Hva er tredimensjonal lyd?

Nylig var det mulig å se hvordan stereofilmer entret verden av kommersielle og hjemmekinoer, og nå er 4K ultrahøyoppløselig video allerede i kø. Lyden henger ikke etter bildet heller: 3D Audio har kommet til hjemmekinoen, seerens komplette lydmiljø ligger ikke bare i det horisontale planet, men også i den tredje dimensjonen. På engelsk brukes begrepet immersive, “immersive” for dette.

Guds stemme og andre lydkanaler

Auro-3D-formatet ble introdusert i mai 2006 av det belgiske selskapet Galaxy Studios. Den første massefilmen som ble spilt inn i dette formatet var Red Tails-båndet, skutt i 2012 av George Lucas. Den grunnleggende forskjellen mellom Auro-3D og de rådende på det tidspunktet Dolby Surround EX og DTS-formater var at i tillegg til tradisjonelle 7.1-kanaler som ligger på samme plan, foreslo utviklerne å bruke den tredje dimensjonen - det vil si å plassere høyttalere (høyttalere) ikke bare rundt lytteren, men også ovenfra, det andre “laget”, i en vinkel på 30 grader til fronthøyttalerne og surroundkanalene.

Ytterligere forbedring av formatet førte til fremveksten av et annet "lag" - over hodet til publikum, som symbolsk ble kalt gudsstemme ("Guds røst"). Det maksimale antallet kanaler (for ikke å forveksle med antall høyttalere) nådde samtidig 13, 1, det vil si at det faktisk ble dobbelt så mye som i 7.1 og 6.1-formatene som ble brukt da. Innføringen av de øvre kanalene gjorde det mulig å formidle en rekke arrangementer i lydsporet til filmen, for eksempel flygende objekter over publikum (støy fra et helikopter eller en jet jagerfly), atmosfæriske effekter (hylende vind, torden).

Hvis taket er for lavt, vil høyttalerne være for nær seeren. I dette tilfellet anbefaler Dolby å bruke spesielle høyttalere som fungerer "på refleksjon" fra taket - i følge selskapet vil resultatet bli bedre.

Objekttilnærming

Dolby Laboratories, den eldste aktøren på kino-markedet, bruker to "lag" med høyttalersystemer i sitt nye Dolby Atmos-format. Den første er plassert rundt lytteren i henhold til det klassiske mønsteret, og den andre i taket er parvis til venstre og høyre. Men det viktigste er en grunnleggende ny tilnærming til å blande lydspor. I stedet for den vanlige per-kanals informasjonen i studioet, brukes metoden for "objekt" -opptak. Regissøren jobber med lydfiler, som indikerer et sted i tredimensjonalt rom, hvor disse lydene skal reproduseres, når og på hvilket volum. For eksempel, hvis det er nødvendig å gjengi støyen fra en bil i bevegelse, indikerer regissøren tidspunktet for utseende, volumnivå, bevegelsesbanen, stedet og tidspunktet lyden til "objektet" stoppet.

5 grunnleggende om cybersecurity: hvordan du kan beskytte deg mot hackerangrep

Dessuten får lyden ikke fra studio til kino i form av innspilte spor, men som et sett med lydfiler. Denne informasjonen behandles av en prosessor, som i sanntid beregner filmens lydspor hver gang, med hensyn til antall høyttalere i salen, deres type og plassering. På grunn av den nøyaktige kalibreringen er det ingen henvisning til et visst "typisk" antall kanaler, og du kan bruke forskjellige antall høyttalere i forskjellige rom (hvert rom er kalibrert og justert individuelt) - prosessoren vil beregne hvordan og hvor de skal sende lyd for å få det optimale lydpanoramaet. Det maksimale antallet samtidig behandlede lydobjekter er 128, og antallet uavhengige høyttalere som støttes samtidig, er opptil 64.

Dolby Atmos-formatet er ikke bundet til et spesifikt antall lydkanaler. Lydbildet er dannet av prosessoren i sanntid fra “objektene” og i henhold til “programmet” som er laget av lydteknologen til filmen. I dette tilfellet tar prosessoren hensyn til den nøyaktige plasseringen av høyttalersystemene, deres type og antall - alt dette er foreskrevet på forhånd i innstillingene når du kalibrerer hvert enkelt rom. Det er sant at hvordan man implementerer en slik tilnærming i et hjemmekino fremdeles ikke er helt klart.

