A proposito dei vantaggi dei fantasmi. L'arte dell'audio

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A proposito dei vantaggi dei "fantasmi"

L'arte dell'audio

Bene, questo è tutto! O ci lamentiamo ipocritamente dell'amplificatore Hi-Fi per il suo timbro non commutabile, o pensiamo seriamente: "Non dovremmo classificare i costosi home cinema con elaborazione elettronica codificata multicanale come High End intoccabile ... Estremi non solo nelle opinioni , ma e nell'equipaggiamento, si oppone a un mezzo salvifico con un approccio più rilassato al suono e un prezzo democratico.Dopo aver delineato così i confini dell'influenza di questo materiale, possiamo tranquillamente parlare del dispositivo e dei principi di funzionamento del suono surround elettronico processori.Inoltre, l'argomento è stato suggerito dalla posta editoriale con le vostre domande, cari lettori.

Non si tratta di veri e propri processori "da teatro" (ad esempio, sviluppi dei Dolby Laboratries), ma dei numerosi Surround'ax che si trovano nei moderni sistemi micro-mini-midi e nell'audio portatile sotto questo nome o, ad esempio, sotto la sigla DSP (Digital Signal Processor). Qui è il momento di accennare per la prima volta a "ciò che non è nel mondo": fonti sonore immaginarie, immagini virtuali, se volete, fantasmi o fantasmi sonori - "carino e carino" (curioso gioco di parole: ho sognato un suono ...). Insomma, la stragrande maggioranza dei sistemi elettronici che modificano il suono stereo dei programmi musicali si basa sull'idea di formare, con l'ausilio di una coppia stereo convenzionale (due altoparlanti separati da una certa distanza), un campo acustico tale che può essere sentito in un ambiente completamente diverso (invece di una cucina - lo spazio di uno stadio che ruggisce di gioia ), o quando si aumenta il numero di sorgenti sonore (cinema), o quando si espande lo spazio sonoro (radio da tavolo con la voce di un impianto con base stereo di due metri).

Un po' di storia sulla questione del suono surround. Lo stereo, basato sul principio biauricolare (due orecchie!), è autosufficiente. Due canali si sono affermati da tempo e saldamente nelle apparecchiature domestiche, disegnano una buona immagine spaziale, consentono di localizzare gli strumenti musicali a orecchio. La notevole differenza tra stereo e mono non ti costringerà a cambiare il tuo impianto stereo in una fonte sonora tristemente solitaria. E se utilizzi quattro canali informativi e quattro altoparlanti? La quadrofonia (Q-sound) non era un osso facile: l'aumento del prezzo era chiaramente inadeguato all'effetto ottenuto. Stereo ha tenuto testa, ma la sua posizione è attualmente sotto attacco da parte degli appassionati di Home Cinema multicanale.

E accanto ai problemi del suono surround, c'era solo posto per semplici strumenti elettronici di elaborazione del suono: DSP, suono 3D, surround, sistema di recupero del suono, suono incredibile ... Di norma, tali sistemi, utilizzando l'uno o l'altro circuito e soluzione tecnica, progettata, ad esempio, sotto forma di un microcircuito, vengono implementati uno o più algoritmi per l'elaborazione frequenza-fase del segnale elettrico originale. Agli albori dei registratori stereo portatili erano già in uso gli schemi più semplici per l'espansione artificiale della base stereo, operando secondo il metodo della sottrazione. E qui ci sono esempi di moderni "generatori fantasma sonori": Processore audio a controllo digitale (SGS-Thomson, tdA7344), Matrix surround IC (NEC, PC1853), Spatializer (Desper Products), RSS (Roland), SRS o Vivid 3D (Hughes ), Suono incredibile (Philips Research Laboratories).

L'esistenza di questi strumenti è giustificata dalla relativa economicità e versatilità. E, soprattutto, a causa del fatto che per la manifestazione di effetti sonori aggiuntivi è sufficiente una coppia stereo. La base di elementi di vari processori è attualmente utilizzata attivamente dagli sviluppatori di apparecchiature audio di consumo. Quindi, ad esempio, molti modelli moderni di minisistemi Sharp e Kenwood sono dotati di processori Sound Retrieval System (SRS) della società americana Hughes; L'olandese Philips produce una vasta gamma di apparecchiature (dall'audio portatile alla TV) con la funzione Incredible Sound; lo Spatializer è installato nel registratore radio Panasonic "cobra". Devo dire che per la maggior parte i DSP sono abbastanza vicini tra loro in termini di risultato finale.

