Виртуальный кинозвук
Звуковая часть современных домашних развлекательных систем и домашнего кинотеатра, в первую очередь, имеет конфигурацию 5.1, что обусловлено источником. Практически все записи на DVD имеют пятиканальный пространственный расклад и отдельный канал для низкочастотных эффектов (сабвуфера). Исключение по понятным причинам составляет киноклассика.
Обустройство правильного домашнего кинотеатра с конфигурацией 5.1 и выше нужно начинать еще на этапе проектирования помещения, в котором он будет располагаться. Ведь далеко не каждый решится прокладывать проводку после недешевого ремонта, а повседневная жизнь в окружении бесчисленных кабелей — не сахар. Можно использовать в качестве тыловых каналов активную акустику с беспроводным каналом связи (радиочастотным или инфракрасным). Такой вариант обычно предлагают производители телевизоров.
Акустическая система комплекта
KEF KIT100 содержит традиционный излучатель Uni-Q фронтального канала и расположенный перпендикулярно к нему NXT-излучатель тылового канала
За виртуальное пространственное звучание в ЖК-телевизоре
Toshiba отвечает продолговатая акустика под экраном
Система виртуального пространственного звучания Onkyo PHC-5 легко размещается на любом телевизоре
Виртуальное пространственное звучание обеспечивает интеграция нескольких методов обработкиНетривиально решила проблему тыловых каналов фирма KEF. Театральный комплект KIT 100, тест которого помещен в прошлом номере, содержит оригинальную фронтальную акустику. Она объединяет собственно фронтальные каналы (фирменные головки Uni-Q) с прямым излучением и тыловые (плоские панели NXT), звук которых приходит к слушателю после отражения от стен (для этой акустики очень важно правильное расположение и ориентация в комнате).
Однако часто возникает ситуация, когда нет нужды в полном числе каналов. Самая распространенная причина — это недостаток места в жилой комнате для акустики тыловых каналов. Или индивидуальный просмотр видео на экране компьютерного монитора. В обоих случаях зрителя вполне устроит виртуальная замена тыловой акустики. Можно, конечно, обойтись простым даунмиксом многоканальной фонограммы в стереопару, что и делало большинство производителей на первом этапе внедрения DVD. Однако практика двухканального воспроизведения дает немало примеров улучшения пространственности воспроизведения с использованием только фронтальной акустики путем предварительной обработки сигнала. Производители, следуя генеральной линии построения звуковой части домашнего кинотеатра (чем больше каналов, тем лучше), не обходят вниманием и сторонников простого решения. Еще во времена внедрения киношного Dolby Surround были проведены объемные исследования особенностей человеческого восприятия многоканального воспроизведения и его имитации акустической системой с минимальным числом каналов.
Практическую реализацию получили два подхода к решению данной проблемы. Во-первых, можно оставить физически все пять каналов, но расположить их во фронтальной плоскости. Последний пример такого решения — упомянутый выше комплект KEF KIT 100. С другой стороны, можно ограничиться тремя или даже двумя фронтальными каналами, но добавить к их основному звуковому сигналу еще и тыловые, предварительно подвергнув их предварительной обработке с помощью фильтров и задержек. Согласитесь, что намного удобнее вместо пяти акустических систем использовать одно изделие, которое можно просто поставить на телевизор. Одним из первых подобных продуктов — система виртуального пространственного звучания Onkyo PHC-5 (Phantom Cinema), была заявлена в производственной программе 1999–2000 года. Несмотря на то, что эта система была первой автономной реализацией Dolby Virtual, она имела достаточно гибкое управление (девять режимов звучания). Благодаря доступным с пульта ДУ регулировкам виртуальной ширины фронта и глубины сцены слушатель может оптимизировать звучание в зависимости от размеров помещения и своего в нем положения. Конечно, подобная система не в состоянии охватить весь частотный диапазон, и поэтому совместно с PHC-5 должен использоваться сабвуфер. Отметим, что особую популярность подобные системы получили у фирм, реализующих свою продукцию на американском рынке. Это, например модели 3„2„1 GS фирмы Bose или Niroson ™ Cinema 1.1 фирмы Niro. Первая представляет собой комплект, состоящий из компактного DVD-ресивера, двух малогабаритных фронтальных акустических систем и сабвуфера. Вторая отличается только тем, что ее фронтальная акустика — однообъемная. При этом у фирмы Niro есть два варианта: стандартный (STD) с трехканальной акустикой и PRO, у которого во фронтальном блоке размещается пятиканальная акустика.
Сегодня многие телевизионные фирмы имеют модели, обеспечивающие пространственное звучание при наличии только двух физических звуковых каналов, благодаря использованию обработки исходного сигнала по алгоритму Virtual Dolby Surround или SRS Trusurround. В качестве примера можно привести продолговатые акустические системы, расположенные под экранами в ТВ Toshiba или Grundig. В телевизорах Toshiba реализуются алгоритмы обработки звука фирмы SRS Labs.
