Prostorový zvuk - Surround sound

16,2kanálový prostorový zvuk

Prostorový zvuk je technika, která obohacuje věrnost a hloubku reprodukce zvuku pomocí více zvukových kanálů z reproduktorů, které obklopují posluchače ( prostorové kanály ). Jeho první aplikace byla v kinech . Před prostorovým zvukem měly divadelní zvukové systémy obvykle tři zvukové kanály na obrazovce, které hrály ze tří reproduktorů (vlevo, uprostřed a vpravo) umístěných před publikem. Prostorový zvuk přidá jeden nebo více kanálů z reproduktorů na stranu nebo za posluchače, které dokážou kolem posluchače vytvořit pocit zvuku přicházejícího z jakéhokoli horizontálního směru (na úrovni země).

Tato technika zlepšuje vnímání prostorové zvuku pomocí využití zvukové lokalizace : schopnost posluchače identifikovat polohu nebo původ detekovaného zvuku ve směru a vzdálenosti. Toho je dosaženo použitím více diskrétních zvukových kanálů směrovaných do řady reproduktorů . Prostorový zvuk má obvykle umístění posluchače ( sweet spot ), kde zvukové efekty fungují nejlépe, a v tomto místě posluchači představuje pevnou nebo dopřednou perspektivu zvukového pole.

Formáty prostorového zvuku se liší v reprodukci a metodách záznamu, spolu s počtem a umístěním dalších kanálů. Nejvíce zvuk specifikace běžné surround se ITU ‚s 5,1 standardní , vyzývá k 6 reproduktorů: Center (C), před posluchačem; Vlevo (L) a vpravo (R), pod úhly 60 °; Levý prostorový (LS) a Pravý prostorový (RS) v úhlech 100–120 °; a subwoofer , jehož poloha není kritická.

Oblasti použití

Ačkoli kino a zvukové stopy představují hlavní využití prostorových technik, jeho rozsah použití je širší, protože prostorový zvuk umožňuje vytvoření zvukového prostředí pro všechny druhy účelů. Vícekanálové zvukové techniky lze použít k reprodukci obsahu tak rozmanitého, jako je hudba, řeč, přirozené nebo syntetické zvuky pro kino, televizi , vysílání nebo počítače. Pokud jde například o hudební obsah, živé vystoupení může využívat vícekanálové techniky v kontextu koncertu pod širým nebem, představení hudebního divadla nebo pro vysílání ; u filmu jsou specifické techniky přizpůsobeny kinosálu nebo doma (např. systémy domácího kina ). Narativní prostor je také obsahem, který lze vylepšit pomocí vícekanálových technik. To se týká hlavně filmových příběhů, například řeči postav filmu, ale může být také použito na hry hrané v divadle, na konferenci nebo k integraci hlasových komentářů do archeologického naleziště nebo památky. Výstavu lze například vylepšit o aktuální okolní zvuk vody, ptáků, hluku vlaku nebo stroje. Místní přirozené zvuky mohou být také použity ve vzdělávacích aplikacích. Mezi další oblasti použití patří herní konzole, osobní počítače a další platformy. V takových aplikacích by obsah byl typicky syntetický šum vytvářený počítačovým zařízením v interakci s jeho uživatelem. Významná práce byla také provedena pomocí prostorového zvuku pro lepší povědomí o situaci v oblasti vojenské a veřejné bezpečnostní aplikace.

Druhy médií a technologií

Komerční média prostorového zvuku zahrnují videokazety, DVD a vysílání SDTV kódované jako komprimované Dolby Digital a DTS a bezztrátový zvuk, jako jsou DTS HD Master Audio a Dolby TrueHD na HDTV Blu-ray Disc a HD DVD , které jsou totožné se studiovým předlohou. Mezi další komerční formáty patří konkurenční formáty DVD-Audio (DVD-A) a Super Audio CD (SACD) a MP3 Surround . Prostorové formáty Cinema 5.1 zahrnují Dolby Digital a DTS . Sony Dynamic Digital Sound (SDDS) je 8kanálová konfigurace kina, která nabízí 5 nezávislých zvukových kanálů vpředu se dvěma nezávislými prostorovými kanály a kanálem nízkofrekvenčních efektů . Tradiční konfigurace 7.1 prostorových reproduktorů zavádí dva další zadní reproduktory do konvenčního uspořádání 5.1, celkem tedy čtyři prostorové kanály a tři přední kanály, aby bylo vytvořeno více 360 ° zvukového pole.

Většinu nahrávek prostorového zvuku vytvářejí filmové produkční společnosti nebo výrobci videoher; některé videokamery pro spotřebitele však mají tuto schopnost buď vestavěnou, nebo jsou k dispozici samostatně. Technologie prostorového zvuku mohou být také použity v hudbě, aby umožnily nové metody uměleckého vyjádření. Po neúspěchu kvadrofonního zvuku v 70. letech 20. století byla od roku 1999 pomalu znovu zavedena vícekanálová hudba pomocí formátů SACD a DVD-Audio. Některé AV přijímače , stereofonní systémy a počítačové zvukové karty obsahují integrované digitální signálové procesory nebo digitální zvukové procesory pro simulaci prostorového zvuku ze stereofonního zdroje (viz falešné stereo ).

