNY ROZWIĄZYWAĆ SYSTEMY SURROUND SOUND?

Dlatego nasz aparat słuchowy wykorzystuje różne mechanizmy do określenia lokalizacji źródła dźwięku w przestrzeni. Ponieważ wszystkie te mechanizmy opierają się na porównywaniu sygnałów wchodzących do mózgu z tymi, które są „przechowywane” w jego pamięci, to stosując określone algorytmy przetwarzania dźwięku można go „oszukać” i sprawić, by uwierzył, że źródło dźwięku znajduje się tam, gdzie właściwie to nie istnieje. Na tym właśnie opierają się współczesne algorytmy konstruowania trójwymiarowej przestrzeni dźwiękowej gry komputerowe oraz, co ważniejsze dla naszej publikacji, domowe systemy audio-video.

Zanim przejdziemy do rozważenia konkretnych algorytmów konstruowania wirtualnego środowiska dźwiękowego, rozważymy główne zadania, które te systemy muszą rozwiązać.

Określenie kierunku do źródła dźwięku

Jak wspomniano powyżej, do określenia kierunku do źródła sygnału dźwiękowego wykorzystywane są wszystkie trzy główne algorytmy lokalizacji przestrzennej: - na podstawie różnicy amplitud sygnałów w kanałach słuchowych, na podstawie opóźnienia fazowego dźwięku, który doszedł w prawo i lewych uszu, a także przez oszacowanie składu spektralnego małżowiny usznej przekształconej w zależności od kierunku jego rozmieszczenia.

Lokalizacja pionowa (wysokość)

Wszystko, o czym mówiliśmy powyżej, dotyczyło przede wszystkim lokalizacji źródła dźwięku w płaszczyźnie poziomej. Wydaje nam się jednak, że nie ujawnimy specjalnego sekretu, jeśli powiemy, że dana osoba może określić kierunek do źródła dźwięku nie tylko w płaszczyźnie poziomej, ale także pionowej. Mechanizm określania wysokości źródła różni się od metod opisanych powyżej. Jeżeli przy ocenie kąta w płaszczyźnie poziomej podstawowym narzędziem jest binauralna właściwość słuchu (tj. obecność dwóch odbiorników sygnału dźwiękowego – uszu), to określenie wysokości jest głównie jednouszne – stosuje się budowę małżowiny usznej głównie. Jak już wspomniano, małżowina uszna jest rodzajem filtru częstotliwościowego o parametrach filtrowania zależnych od kierunku do źródła. W złożonym sygnale audio niektóre częstotliwości są wzmacniane przez małżowinę, podczas gdy inne są tłumione. Przy zmianie wysokości źródła Pasmo przenoszenia zmieni się również sygnał wchodzący do przewodu słuchowego.

Określanie odległości do źródła

Oprócz tego, że człowiek może określić kierunek do źródła dźwięku, właściwości słuchu pozwalają mu oszacować odległość do niego. Jednym z mechanizmów określania odległości jest szacowanie natężenia sygnału dźwiękowego. Na przykład przy stosunkowo niewielkich odległościach dwukrotny wzrost odległości od źródła odpowiada zmianie poziomu ciśnienia akustycznego o 6 dB. Jednak ten mechanizm nie zawsze działa, ponieważ poziom dźwięku ze słabego, ale bliskiego źródła może być taki sam, jak z mocnego, ale oddalonego źródła.

Przy niewielkich odległościach od źródła w grę wchodzi mechanizm szacowania zmiany składowych widmowych złożony sygnał, który następuje na skutek zniekształcenia czoła fali dźwiękowej przez głowę i małżowiny uszne.Jednym z najważniejszych mechanizmów pozwalających określić odległość do źródła w pomieszczeniu jest porównanie sygnałów bezpośrednich i tych odbitych od ściany i sufit. Dzięki temu efekt pogłosu pozwala na zastosowanie jednego z najdokładniejszych mechanizmów lokalizacji źródła dźwięku w pomieszczeniu.

