Tilaääni - Surround sound
Surround-ääni on tekniikka rikastamiseksi tarkkuuden ja syvyys äänentoisto käyttämällä useita äänikanavia päässä kaiuttimet , jotka ympäröivät kuulijan ( surround-kanavat ). Sen ensimmäinen sovellus oli elokuvateattereissa . Ennen surround -ääntä teatterijärjestelmissä oli yleensä kolme näytön äänikanavaa , jotka toistettiin yleisön edessä olevista kolmesta kaiuttimesta (vasen, keskellä ja oikealla). Surround -ääni lisää yhden tai useamman kanavan kaiuttimista kuuntelijan sivulle tai taakse, jotka voivat luoda äänen tunteen mistä tahansa vaakasuunnasta (maanpinnasta) kuuntelijan ympärille.
Tekniikka parantaa äänen spatialisoinnin käsitystä hyödyntämällä äänen paikannusta : kuuntelijan kyky tunnistaa havaitun äänen sijainti tai alkuperä suunnassa ja etäisyydellä. Tämä saavutetaan käyttämällä useita erillisiä äänikanavia, jotka on reititetty kaiutinjärjestelmään . Surround -äänellä on tyypillisesti kuuntelijapaikka ( sweet spot ), jossa äänitehosteet toimivat parhaiten, ja se esittää äänikentän kiinteän tai eteenpäin suuntautuvan perspektiivin kuuntelijalle tässä paikassa.
Surround -ääniformaatit vaihtelevat toisto- ja tallennusmenetelmissä sekä lisäkanavien lukumäärässä ja sijainnissa. Yleisin surround -ääni, ITU : n 5.1 -standardi , vaatii kuusi kaiutinta: Center (C), kuuntelijan edessä; Vasen (L) ja oikea (R), 60 ° kulmassa; Vasen surround (LS) ja oikea surround (RS) 100-120 ° kulmassa; ja subwoofer , jonka sijainti ei ole kriittinen.
Soveltamisalat
Vaikka elokuva ja ääniraidat edustavat surround-tekniikoiden tärkeimpiä käyttötarkoituksia, sen soveltamisala on laajempi kuin surround-ääni mahdollistaa ääniympäristön luomisen kaikenlaisiin tarkoituksiin. Monikanavaisia äänitekniikoita voidaan käyttää toistamaan niin monipuolista sisältöä kuin musiikki, puhe, luonnolliset tai synteettiset äänet elokuvaa, televisiota , yleisradiota tai tietokoneita varten. Esimerkiksi musiikkisisällön osalta live-esityksessä voidaan käyttää monikanavaisia tekniikoita ulkoilmakonsertin, musiikkiteatteriesityksen tai yleisradiotoiminnan yhteydessä ; jonkin elokuvan , tekniikat ovat sopeutuneet elokuvateatterissa tai kotiin (esim kotiteatteri järjestelmiä). Kerronta -alue on myös sisältö, jota voidaan parantaa monikanavaisilla tekniikoilla. Tämä koskee lähinnä elokuvakertomuksia, esimerkiksi elokuvan hahmojen puhetta, mutta sitä voidaan soveltaa myös teatterissa, konferenssissa tai äänipohjaisten kommenttien sisällyttämiseen arkeologiseen paikkaan tai muistomerkkiin. Näyttelyä voidaan esimerkiksi täydentää ajankohtaisella ympäristön äänellä vedestä, linnuista, junasta tai koneen melusta. Ajankohtaisia luonnonääniä voidaan käyttää myös opetussovelluksissa. Muita sovellusalueita ovat videopelikonsolit, henkilökohtaiset tietokoneet ja muut alustat. Tällaisissa sovelluksissa sisältö olisi tyypillisesti synteettistä kohinaa, jonka tietokonelaite tuottaa vuorovaikutuksessa käyttäjän kanssa. Merkittävää työtä on tehty myös surround -äänen avulla parantamaan tilannetietoisuutta armeijan ja yleisen turvallisuuden sovelluksissa.
Mediatyypit ja tekniikat
Kaupallinen tilaääni mediaa sisältävät videokasetit, DVD , ja SDTV lähetykset koodataan pakatun Dolby Digital ja DTS , ja häviötöntä ääntä , kuten DTS HD Master Audio ja Dolby TrueHD on HDTV Blu-ray ja HD DVD , jotka ovat täysin studion isäntä. Muita kaupallisia formaatteja ovat kilpailevat DVD-Audio (DVD-A) ja Super Audio CD (SACD) -muodot sekä MP3 Surround . Cinema 5.1 -surround -formaatteja ovat Dolby Digital ja DTS . Sonyn dynaaminen digitaalinen ääni (SDDS) on 8-kanavainen elokuvakokoonpano, jossa on viisi erillistä äänikanavaa etupuolella, kaksi erillistä surround-kanavaa ja matalataajuustehostekanava . Perinteinen 7.1 -surround -kaiutinkokoonpano tuo perinteiseen 5.1 -järjestelyyn kaksi ylimääräistä takakaiutinta, yhteensä neljä surround -kanavaa ja kolme etukanavaa, 360 asteen äänikentän luomiseksi.
