Введение
Системы, предназначенные для имитации объемного звучания с использованием меньшего количества громкоговорителей.
Объемное звучание виртуальной среды – это аудиосистема, которая стремится создать ощущение большего количества источников звука, чем присутствует на самом деле. Для достижения этого необходимо разработать способ обмануть человеческую слуховую систему, заставляя ее воспринимать звук, как исходящий из места, где его нет. Большинство современных систем такого типа предназначены для имитации полноценного (физического) объемного звучания, используя один, два или три громкоговорителя. Такие системы популярны среди потребителей, желающих наслаждаться эффектом объемного звучания без большого количества динамиков, традиционно необходимых для этого.
Virtual surround is an audio system that attempts to create the perception that there are many more sources of sound than are actually present. In order to achieve this, it is necessary to devise some means of tricking the human auditory system into thinking that a sound is coming from somewhere that it is not. Most recent examples of such systems are designed to simulate the true (physical) surround sound experience using one, two or three loudspeakers. Such systems are popular among consumers who want to enjoy the experience of surround sound without the large number of speakers that are traditionally required to do so.
Типы
Виртуальная система объемного звучания должна обеспечивать возможность двухмерной локализации звука, используя определенные свойства человеческой слуховой системы. Механизмы, с помощью которых слуховая система определяет местоположение источника звука, изучаются в области психоакустики. Таким образом, виртуальные системы объемного звучания используют знания психоакустики, чтобы создать иллюзию объемного звучания для слушателя. Существует несколько подходов к реализации этой задачи.
Использование HRTF
Некоторые методы используют знание функции передачи, связанной с головой (HRTF). При наличии подходящей HRTF можно рассчитать сигналы, необходимые для барабанных перепонок, чтобы слушатель воспринимал звук, приходящий с любого направления. Затем эти сигналы воспроизводятся в барабанных перепонках с помощью наушников или метода расчета эффекта перекрестных помех. Недостатком этого подхода является то, что очень сложно добиться работы таких систем для нескольких слушателей одновременно.
Используя отражения
Некоторые системы виртуального объемного звучания работают, направляя мощный пучок звука на отражение от стен комнаты, так что слушатель воспринимает отраженный звук громче, чем звук, идущий непосредственно от динамика. Одним из примеров этой технологии является коммерчески доступный цифровой звуковой проектор от Cambridge Mechatronics (ранее 1 Ltd). Он использует 40 микроизлучателей и 2 низкочастотных динамика, а также технологию проецирования для управления направлением звука. Звук микроизлучателей фокусируется в группы "лучей", которые отражаются от стен комнаты. Звук центрального канала проецируется непосредственно в точку прослушивания. Другой пример – S Logic, предлагаемый немецким производителем наушников Ultrasone. Эта технология (которую также можно рассматривать как гибрид HRTF и методов, основанных на отражении) использует децентрализованное расположение излучателей для распространения звука по внешней части уха, чтобы имитировать звучание через динамики. Для эффективной работы виртуального объемного звучания комната должна быть физически симметричной относительно перпендикуляра к линии между динамиками, а также иметь схожие звукопоглощающие характеристики левой и правой стен. Наличие звукопоглощающего предмета мебели вблизи одного динамика, без соответствующего элемента с другой стороны, приведет к смещению звукового поля в сторону "живой" части комнаты. Получаемая "звуковая сцена" будет подвержена влиянию асимметрии.
Создание диффузного источника
На восприятие направления в значительной степени влияет относительное время прибытия звука к каждому уху и любая разница в амплитуде звука, воспринимаемого каждым ухом. Возможно создание источника звука с выходной характеристикой, быстро меняющейся в зависимости от направления и частоты сигнала. Такие источники создают звуковые поля, которые быстро изменяются в пространстве вокруг слушателя. Их часто называют диффузными источниками, поскольку их излучение напоминает диффузное звуковое поле — звуковое поле, в котором звуковые волны распространяются во всех направлениях с одинаковой вероятностью. В диффузном поле звук, достигающий каждого уха слушателя, настолько различен, что мозг не может определить источник звука. Диффузный источник, расположенный перед слушателем, сложно локализовать, и его можно использовать для передачи сигналов окружающего звучания.