Diamo un'occhiata a un esempio specifico di come vengono utilizzati i DSP. Sulla base della tecnologia SRS, gli ingegneri Sharp hanno sviluppato un sistema audio surround virtuale - Virtual Surround, che funziona con un segnale stereo di qualsiasi sorgente (cassetta, CD, LD, TV, video, radio) e non richiede altoparlanti aggiuntivi. I progettisti hanno realizzato due gradazioni di suono tridimensionale con un'espansione virtuale della base stereo: modalità musica (Virtual I - sembra che gli altoparlanti siano stati spostati dalla loro posizione originale), modalità cinema (Virtual 2 - c'è un'illusione di ulteriori altoparlanti laterali). Inoltre, è possibile ricreare l'ambiente acustico di una sala da concerto di medie dimensioni (Hall, il riverbero è evidente), una cattedrale con cupola (Dome, un lungo tempo di riverbero si manifesta come l'eco di molteplici riflessi) e il " live" di una sala concerti (Live).

Per amor di verità, va notato che la massa acquisita artificialmente costa non solo denaro, ma è anche associata a artefatti indesiderati che possono manifestarsi, ad esempio, in violazione dell'equilibrio tonale. Tuttavia, questo tipo di distorsione forma solo sensazioni spaziali. E ora, per i più curiosi e pazienti, vorrei proporre di affrontare la domanda: "Come si ottengono esattamente gli effetti surround su uno stereo convenzionale con l'aiuto dell'elettronica?" Prendiamo come base i materiali sul sistema ampiamente utilizzato nelle apparecchiature Philips: Incredible Surround Sound, che è oggetto di un'invenzione di Ronald Aarts e Robert Dekkers (autori - dipendenti del laboratorio di ricerca Philips).

Vale la pena sottolineare ancora una volta che la qualità del suono stereo della maggior parte dei sistemi portatili, dei sistemi multimediali e della TV è limitata dalla ridotta distanza tra gli altoparlanti, quindi l'espansione elettronica della base stereo diventa spesso uno dei pochi modi relativamente economici per rendere surround suono. Questa circostanza, a quanto pare, è stata la ragione della ricerca di una nuova soluzione tecnica. L'essenza dell'invenzione "Estensione della base stereo durante la riproduzione del suono - Incredible Sound (suono incredibile)" aiuterà a comprendere lo schema. Mostra: un ascoltatore, un'unità di elaborazione del segnale, una coppia stereo, altoparlanti immaginari ("fantasmi") e un'immagine della propagazione delle onde sonore dirette (non riflesse). Viene mostrato che le sorgenti virtuali espandono effettivamente la distanza e l'angolo tra gli altoparlanti sinistro e destro.

Gli autori, riassumendo i dati di studi psicoacustici, condotti anche su persone reali, hanno ottenuto la dipendenza della variazione della pressione sonora nell'orecchio sinistro e destro quando gli altoparlanti reali vengono spostati in sequenza dalla posizione iniziale a quella estesa. Dall'illustrazione risulta che le onde sonore che arrivano all'ascoltatore dagli altoparlanti spostati differiranno significativamente da quelle iniziali in termini di parametri di fase e frequenza, a seconda dell'ora di arrivo del fronte d'onda ai timpani di sinistra e orecchio destro, gli effetti dell'ombreggiatura e della diffrazione delle onde sulla testa dell'ascoltatore.

La dipendenza funzionale riscontrata della trasformazione del suono, che era chiamata Head Related Transfer Function (HRTF), era in un certo modo incorporata nel circuito elettronico che elabora il segnale stereo in uscita. L'introduzione di opportune modifiche nei canali sinistro e destro porta alla ricostruzione da parte degli altoparlanti esistenti nell'area di ascolto dell'esatta struttura del campo acustico, caratteristica della posizione modificata degli emettitori. Pertanto, l'ascoltatore ha la sensazione reale che lo spazio sonoro si apra davanti a lui.Si può presumere che le informazioni ottenute dagli autori fossero esaustive e che la funzione avesse una struttura lineare, poiché in pratica è controllata utilizzando un semplice due- potenziometro di canale. Pertanto, nelle apparecchiature audio (ad esempio, una radio portatile AZ8070) è diventato possibile modificare agevolmente la modalità di estensione di base dallo stereo ordinario (estensione dello 0%) alla massima manifestazione dell'effetto: "suono incredibile" al 100%.

A proposito, un gruppo di esperti stranieri, dopo aver effettuato un confronto utilizzando il metodo del "test in doppio cieco" dei sistemi di espansione stereo artificiale menzionati nel nostro articolo, ha notato il miglior equilibrio tonale e la naturalezza del suono in Incredible Sound, nonostante il fatto che questa soluzione tecnica è molto facile da implementare nella pratica ed è piuttosto economica...

E nei laboratori di ricerca, nuovi cacciatori di fantasmi continuano a cercare il suono naturale, e non stupitevi se domani un enorme "fantasma" sonoro si materializzerà in una stanza con l'aiuto di un minuscolo registratore radio.

Autore: Sergej Klobukov

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