При реализации объемного звука как Dolby AC3, так и DTS имеют особенность, заключающуюся в необходимости использования нескольких динамиков во время воспроизведения. Однако из-за стоимости и занимаемого пространства у некоторых пользователей, например, у пользователей мультимедийных компьютеров, недостаточно колонок. В настоящее время необходима технология, способная обрабатывать многоканальные сигналы и воспроизводить их на двух параллельных динамиках, создавая эффект объемного звучания. Это технология виртуального объемного звука. Английское название виртуального объемного звука — Virtual Surround, также называемое Simulated Surround. Эту технологию также называют нестандартной технологией объемного звука.
Нестандартная система объемного звучания основана на двухканальном стерео без добавления каналов и динамиков. Сигнал звукового поля обрабатывается схемой, а затем передается, благодаря чему слушатель ощущает, что звук исходит из нескольких направлений, и создается имитация стереополя. Ценность виртуального объемного звучания заключается в использовании двух динамиков для имитации эффекта объемного звука. Хотя это нельзя сравнить с настоящим домашним кинотеатром, эффект вполне приемлем в оптимальном положении для прослушивания. Его недостаток заключается в том, что он, как правило, несовместим с прослушиванием в наушниках. Требования к положению при прослушивании высоки, поэтому применение этой технологии виртуального объемного звучания в наушниках является хорошим выбором.
В последние годы начали изучаться способы создания трехмерного звука с использованием минимального количества каналов и динамиков. Этот звуковой эффект не так реалистичен, как у таких зрелых технологий объемного звучания, как DOLBY. Однако, благодаря низкой цене, эта технология все чаще используется в усилителях мощности, телевизорах, автомобильных аудиосистемах и мультимедийных системах. Эта технология называется нестандартной технологией объемного звучания. Нестандартная система объемного звучания основана на двухканальном стерео без добавления дополнительных каналов и динамиков. Сигнал звукового поля обрабатывается схемой, а затем передается, создавая у слушателя ощущение, что звук исходит из нескольких направлений, и имитируя стереополе.
Принцип виртуального объемного звука. Ключ к реализации виртуального объемного звука Dolby Surround Sound заключается в виртуальной обработке звука. Она специализируется на обработке каналов объемного звука на основе физиологических акустических и психоакустических принципов человека, создавая иллюзию того, что источник объемного звука исходит сзади или сбоку от слушателя. Применяются несколько эффектов, основанных на принципах человеческого слуха. Бинауральный эффект. Британский физик Рэлей в ходе экспериментов 1896 года обнаружил, что два человеческих уха имеют временную разницу (0,44-0,5 микросекунды), разницу интенсивности звука и разницу фаз для прямых звуков от одного и того же источника звука. Чувствительность слуха человеческого уха может быть определена на основе этих крошечных различий. Это позволяет точно определить направление звука и местоположение источника звука, но это ограничено определением источника звука в горизонтальном направлении спереди и не может решить задачу позиционирования трехмерного пространственного источника звука.
Ушной эффект. Ушная раковина человека играет важную роль в отражении звуковых волн и направлении пространственных источников звука. Благодаря этому эффекту можно определить трехмерное положение источника звука. Эффекты частотной фильтрации человеческого уха. Механизм локализации звука человеческим ухом связан с частотой звука. Низкие частоты (20-200 Гц) локализуются за счет разницы фаз, средние частоты (300-4000 Гц) — за счет разницы интенсивности звука, а высокие частоты — за счет разницы времени. На основе этого принципа можно анализировать различия в языковых и музыкальных тонах в воспроизводимом звуке и использовать различные методы обработки для усиления ощущения объемного звучания. Передаточная функция, связанная с головой. Человеческая слуховая система производит различные спектры для звуков, поступающих с разных направлений, и эта спектральная характеристика может быть описана передаточной функцией, связанной с головой (HRT). В целом, пространственное позиционирование человеческого уха включает три направления: горизонтальное, вертикальное и переднее-заднее.
Горизонтальное позиционирование в основном зависит от положения ушей, вертикальное — от формы уха, а позиционирование спереди и сзади, а также восприятие объемного звукового поля зависят от функции HRTF. На основе этих эффектов виртуальный объемный звук Dolby искусственно создает то же состояние звуковой волны, что и реальный источник звука в человеческом ухе, позволяя мозгу человека создавать соответствующие звуковые образы в соответствующей пространственной ориентации.
Дата публикации: 28 февраля 2024 г.