Odtwarzanie dźwięku poruszających się obiektów

Aby w wiarygodny sposób przekazywać dźwięk z poruszającego się źródła, nie wystarczą tylko te mechanizmy, które zostały opisane powyżej. Zgodnie z efektem Dopplera zmienia się częstotliwość dźwięku poruszającego się źródła (dźwięk staje się wyższy, gdy obiekt się zbliża i niższy, gdy obiekt się oddala). Gdy obiekt przechodzi obok pozycji słuchacza, jego dźwięk zmienia się dramatycznie w wysokości.

Pochłanianie dźwięków powietrznych

Przesyłając dźwięk odległych obiektów należy wziąć pod uwagę, że powietrze znacznie silniej pochłania wysokie częstotliwości niż niskie. Oznacza to, że im dalej od Ciebie znajduje się wirtualne źródło dźwięku, tym jego dźwięk powinien być bardziej stłumiony.

Unikanie przeszkód

Fabuły filmowe często sugerują, że dźwięk dociera do słuchacza z powodu przeszkody znajdującej się na drodze do jego źródła. Aby zasymulować dźwięk dochodzący zza przeszkody, należy wziąć pod uwagę, że fale o niewielkich długościach w stosunku do wymiarów przeszkody nie będą w stanie ją ominąć i będą skutecznie tłumione. W ten sposób komponenty źródła dźwięku o wysokiej częstotliwości znajdujące się za przeszkodą będą znacznie tłumione w porównaniu z komponentami o niskiej częstotliwości.

METODY BUDOWY SYSTEMÓW WIRTUALNEGO ŚRODOWISKA AUDIO

Obuuszna reprodukcja dźwięku

Jedną z metod konstruowania trójwymiarowej przestrzeni dźwiękowej za pomocą 2 głośników są tzw. systemy dźwięku binauralnego. Pomysł na nagrywanie i odtwarzanie binauralne pojawił się dość dawno temu, co jednak nie przeszkadza nam w bardziej szczegółowym rozważeniu go.

Załóżmy, że mamy możliwość umieszczenia dwóch mikrofonów o idealnie liniowej charakterystyce częstotliwościowej bezpośrednio w kanałach słuchowych ludzkiej głowy. W tym przypadku sygnały dźwiękowe, odbierane przez te mikrofony będą zawierały wszystkie informacje niezbędne do określenia lokalizacji źródła dźwięku przez mózg (pisaliśmy o tym powyżej). Załóżmy, że udało nam się zarejestrować te sygnały bez zmian. Jeśli następnie nałożymy je na słuchawki (słuchawki), które moglibyśmy umieścić w miejscu mikrofonów, tj. ponownie bezpośrednio do kanałów słuchowych, wówczas odbierany przez nas dźwięk odpowiadałby pierwotnemu polu dźwiękowemu źródła i zawierałby również wszystkie informacje niezbędne do zlokalizowania jego źródła w przestrzeni trójwymiarowej.

Eksperymenty nad stworzeniem binauralnych systemów dźwiękowych przeprowadzono przy użyciu specjalnego manekina imitującego ludzką głowę i trwają do dziś. Należy zauważyć, że w tym kierunku poczyniono znaczne postępy. Na przykład zauważono, że przy binauralnym schemacie odtwarzania dźwięku znacznie zwiększa się zdolność słuchacza do lokalizowania źródeł dźwięku w przestrzeni trójwymiarowej, wzmacniany jest tzw. „efekt obecności”, co jest naszym celem w systemach domowej rozrywki .
Jednak, jak można się domyślić, nie wszystko jest tak płynne, inaczej zapomnielibyśmy o zwykłej stereofonii i wielokanałowych systemach kina domowego.

Po pierwsze, wszyscy ludzie są różni i wszyscy różnią się kształtem głowy, ciała, małżowiny usznej itp., dlatego zapisy dokonywane przy użyciu „sztucznej głowy” są ponadprzeciętne, a to czasami nie wystarczy, aby wprowadzić nas w zakłopotanie. mózg i stworzyć iluzję trójwymiarowości.