Useimmat surround -äänitallenteet ovat elokuvatuotantoyhtiöiden tai videopelituottajien luomia; Kuitenkin jotkut kuluttajien videokameroissa on tällainen ominaisuus joko sisäänrakennetun tai erikseen. Surround -ääniteknologioita voidaan käyttää myös musiikissa uusien taiteellisten ilmaisutapojen mahdollistamiseksi. 1970-luvulla epäonnistuneen kvadrafonisen äänen epäonnistumisen jälkeen monikanavaista musiikkia on otettu hitaasti uudelleen käyttöön vuodesta 1999 lähtien SACD- ja DVD-Audio-formaattien avulla. Joissakin AV -vastaanottimissa , stereofonisissa järjestelmissä ja tietokoneen äänikorteissa on sisäänrakennettu digitaalinen signaaliprosessori tai digitaalinen ääniprosessori, joka jäljittelee surround -ääntä stereofonisesta lähteestä (katso väärennetty stereo ).
Vuonna 1967 perustettu rockyhtye Pink Floyd suoritetaan kaikkien aikojen ensimmäinen tilaääni konsertti "Games for toukokuu", runsas asia on Lontoossa n Queen Elizabeth Hallin jossa bändi debytoi mittatilaustyönä nelikanavainen kaiutinjärjestelmä. Heidän tekemänsä ohjauslaite, Azimuth-koordinaattori , on nyt esillä Lontoon Victoria and Albert Museumissa osana teatterikokoelmaa.
Historia
Ensimmäinen dokumentoitu tilaäänen käyttö oli vuonna 1940 Disney -studion animaatioelokuvaan Fantasia . Walt Disney sai inspiraationsa Nikolai Rimski-Korsakovin oopperateoksesta Flight of the Bumblebee saadakseen kimalaisen esille hänen musikaalissaan Fantasia ja myös kuulostavan kuin se lentäisi teatterin kaikissa osissa. Alkuperäinen monikanavainen äänisovellus oli nimeltään ' Fantasound ', joka käsitti kolme äänikanavaa ja kaiuttimet. Ääni leviää koko elokuvateatteriin, ja sitä ohjaa insinööri noin 54 kaiuttimen avulla. Surround -ääni saavutettiin käyttämällä äänen summaa ja vaihevaihetta. Tämä surround -äänen kokeellinen käyttö jätettiin kuitenkin elokuvan ulkopuolelle myöhemmissä esityksissä. Vuonna 1952 "surround-ääni" ilmestyi menestyksekkäästi uudelleen elokuvan "This is Cinerama" kanssa, jossa käytettiin erillistä seitsemän kanavan ääntä, ja kilpailu muiden surround-äänimenetelmien kehittämisestä alkoi.
1950-luvulla saksalainen säveltäjä Karlheinz Stockhausen kokeili ja tuotti uraauurtavia elektronisia sävellyksiä, kuten Gesang der Jünglinge ja Kontakte . Jälkimmäiset käyttivät täysin erillisiä ja pyöriviä kvadrafonisia ääniä, jotka oli tuotettu teollisilla elektroniikkalaitteilla Herbert Eimertin studiossa Westdeutscher Rundfunkissa. (WDR). Edgar Varese n Poème électronique , luotu Iannis Xenakis -designed Philipsin paviljongin vuoden 1958 Brysselin maailmannäyttely , käytetään myös alueellinen ääntä 425 kaiuttimia käytetään siirtämään ääntä koko paviljonki.
Vuonna 1957 työskentely taiteilijan Jordanian Belson , Henry Jacobs tuotettu Vortex: Kokeet ääni ja valo - sarja konsertteja uutta musiikkia, kuten jotkut Jacobsin omien, ja että Karlheinz Stockhausen , ja monet muut - tapahtuvia Morrison Planetaario Golden Gate Parkissa, San Franciscossa. Äänisuunnittelijat pitävät tätä yleisesti (nyt vakiovarusteena) "surround -äänen" käsitteen alkuperänä. Ohjelma oli suosittu, ja Jacobs ja Belson kutsuttiin toistamaan se vuoden 1958 maailmannäyttelyssä Brysselissä. On myös monia muita säveltäjiä, jotka loivat uraauurtavia surround-ääniteoksia samalla ajanjaksolla.
Vuonna 1978 Max Bellin Dolby Laboratoriesille kehittämää konseptia nimeltä "split surround" testattiin elokuvalla Superman . Tämä johti 70 mm: n stereoäänenvapautukseen Apocalypse Now: sta , josta tuli yksi ensimmäisistä virallisista julkaisuista elokuvateattereissa, joissa oli kolme kanavaa edessä ja kaksi takana. 70 mm: n elokuvateattereiden näyttöjen takana oli tyypillisesti viisi kaiutinta, mutta vain vasenta, keskusta ja oikeaa käytettiin täystaajuisina, kun taas keskusta-vasenta ja oikeaa keskusta käytettiin vain bassotaajuuksilla (kuten nykyään on yleistä) . Apocalypse Now kooderi / dekooderi on suunnitellut Michael Karagosian, myös Dolby Laboratories . Surround-seos, joka on tuotettu Oscar-voittaja miehistö päättämässä Walter Murchin varten American Zoetrope . Formaatti otettiin käyttöön myös vuonna 1982 Blade Runnerin stereoäänenjulkaisulla .
Surround -äänen 5.1 -versio on peräisin vuonna 1987 kuuluisasta ranskalaisesta Cabaret Moulin Rougesta . Ranskalainen insinööri Dominique Bertrand käytti sekoituslevyä, joka on erityisesti suunniteltu yhteistyössä Solid State Logicin kanssa ja joka perustuu 5000 -sarjaan ja sisältää kuusi kanavaa. Vastaavasti: A vasen, B oikea, C keskusta, D vasen taka, E oikea taka, F basso. Sama insinööri oli jo saavuttanut 3.1 -järjestelmän vuonna 1974 frankofonisten valtioiden kansainvälistä huippukokousta varten Dakarissa , Senegalissa.
