3D garso technologija

Tiesą sakant, labai retai galima rasti žmogų, kuris ypatingą dėmesį skiria filmų ar žaidimų garsui. Nesupraskite manęs neteisingai, visi nori išgirsti kokybišką garsą, tačiau daugeliui žmonių reikia tik pagrindų. Nors tai suprantama: nedaugelis žmonių yra sugadinti pažangių garso galimybių, jei apskritai jas žino. Šiame straipsnyje pagrindinis dėmesys bus skiriamas 3D garsui.

Pirmiausia išsiaiškinkime, kodėl jums to reikia. Trimatis garsas leidžia visiškai pasinerti į filmo ar kompiuterinio žaidimo pasaulį, tai yra, sukurti virtualų buvimo efektą. Tai yra nepasiekiama įprastam stereofoniniam garsui, nes šiuo atveju garso šaltinių padėtis nustatoma tik vienoje plokštumoje. Paprastai tariant, pagrindinė kliūtis kuriant 3D garsą yra žmogaus klausos aparatas. Jo dizainas, taip pat pačių ausų padėtis galvos šonuose apsunkina erdvinio garso pajautimą. Net realiame gyvenime mes negalime tiksliai nustatyti garso šaltinio padėties erdvėje. Situaciją iš dalies apsunkina, kad ir kaip keista, žmogaus kūnas, kuris taip pat iškreipia garsą.

Yra keli pagrindiniai erdvinio garso kūrimo metodai. Pirmasis vadinamas „Stereo Expansion“. Jis susideda iš garso signalo lauko išplėtimo ir atstumo tarp jo šaltinių padidėjimo imitavimo. Antrasis metodas vadinamas „Positional 3D Audio“. Naudojant jį, kiekvienas garso srautas tam tikru būdu išdėstomas šalia klausytojo, kad būtų sukurtas erdvinis efektas. Galiausiai paskutinis metodas vadinamas „Virtual Surround Audio“. Jis imituoja daugiau garso šaltinių nei iš tikrųjų. Kaip ir du ankstesni metodai, jo užduotis yra „apgauti“ žmogaus klausos aparatą ir įtikinti, kad garsas sklinda iš šaltinių iš tam tikrų vietų, kur jų iš tikrųjų nėra.„Virtual Sound Audio“ nenaudojama daugybė vadinamųjų garsiakalbių (pažodžiui, „garsiakalbiai“): paprastai jų skaičius ribojamas vienu ar dviem.

Šį metodą galima naudoti keliais būdais. Vienas iš jų yra pagrįstas HRTF technologija (su galva susijusi perdavimo funkcija, kuri aprašyta toliau). Trumpai tariant, jis pirmiausia skirtas naudoti su ausinėmis.

Šio metodo trūkumas yra tas, kad šiuo metu jo poveikį gali pajusti tik vienas asmuo (vėlgi, dėl ausinių). Antrasis erdvinio garso kūrimo būdas apima garso pluoštų atspindėjimo efektą iš kambario, kuriame yra klausytojas, sienų. Šiuo atveju ausinės nenumatytos, tačiau yra kitų sunkumų. Visų pirma, norint užtikrinti garso aiškumą, kambarys turi būti tuščias. Priešingu atveju dėl jame esančių pašalinių objektų garsas bus iškreiptas, o klausytojas nejaus to paties 3D.

Kaip sakėme, pagrindinė erdvinio garso sukūrimo kliūtis yra žmogaus ausies struktūra. Tačiau filtruodami (tai apima garso signalo dažnio ir amplitudės keitimą) galite imituoti norimą efektą. Vienas iš tokių algoritmų yra minėtas HRTF. Naudojant garsą, klausytojo klausos aparatas patiria tam tikrų pokyčių. Atsižvelgiant į šaltinio padėtį, garsas iškraipomas, o tada žmogaus smegenys, atsižvelgdamos į pasikeitusius parametrus, nustato jo padėtį. Todėl garsas, sklindantis iš tam tikro erdvės taško, imituojamas naudojant sudėtingus skaičiavimus. Įdomu tai, kad HRTF priklauso nuo klausytojo padėties ir jo galvos erdvėje. Aukštos kokybės 3D garsą galite pasiekti naudodamiesi HRTF per ausines, nes jos yra pritvirtintos ant galvos.Kalbėtojų atveju tai tampa sunkiau: iš klausytojo reikalaujama tam tikros padėties erdvėje. Plotas, kuriame imituojamas 3D efektas, vadinama „Sweet Spot“. Peržengdami jos ribas, nebegalėsite pajusti erdvinio garso. Beje, yra algoritmas, vadinamas Transaural Cross-talk Cancellation (TCC), kuris yra atsakingas už kompensacijos skaičiavimus (kitaip tariant, garso pagerinimą), pagrįstą klausytojo padėtimi, palyginti su garso šaltiniais.garso stiprinimas), atsižvelgiant į klausymo padėtį, palyginti su garso šaltiniais.garso stiprinimas), atsižvelgiant į klausymo padėtį, palyginti su garso šaltiniais.

Programinės įrangos lygiu erdvinį garsą apibūdina „Microsoft DirectX“ API „DirectX Audio“ komponentas. Erdvinio garso kūrimo metodai buvo sukurti gana seniai ir per pastarąjį laiką dramatiškai nepasikeitė. Imituoti 3D efektą sunku: reikia atsižvelgti į tiek daug parametrų. Tačiau nieko nėra neįmanoma. Tyrimai šioje srityje nenutrūksta nė minutei. Artimiausiu metu mes tikrai pamatysime ir išgirsime naujoviškų pokyčių.

TECHNOLOGIJOS TECHNOLOGIJOSE

Šiais laikais galite rasti daugybę technologijų, naudojančių 3D garso efektą. Jūs tikrai gerai pažįstate pavadinimą „Dolby Digital“, kuris slepiasi už erdvinio garso sistemos. Jo funkcionalumas pagrįstas MDCT (Modified Discrete Cosine Transform) algoritmu. Įdomu ir tai, kad naudojant „Dolby Digital“ pašalinami garsai, kurių žmogus negirdi kitų fone. Kita erdvinio garso technologija yra „Aureal3D“. Jis imituoja 3D efektą su dviem garsiakalbiais ir naudoja „Wavetracing“ algoritmą. Jis apskaičiuoja garso bangų sklidimo kelius realiuoju laiku, atsižvelgdamas į jų atspindį iš aplinkos objektų. „Creative“ nepaliko nuošalyje su savo plėtra „EAX“. EAX modeliuoja objektus 3D erdvėje ir taip pat veikia su reverb efektu. Technologijos bruožas yrakad jis neveikia realiuoju laiku.

MANEKENAI IR GIRDI

Jums tikriausiai įdomu, iš kur atsirado HRTF algoritmo ruošiniai. Jo bibliotekų rinkinys buvo sukurtas naudojant klausos manekeną, vadinamą KEMAR („Knowles Electronics Mannequin For Acoustic Research“). Manekenės ausyse buvo sumontuoti mikrofonai, kurie įrašė garsą iš aplinkinių šaltinių. Įrašas buvo garsas, atėjęs į manekeną, atsižvelgiant į visus pakeitimus. Algoritmo išankstiniai nustatymai buvo sukurti derinant mikrofonų gaunamą garsą ir neapdorotus duomenis.