Po drugie, nawet jeśli dokonamy idealnego nagrania sygnału bezpośrednio w kanałach usznych „sztucznej głowy”, to nie możemy odtworzyć nagranego sygnału bezpośrednio w kanałach słuchowych prawdziwego słuchacza.

Po trzecie, nie ma sprzętu, który mógłby absolutnie dokładnie rejestrować i odtwarzać dźwięk (każdy sprzęt dokonuje własnych zmian, a w tym przypadku liczą się najdrobniejsze niuanse).

Wreszcie wielu po prostu nie lubi słuchać muzyki na słuchawkach, odczuwając jednocześnie znaczny dyskomfort. Ten dyskomfort w szczególności wynika również z faktu, że podczas korzystania z wysokiej jakości słuchawek studyjnych typu zamkniętego lub Hi-Fi nasze małżowiny uszne są dociskane do głowy, a ta pozycja jest dla nich nienaturalna, co prowadzi do zmniejszenia dokładność percepcji przestrzennej i szybkie zmęczenie.
Powszechne stosowanie binauralnych systemów dźwiękowych utrudnia również fakt, że nagrania dla nich oczywiście muszą być wykonane w specjalny sposób (nie sprawdzą się zwykłe nagrania stereofoniczne, ponieważ nie zawierają wszystkich informacji niezbędnych do lokalizacji przestrzennej). Takich nagrań w zasadzie jest, ale jest ich niezwykle mało i są dość drogie, dlatego należy je traktować bardziej jako materiał demonstracyjny niż realną okazję do wykorzystania w systemach domowej rozrywki.

Funkcje HRTF

Pomysł nagrywania i odtwarzania dźwięku trójwymiarowego za pomocą systemów binauralnych został opracowany wraz z pojawieniem się i udoskonaleniem procesorów przetwarzania dźwięku. Istotnie, sygnał dźwiękowy wchodzący do kanałów słuchowych człowieka jest uzyskiwany dzięki pewnej transformacji (w częstotliwości, fazie i poziomie) sygnału emitowanego przez źródło dźwięku. Funkcje, za pomocą których przeprowadzana jest ta transformacja, nazywane są HRTF (Funkcja przenoszenia głowy lub funkcja przenoszenia głowy). Nie trzeba dodawać, że funkcje te są zbyt złożone, aby można je było uzyskać konwencjonalnymi metodami obliczeniowymi. Z reguły funkcje te uzyskuje się eksperymentalnie, mierząc parametry sygnału audio za pomocą opisanych powyżej atrap.

Liczne eksperymenty pozwoliły twórcom systemów dźwięku przestrzennego na stworzenie rozbudowanych baz danych, których zastosowanie w nowoczesnych procesorach dźwięku pozwala na osiąganie imponujących wyników. Rzeczywiście, jeśli procesor dźwięku przetwarzający sygnał jest wystarczająco szybki, aby obliczyć charakterystykę dźwięku za pomocą HRTF w czasie rzeczywistym, to system, w którym działa, będzie w stanie stworzyć dźwięk trójwymiarowy bez użycia specjalnych nagrań binauralnych i słuchawek w kanałach słuchowych . Nawiasem mówiąc, biblioteka filtrów HRTF powstaje w wyniku pomiarów laboratoryjnych wykonanych za pomocą manekina noszącego dumną nazwę KEMAR (Knowles Electronics Manekin for Auditory Research) lub przy użyciu specjalnego „cyfrowego ucha”.

