Cikk térhatású hangzás (3d-hang)

W kalap egy háromdimenziós hangzást, és miért ez alkalommal van annyi ellentmondás? Hogyan a „háromdimenziós, térbeli hangzás„az egyén képes érzékelni hangot a két füle? Ezeket a kérdéseket gyakran kérték mind a felhasználók és szakemberek számára egyaránt. Az a tény, hogy a széles körű használata a fogalmak 3D (3D grafika, 3D-s hang), hogy egy felfordulás, és zavart a feje a hétköznapi felhasználók számára. Gyakran ezeket a kifejezéseket használják, hogy enyhén szólva, nem egészen illik, hogy bevezet egy újabb viszály azok használatát és elismerését. 3D-s grafika - a téma nem ezt a cikket. Itt fogunk összpontosítani háromdimenziós hangzást.

Általában meg lehet jelölni három alapvető módon végrehajtani térhatás:

sztereó bázis kiterjesztése (Stereo Expansion) - speciális feldolgozást egy meglévő sztereó jelet, és így a látszólagos hangzáskép expanziós (tágulási távolságok utánzat források);

hang pozicionálása (helyzeti 3D Audio) - kezelése több különálló audio stream és a helyét mindegyik térben a hallgató körül;

virtuális (képzeletbeli) térhatású hangzás (Virtual Surround Sound) - használata bizonyos számú audioadás reprodukálása érdekében az igazi hang, amely korlátozott számú fizikai hangforrások.

Mit jelent mindez a gyakorlatban? A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy az eljárás kiterjesztésének sztereó bázis viszonylag könnyen megvalósítható, és gyakran használják a sztereó fonikus háztartási gépek. Azonban ugyanúgy, mint amennyire annak végrehajtása egyszerű, maga a módszer nem ad az érzés „háromdimenziós hangzást” abban az értelemben, amelyben azt képzelni, a rendezett csak egy síkban. Nem elég jól, és használata az úgynevezett pan. Aranymosás (panoráma) - ez szabályozó jelszint a csatornákat, függetlenül a jel frekvencia. Aranymosás létre tudja hozni a mozgás illúzióját egy képzeletbeli forrás valahol természetes forrásokból (természetesen egy síkban velük).

Ahhoz, hogy hozzon létre egy többé-kevésbé realisztikus surround hangzás, amire szükség van valami teljesen más. Próbáljuk kitalálni.

Furcsa módon, de a probléma az eszköz emberi fül. Kiderül, hogy ő nem tökéletes, így még az életben, akkor szembe a kihívásokkal járó pontatlan észlelése hangjelek és meghatározza a térbeli elhelyezkedés. A lényeg az, hogy hogyan is élünk a Földön, és az élettartam egy ember, az ő fő étel és ellenség párhuzamos síkban a földre. Ezért, a két fül, két oldalán a fej, lehetővé teszi számunkra, hogy meghatározza a helyét a hangforrások csak vízszintes síkban (binaurális hatás). Ugyanakkor mi nagyon rosszul megkülönböztetni a hang eléri az első és hátsó. Az a képesség, hogy értékelje az emberi fül (hallókészülék) hangforrás helyeken a függőleges síkban is rendkívül korlátozott. Ezen túlmenően, a hallgató testét, különösen a fej, a törzs és a fül, ismert, hogy akadályozza a terjedését akusztikus rezgések. Kölcsönhatásban áll a test a hang visszaverődik, legyengített és torz, ami a hallgató nem érzékeli az eredeti és a módosított hang. Mindez nehézségeket okoz szimulálni térhatású hangot.

Mi folyik bennünk? egy jelvevő egy emberi dobhártya rejtett fülkagyló. Ha a hang érzékelés, mint az agy dekódolja a kapott jelet a dobhártya által értelmezve azt egy bizonyos módon, hogy meghatározza a helyes térbeli forrás / hang Cove helyen. És éppen ez az érv alapul venni az összes létező mai létrehozását surround technológiák.

Kiderült, hogy ha egy speciális feldolgozást az audio stream a maximális számú jellemzői megítélése a hallókészülék, akkor lehet szimulálni térhatású hang még csak két forrásból (hangszóró vagy fejhallgató). Hangsúlyozni kell, hogy az algoritmus létrehozása 3D-s hang van megvalósítva szűrőalgoritmusok (működő amplitúdója és frekvenciája a hang jel) többé-kevésbé összetett, amely valamilyen módon „becsapni” a hallókészülék „emiatt feltételezhető”, hogy amit hall rendezett háromdimenziós térben a hallgató körül.

Egy ilyen algoritmus (módszer) egy HRTF - Head Related Transfer Function. Ezzel algoritmus, a hang lehet alakítani egy speciális módon, amely biztosítja a kiváló 3D hang Ajánlott hallgatni fejhallgatóval (magyarázat erre megtalálható alább). Meg kell jegyezni, hogy a HRTF (egyik vagy másik) az alapja létrehozására több ma létező létre térhatású módszereket. Azonban mi nem beszélünk az ajándék HRTF egyik algoritmusok, hiszen ez az algoritmus a tiszta formában (valamint mindenki más) nem az egyetlen és tökéletes. A lényeg az, hogy a HRTF változik a különböző hallgatók, sőt, különböző pozíciókban a fej (abban az esetben nem játszik fejhallgatón keresztül). Természetesen vannak olyan módon, hogy kiegyensúlyozott HRTF minden diák számára, de ez a megközelítés nem nagyon precíz hangzás mindenki számára, és bizonyosan nem oldja meg a problémát megfordulnak. Talán éppen ezért szabványos HRTF nem létezik eddig.