Surround -äänen luominen
Surround -ääni luodaan useilla tavoilla. Ensimmäinen ja yksinkertaisin tapa on käyttää surround-äänitallennustekniikkaa-kaapata kaksi erillistä stereokuvaa, yksi eteen ja toinen taakse, tai käyttämällä erityisiä asetuksia, esim. Laajennettua Decca-puuta- tai surround-äänen sekoittaminen toistoa varten audiojärjestelmä, joka käyttää kaiuttimia, jotka ympäröivät kuuntelijaa toistamaan ääntä eri suunnista. Toinen tapa on käsitellä ääntä psykoakustisen äänen paikannusmenetelmillä , jotta simuloidaan kaksiulotteista (2-D) äänikenttää kuulokkeilla. Kolmas lähestymistapa, joka perustuu Huygensin periaatteeseen , yrittää rekonstruoida tallennetut äänikenttäaaltorintamat kuuntelutilassa; "audio hologrammi" -lomake. Yksi muoto, aaltokenttien synteesi (WFS), tuottaa äänikentän, jossa on tasainen virhekenttä koko alueella. Kaupalliset WFS -järjestelmät, joita tällä hetkellä markkinoivat yritysten äänet ja Iosono , vaativat monia kaiuttimia ja huomattavaa laskentatehoa. Neljäs lähestymistapa käyttää kolmea mikrofonia, yksi eteen, yksi sivulle ja yksi taakse, jota kutsutaan myös Double MS -tallennukseksi .
Ambisonics muodossa perustuu myös Huygensin periaate antaa tarkan äänen jälleenrakentamisen keskipiste; se on kuitenkin vähemmän tarkka etäisyydellä keskipisteestä. Ambisonicsille on saatavana monia ilmaisia ja kaupallisia ohjelmistoja, jotka hallitsevat suurinta osaa kuluttajamarkkinoista, erityisesti muusikoita, jotka käyttävät sähköistä ja tietokonemusiikkia. Lisäksi Ambisonics -tuotteet ovat Meridian Audin myymien surround -äänilaitteiden standardeja . Yksinkertaisimmassa muodossaan Ambisonics kuluttaa vähän resursseja, mutta tämä ei pidä paikkaansa viimeaikaisessa kehityksessä, kuten Near Field Compensated Higher Order Ambisonics. Joitakin vuosia sitten osoitettiin, että raja -arvossa WFS ja Ambisonics lähentyvät toisiaan.
Lopuksi surround-ääni voidaan saavuttaa myös masteroimalla tasoa stereofonisista lähteistä, kuten Penteosta , joka käyttää stereotallennuksen digitaalista signaalinkäsittelyanalyysiä yksittäisten äänien jäsentämiseen komponenttien panoraamakohtiin ja sijoittaa ne vastaavasti viiden kanavan kanavaksi ala. On kuitenkin olemassa muita tapoja luoda surround -ääni stereosta, esimerkiksi QS- ja SQ -rutiineilla Quad -äänen koodaamiseksi , jolloin instrumentit jaettiin 4 kaiuttimeen studiossa. Tätä tapaa luoda surround ohjelmistoratkaisuilla kutsutaan yleensä "sekoitukseksi", joka onnistui erityisen hyvin Sansui QSD-sarjan dekoodereissa, joissa oli tila, jossa se kartoitti L ↔ R-stereon ∩-kaariin.
Vakiokokoonpanot
Surround-äänikokemukseen on saatavana monia vaihtoehtoisia asetuksia, ja useimpien surround-äänisovellusten vakiona on 3-2 (3 etu-, 2 takakaiutinta ja Low Frequency Effects -kanava) -konfiguraatio (yleisemmin kutsutaan 5.1-surround-tilaksi). mukaan lukien elokuva-, televisio- ja kuluttajasovellukset. Tämä on kompromissi huoneen ihanteellisen kuvan luomisen sekä käytännöllisyyden ja kaksikanavaisen stereon yhteensopivuuden välillä. Koska suurin osa surround -ääniseoksista tuotetaan 5.1 -surround -tilaan (6 kanavaa), suuret asetukset vaativat matriiseja tai prosessoreita lisäkaiuttimien syöttämiseksi.
Vakio Surround-kokoonpano koostuu kolmesta etukaiuttimesta LCR (vasen, keskimmäinen ja oikea), kahdesta surround-kaiuttimesta LS ja RS (vasen ja oikea surround-tila) ja subwoofer Low Frequency Effects (LFE) -kanavalle, joka on alipäästösuodatin 120 Hz: llä. Kaiuttimien väliset kulmat on standardoitu ITU: n (International Telecommunication Union) suosituksella 775 ja AES: llä (Audio Engineering Society) seuraavasti: 60 astetta L- ja R-kanavien välillä (mahdollistaa kaksikanavaisen stereoyhteensopivuuden) suoraan keskikaiuttimen kanssa kuuntelijan edessä. Surround-kanavat on sijoitettu 100-120 asteen etäisyydelle keskikanavasta, eikä subwooferin sijainti ole kriittinen, koska taajuudet ovat alhaisia alle 120 Hz. ITU -standardi mahdollistaa myös ylimääräiset surround -kaiuttimet, jotka on jaettava tasaisesti 60 ja 150 asteen välillä.
Enemmän tai vähemmän kanavia sisältävät surround-sekoitukset ovat hyväksyttäviä, jos ne ovat yhteensopivia, kuten ITU-R BS kuvaa. 775-1, 5.1-surround. 3-1 -kanavainen kokoonpano (joka koostuu yhdestä monofonisesta surround -kanavasta) on tällainen tapaus, jossa sekä LS että RS syötetään monofonisella signaalilla vaimennetulla tasolla -3 dB.