Algorytm anulowania przesłuchu

Nowoczesne procesory pozwalają w ogóle obejść się bez słuchawek i używać zwykłych systemy akustyczne przy użyciu tzw. algorytmu Crosstalk Cancellation. Istota tego algorytmu jest następująca. Załóżmy, że używamy sygnału przetwarzanego przez procesor dźwięku za pomocą funkcji HRTF do konwencjonalnych głośników. Zakładamy również, że funkcje zastosowane w procesorze pozwalają na uwzględnienie faktu, że sygnały dźwiękowe emitowane są nie przez słuchawki, a przez głośniki znajdujące się daleko od słuchacza. Jednak nawet przy tym nie możemy po prostu uzyskać pożądanego rezultatu. Faktem jest, że słuchawki bez problemów pozwalają na doprowadzenie sygnału przeznaczonego dla prawego ucha do tego ucha i tylko do niego, lewe ucho go nie usłyszy. To samo można zrobić z sygnałem przeznaczonym do lewego ucha. Niestety nie jest to możliwe w przypadku konwencjonalnych głośników. Sygnał emitowany przez lewy głośnik będzie odbierany przez oba uszy – zarówno lewe, jak i prawe, i odwrotnie.

Załóżmy, że za pomocą 2 systemów akustycznych konieczne jest umieszczenie wirtualnego źródła dźwięku znajdującego się w określonym miejscu na lewo od słuchacza. Jeżeli dźwięk tego źródła został nagrany dwoma mikrofonami oddzielonymi odległością odpowiadającą odległości między uszami, to jest całkiem prawdopodobne, że prawe ucho najpierw usłyszy sygnał przesłuchu z lewego głośnika, a dopiero potem użyteczny sygnał z głośnika. prawo. Ze względu na efekt Haasa (lub inaczej efekt pierwszeństwa) użyteczny sygnał z prawej kolumny w tym przypadku zostanie całkowicie zignorowany. Nawiasem mówiąc, efekt Haasa polega na tym, że podczas przetwarzania pakietu informacji dźwiękowych składających się z pojedynczych impulsy dźwiękowe, nieco odseparowane w czasie, nasz mózg wykorzystuje tylko pierwszy impuls do obliczenia kierunku do źródła, przypisując wszystkim kolejnym te same współrzędne przestrzenne.

W omówionej powyżej sytuacji słuchaczowi wyda się, że brzmi tylko lewy (tj. najbliżej nagranego źródła wirtualnego) głośnik. Uzyskanie przestrzennej panoramy dźwiękowej w tym przypadku nie będzie możliwe z pewnym opóźnieniem w czasie. Opóźnienie to dobierane jest w taki sposób, aby dźwięk dochodzący do prawego ucha z lewego głośnika był w przeciwfazie z „mieszanym” sygnałem z prawego głośnika. Jednocześnie neutralizują się nawzajem, a lewe ucho odbierze tylko sygnał z lewego głośnika, a prawe ucho tylko z prawej.

Nawet w teorii, jak widać, wszystko okazuje się dość trudne, ale w praktyce zbudowanie dźwięku 3D przy użyciu dwóch systemów akustycznych jest trudnym zadaniem. W szczególności wszystkie obliczenia, o których pisaliśmy powyżej, można wykonać tylko dla konkretnego obszaru odsłuchowego, który nazywa się Sweet Spot (dosłownie „sweet spot”). Gdy tylko słuchacz opuści ten obszar, algorytm anulowania przesłuchów w naturalny sposób przestanie działać, ponieważ wymagane sygnały nie będą już pojawiać się w przeciwfazie. Oczywiście wiele zależy od charakterystyki samej ścieżki reprodukcji dźwięku, a przede wszystkim od systemów akustycznych.

Większość producentów nadal ogranicza się do stosowania uproszczonych algorytmów konstrukcji dźwięku 3D, wykorzystujących uśrednione (odpowiednie dla większości ludzi) funkcje HRTF. Niestety w efekcie stworzony obraz dźwiękowy również okazuje się bardzo przeciętny lub w ogóle nie działa.