Természetesen, ha a hangforrások fog ellátni fejhallgatót csatlakoztat a hallgató fejét, azok helyét képest a hallgató feje nem fog változni, nem számít, milyen megfordulnak nem végeztek. Ebben az esetben, ahogy már mondtuk, kiváló minőségű térhatású hangzás érhető el használatával HRTF. Abban az esetben, ha a források, például két oszlopot, majd többek között az, hogy hozzon létre egy természetes térhatású szükséges, különösen, hogy pontosan nyomon követni a hallgató feje fordul a megfelelő korrekciós jeleket egyes fizikai forrásból. Továbbá, amikor a hangvisszaadás fölött fejhallgató, a jel minden egyes csatornából kap csak egy megfelelő fül és a lejátszási jel lehet keverni át az oszlopon, miáltal áthallás megjelennek. Ezt a hátrányt részben kiküszöbölik révén speciális eszközök - bifonicheskogo processzor.

Tehát, mint már említettük, ha használják a oszlopon hangforrások, a probléma, hogy szükség van a hallgató pozíció szigorúan egy bizonyos régióban a tér között a hangforrást. Ez a terület az úgynevezett Sweet Spot. Anélkül, hogy a képesség, hogy ellenőrizzék a helyzetben a hallgató a térben képest hangforrások azonos körülmények között, Sweet Spot szab szigorú korlátozásokat a helyét a hallgató. Ez azt jelenti, hogy ha egy diák elhagyja a területet Sweet Spot, a hang által termelt források megszűnik érzékelhető a hallgatót, térbeli. Ezért, amikor létre térhatású technológiák a fejlesztők számára ott van a probléma, bővülő terület Sweet Spot.

Azonban, valamint a problémák a végrehajtását három dimenziós hangzás a HRTF, bármilyen hangvisszaadás rendszer egy problémát egy másik fajta. Például fejhallgató gyengén megbirkózni frontális lejátszás jeleket. Ha fejhallgatót használ, mivel van egy probléma lokalizáció hang belül a hallgató fejét, valamint a hatás a végtelen bővítése a sztereó bázis. Természetesen vannak olyan módon, hogy ezekkel a hatások azonban az összes problémát nem oldja meg. Két csatornás rendszer rossz érzékelése hang a hallgató mögött. Végrehajtásának többcsatornás rendszerekben, a gyenge pont az, hogy szükség van egy kellően pontos helyét, a jelforrás, mert csak ez gyakran nehéz csinálni. Ezen kívül van még a probléma a hang ugyanabban a síkban.

Így a teremtés e magas minőségű térhatású hangot nehéz, mint annak szükségességét, hogy figyelembe kell venni mindazokat a funkciókat az emberi hallás rendszer, valamint annak szükségességét, hogy dinamikusan követni a hallgató pozíció tekintetében a hangforrások valamint figyelembe véve a jellemzők a hangátvitel az utóbbi. Ezzel nehéz megmondani, hogy melyik áramkör létrehozása 3D hangzás tökéletes. Sokkal könnyebb azt mondani, hogy az összes létező rendszerek messze nem tökéletes, és az összes technológia 3D hangzás épül használatát HRTF vagy más algoritmusok sok hiányosság, mert ez egyszerűen lehetetlen, hogy hozzon létre egy univerzális rendszer, amely figyelembe veszi az összes fent említett funkciók a tárgyaláson hangforrások és azok helyét képest a hallgató.

Referenciaként megemlítjük, hogy hozzon létre egy HRTF könyvtárakat használnak mesterséges manöken KEMAR (Knowles Electronics Manikin az auditív Research), vagy egy speciális „digitális fül.” Abban az esetben, a próbabábu használatára mérések a következők. A dummy fülek beágyazott mikrofonok. A hang reprodukálni források körül található a bábu, és a felvételt mikrofonok. Ennek eredményeként, a nyilvántartást minden mikrofon hang „hallgatása” megfelelő fülnél a bábu a változásoktól, amelyek átestek a hang irányába a fül. HRTF számítás tartalmazza az eredeti hang és a hang, hogy „hallani” a bábu.

Azt is mondják, hogy már úgy csak az egyik aspektusa a végrehajtás egy teljes értékű surround hangzás. Az a tény, hogy számos nehézséggel jár a „helyes” A hangátvitel bulkiness létrehozásakor játékok is vannak problémák megfelelően szimulálják másik hang fizikai tulajdonságai (hatásait tükrözi a különböző felületeken, felszívódás, és a torzítás). Helyes végrehajtása ezek a tulajdonságok is jelentősen befolyásolja a hallgató egyfajta hang térbeliség. Azonban ez a probléma főként a pontosságát mechanizmusok által felajánlott fejlesztők a játék. Ami azt a fent vizsgált problémák <донесения> háromdimenziós hangzást a felhasználó (vagy inkább az ő idegrendszer), még mindig nem megoldott, mivel ideális modell háromdimenziós hangzást végrehajtás még nem találtak.