Keskikanavan tehtävänä on ankkuroida signaali niin, että keskellä panoroidut kuvat eivät liiku, kun kuuntelija liikkuu tai istuu kaukana makeasta paikasta. Keskikanava estää myös tärinämuutoksia, mikä on tyypillistä 2-kanavaiselle stereolle, koska kuuntelijan molempien korvien vaihe-erot johtuvat. Keskikanavaa käytetään erityisesti elokuvissa ja televisiossa, ja vuoropuhelu ruokkii ensisijaisesti keskikanavaa. Keskikanavan toiminto voi olla luonteeltaan monofoninen (kuten dialogin kanssa) tai sitä voidaan käyttää yhdessä vasemman ja oikean kanavan kanssa todellisen kolmikanavaisen stereon tuottamiseksi. Elokuvat käyttävät yleensä keskikanavaa monofonisiin tarkoituksiin, ja stereot on varattu puhtaasti vasemmalle ja oikealle kanavalle. Surround-mikrofonitekniikoita on kuitenkin kehitetty täysin hyödyntämään kolmikanavaisen stereon mahdollisuudet.
5.1 -surround -tilassa etukaiuttimien väliset fantomikuvat ovat varsin tarkkoja, ja kuvat taaksepäin ja etenkin sivuille ovat epävakaita. Virtuaalilähteen lokalisointi, joka perustuu kahden kaiuttimen välisiin tasoeroihin kuuntelijan puolelle, osoittaa suurta epäjohdonmukaisuutta standardoidussa 5.1 -kokoonpanossa, johon vaikuttaa myös suurelta osin siirtyminen pois vertailukohdasta. 5.1 surround on siksi rajallinen kykyyn siirtää 3D -ääntä, mikä tekee surround -kanavista sopivampia tunnelmaan tai tehosteisiin.)
7.1-kanavainen surround on toinen kokoonpano, jota käytetään yleisimmin suurissa elokuvateattereissa ja joka on yhteensopiva 5.1-surround-tilan kanssa, vaikka sitä ei mainita ITU-standardeissa. 7.1-kanavainen surround-tila lisää 5.1-surround-kokoonpanoon kaksi ylimääräistä kanavaa, vasen keskellä (CL) ja oikea keskellä (CR). Kaiuttimet sijaitsevat 15 asteen päässä kuuntelijasta. Tätä käytäntöä käytetään suuremman kulman peittämiseen etukaiuttimien välillä suuremman näytön tuloksena.
Surround -mikrofonitekniikat
Useimmat 2-kanavaiset stereofoniset mikrofonitekniikat ovat yhteensopivia 3-kanavaisen asennuksen (LCR) kanssa, koska monet näistä tekniikoista sisältävät jo keskimikrofonin tai mikrofoniparin. LCR -mikrofonitekniikoiden tulisi kuitenkin yrittää saada aikaan suurempi kanavaerotus, jotta estetään ristiriitaiset fantomikuvat esimerkiksi L/C ja L/R välillä. Siksi on kehitetty erikoistekniikoita 3-kanavaiselle stereolle. Surround -mikrofonitekniikat riippuvat suurelta osin käytetystä asetuksesta, joten ne ovat puolueellisia 5.1 -surround -asetusten suhteen, koska tämä on vakio.
Surround -tallennustekniikat voidaan erottaa tekniikoiksi, joissa käytetään yksittäisiä lähekkäin sijoitettuja mikrofoniryhmiä, ja tekniikoiksi, jotka käsittelevät etu- ja takakanavia erillisillä matriiseilla. Läheiset taulukot esittävät tarkempia fantomikuvia, kun taas takakanavien erillistä käsittelyä käytetään yleensä tunnelmaan. Sivuttaiset heijastukset ovat välttämättömiä akustisen ympäristön, kuten salien, tarkan kuvaamisen kannalta. Siksi on käytettävä sopivia mikrofonitekniikoita, jos huoneen vaikutelma on tärkeä. Vaikka sivukuvien toisto on erittäin epävakaata 5.1 -surround -kokoonpanossa, huoneen vaikutelmat voidaan silti esittää tarkasti.
Jotkut mikrofonitekniikat, joita käytetään kolmen etukanavan peittämiseen, sisältävät kaksois-stereotekniikat, INA-3 (ihanteellinen kardioidijärjestely), Decca Tree -asetus ja OCT (Optimum Cardioid Triangle). Surround-tekniikat perustuvat suurelta osin 3-kanavaisiin tekniikoihin, joissa on surround-kanavia varten lisämikrofoneja. Erotteleva tekijä surround -etukanavien poimimisessa on se, että kaiku tulee poimia vähemmän, koska surround -mikrofonit ovat vastuussa jälkikaiun ottamisesta. Kardioidi-, hyperkardioidi- tai superkardioidi -napaiset kuviot korvaavat siksi usein surround -nauhoitusten monisuuntaisia napaisia kuvioita. Suuntaavien (painegradienttimikrofonien) kadonneen matalan pään kompensoimiseksi voidaan lisätä muita suuntaamattomia (painemikrofoneja), joilla on laajennettu matalan tason vaste. Mikrofonin lähtö on yleensä alipäästösuodatettu. Yksinkertaiseen surround-mikrofonikokoonpanoon kuuluu eturyhmän käyttö yhdessä kahden taaksepäin suuntautuvan, ympärisuuntaisen huoneen mikrofonin kanssa, jotka on sijoitettu noin 10–15 metrin päähän eturyhmästä. Jos kaiut ovat huomattavia, eturyhmää voidaan viivyttää asianmukaisesti. Vaihtoehtoisesti taaksepäin suunnatut kardioidimikrofonit voidaan sijoittaa lähemmäksi etujärjestelmää samanlaista jälkikaiun ottamista varten.