Systemy odbicia od ścian

Aby stworzyć efekt wirtualnego środowiska dźwiękowego, wcale nie jest konieczne wykonywanie złożonej obróbki procesorowej sygnału audio. Możesz skorzystać z tego, że większość systemów audio pracuje w zamkniętych pomieszczeniach, które mają powierzchnie odbijające dźwięk – ściany, podłogi i sufity. Tę zasadę stosuje np. angielska firma KEF, która wypuściła na rynek system głośnikowy składający się z tradycyjnego dla tej firmy modułu UniQ, który zapewnia dźwięk dla kanałów przednich i środkowych, a także płaski soundbary NXT, umieszczony po bokach głośników i emitujący dźwięk z tylnych kanałów. Przy prawidłowym ustawieniu głośników względem miejsca odsłuchowego i ścian pomieszczenia, dźwięk tylnych kanałów odbity od ścian pomieszczenia będzie docierał do słuchacza nie z przodu, ale z boku, zapewniając w ten sposób wiarygodne środowisko.

Systemy tylko procesorowe

W zasadzie prawie każdy nowoczesny amplituner AV można przypisać systemom wykorzystującym przetwarzanie procesora do tworzenia efektu wirtualnego środowiska. Prawie wszystkie te urządzenia mają jakiś algorytm do symulacji tylnych efektów za pomocą tylko dwóch głośników. Ciekawe rozwiązanie zaproponowała niemiecka firma Audica, produkująca stylowe, designerskie systemy głośnikowe. Na przykład w jednym z naszych testów brał udział 2-kanałowy wirtualny system dźwięku przestrzennego, ale nie używał 2 głośników przednich, ale głośniki przednie i tylne. Głośniki te są umieszczone poziomo (podobnie do głośników kanału centralnego w konwencjonalnych 5-kanałowych systemach kinowych) i mają możliwość podłączenia wielu kanałów jednocześnie (prawy, lewy i środkowy dla głośnika przedniego oraz lewy i prawy tylny dla głośnika tylnego) . Jednocześnie każdy kanał odtwarzania dźwięku wykorzystuje własny zestaw głowic dynamicznych zamkniętych w jednej obudowie. Głośniki te wymagają podłączenia do konwencjonalnego amplitunera i, jak pokazał kolejny test, wskazane jest stosowanie ich z pewnymi algorytmami poszerzania przestrzeni dźwiękowej.

Systemy ze specjalną konfiguracją i przetwarzaniem głośników

Jak już wspomnieliśmy, opracowanie i zastosowanie zestawu funkcji HRTF do systemu odtwarzającego dźwięk przez konwencjonalne głośniki jest bardzo trudnym zadaniem. W związku z tym wielu producentów idzie na pewien kompromis, przetwarzając dźwięk zgodnie z uproszczonym algorytmem, ale stosując specjalną konfigurację do instalowania głośników w głośniku.

Na przykład firma Polk Audio zaproponowała poziomy głośnik Surround Bar, w którym główny wirtualny tylny sygnał jest podawany do jednego zestawu głośników, a sygnał korygujący w celu wyeliminowania efektu przesłuchu jest podawany do innego zestawu głośników oddalonych od głównych głośników o odległość w przybliżeniu równa odległości między uszami człowieka.

Aleks Digital Technology zaproponował zastosowanie zestawu składającego się z głośnika poziomego z trzema zestawami głośników przednich i dwóch głośników bocznych umieszczonych na końcach głośników. Efekt wirtualnego środowiska uzyskuje się poprzez analogowe przetwarzanie sygnału audio, które poprzez manipulowanie przesunięciami fazowymi pozwala na przesłanie niezbędnego sygnału do określonego zestawu głowic dynamicznych.

Bardzo ciekawe rozwiązanie zaproponowała duńska firma Final Sound, znana z produkcji głośników elektrostatycznych na najwyższym poziomie. W systemie Final dźwięk poddawany obróbce przez procesor podawany jest na 2 czołowe systemy elektrostatyczne. Jak wiadomo, elektrostaty mają dwubiegunową charakterystykę kierunkową. Doprowadzając do nich dodatkowy sygnał z opóźnieniem fazowym, można uzyskać niemal jednorodną przestrzeń dźwiękową, która otacza słuchacza w dowolnym miejscu pomieszczenia odsłuchowego.