В акустической системе Magic Fidelity, которую применяет Grundig в своих ЖК- и плазменных телевизорах серии Thorus и мини-системах, используются всего три головки. Две, для левого и правого каналов, расположены по краям и воспроизводят средневысокочастотные составляющие, отвечающие за пространственную информацию. В центре под экраном расположена низкочастотная головка. Многоканальная программа декодируется, обрабатывается, разделяется фильтром на три части и подается на индивидуальные усилители мощности, работающие на свой динамик.
Пространственное звучание с использованием только фронтальной акустики предусмотрено и во многих моделях AV-ресиверов. Например, в ресиверах Kenwood реализована патентованная технология Circle Surround фирмы SRS Labs. Она предназначена для кодирования пятиканального звука в двухканальный с последующим двухканальным воспроизведением с максимальным эффектом пространственного звучания. А во всех ресиверах Sony, оснащенных фирменной системой многоканального воспроизведения Digital Cinema Sound, предусмотрен также режим Virtual Enhanced Surround, который позволяет создать иллюзию кругового перемещения кажущегося источника звука с помощью только фронтальной акустики. Известная своими разработками в области моделирования и улучшения пространственного звучания многоканальных систем фирма Yamaha также включила во все свои AV-ресиверы и AV-усилители с обработкой CINEMA DSP Digital виртуальный режим Virtual CINEMA DSP, который позволяет получить полномасштабные эффекты окружающего звучания без использования тыловых громкоговорителей.
Отметим, что все технические наработки, созданные для громкоговорителей, с успехом используются и в системах виртуального пространственного звучания для двухканальных наушников. Системы Dolby Headphone, SRS Headphone и SILIENT CINEMA дают возможность не только получить полноценную пространственную звуковую картину, но и, что, может быть, имеет даже большее практическое значение, обеспечивают вынос кажущегося источника звука из головы. Это придает больше естественности звучанию наушников для огромного количества стереофонических музыкальных записей.
И в заключение предлагаем читателям, имеющим мультимедийный компьютер с доступом в интернет, посетить сайты www.dolby.com и www.srslabs.com, где можно послушать записи с демонстрацией пространственного виртуального звучания.
AV-ресиверы Kenwood,
кроме декодирования Dolby Digital, DTS и Dolby Pro Logic, предлагают вариант виртуального пространственного звучания Circle Surround
Бинауральный эффект
Психофизиологическое явление, заключающееся в способности человека определять направление на источник звука, воспринимая звуки, слышимые левым и правым ухом, слитно. Эффект играет существенную роль в стереофонии и музыкальной акустике. В диапазоне частот 0,3–1 кГц направление и локализация источника звука определяется за счет разницы фаз, приходящих на каждое ухо звуковых волн. На частотах выше 1 кГц сказывается экранирующий эффект головы, и локализация осуществляется по амплитуде звука.
Бинауральные записи
Чтобы слушатель ощутил пространственное окружение, можно передавать или некоторые физические параметры первичного звукового поля, или психоакустические характеристики, вызывающие у него ощущение нахождения в первичном пространстве. Наиболее точно параметры поля передают бинауральные записи, осуществляемые двухмикрофонным методом с помощью искусственной головы. Прослушивать такие записи нужно через наушники. В крайнем случае, расположить пару колонок по бокам слушателя.
Основные технологии
Наибольшее распространение в современной AV-аппаратуре получили разработки SRS Labs и Dolby Labs. Если Dolby Labs занимается в основном декодированием многоканального звука и виртуальное приложение появилось значительно позже широкоизвестных Dolby Pro Logic и Dolby Digital, то создание виртуальных звуковых пространств и различные «улучшалки», основанные на использовании психологических особенностей человеческого восприятия звука, — это настоящий конек SRS Labs. Она предлагает лицензии на девять технологий обработки звука и еще две — специально для речевой информации. В названии фирмы SRS использована аббревиатура от Sound Retrieval System (система восстановления звука) — первой разработки фирмы. Она предназначена для получения пространственного звучания от моноисточников. Для решения рассматриваемой задачи (создание максимально приближенного к естественному пространственного звучания с использованием только фронтальной акустики) фирма предлагает несколько вариантов: Circle Surround (дискретные 5.1-канала в два), TruSurround и TruSurround XT. Два последних — сертифицированные фирмой Dolby алгоритмы виртуального звучания для любого мультиканального источника: Dolby Digital, DTS, Dolby Surround и Dolby Pro Logic. В отличие от первых систем виртуального пространственного звучания, в которых 99% звука содержали информацию о прямом звуке от источника, в современных системах приняты все меры, чтобы должным образом воспроизвести составляющие отраженного звука, которые и отвечают за иллюзию пространства. Особое внимание уделено локализации кажущегося источника звука, правильной тональной окраске и созданию приятного звука, который можно продолжительно слушать без появления дискомфорта. Алгоритм обработки Dolby Virtual Speaker, кроме этого, предлагает пользователю два режима прослушивания. В режиме Reference создается убедительно естественное окружение пятью виртуальными громкоговорителями при реальном присутствии только двух систем и кажущимся источником звука, привязанным к изображению, и размерами, определяемыми расстоянием между этими двумя системами. В режиме Wide звуковой образ выходит за физические пределы акустики и становится шире, что особенно важно при близком расположении фронтальных систем, например, в телевизоре или у компьютерного монитора.