INA-5 (ihanteellinen kardioidijärjestelmä) on surround-mikrofoniryhmä, joka käyttää viittä kardioidimikrofonia, jotka muistuttavat ITU Rec. 775. Kolmen etumikrofonin välisiä mittoja sekä mikrofonien napakuvioita voidaan muuttaa eri noutokulmien ja ympäristön vasteen mukaan. Tämä tekniikka mahdollistaa siis suuren joustavuuden.
Vakiintunut mikrofoniryhmä on Fukada Tree, joka on Decca Tree -tekniikan muokattu muunnelma. Järjestelmä koostuu viidestä kardioidimikrofonista, kolmesta Decca -puuta muistuttavasta etumikrofonista ja kahdesta surround -mikrofonista. Kaksi muuta suuntaavaa tukijalkaa voidaan lisätä orkesterin koon kasvattamiseksi tai etu- ja surround -kanavien integroimiseksi. L-, R-, LS- ja RS -mikrofonit on sijoitettava neliömäiseen muotoon. Mikrofonien välisen etäisyyden tulisi olla noin 1,8 metriä. Tämä neliömäinen muodostus on vastuussa huoneen vaikutelmista. Keskikanava on sijoitettu metrin päähän L- ja R -kanavien eteen, mikä tuottaa vahvan keskikuvan. Surround -mikrofonit sijoitetaan yleensä kriittiselle etäisyydelle (jossa suora ja kaikuinen kenttä ovat yhtä suuret), ja koko ryhmä sijaitsee yleensä useita metrejä johtimen ylä- ja takana.
Japanilainen yleisradioyhtiö NHK kehitti vaihtoehtoisen tekniikan, johon kuuluu myös viisi kardioidimikrofonia. Tässä käytetään välilevyä vasemman ja oikean etukanavan erottamiseen, jotka ovat 30 cm: n päässä toisistaan. Tukijalkojen monisuuntaiset mikrofonit, alipäästösuodatettu 250 Hz: llä, on sijoitettu 3 metrin päähän toisistaan L- ja R-kardioidien mukaisesti. Nämä kompensoivat kardioidimikrofonien bassoäänen ja lisäävät myös laajentumista. Surround-kanavia käytetään 3 metrin etäisyydellä olevasta mikrofoniparista, joka sijaitsee 2–3 metriä etulevyn takana. Keskikanava asetetaan jälleen hieman eteenpäin, L/R ja LS/RS uudelleen kulmassa 45 ja 135 astetta.
OCT-Surround (Optimum Cardioid Triangle-Surround) -mikrofonijärjestelmä on OCT-stereotekniikan lisätty tekniikka, jossa käytetään samaa etujärjestelmää lisättyihin surround-mikrofoneihin. Etupaneeli on suunniteltu minimaaliseen ylikuulumiseen, ja vasemmassa ja oikeassa edessä olevassa mikrofonissa on superkardioidiset napakuviot ja kulma 90 astetta keskimikrofoniin nähden. On tärkeää, että L- ja R-kanaviin käytetään korkealaatuisia pieniä kalvomikrofoneja akselin ulkopuolisen värin vähentämiseksi. Tasausta voidaan käyttää myös tasoittamaan superkardioidimikrofonien reaktiota signaaleihin, jotka tulevat jopa noin 30 asteen päässä ryhmän etuosasta. Keskikanava on sijoitettu hieman eteenpäin. Surround -mikrofonit ovat taaksepäin suunnattuja kardioidimikrofoneja, jotka on sijoitettu 40 cm taaksepäin L- ja R -mikrofoneista. L-, R-, LS- ja RS -mikrofonit keräävät varhaisia heijastuksia akustisen tilan molemmilta puolilta ja takaa, mikä antaa merkittävän vaikutelman huoneesta. L- ja R -mikrofonien väliä voidaan muuttaa halutun stereoleveyden saavuttamiseksi.
Erikoismikrofoniryhmät on kehitetty tallentamaan puhtaasti tilan tunnelmaa. Näitä matriiseja käytetään yhdessä sopivien etulevyjen kanssa tai ne voidaan lisätä edellä mainittuihin surround -tekniikoihin. Hamasakin aukio (myös NHK: n ehdottama) on vakiintunut mikrofoniryhmä, jota käytetään salin tunnelman poimintaan. Neljä hahmoa kahdeksan mikrofonia on järjestetty neliöön, ihanteellisella paikalla kaukana ja korkealla salissa. Mikrofonien välisen etäisyyden tulee olla 1–3 metriä. Mikrofonien nollakohdat (nollapiste) on asetettu vastaamaan päääänilähdettä positiivisilla napaisuuksilla ulospäin, mikä minimoi tehokkaasti suoran äänenvaimennuksen ja kaiut hallin takaa. Kaksi takamikrofonia sekoitetaan surround -kanaviin , kaksi etukanavaa sekoitetaan yhdessä etuosan kanssa L: ksi ja R.
Toinen ympäröivä tekniikka on IRT (Institut für Rundfunktechnik) -risti. Täällä neljä kardioidimikrofonia, jotka ovat 90 astetta toisiinsa nähden, asetetaan neliömäiseen muotoon 21-25 cm: n välein. Kaksi etumikrofonia on sijoitettava 45 asteen kulmaan äänilähteestä. Tämä tekniikka muistuttaa siis taaksepäin lähes sattumanvaraisia stereopareja. Mikrofonilähdöt syötetään L-, R- ja LS-, RS -kanaville. Tämän lähestymistavan haittana on, että suora äänen poiminta on melko merkittävä.