V roce 1967, rocková skupina Pink Floyd provedl vůbec první prostorový zvuk koncert v „Games for May“, opulentní záležitost v Londýně ‚s Queen Elizabeth Hall , kde se kapela debutovala jeho zakázkový kvadrofonní reproduktorový systém. Ovládací zařízení, které vyrobili, Azimutský koordinátor , je nyní vystaveno v londýnském Victoria and Albert Museum , jako součást jejich galerie Theatre Collections.

Dějiny

První zdokumentované použití prostorového zvuku bylo v roce 1940 pro animovaný film studia Disney studia Fantasia . Walt Disney se inspiroval operním dílem Nikolaje Rimského-Korsakova Flight of the Bumblebee, aby měl v jeho muzikálu Fantasia čmeláka a také zněl, jako by letěl ve všech částech divadla. Počáteční vícekanálová zvuková aplikace se nazývala „ Fantasound “ a sestávala ze tří zvukových kanálů a reproduktorů. Zvuk byl rozptýlen po celém kině a ovládal ho technik pomocí asi 54 reproduktorů. Prostorový zvuk byl dosažen pomocí součtu a rozdílu fáze zvuku. Toto experimentální využití prostorového zvuku však bylo z filmu v pozdějších projekcích vyloučeno. V roce 1952 se „prostorový zvuk“ úspěšně objevil s filmem „This is Cinerama“, využívající diskrétní sedmkanálový zvuk, a závod o vývoj dalších metod prostorového zvuku se rozjel.

V padesátých letech dvacátého století německý skladatel Karlheinz Stockhausen experimentoval a vytvořil průlomové elektronické kompozice, jako jsou Gesang der Jünglinge a Kontakte , přičemž posledně jmenovaný využíval plně diskrétní a rotující kvadrofonní zvuky generované průmyslovým elektronickým zařízením ve studiu Herberta Eimerta ve Westdeutscher Rundfunk (WDR). Edgar Varese ‚s Poème électronique , vytvořený pro Iannis Xenakis -designed Philips pavilon na 1958 Brusel světové výstavy , který se používá také prostorový zvuk se 425 reproduktory používají k pohybu zvuk v celém pavilonu.

V roce 1957, ve spolupráci s umělcem Jordanem Belsonem , Henry Jacobs produkoval Vortex: Experimenty ve zvuku a světle - sérii koncertů s novou hudbou, včetně některé vlastní Jacobsovy a té od Karlheinze Stockhausena a mnoha dalších - odehrávající se v Morrisonu Planetárium v parku Golden Gate, San Francisco. Zvukoví designéři to běžně považují za původ (nyní standardního) konceptu „prostorového zvuku“. Program byl populární a Jacobs a Belson byli pozváni, aby jej reprodukovali na světové výstavě 1958 v Bruselu. Existuje také mnoho dalších skladatelů, kteří ve stejném časovém období vytvořili průkopnická díla prostorového zvuku.

V roce 1978 byl s filmem Superman testován koncept, který vymyslel Max Bell pro Dolby Laboratories s názvem „split surround“ . To vedlo k 70mm stereo prostorovému vydání Apocalypse Now , které se stalo jedním z prvních formálních vydání v kinech se třemi kanály vpředu a dvěma vzadu. Za obrazovkami kinosálů o průměru 70 mm bylo obvykle pět reproduktorů, ale pouze levý, středový a pravý byly použity v plné frekvenci, zatímco středový levý a středový pravý byly použity pouze pro basové frekvence (jak je v současné době běžné) . Apokalypsa kodér / dekodér byla navržena Michaelem Karagosian i pro Dolby Laboratories . Surround mix byl produkován oscarovou posádkou vedenou Walterem Murchem pro americký Zoetrope . Formát byl také nasazen v roce 1982 se stereo prostorovým vydáním Blade Runner .

Verze prostorového zvuku 5.1 vznikla v roce 1987 ve slavném francouzském kabaretu Moulin Rouge . Francouzský inženýr Dominique Bertrand použil mixážní pult speciálně navržený ve spolupráci s Solid State Logic , založený na sérii 5000 a zahrnující šest kanálů. Respektive: A vlevo, B vpravo, C střed, D vlevo vzadu, E vpravo vzadu, F basů. Tentýž inženýr již dosáhl systému 3.1 v roce 1974 pro mezinárodní summit frankofonních států v Dakaru v Senegalu.

Vytváření prostorového zvuku

Prostorový zvuk se vytváří několika způsoby. První a nejjednodušší metodou je použití techniky záznamu prostorového zvuku-zachycení dvou odlišných stereofonních obrazů, jednoho vpředu a jednoho vzadu, nebo pomocí vyhrazeného nastavení, např. Rozšířeného stromu Decca- nebo míchání prostorového zvuku pro přehrávání na audio systém využívající reproduktory obklopující posluchače k přehrávání zvuku z různých směrů. Druhým přístupem je zpracování zvuku pomocí metod lokalizace psychoakustického zvuku pro simulaci dvojrozměrného (2-D) zvukového pole se sluchátky. Třetí přístup, založený na Huygensově principu , se pokouší zrekonstruovat zaznamenané fronty vln zvukového pole v prostoru poslechu; formulář „audio hologram“. Jedna forma, syntéza vlnového pole (WFS), vytváří zvukové pole se sudým chybovým polem v celé oblasti. Komerční systémy WFS, v současné době prodávané společnostmi sonic emoce a Iosono , vyžadují mnoho reproduktorů a značný výpočetní výkon. Čtvrtý přístup používá tři mikrofony, jeden pro přední, jeden pro boční a jeden pro zadní, také nazývaný záznam Double MS .