Fagfolk og elskere

Etter utseendet på kommersielle kinoer begynte begge tredimensjonale lydformatene å erobre hjemmemarkedet. Auro-3D startet litt tidligere, flere produsenter av hjemmeelektronikk introduserte de første prosessorene og mottakeren med støtte for formatet i begynnelsen av 2014. Dolby Laboratories var ikke lenge med å komme, og i midten av september i fjor introduserte en svært rimelig løsning basert på rimelige mottakere. I tillegg kunngjorde en annen stor aktør, det amerikanske selskapet DTS, tidlig i 2015 sitt tredimensjonale lydformat - DTS: X (som så langt bare vet at det, i likhet med Dolby Atmos, er objektorientert og vil bli støttet mange produsenter av forbrukerelektronikk).

I mellomtiden har kommersiell og hjemmekino i noen aspekter alvorlige forskjeller. Filmruller er en ting fra den fjerne fortiden, og digitale kopier av filmer brukes nå nesten universelt i filmdistribusjon. Lydsporet til filmen "forlater" serveren i form av en strøm av digital lyd med høy bitrate og praktisk talt ingen komprimering. Serverne som filmer er lagret på kan overføre opptil 16 digitale kanaler med slike data parallelt.

Det mest populære mediet for hjemmefilmer er Blu-ray-platen. Som regel inneholder det et lydspor som er spilt inn i et av de to mest populære formatene - DTS HD Master Audio eller Dolby True HD. Det er også plater spilt inn ved hjelp av de gamle DTS- og Dolby Digital-kodekene med 2, 1 lyd (venstre-høyre og LFE). Hvis sporet til filmen opprinnelig ble spilt inn i studioet i 5.1- eller 7.1-format, og å overføre den til en plate er ganske enkel, er den eneste forskjellen i ytterligere datakomprimering assosiert med den begrensede kapasiteten til digitale medier. Men hvordan vil de nye Auro-3D- og Dolby Atmos-formatene tilpasse seg når de overføres fra profesjonell kino til hjemmekino?

Veien hjem

For Auro-3D vil overføringen være nesten "sømløs." Hvis filmen opprinnelig ble spilt inn i studioet i formatet 13.1 eller 11.1, vil den bli overført til Blu-ray-plater med nøyaktig samme antall kanaler. For bakoverkompatibilitet bruker Auro-3D en spesiell algoritme som kan "legge til" de øvre kanalene til DTS HD MA-kodeken, som offisielt støtter maksimalt 7, 1 kanaler - for eksempel er informasjon for den øvre venstre kanal innkapslet i venstre kanal, for den sentrale kanalen for den øvre sentrale kanalen, og så videre. osv. Hvis mottakeren eller prosessoren har støtte for å dekode Auro-3D-kodeken, vil den "ta ut" den innebygde informasjonen og sende den til de aktuelle kanalene. Hvis ikke, dekoder det ganske enkelt dataene som et vanlig 7.1-spor, og hopper over den "ekstra" informasjonen. Dermed vil en plate med en Auro-3D-film uansett bli korrekt lest av enhver moderne spiller og gjenkjent av noen av prosessorene eller mottakerne som støtter DTS HD MA. Og hvis prosessoren eller mottakeren har en innebygd Auro-3D-dekoder, kan utgangen være et lydspor på 9.1, 11.1 eller til og med 13.1 kanaler. Det er også muligheten for "upmixing" - en prosessor som kan fungere med Auro-3D, kan til og med telle det vanlige to-kanals stereoopptaket, for eksempel i 13.1.

Auro-3D bruker et trelags arrangement av høyttalere og en mer tradisjonell tilnærming med flerkanals lydopptak. Dette gir en utmerket bakoverkompatibilitet med standarden med gjeldende formater og portabilitet til hjemmesystemer.

Situasjonen med Dolby Atmos i en hjemmekino er mye mer komplisert: prosessoren i sanntid beregner en ganske stor datastrøm og gir ut lyd til de tilsvarende akustiske kanalene (tar hensyn til hvor mange det er i en bestemt installasjon). Til dags dato foreslår Dolby Atmos-spesifikasjonene for hjemmebruk å bruke høyttalerkonfigurasjoner fra 5.1.2 til 7.1.4, der det første sifferet er antallet “normale” kanaler: venstre-midt-høyre-side-bak, den andre er kanalen med lavfrekvente effekter, og den tredje - de såkalte “øvre” kanalene (overhead). Samtidig koster den eneste prosessoren for kommersiell bruk (Dolby CP850) mer enn en million rubler, og kostnadene for hjemmemottakere med Atmos-støtte starter på bare 30-40 tusen. Ikke desto mindre er det selv for de rimeligste hjemmemottakerne oppgitt både avkoding og støtte for oppblanding, selv om hvordan dette gjøres ikke er helt klart.