Monet tallenteet eivät vaadi sivuttaisten heijastusten poimimista. Live -pop -musiikkikonsertteihin sopivampi valikoima tunnelmaa on kardioidinen trapezium. Kaikki neljä kardioidimikrofonia ovat taaksepäin ja 60 asteen kulmassa toisistaan, joten ne ovat samanlaisia kuin puoliympyrä. Tämä on tehokas yleisön ja tunnelman poimimisessa.
Kaikki edellä mainitut mikrofoniryhmät vievät paljon tilaa, mikä tekee niistä tehottomia kenttätallennuksiin. Tässä suhteessa kaksinkertainen MS (Mid Side) -tekniikka on varsin edullinen. Tässä ryhmässä käytetään taaksepäin kardioidimikrofoneja, joista toinen on eteenpäin, toinen taaksepäin yhdistettynä joko yhteen tai kahteen numero kahdeksan -mikrofoniin. Eri kanavat saadaan kahdeksannen kuvion ja kardioidikuvioiden summan ja eron perusteella. Kun käytössä on vain yksi numero kahdeksan -mikrofoni, kaksinkertainen MS-tekniikka on erittäin kompakti ja siksi myös täysin yhteensopiva monofonisen toiston kanssa. Tämä tekniikka mahdollistaa myös noutokulman muutokset jälkituotannossa.
Bassohallinta
Surround -toistojärjestelmät voivat käyttää bassonhallintaa , jonka perusperiaate on, että saapuvan signaalin bassosisältö tulisi kanavasta riippumatta ohjata vain kaiuttimille, jotka pystyvät käsittelemään sitä, ovatko jälkimmäiset järjestelmän tärkeimmät kaiuttimet vai yksi erikoislaatuisia matalataajuisia kaiuttimia, joita kutsutaan subwoofereiksi .
Merkinnöissä on eroa ennen ja jälkeen bassonhallintajärjestelmän. Ennen bassohallintajärjestelmää on Low Frequency Effects (LFE) -kanava. Bassohallintajärjestelmän jälkeen kuuluu subwoofer -signaali. Yleinen väärinkäsitys on usko, että LFE -kanava on "subwoofer -kanava". Bassonhallintajärjestelmä voi ohjata basson yhdelle tai useammalle subwooferille (jos sellainen on) mistä tahansa kanavasta, ei vain LFE -kanavalta. Lisäksi jos subwoofer -kaiutinta ei ole, bassohallintajärjestelmä voi ohjata LFE -kanavan yhteen tai useampaan pääkaiuttimeen.
Matalataajuisten tehosteiden kanava
Koska matalataajuustehoste (LFE) -kanava vaatii vain murto-osan muiden äänikanavien kaistanleveydestä, sitä kutsutaan .1- kanavaksi; esimerkiksi 5.1 tai 7.1 .
LFE -kanava aiheuttaa hämmennystä surround -äänessä. Se kehitettiin alun perin kuljettamaan erittäin alhaisia sub-bassomaisia elokuvatehosteita (esim. Ukkosen jyrinää tai räjähdyksiä) omalla kanavallaan. Tämä mahdollisti teatterien hallita näiden tehosteiden äänenvoimakkuutta elokuvateatterin akustisen ympäristön ja äänentoistojärjestelmän mukaan. Sub-bassotehosteiden itsenäinen hallinta vähensi myös intermodulaation vääristymien ongelmaa analogisessa elokuvan äänentoistossa.
Alkuperäisessä elokuvateatterissa LFE oli erillinen kanava, joka syötettiin yhdelle tai useammalle subwooferille. Kodin toistojärjestelmissä ei kuitenkaan välttämättä ole erillistä subwooferia, joten nykyaikaiset kotiteatterin dekooderit ja järjestelmät sisältävät usein bassonhallintajärjestelmän, jonka avulla minkä tahansa kanavan (pää- tai LFE) basso voidaan syöttää vain kaiuttimiin, jotka voivat käsitellä matalataajuisia signaalit. Merkittävin asia tässä on se, että LFE -kanava ei ole subwoofer -kanava ; subwooferia ei ehkä ole, ja jos on, se voi käsitellä paljon enemmän kuin tehosteita.
Jotkin levy -yhtiöt, kuten Telarc ja Chesky, ovat väittäneet, että LFE -kanavia ei tarvita nykyaikaisessa digitaalisessa monikanavaisessa viihdejärjestelmässä. He väittävät, että kaikilla käytettävissä olevilla kanavilla on täysi taajuusalue, joten surround-musiikin tuotannossa ei tarvita LFE: tä, koska kaikki taajuudet ovat saatavilla kaikilla pääkanavilla. Nämä tarrat käyttävät joskus LFE -kanavaa korkeuskanavan kuljettamiseen. Levy -yhtiö BIS Records käyttää yleensä 5.0 -kanavaista sekoitusta.
Kanavan merkintä
Kanavan merkintä ilmaisee äänisignaaliin koodattujen erillisten kanavien määrän, ei välttämättä toistettavien kanavien määrää. Toistokanavien määrää voidaan lisätä käyttämällä matriisin dekoodausta . Toistokanavien määrä voi myös poiketa niiden toistamiseen käytettyjen kaiuttimien määrästä, jos yksi tai useampi kanava ajaa kaiutinryhmää. Merkinnät edustavat kanavien määrää, ei kaiuttimien määrää.
