3D τεχνολογία ήχου

Για να πούμε την αλήθεια, είναι πολύ σπάνιο να βρεθεί κάποιος που δίνει ιδιαίτερη προσοχή στον ήχο σε ταινίες ή παιχνίδια. Μην με παρεξηγείτε, όλοι θέλουν να ακούσουν ποιοτικό ήχο, αλλά πολλοί άνθρωποι χρειάζονται μόνο τα βασικά. Παρόλο που αυτό είναι κατανοητό: λίγοι άνθρωποι έχουν χαλάσει τις προηγμένες δυνατότητες ήχου, εάν είναι καθόλου εξοικειωμένοι με αυτούς. Αυτό το άρθρο θα επικεντρωθεί στον τρισδιάστατο ήχο.

Πρώτα απ 'όλα, ας μάθουμε γιατί το χρειάζεστε. Ο τρισδιάστατος ήχος σάς επιτρέπει να βυθιστείτε πλήρως στον κόσμο μιας ταινίας ή ενός παιχνιδιού υπολογιστή, δηλαδή να δημιουργήσετε ένα εικονικό εφέ παρουσίας. Αυτό δεν είναι προσβάσιμο σε συμβατικό στερεοφωνικό ήχο, καθώς σε αυτήν την περίπτωση η θέση των πηγών ήχου καθορίζεται σε ένα μόνο επίπεδο. Σε γενικές γραμμές, το κύριο εμπόδιο στη δημιουργία τρισδιάστατου ήχου είναι το ανθρώπινο ακουστικό βαρηκοΐας. Ο σχεδιασμός του, καθώς και η θέση των ίδιων των αυτιών στις πλευρές του κεφαλιού, καθιστούν δύσκολη την αίσθηση χωρικού ήχου. Ακόμα και στην πραγματική ζωή, δεν μπορούμε να προσδιορίσουμε με ακρίβεια τη θέση μιας πηγής ήχου στο διάστημα. Η κατάσταση επιδεινώνεται εν μέρει, αρκετά παράξενα, από το ανθρώπινο σώμα, το οποίο επίσης παραμορφώνει τον ήχο.

Υπάρχουν πολλές βασικές μέθοδοι για τη δημιουργία ήχου surround. Το πρώτο ονομάζεται Stereo Expansion. Συνίσταται στην επέκταση του πεδίου ενός ηχητικού σήματος, καθώς και στην προσομοίωση μιας αύξησης της απόστασης μεταξύ των πηγών του. Η δεύτερη μέθοδος ονομάζεται Positional 3D Audio. Όταν το χρησιμοποιείτε, κάθε ροή ήχου τοποθετείται με έναν συγκεκριμένο τρόπο κοντά στον ακροατή για να δημιουργήσετε ένα χωρικό εφέ. Τέλος, η τελευταία μέθοδος ονομάζεται Virtual Surround Audio. Προσομοιώνει περισσότερες πηγές ήχου από ό, τι στην πραγματικότητα. Όπως και οι δύο προηγούμενες μέθοδοι, το καθήκον της είναι να «εξαπατήσει» το ανθρώπινο ακουστικό βαρηκοΐας και να πείσει ότι ο ήχος προέρχεται από πηγές από ορισμένα μέρη, όπου στην πραγματικότητα δεν υπάρχουν.Το Virtual Sound Audio δεν χρησιμοποιεί μεγάλο αριθμό των λεγόμενων μεγαφώνων (κυριολεκτικά, «μεγάφωνα»): συνήθως ο αριθμός τους περιορίζεται σε ένα ή δύο.

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για να χρησιμοποιήσετε αυτήν τη μέθοδο. Ένα από αυτά βασίζεται στην τεχνολογία HRTF (Λειτουργία μεταφοράς που σχετίζεται με το κεφάλι, η οποία περιγράφεται παρακάτω). Εν ολίγοις, προορίζεται να χρησιμοποιηθεί κυρίως με ακουστικά.

Το μειονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι ότι μόνο ένα άτομο μπορεί να νιώσει την επίδρασή του αυτή τη στιγμή (και πάλι, λόγω των ακουστικών). Η δεύτερη μέθοδος για τη δημιουργία ήχου surround περιλαμβάνει το αποτέλεσμα της ανάκλασης ηχητικών ακτίνων από τους τοίχους του δωματίου στο οποίο βρίσκεται ο ακροατής. Σε αυτήν την περίπτωση, η χρήση ακουστικών δεν παρέχεται, αλλά υπάρχουν και άλλες δυσκολίες. Πρώτα απ 'όλα, το δωμάτιο πρέπει να είναι άδειο για να διασφαλιστεί η καθαρότητα του ήχου. Διαφορετικά, λόγω της παρουσίας ξένων αντικειμένων σε αυτόν, ο ήχος θα παραμορφωθεί και ο ακροατής δεν θα αισθανθεί το ίδιο 3D.