Ambisonics forma, rovněž založen na principu Huygens , dává zvukový rekonstrukci přesně na centrálním místě; je však méně přesný od centrálního bodu. Pro Ambisonics, který dominuje většině spotřebitelského trhu, je k dispozici mnoho bezplatných i komerčních softwarových programů, zejména hudebníků využívajících elektronickou a počítačovou hudbu. Produkty Ambisonics jsou navíc standardem hardwaru pro prostorový zvuk prodávaný společností Meridian Audio . Ve své nejjednodušší podobě Ambisonics spotřebovává málo zdrojů, což však neplatí pro nedávný vývoj, jako například Near Field Compensated Higher Order Ambisonics. Před několika lety se ukázalo, že v mezích se WFS a Ambisonics sbližují.

A konečně, prostorového zvuku lze dosáhnout také zvládnutím úrovně, ze stereofonních zdrojů jako u Penteo , které využívá analýzu digitálního zpracování signálu stereofonního záznamu k rozebrání jednotlivých zvuků do poloh panoramatických komponent, a poté je podle toho umísťuje do pěti kanálů. pole. Existuje však více způsobů, jak vytvořit prostorový zvuk ze stereofonního zvuku, například pomocí rutin založených na QS a SQ pro kódování zvuku Quad , kde byly nástroje rozděleny do 4 reproduktorů ve studiu. Tento způsob vytváření prostorového zvuku pomocí softwarových rutin se běžně označuje jako „upmixování“, což bylo zvláště úspěšné na dekodérech řady Sansui QSD, které měly režim, kde mapovalo stereo L ↔ R na ∩ oblouk.

Standardní konfigurace

Pro zážitek z prostorového zvuku je k dispozici mnoho alternativních nastavení, přičemž standardem pro většinu aplikací s prostorovým zvukem je konfigurace 3-2 (3 přední, 2 zadní reproduktory a kanál s nízkofrekvenčními efekty) (běžněji se označuje jako prostorový zvuk 5.1), včetně kina, televize a spotřebitelských aplikací. Toto je kompromis mezi ideálním vytvořením obrazu v místnosti a praktičností a kompatibilitou s dvoukanálovým stereem. Protože většina mixů prostorového zvuku je vyráběna pro prostorový zvuk 5.1 (6 kanálů), vyžadují větší nastavení pro napájení dalších reproduktorů matice nebo procesory.

Standardní nastavení prostorového zvuku se skládá ze tří předních reproduktorů LCR (levý, středový a pravý), dvou prostorových reproduktorů LS a RS (levý a pravý prostorový zvuk) a subwooferu pro kanál s nízkofrekvenčními efekty (LFE), který je filtrován dolní propustí. při 120 Hz. Úhly mezi reproduktory byly standardizovány doporučením ITU (International Telecommunication Union) 775 a AES (Audio Engineering Society) takto: 60 stupňů mezi kanály L a R (umožňuje dvoukanálovou stereo kompatibilitu) se středovým reproduktorem přímo před posluchačem. Prostorové kanály jsou umístěny 100-120 stupňů od středového kanálu, přičemž umístění subwooferu není kritické kvůli nízkému směrovému faktoru frekvencí pod 120 Hz. Standard ITU také umožňuje další prostorové reproduktory, které je třeba rovnoměrně rozmístit mezi 60 a 150 stupni.

Směsi prostorového zvuku více nebo méně kanálů jsou přijatelné, pokud jsou kompatibilní, jak je popsáno v ITU-R BS. 775-1 s prostorovým zvukem 5.1. 3-1kanálové nastavení (sestávající z jednoho monofonního prostorového kanálu) je takový případ, kdy jsou LS i RS napájeny monofonním signálem na zeslabené úrovni -3 dB.

Funkce středového kanálu je ukotvit signál tak, aby se žádný centrální posouvaný obraz neposunul, když se posluchač pohybuje nebo sedí mimo sweet spot. Středový kanál také zabraňuje jakýmkoli časovým modifikacím, což je typické pro 2kanálové stereo, kvůli fázovým rozdílům na dvou uších posluchače. Středový kanál se používá zejména ve filmech a televizi, přičemž dialog přivádí především středový kanál. Funkce středového kanálu může být buď monofonní povahy (jako u dialogu), nebo může být použita v kombinaci s levým a pravým kanálem pro skutečné tříkanálové stereo. Filmy používají středový kanál pro monofonní účely, přičemž stereo je vyhrazeno čistě pro levý a pravý kanál. Byly však vyvinuty techniky prostorových mikrofonů, které plně využívají potenciál tříkanálového stereofonního zvuku.