"5.1": n ensimmäinen numero on täyden valikoiman kanavien määrä. ".1" kuvastaa LFE -kanavan rajoitettua taajuusaluetta.
Esimerkiksi kaksi stereokaiutinta ilman LFE-kanavaa = 2,0
5 koko alueen kanavaa + 1 LFE-kanava = 5,1
Vaihtoehtoinen merkintätapa näyttää täyden valikoiman kanavien lukumäärän kuuntelijan edessä, erotettuna vinoviivalla kuuntelijan vieressä tai takana olevan koko alueen kanavien lukumäärästä, ja desimaalipiste merkitsee rajoitetun alueen LFE-kanavien määrää.
Esim. 3 etukanavaa + 2 sivukanavaa + LFE -kanava = 3/2.1
Merkintä voidaan laajentaa sisältämään Matrix -dekooderit . Esimerkiksi Dolby Digital EX: ssä on kuudes täyden valikoiman kanava, joka on sisällytetty kahteen takakanavaan matriisin kanssa . Tämä ilmaistaan:
3 etukanavaa + 2 takakanavaa + 3 kanavaa takana toistettuna yhteensä + 1 LFE -kanava = 3/2: 3.1
Termi stereo , vaikka sitä suosittiin kahden kanavan äänen perusteella, viittasi historiallisesti myös surround-ääneen, koska se tarkoittaa ehdottomasti "kiinteää" (kolmiulotteista) ääntä. Tämä ei kuitenkaan ole enää yleistä käyttöä, ja "stereoääni" tarkoittaa lähes yksinomaan kahta kanavaa, vasenta ja oikeaa.
Kanavan tunnistus
ANSI/CEA-863-A mukaisesti
ANSI/CEA-863-A surround-äänikanavien tunnistus Nollapohjainen kanavahakemisto Kanavan nimi Värikoodit kaupallisessa
vastaanottimessa ja kaapeloinnissaMP3 / WAV / FLAC
DTS / AAC
Vorbis / Opus
0 1 0 Etuvasen Valkoinen 1 2 2 Etuoikea Punainen 2 0 1 Keskusta Vihreä 3 5 7 Subwoofer Violetti 4 3 3 Sivu Vasen Sininen 5 4 4 Sivu Oikea Harmaa 6 6 5 Takavasen Ruskea 7 7 6 Taka oikea Khaki
Kaavio Etuvasen Keskusta Etuoikea Sivu Vasen ☺ Sivu Oikea Takavasen Taka oikea Subwoofer
Korkeuskanavat
Indeksi | Kanavan nimi | Värikoodit kaupallisessa vastaanottimessa ja kaapeloinnissa |
|
---|---|---|---|
8 | Vasen korkeus 1 | Keltainen | |
9 | Oikea korkeus 1 | Oranssi | |
10 | Vasen korkeus 2 | Vaaleanpunainen | |
11 | Oikea korkeus 2 | Magenta |
Sonic koko yläpään ääni
Vuonna 2002 Dolby esitteli We Were Soldiersin mestarin, joka esitti Sonic Whole Overhead Sound -ääniraidan. Tämä sekoitus sisälsi uuden kattoon asennettavan korkeuskanavan .
Ambisonics
Ambisonics on tallennus- ja toistotekniikka, jossa käytetään monikanavaista sekoitusta, jota voidaan käyttää suorana tai studiossa ja joka luo äänikentän sellaisena kuin se oli tilassa, toisin kuin perinteiset surround -järjestelmät, jotka voivat luoda illuusion äänikentästä vain, jos kuuntelija on sijaitsee erittäin kapeassa makeispaikassa kaiuttimien välillä. Äänikentän luomiseen voidaan käyttää mitä tahansa määrää kaiuttimia missä tahansa fyysisessä järjestelyssä. Jos kuusi tai useampia kaiuttimia on järjestetty kuuntelijan ympärille, voidaan esittää kolmiulotteinen ("perifeerinen" tai koko pallo) äänikenttä. Ambisonicsin keksi Michael Gerzon .
Binauraalinen tallennus
Binauraalinen tallennus on menetelmä äänen tallentamiseen, jossa käytetään kahta mikrofonia ja jotka on järjestetty tarkoituksena luoda 3-D-stereokokemus olla läsnä huoneessa esiintyjien tai instrumenttien kanssa. Ajatus kolmiulotteisesta tai "sisäisestä" äänimuodosta on kehittynyt stetoskooppien teknologiaksi, joka luo "in-head" -akustiikkaa ja IMAX-elokuvia, jotka luovat kolmiulotteisen akustisen kokemuksen.
Panor-Ambiophonic (PanAmbio) 4.0/4.1
PanAmbio yhdistää stereodipolin ja ylikuulumisen vaimennuksen edessä ja toisen sarjan kuuntelijan takana (yhteensä neljä kaiutinta) 360 ° 2D -surround -toistoon. Neljä kanavaa, erityisesti binauraalisia vihjeitä sisältävät tallenteet, luovat kaiutin-binauraalisen surround-äänen. 5.1-kanavaiset tallenteet, mukaan lukien elokuva-DVD-levyt, ovat yhteensopivia sekoittamalla C-kanavaista sisältöä etukaiutinpariin. 6.1 voidaan pelata sekoittamalla SC takapariin.