Japońska firma Yamaha, znana z licznych osiągnięć w dziedzinie cyfrowego przetwarzania dźwięku, nadal rozwija kierunek projektorów dźwięku, które stały się bardzo udanym produktem komercyjnym w kilku krajach na całym świecie. Ideą projektora dźwięku jest umieszczenie dużej liczby głowic dynamicznych w jednej płaszczyźnie głośnikowej. Każdy z głośników ma własny wzmacniacz i jest sterowany przez cyfrowy procesor, który może wykonywać manipulację fazą.

Czy wiesz o firmie? Fraunhofer? Nie? I powinni, ponieważ jest zaangażowana w wynalezienie super popularnego formatu MP3! Być może uda jej się osiągnąć sukces dzięki swojej najnowszej technologii, która zapewni wysokiej jakości dźwięk przestrzenny na naszych tabletach i smartfonach.

Nowy Nexus 7 to pierwsze urządzenie wykorzystujące nową technologię Faunhofera, która umożliwia oglądanie filmów z dźwiękiem przestrzennym przez zwykłe słuchawki lub wbudowane głośniki stereo. Ale dlaczego to takie ważne?

Być może niektórzy zauważyli, że słuchając czegoś przez słuchawki bardzo trudno jest określić głębię dźwięku. Innymi słowy, trudno ci powiedzieć, jak daleko przed tobą lub za tobą znajduje się to, co słyszysz. W niektórych przypadkach może to nieco zepsuć wrażenia z oglądania filmu na tablecie.

Aby rozwiązać ten problem, Fraunhofer stworzył Cingo, technologię nieprzeznaczoną do tworzenia dźwięku przestrzennego podobnego do tego, który jest używany w systemach audio 5.1.

Jak to działa

Najlepszym sposobem wyjaśnienia wdrożenia tego systemu jest przykład z życia. Każde źródło dźwięku, takie jak samochód czy telewizor, jest włączone inna odległość, odbija się od różnych powierzchni i dociera do ucha pod unikalnym kątem dla wszystkich innych. Te niewielkie opóźnienia w odbiciach od powierzchni spowodowane budową naszej głowy i uszu pozwalają mózgowi zrozumieć położenie dźwięku, nadając mu „głębokość”.

Cingo zasadniczo tworzy „cyfrową przestrzeń” dla wielu kanałów dźwięku (źródeł), stosując różne filtry cyfrowe i inne algorytmy w celu odtworzenia tego, co słyszymy w prawdziwym świecie. Proces ten nazywa się „obuusznym przetwarzaniem dźwięku”, co w połączeniu z bardziej tradycyjnymi metodami przetwarzania zapewnia najlepsze wrażenia słuchowe.

Aplikacja w systemie Android

Z obliczeń teoretycznych Cingo szybko znalazł praktyczne użycie w nowy Android 4.3. Technologia dźwięku przestrzennego jest już obecna w nowym Nexusie 7, a później pojawi się w Nexusie 10.

Ale nie tylko Nexus. Cingo będzie mógł działać na dowolnym urządzeniu z Androidem, które używa kodeka audio High Efficiency AAC (HE-AAC), ponieważ pozwala nam kontrolować wiele źródeł dźwięku na naszych urządzeniach przenośnych.

Jednak dźwięk przestrzenny będzie działał tylko z pliki źródłowe, które zawierają kilka kanały dźwiękowe. Innymi słowy, aby usłyszeć dźwięk przestrzenny, musimy obejrzeć film z obsługą dźwięku 5.1. Oznacza to, że ta funkcja nie będzie działać na zwykłych ścieżkach audio.

A jeśli zastanawiasz się, jak niesamowity może być dźwięk binauralny, to oto link dla ciebie, smacznego!