Při prostorovém zvuku 5.1 jsou fantomové obrazy mezi předními reproduktory poměrně přesné, přičemž obrázky směrem dozadu a zejména do stran jsou nestabilní. Lokalizace virtuálního zdroje, založená na rozdílech úrovní mezi dvěma reproduktory na straně posluchače, ukazuje velkou nejednotnost napříč standardizovaným nastavením 5.1, což je také do značné míry ovlivněno pohybem mimo referenční polohu. Prostorový zvuk 5.1 má proto omezenou schopnost přenášet 3D zvuk, takže prostorové kanály jsou vhodnější pro prostředí nebo efekty.)

Další nastavení, nejčastěji používané ve velkých kinech, je 7.1kanálový prostorový zvuk, který je kompatibilní s prostorovým zvukem 5.1, i když to není v normách ITU uvedeno. 7.1kanálový prostorový zvuk přidává k nastavení prostorového zvuku 5.1 další dva kanály, středový levý (CL) a pravý středový (CR), přičemž reproduktory jsou umístěny 15 stupňů mimo střed od posluchače. Tato konvence se používá k pokrytí zvýšeného úhlu mezi předními reproduktory jako produktu větší obrazovky.

Techniky prostorového mikrofonu

Většina technik 2kanálového stereofonního mikrofonu je kompatibilní s 3kanálovým nastavením (LCR), protože mnohé z těchto technik již obsahují středový mikrofon nebo pár mikrofonů. Mikrofonní techniky pro LCR by se však měly snažit dosáhnout většího oddělení kanálů, aby se předešlo například konfliktním fantomovým obrazům mezi L/C a L/R. Pro 3kanálové stereo byly proto vyvinuty specializované techniky. Techniky prostorového mikrofonu do značné míry závisí na použitém nastavení, a proto jsou zkresleny směrem k nastavení prostorového zvuku 5.1, protože toto je standard.

Techniky prostorového záznamu lze rozlišit na ty, které používají jednotlivá pole mikrofonů umístěných v těsné blízkosti, a na ty, které ošetřují přední a zadní kanály oddělenými poli. Blízká pole poskytují přesnější fantomové obrazy, zatímco pro prostředí se obvykle používá oddělené zpracování zadních kanálů. Pro přesné zobrazení akustického prostředí, jako jsou sály, jsou boční odrazy zásadní. Pokud je tedy dojem z místnosti důležitý, měly by být použity vhodné mikrofonní techniky. Přestože je reprodukce bočních obrazů v nastavení prostorového zvuku 5.1 velmi nestabilní, dojmy z místnosti lze přesto přesně prezentovat.

Některé mikrofonní techniky používané pro pokrytí tří předních kanálů zahrnují techniky dvojitého stereofonního signálu, INA-3 (Ideal Cardioid Arrangement), nastavení Decca Tree a OCT (Optimum Cardioid Triangle). Prostorové techniky jsou z velké části založeny na 3kanálových technikách s dalšími mikrofony použitými pro prostorové kanály. Rozlišujícím faktorem pro snímání předních kanálů v prostorovém zvuku je, že by měl být zachycen menší dozvuk, protože za snímání dozvuku budou odpovědné prostorové mikrofony. Kardioidní, hyperkardioidní nebo superkardioidní polární vzory proto často nahrazují všesměrové polární vzory pro prostorové záznamy. Ke kompenzaci ztracených dolních koncových směrových (tlakových gradientů) mikrofonů lze přidat další všesměrové (tlakové mikrofony), které vykazují rozšířenou odezvu nižší třídy. Výstup mikrofonu je obvykle filtrován dolním průchodem. Jednoduchá konfigurace prostorového mikrofonu zahrnuje použití předního pole v kombinaci se dvěma zpětně směřujícími všesměrovými pokojovými mikrofony umístěnými asi 10–15 metrů od předního pole. Pokud jsou ozvěny pozoruhodné, může být přední pole vhodně zpožděno. Alternativně mohou být kardioidní mikrofony obrácené dozadu umístěny blíže k přednímu poli pro podobný snímač dozvuku.

INA-5 (Ideal Cardioid Arrangement) je pole prostorových mikrofonů, které využívá pět kardioidních mikrofonů připomínajících úhly standardizované konfigurace prostorových reproduktorů definované ITU Rec. 775. Rozměry mezi třemi předními mikrofony a polárními vzory mikrofonů lze měnit pro různé úhly snímání a odezvu okolí. Tato technika tedy umožňuje velkou flexibilitu.

Dobře zavedeným mikrofonním polem je Fukada Tree, což je upravená varianta stereo techniky Decca Tree. Pole sestává z pěti rozmístěných kardioidních mikrofonů, tří předních mikrofonů připomínajících strom Decca a dvou prostorových mikrofonů. Lze přidat dvě další všesměrové výsuvy pro zvětšení vnímané velikosti orchestru nebo pro lepší integraci předních a prostorových kanálů. Mikrofony L, R, LS a RS by měly být umístěny ve čtvercové formaci s L/R a LS/RS úhlem 45 stupňů a 135 stupňů od středového mikrofonu. Rozteč mezi těmito mikrofony by měla být asi 1,8 metru. Tato čtvercová formace je zodpovědná za dojmy z místnosti. Středový kanál je umístěn metr před kanály L a R a vytváří silný středový obraz. Prostorové mikrofony jsou obvykle umístěny v kritické vzdálenosti (kde je přímé a dozvukové pole stejné), přičemž celé pole se obvykle nachází několik metrů nad a za vodičem.