Tavalliset kaiutinkanavat
Kuluttajalaitteissa käytetään yleisesti useita kaiutinkokoonpanoja. Järjestys ja tunnisteet ovat kanavamaskiin määritettyjä vakio pakkaamattomassa WAV -tiedostomuodossa (joka sisältää raa'an monikanavaisen PCM -virran), ja niitä käytetään saman eritelmän mukaisesti useimmille tietokoneeseen liitettäville digitaalisille äänilaitteille ja PC -käyttöjärjestelmille, jotka pystyvät käsittelemään useita kanavia. Vaikka on mahdollista rakentaa mitä tahansa kaiutinkokoonpanoa, kaupallista elokuva- tai musiikkisisältöä on vähän vaihtoehtoisille kaiutinkokoonpanoille. Kuitenkin lähdekanavat voidaan sekoittaa kaiutinkanavia varten matriisitaulukon avulla, jossa määritetään, kuinka paljon kutakin sisältökanavaa toistetaan kunkin kaiutinkanavan kautta.
Kanavan nimi | ID | Tunniste | Indeksi | Lippu |
---|---|---|---|---|
Etuvasen | FL | SPEAKER_FRONT_LEFT | 0 | 0x00000001 |
Etuoikea | FR | SPEAKER_FRONT_RIGHT | 1 | 0x00000002 |
Etukeskus | FC | SPEAKER_FRONT_CENTER | 2 | 0x00000004 |
Matala taajuus | LFE | SPEAKER_LOW_FREQUENCY | 3 | 0x00000008 |
Taakse Vasen | BL | SPEAKER_BACK_LEFT | 4 | 0x00000010 |
Taakse Oikea | BR | SPEAKER_BACK_RIGHT | 5 | 0x00000020 |
Keskellä vasemmalla edessä | FLC | SPEAKER_FRONT_LEFT_OF_CENTER | 6 | 0x00000040 |
Keskellä oikealla | FRC | SPEAKER_FRONT_RIGHT_OF_CENTER | 7 | 0x00000080 |
Takaisin keskustaan | Eaa | SPEAKER_BACK_CENTER | 8 | 0x00000100 |
Sivu Vasen | SL | SPEAKER_SIDE_LEFT | 9 | 0x00000200 |
Sivu Oikea | SR | SPEAKER_SIDE_RIGHT | 10 | 0x00000400 |
Huippukeskus | TC | SPEAKER_TOP_CENTER | 11 | 0x00000800 |
Etu vasen korkeus | TFL | SPEAKER_TOP_FRONT_LEFT | 12 | 0x00001000 |
Keskimmäisen etuosan korkeus | TFC | SPEAKER_TOP_FRONT_CENTER | 13 | 0x00002000 |
Edestä oikea korkeus | TFR | SPEAKER_TOP_FRONT_RIGHT | 14 | 0x00004000 |
Taka vasen korkeus | TBL | SPEAKER_TOP_BACK_LEFT | 15 | 0x00008000 |
Takakeskuksen korkeus | TBC | SPEAKER_TOP_BACK_CENTER | 16 | 0x00010000 |
Taka oikea korkeus | TBR | SPEAKER_TOP_BACK_RIGHT | 17 | 0x00020000 |
Useimmat kanavamääritykset voivat sisältää matalataajuustehoste (LFE) -kanavan ( subwooferin kautta toistettava kanava .) Tämä tekee asetuksesta ".1" ".0": n sijasta. Useimmat nykyaikaiset monikanavasekoitukset sisältävät yhden LFE: n, jotkut käyttävät kahta.
7.1 surround -ääni
7.1-tilaääni on suosittu muoto teattereissa ja kotiteatterissa, mukaan lukien Blu-ray, jossa Dolby ja DTS ovat tärkeitä toimijoita.
7.1.2/7.1.4 mukaansatempaava ääni
7.1.2 ja 7.1.4 mukaansatempaava ääni sekä 5.1.2 ja 5.1.4 muoto lisää joko 2 tai 4 yläpuolella kaiuttimet järkevään esineitä ja erityinen vaikutus äänet voidaan panoroitu yleiskustannuksia kuulijalle. Dolby Laboratories esitteli elokuvateattereille vuonna 2012 tavaramerkillä Dolby Atmos .
10.2 surround -ääni
10.2 on surround -äänimuoto, jonka on kehittänyt THX -luoja Tomlinson Holman TMH Labsista ja Etelä -Kalifornian yliopistosta (elokuvateatteri/televisio ja tekniikka). Kehitetty yhdessä Chris Kyriakakis ja USC Viterbi School of Engineering , 10.2 viittaa muotoon kampanjoinnin iskulause: "kaksi kertaa parempi kuin 5,1". 10.2: n kannattajat väittävät, että se on IMAXin äänivastaava .
11.1 surround -ääni
11.1 ääntä tukee BARCO ja se on asennettu teattereihin ympäri maailmaa.
22.2 surround -ääni
22.2 on NHK Science & Technical Research Laboratoriesin kehittämän Ultra High Definition Televisionin surround -äänikomponentti. Kuten nimestä voi päätellä, se käyttää 24 kaiutinta. Nämä on järjestetty kolmeen kerrokseen: kymmenen kaiuttimen keskikerros, yhdeksän kaiuttimen ylempi kerros ja alemman kerroksen kolme kaiutinta ja kaksi subwooferia. Järjestelmä esiteltiin Expo 2005 -tapahtumassa , Aichi , Japani , NAB Shows 2006 ja 2009, Las Vegas , ja IBC -messut 2006 ja 2008, Amsterdam , Alankomaat .
Katso myös
- 3D -äänitehoste
- Binauraalinen tallennus
- Dolby Surround
- Duofoninen
- Nelikanavainen digitaalinen CD-levy
- Holofoniikka
- MPEG Surround
- Ensisijaisuusvaikutus
- Soundfield -mikrofoni
- Virtuaalinen surround