Et annet ikke veldig tydelig poeng er at for riktig beregning av lydfeltet, må du vite den nøyaktige plasseringen av alle høyttalersystemer. På en kommersiell kino løses dette problemet ved å kalibrere utstyret, men i hjemmemottakere, så langt kjent, er dette ikke gitt. Hvordan i dette tilfellet avgjørelsen om å få Atmos-lyd hjemme "som i filmene" avgjøres, er fremdeles uklart. Riktig nok har formatet ennå ikke funnet sine endelige funksjoner. Flere produsenter av førsteklasses prosessorer har til og med utsatt utgivelsen av oppdateringer med Dolby Atmos-støtte på grunn av endringer i signalbehandlingsalgoritmen som ble gjort, sa de av Dolby-utviklere. Så det kan antas at Dolby i fremtidige oppdateringer kan gjøre justeringer i prosessen med å behandle lyd og / eller kalibrere systemet for et spesifikt sted for høyttalersystemene.

Problemer med kompatibilitet

Siden Auro-3D bruker den tradisjonelle metoden for miksing per kanal, mens Dolby og DTS bruker objektorientert redigering av lyd, er det umulig å konvertere ett format til et annet. I tillegg er det heller ikke lett å bygge et hjemmekino som kan fungere korrekt med alle formater. Kompatibilitetsproblemet ligger i de forskjellige installasjonskravene for høyttalere. Dolby Atmos bruker to “lag” akustikk, mens Auro-3D bruker tre. Det kan antas at Dolby Atmos-lydsporet kunne spilles gjennom en del av høyttalerne for å spille Auro-3D, men det er neppe riktig. Kravene til plasseringen av høyttalerne er svært strenge i begge formater, og gitt følsomheten for nøyaktig posisjonering for å oppnå jevne overganger, kan dette være et problem for designere og installatører av hjemmekinohaller (det er ingen informasjon om plasseringen av høyttalerne DTS: X).

prospekter

Til tross for alle uklarhetene i Dolby Atmos-beskrivelsen, må vi innrømme at dette formatet har mer potensiale enn Auro-3D. For det første er den objektorienterte tilnærmingen til opptak definitivt mer lovende enn den tradisjonelle per-kanalen. For det andre er Dolby Atmos-støtte i massemodeller av AV-mottakere fra selskaper som Yamaha, Pioneer, Onkyo, Integra, Denon tilgjengelig "i databasen", mens Auro3D-lisensen vil måtte kjøpes som en valgfri programvareoppdatering for $ 199, noe som merkes. for budsjettmodeller.

I det dyrere segmentet prosessorer for å bygge hjemmekinohaller kunngjorde produsenter som Trinnov Audio og Datasat Digital, inkludert de som jobber i det kommersielle filmmarkedet, støtte for alle 3D Audio-formater. Deres erfaring kan ha en veldig gunstig effekt på implementeringen av hjemmekinoen til Dolby Atmos: Trinnov bruker for eksempel en unik tredimensjonal mikrofon for å kalibrere prosessorene, som lar deg bestemme plasseringen av hver høyttaler i rommet og bruke disse dataene til å korrigere lydfeltet ytterligere.

Redaksjonen takker avreport.ru-magasinet for deres hjelp til å utarbeide artikkelen.

Artikkelen “Immersion in Sound” ble publisert i tidsskriftet Popular Mechanics (nr. 5, mai 2015). Jeg lurer på hvordan en atomreaktor fungerer og kan roboter bygge et hus?

Alt om nye teknologier og oppfinnelser! OK Jeg godtar nettstedets regler Takk. Vi har sendt en bekreftelsesmail til din e-post.

Anbefalt

Hvordan filmen "The Hobbit" ble skutt: teknologi
2019
Den sanne historien om QWERTY: som fant opp tastaturoppsettet
2019
Strukturer som finnes i 11 dimensjoner, finnes i den menneskelige hjernen
2019