NHK (japonská vysílací společnost) vyvinula alternativní techniku zahrnující také pět kardioidních mikrofonů. Zde je použita přepážka pro oddělení předního levého a pravého kanálu, které jsou od sebe vzdáleny 30 cm. Výsuvné všesměrové mikrofony, filtrované dolní propustí při 250 Hz, jsou od sebe vzdáleny 3 metry v souladu s kardioidy L a R. Ty kompenzují odvalení basů kardioidních mikrofonů a také dodávají roztažnost. Pro prostorové kanály je použit pár mikrofonů s rozestupem 3 metry umístěný 2–3 metry za předním polem. Středový kanál je opět umístěn mírně dopředu, přičemž L/R a LS/RS jsou opět pod úhlem 45 a 135 stupňů.

Mikrofonní pole OCT-Surround (Optimum Cardioid Triangle-Surround) je vylepšenou technikou stereo OCT techniky využívající stejné přední pole s přidanými prostorovými mikrofony. Přední pole je navrženo pro minimální přeslechy, přičemž přední levý a pravý mikrofon mají superkardioidní polární vzory a jsou skloněny o 90 stupňů vzhledem ke středovému mikrofonu. Je důležité, aby pro kanály L a R byly použity vysoce kvalitní malé membránové mikrofony ke snížení vybarvení mimo osu. Vyrovnání lze také použít ke zploštění odezvy superkardioidních mikrofonů na signály přicházející až přibližně o 30 stupňů od přední části pole. Středový kanál je umístěn mírně dopředu. Prostorové mikrofony jsou dozadu obrácené kardioidní mikrofony, které jsou umístěny 40 cm zpět od mikrofonů L a R. Mikrofony L, R, LS a RS zachycují rané odlesky jak ze stran, tak ze zadní části akustického prostoru, čímž vytvářejí výrazné dojmy z místnosti. Rozteč mezi mikrofony L a R lze měnit, aby se získala požadovaná stereofonní šířka.

Pro záznam čistě prostředí prostoru byla vyvinuta specializovaná pole mikrofonů. Tato pole se používají v kombinaci s vhodnými předními poli nebo je lze přidat k výše uvedeným prostorovým technikám. Náměstí Hamasaki (také navržené NHK) je dobře zavedené mikrofonní pole používané pro snímání atmosféry haly. Čtyři osmičkové mikrofony jsou uspořádány do čtverce, ideálně umístěny daleko a vysoko v hale. Vzdálenost mezi mikrofony by měla být mezi 1–3 metry. Nuly mikrofonů (nulový bod vyzvednutí) jsou nastaveny tak, aby směřovaly k hlavnímu zdroji zvuku s kladnou polaritou směrem ven, takže velmi efektivně minimalizují přímé snímání zvuku a ozvěny ze zadní části haly Dva zadní mikrofony jsou smíchány s prostorovými kanály , přičemž přední dva kanály jsou smíchány v kombinaci s předním polem do L a R.

Další ambientní technikou je kříž IRT (Institut für Rundfunktechnik). Zde jsou umístěny čtyři kardioidní mikrofony, vzájemně vůči sobě o 90 stupňů, ve čtvercové formaci, oddělené 21–25 cm. Přední dva mikrofony by měly být umístěny 45 stupňů mimo osu od zdroje zvuku. Tato technika se proto podobá zezadu na blízko téměř shodným stereo párům. Výstupy mikrofonů jsou vedeny do kanálů L, R a LS, RS. Nevýhodou tohoto přístupu je, že přímé snímání zvuku je poměrně významné.

Mnoho nahrávek nevyžaduje vyzvednutí bočních odrazů. Pro koncerty živé popové hudby je vhodnějším polem pro příjem atmosféry kardioidní lichoběžník. Všechny čtyři kardioidní mikrofony směřují dozadu a jsou navzájem skloněny pod úhlem 60 stupňů, takže jsou podobné půlkruhu. To je efektivní pro získání publika a prostředí.

Všechna výše uvedená pole mikrofonů zabírají značný prostor, takže jsou pro nahrávání v terénu zcela neúčinná. V tomto ohledu je technika dvojitého MS (Mid Side) docela výhodná. Toto pole používá kardioidní mikrofony zády k sobě, jeden směřující dopředu, druhý dozadu, kombinovaný buď s jedním nebo dvěma mikrofony s osmičkou. Různé kanály se získají součtem a rozdílem osmičkových a kardioidních vzorců. Při použití pouze jednoho mikrofonu s osmičkou je technika dvojitého MS extrémně kompaktní, a proto také dokonale kompatibilní s monofonním přehráváním. Tato technika také umožňuje postprodukční změny úhlu vyzvednutí.