Όπως είπαμε, το κύριο εμπόδιο στη δημιουργία ήχου surround είναι η δομή του ανθρώπινου αυτιού. Ωστόσο, με φιλτράρισμα (αυτό περιλαμβάνει την αλλαγή της συχνότητας και του πλάτους του ηχητικού σήματος), μπορείτε να προσομοιώσετε το επιθυμητό αποτέλεσμα. Ένας από αυτούς τους αλγόριθμους είναι ο προαναφερθείς HRTF. Όταν χρησιμοποιείται, ο ήχος υφίσταται ορισμένες αλλαγές στο δρόμο για το ακουστικό βαρηκοΐας. Ανάλογα με τη θέση της πηγής, ο ήχος παραμορφώνεται και στη συνέχεια ο ανθρώπινος εγκέφαλος, λαμβάνοντας υπόψη τις τροποποιημένες παραμέτρους, καθορίζει τη θέση του. Ως αποτέλεσμα, ο ήχος που προέρχεται από ένα συγκεκριμένο σημείο στο διάστημα προσομοιώνεται με πολύπλοκους υπολογισμούς. Είναι ενδιαφέρον ότι το HRTF εξαρτάται από τη θέση του ακροατή και του κεφαλιού του στο διάστημα. Μπορείτε να επιτύχετε ήχο 3D υψηλής ποιότητας χρησιμοποιώντας HRTF μέσω ακουστικών, επειδή είναι στερεωμένα στο κεφάλι.Στην περίπτωση των ηχείων, αυτό γίνεται πιο δύσκολο: μια συγκεκριμένη θέση στο διάστημα απαιτείται από τον ακροατή. Η περιοχή στην οποία προσομοιώνεται το εφέ 3D ονομάζεται Sweet Spot. Πέρα από τα όριά του, δεν θα μπορείτε πλέον να αισθανθείτε τον χωρικό ήχο. Παρεμπιπτόντως, υπάρχει ένας αλγόριθμος που ονομάζεται Transaural Cross-talk Cancellation (TCC), ο οποίος είναι υπεύθυνος για τους υπολογισμούς αποζημίωσης (με άλλα λόγια, βελτίωση ήχου) με βάση τη θέση του ακροατή σε σχέση με τις πηγές ήχου.βελτίωση ήχου) με βάση τη θέση ακρόασης σε σχέση με τις πηγές ήχου.βελτίωση ήχου) με βάση τη θέση ακρόασης σε σχέση με τις πηγές ήχου.

Σε επίπεδο λογισμικού, ο ήχος surround περιγράφεται από το στοιχείο DirectX Audio του DirectX API της Microsoft. Μέθοδοι για τη δημιουργία χωρικού ήχου αναπτύχθηκαν πριν από πολύ καιρό και δεν έχουν αλλάξει δραματικά τον προηγούμενο χρόνο. Η προσομοίωση ενός εφέ 3D είναι δύσκολη: υπάρχουν τόσες πολλές παράμετροι που πρέπει να λάβετε υπόψη. Ωστόσο, τίποτα δεν είναι αδύνατο. Η έρευνα σε αυτόν τον τομέα δεν σταματά για ένα λεπτό. Στο εγγύς μέλλον θα δούμε σίγουρα και θα ακούσουμε νέες καινοτόμες εξελίξεις.

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΣΤΙΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ

Σήμερα, μπορείτε να βρείτε πολλές τεχνολογίες που χρησιμοποιούν το ηχητικό εφέ 3D. Είστε σίγουρα εξοικειωμένοι με το όνομα Dolby Digital, το οποίο κρύβεται πίσω από ένα σύστημα ήχου surround. Η λειτουργικότητά του βασίζεται στον αλγόριθμο MDCT (Modified Discrete Cosine Transform). Είναι επίσης ενδιαφέρον ότι όταν χρησιμοποιείτε το Dolby Digital, αφαιρούνται ήχοι που δεν ακούγονται από ένα άτομο στο παρασκήνιο άλλων. Μια άλλη τεχνολογία ήχου surround είναι το Aureal3D. Προσομοιώνει ένα εφέ 3D με δύο ηχεία και χρησιμοποιεί τον αλγόριθμο Wavetracing. Υπολογίζει τις διαδρομές διάδοσης των ηχητικών κυμάτων σε πραγματικό χρόνο, με βάση την αντανάκλασή τους από αντικείμενα του περιβάλλοντος. Το Creative δεν ξεχώρισε με την ανάπτυξη του EAX. Το EAX μοντελοποιεί αντικείμενα σε χώρο 3D και λειτουργεί επίσης με εφέ αντήχησης. Ένα χαρακτηριστικό της τεχνολογίας είναιότι δεν λειτουργεί σε πραγματικό χρόνο.

ΜΑΝΕΚΙΝΗ ΕΠΙΣΗΣ ΑΚΟΥΝ

Αναρωτιέστε πιθανώς από πού προέρχονταν οι προδιαμορφώσεις του αλγορίθμου HRTF. Ένα σύνολο βιβλιοθηκών του δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ένα ανδρείκελο ακοής που ονομάζεται KEMAR (Knowles Electronics Mannequin For Acoustic Research). Εγκατέστησαν μικρόφωνα στα αυτιά του ανδρεικέλου, τα οποία κατέγραψαν ήχο από πηγές γύρω του. Η ηχογράφηση ήταν ο ήχος που ήρθε στο ανδρείκελο, λαμβάνοντας υπόψη όλες τις αλλαγές. Οι προεπιλογές αλγορίθμου δημιουργήθηκαν συνδυάζοντας ήχο που λαμβάνεται από μικρόφωνα και ανεπεξέργαστα δεδομένα.