Správa basů

Systémy prostorového přehrávání mohou využívat správu basů , jejíž základní zásadou je, že obsah basů v příchozím signálu, bez ohledu na kanál, by měl být směrován pouze do reproduktorů schopných s ním zacházet, ať už jde o reproduktory hlavního systému nebo jeden nebo více speciální nízkofrekvenční reproduktory nazývané subwoofery .

Před a po systému správy basů je notový rozdíl. Před systémem správy basů je kanál s nízkofrekvenčními efekty (LFE). Po systému řízení basů následuje signál subwooferu. Častým nedorozuměním je přesvědčení, že kanál LFE je „kanálem subwooferu“. Systém správy basů může směrovat basy do jednoho nebo více subwooferů (je -li k dispozici) z jakéhokoli kanálu, nejen z kanálu LFE. Pokud není k dispozici žádný reproduktor subwooferu, může systém správy basů nasměrovat kanál LFE na jeden nebo více hlavních reproduktorů.

Nízkofrekvenční efektový kanál

Protože kanál nízkofrekvenčních efektů (LFE) vyžaduje pouze zlomek šířky pásma ostatních zvukových kanálů, je označován jako kanál .1 ; například 5.1 nebo 7.1 .

Kanál LFE je zdrojem jistých zmatků v prostorovém zvuku. Původně byl vyvinut pro přenos extrémně nízkých subbasových filmových zvukových efektů (např. Hlasitý rachot hromů nebo výbuchů) na vlastním kanálu. To umožnilo divadlům ovládat hlasitost těchto efektů tak, aby vyhovovaly akustickému prostředí a systému reprodukce zvuku konkrétního kina. Nezávislé ovládání efektů sub-basů také snížilo problém intermodulačního zkreslení při reprodukci zvuku analogového filmu.

V původní implementaci kina byl LFE samostatným kanálem napájeným do jednoho nebo více subwooferů. Systémy domácího přehrávání však nemusí mít samostatný subwoofer, takže moderní dekodéry a systémy domácího prostorového zvuku často obsahují systém správy basů, který umožňuje napájení basů na jakémkoli kanálu (hlavním nebo LFE) pouze do reproduktorů, které zvládají nízkofrekvenční signály. Nejvýznamnějším bodem zde je, že kanál LFE není kanálem pro subwoofer ; nemusí existovat žádný subwoofer, a pokud existuje, může to být mnohem více než efekty.

Některé nahrávací společnosti jako Telarc a Chesky tvrdily, že kanály LFE nejsou v moderním digitálním vícekanálovém zábavním systému potřeba. Argumentují tím, že všechny dostupné kanály mají plný frekvenční rozsah a jako takový není v produkci prostorové hudby potřeba LFE, protože všechny frekvence jsou k dispozici ve všech hlavních kanálech. Tyto štítky někdy používají kanál LFE k přenášení výškového kanálu. Štítek BIS Records obecně používá mix 5,0 kanálů.

Zápis kanálu

Zápis kanálu udává počet diskrétních kanálů zakódovaných ve zvukovém signálu, nikoli nutně počet kanálů reprodukovaných pro přehrávání. Počet přehrávacích kanálů lze zvýšit použitím maticového dekódování . Pokud jeden nebo více kanálů pohání skupinu reproduktorů, může se počet přehrávaných kanálů lišit od počtu reproduktorů použitých k jejich reprodukci. Notace představuje počet kanálů, nikoli počet reproduktorů.

První číslice v „5.1“ je počet kanálů v plném rozsahu. Hodnota „.1“ odráží omezený frekvenční rozsah kanálu LFE.

Například dva stereo reproduktory bez kanálu LFE = 2,0
5 kanálů plného rozsahu + 1 kanál LFE = 5,1

Alternativní zápis ukazuje počet kanálů v plném rozsahu před posluchačem, oddělených lomítkem od počtu kanálů v plném rozsahu vedle nebo za posluchačem, přičemž desetinná tečka označuje počet kanálů LFE s omezeným rozsahem.

Například 3 přední kanály + 2 boční kanály + kanál LFE = 3/2,1

Zápis lze rozšířit o dekodéry Matrix . Například Dolby Digital EX má šestý kanál plného rozsahu začleněný do dvou zadních kanálů s maticí . To je vyjádřeno:

3 přední kanály + 2 zadní kanály + 3 kanály reprodukované celkem vzadu + 1 kanál LFE = 3/2: 3,1

Termín stereo , ačkoli byl propagován ve vztahu k dvoukanálovému zvuku, historicky také odkazoval na prostorový zvuk, protože přísně znamená „pevný“ (trojrozměrný) zvuk. Toto však již není běžné a „stereofonní zvuk“ téměř výhradně znamená dva kanály, levý a pravý.

Identifikace kanálu

V souladu s ANSI/CEA-863-A

Identifikace ANSI/CEA-863-A pro kanály prostorového zvuku
Index kanálu založený na nule			Název kanálu	Barevné kódování na komerčním přijímači a kabeláži
MP3 / WAV / FLAC	DTS / AAC	Vorbis / Opus	Název kanálu	Barevné kódování na komerčním přijímači a kabeláži
0	1	0	Přední levá		Bílý
1	2	2	Vpředu vpravo		Červené
2	0	1	Centrum		Zelená
3	5	7	Subwoofer		Nachový
4	3	3	Levá strana		Modrý
5	4	4	Pravá strana		Šedá
6	6	5	Zadní levý		Hnědý
7	7	6	Zadní pravý		Khaki

Diagram
Přední levá	Centrum	Vpředu vpravo
Levá strana	☺	Pravá strana
Zadní levý	☺	Zadní pravý
Subwoofer

Výškové kanály

Index	Název kanálu
8	Výška vlevo 1	Žlutá
9	Pravá výška 1	oranžový
10	Levá výška 2	Růžový
11	Pravá výška 2	Purpurová

Zvukový celý režijní zvuk

V roce 2002 měl Dolby premiéru předlohy We Were Soldiers, která obsahovala soundtrack Sonic Whole Overhead Sound. Tato kombinace zahrnovala nový stropní výškový kanál .

Ambisonics

Ambisonics je technika záznamu a přehrávání využívající vícekanálové míchání, kterou lze použít naživo nebo ve studiu a která obnovuje zvukové pole tak, jak existovalo v prostoru, na rozdíl od tradičních prostorových systémů, které mohou vytvářet iluzi zvukového pole pouze v případě, že je posluchač umístěný ve velmi úzkém sweetspotu mezi reproduktory. K vytvoření zvukového pole lze použít libovolný počet reproduktorů v jakémkoli fyzickém uspořádání. Se 6 nebo více reproduktory uspořádanými kolem posluchače může být prezentováno 3-dimenzionální („perifonní“ nebo plné koule) zvukové pole. Ambisonics vynalezl Michael Gerzon .

Binaurální záznam

Binaurální záznam je metoda záznamu zvuku, která využívá dva mikrofony uspořádané za účelem vytvoření 3-D stereofonního zážitku přítomnosti v místnosti s umělci nebo nástroji. Myšlenka trojrozměrné nebo „vnitřní“ formy zvuku se vyvinula v technologii pro stetoskopy vytvářející „in-head“ akustiku a filmy IMAX vytvářející trojrozměrný akustický zážitek.

Panor-Ambiophonic (PanAmbio) 4.0/4.1

PanAmbio kombinuje stereo dipól a zrušení přeslechu vpředu a druhou sadu za posluchačem (celkem čtyři reproduktory) pro 360 ° 2D prostorovou reprodukci. Čtyřkanálové nahrávky, zejména ty, které obsahují binaurální podněty, vytvářejí reproduktorový binaurální prostorový zvuk. 5.1kanálové záznamy, včetně filmových disků DVD, jsou kompatibilní smícháním obsahu C-kanálu s dvojicí předních reproduktorů. 6.1 lze hrát smícháním SC do zadního páru.

Standardní kanály reproduktorů

Pro spotřebitelské vybavení se běžně používá několik konfigurací reproduktorů. Pořadí a identifikátory jsou uvedeny pro masku kanálu ve standardním nekomprimovaném formátu souboru WAV (který obsahuje surový vícekanálový stream PCM ) a používají se podle stejné specifikace pro většinu digitálních zvukových hardwarů připojitelných k počítači a operačních systémů PC schopných zvládnout více kanály. I když je možné vytvořit libovolnou konfiguraci reproduktorů, pro alternativní konfigurace reproduktorů existuje jen málo komerčního filmového nebo hudebního obsahu. Zdrojové kanály však lze pro kanály reproduktorů remixovat pomocí maticové tabulky určující, kolik z každého kanálu obsahu se přehraje přes každý kanál reproduktoru.

Standardní kanály reproduktorů
Název kanálu	ID	Identifikátor	Index	Vlajka
Přední levá	FL	SPEAKER_FRONT_LEFT	0	0x00000001
Vpředu vpravo	FR	SPEAKER_FRONT_RIGHT	1	0x00000002
Přední střed	FC	SPEAKER_FRONT_CENTER	2	0x00000004
Nízká frekvence	LFE	SPEAKER_LOW_FREQUENCY	3	0x00000008
Zpět vlevo	BL	SPEAKER_BACK_LEFT	4	0x00000010
Zpět vpravo	BR	SPEAKER_BACK_RIGHT	5	0x00000020
Přední levá strana středu	FLC	SPEAKER_FRONT_LEFT_OF_CENTER	6	0x00000040
Přední pravá strana středu	FRC	SPEAKER_FRONT_RIGHT_OF_CENTER	7	0x00000080
Střed zad	před naším letopočtem	SPEAKER_BACK_CENTER	8	0x00000100
Levá strana	SL	SPEAKER_SIDE_LEFT	9	0x00000200
Pravá strana	SR	SPEAKER_SIDE_RIGHT	10	0x00000400
Horní střed	TC	SPEAKER_TOP_CENTER	11	0x00000800
Přední levá výška	TFL	SPEAKER_TOP_FRONT_LEFT	12	0x00001000
Přední středová výška	TFC	SPEAKER_TOP_FRONT_CENTER	13	0x00002000
Přední pravá výška	TFR	SPEAKER_TOP_FRONT_RIGHT	14	0x00004000
Výška vlevo vzadu	TBL	SPEAKER_TOP_BACK_LEFT	15	0x00008000
Středová výška vzadu	TBC	SPEAKER_TOP_BACK_CENTER	16	0x00010000
Výška vpravo vzadu	TBR	SPEAKER_TOP_BACK_RIGHT	17	0x00020000

Většina konfigurací kanálů může zahrnovat kanál nízkofrekvenčních efektů (LFE) (kanál přehrávaný přes subwoofer .) Díky tomu bude konfigurace „.1“ namísto „.0“. Většina moderních vícekanálových směsí obsahuje jeden LFE, některé používají dva.

Standardní rozložení kanálů reproduktorů
Ikona	Systém	Kanály	LFE	Přední				Strany	Zadní
Ikona	Systém	Kanály	LFE	FL+FR	FC	FLC+FRC	TFL+TFR	SL+SR	BL+BR	před naším letopočtem	TBL+TBR
	Mono	1,0	Ne	Ne	Ano	Ne	Ne	Ne	Ne	Ne	Ne
	Stereo	2.0	2.1	Ano	Ne	Ne	Ne	Ne	Ne	Ne	Ne
	Stereo	3,0	3.1	Ano	Ano	Ne	Ne	Ne	Ne	Ne	Ne
	Surround	3,0	Ne	Ano	Ne	Ne	Ne	Ne	Ne	Ano	Ne
	Quad	4,0	Ne	Ano	Ne	Ne	Ne	Ne	Ano	Ne	Ne
	Boční čtyřkolka	4,0	Ne	Ano	Ne	Ne	Ne	Ano	Ne	Ne	Ne
	Surround	4,0	4.1	Ano	Ano	Ne	Ne	Ne	Ne	Ano	Ne
	(Přední)	5,0	5.1	Ano	Ano	Ne	Ne	Ne	Ano	Ne	Ne
	Boční	5,0	5.1	Ano	Ano	Ne	Ne	Ano	Ne	Ne	Ne
	Atmos	5.1.4	Ano	Ano	Ano	Ne	Ano	Ne	Ano	Ne	Ano
	Šestihranný (Zpět)	6.0	6.1	Ano	Ano	Ne	Ne	Ne	Ano	Ano	Ne
	Přední	6.0	6.1	Ano	Ano	Ano	Ne	Ne	Ne	Ano	Ne
	(Boční)	6.0	6.1	Ano	Ano	Ne	Ne	Ano	Ne	Ano	Ne
	Široký	7.1	Ano	Ano	Ano	Ano	Ne	Ne	Ano	Ne	Ne
	Boční	7.0	7.1	Ano	Ano	Ano	Ne	Ano	Ne	Ne	Ne
	Surround	7.0	7.1	Ano	Ano	Ne	Ne	Ano	Ano	Ne	Ne
	Atmos	7.1.4	Ano	Ano	Ano	Ne	Ano	Ano	Ano	Ne	Ano
	Osmiúhelníkový	8,0	Ne	Ano	Ano	Ne	Ne	Ano	Ano	Ano	Ne
	Surround	9.0	9.1	Ano	Ano	Ne	Ano	Ano	Ano	Ne	Ne
	Surround	11.0	11.1	Ano	Ano	Ano	Ano	Ano	Ano	Ne	Ne
	Atmos	11.1.4	Ano	Ano	Ano	Ano	Ne	Dva na každé straně	Dva na každé straně	Ano	Ano

7.1 prostorový zvuk

Prostorový zvuk 7.1 je populární formát v kinech a domácím kině včetně Blu-ray, přičemž hlavními hráči jsou Dolby a DTS.

7.1.2/7.1.4 pohlcující zvuk

Pohlcující zvuk 7.1.2 a 7.1.4 spolu s formátem 5.1.2 a 5.1.4 přidává buď 2 nebo 4 stropní reproduktory, které umožňují posluchačům posouvat režijní zvuky a zvuky speciálních efektů . Představeno pro vydání divadelních filmů v roce 2012 společností Dolby Laboratories pod obchodním názvem Dolby Atmos .

10.2 prostorový zvuk

10.2 je formát prostorového zvuku vyvinutý tvůrcem THX Tomlinsonem Holmanem z TMH Labs a University of Southern California (školy Cinema/Television and Engineering). Vyvinutý společně s Chrisem Kyriakakisem z USC Viterbi School of Engineering , 10.2 odkazuje na propagační slogan formátu: „Dvakrát tak dobrý jako 5.1“. Zastánci 10.2 tvrdí, že se jedná o zvukový ekvivalent IMAX .

11.1 Prostorový zvuk

Zvuk 11.1 je podporován BARCO s instalacemi v divadlech po celém světě.

22.2 prostorový zvuk

22.2 je komponenta prostorového zvuku v televizi s vysokým rozlišením , vyvinutá NHK Science & Technical Research Laboratories. Jak naznačuje jeho název, používá 24 reproduktorů. Ty jsou uspořádány do tří vrstev: Střední vrstva deseti reproduktorů, horní vrstva devíti reproduktorů a spodní vrstva tří reproduktorů a dvou subwooferů. Systém byl předveden na Expo 2005 , Aichi , Japonsko , NAB Shows 2006 a 2009, Las Vegas a IBC trade shows 2006 a 2008, Amsterdam , Nizozemsko .

Languages

In other projects