Térhangzás

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt hozzászólók, és jelentősen eltérhet a 2016. december 17-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 36 szerkesztést igényelnek .

Térhangzás (az angol  Surround Sound -ból - „Surround Sound”  - „térhatású, minden oldalról érkező térhatású hang”, opció: térbeli hang ) - többcsatornás fonogramok lejátszása a hallgatótól körkörösen elhelyezett hangszórón keresztül . térbeli hanghatás, amely az akusztikus atmoszféra újrateremtésében fejeződik ki egy moziterem vagy egy házimozi helyiségének korlátozott terében ( KdP ) .

Alkalmazások

A többcsatornás térhatású hangtechnológiák sokféle tartalom előállítására használhatók: zene, beszéd, természetes vagy mesterséges hangok filmekhez , televíziókhoz , műsorszórásokhoz vagy számítógépes játékokhoz és alkalmazásokhoz.

A zenei előadások többcsatornás technológiákat alkalmazhatnak koncerttermekben , szabadtéri helyszíneken ( stadionok stb.), zenés színházakban és műsorszórási célokra. A filmművészetben hasonló technológiákat használnak a moziban vagy otthon ( házimozinak hívják ).

A térhangzás a filmipar mellett kiállításokra, színházi produkciókra és oktatási célokra is használható. Egyéb felhasználási területek közé tartozik a játékkonzolok , személyi számítógépek és egyéb platformok.

Médiatípusok és technológiák

A térhatású hang széles körben elérhető olyan kereskedelmi médiákon, mint a VHS , DVD és HDTV adások , ahol veszteséges tömörítési rendszerben ( Dolby Digital és DTS ) és veszteségmentes formátumban ( DTS HD Master Audio és Dolby TrueHD HDTV-n) egyaránt kódolva van. ray Disc és HD DVD adások ), amelyek megegyeznek a stúdió mesterekkel [1. megjegyzés] . További kereskedelmi formátumok a versengő (és haldokló) DVD-Audio (DVD-A) és Super Audio CD (SACD), valamint az MP3 Surround .

Két nagy versengő cég formátumainak egész családja van: a Digital Theater Systems Inc. - DTS és Dolby Laboratories Inc. – Dolby Digital . A Sony Dynamic Digital Sound (SDDS) egy 8 csatornás térhatású hangszínház, amely 5 független elülső hangcsatornával, két független hátsó csatornával és egy alacsony frekvenciájú effektcsatornával rendelkezik. A hagyományos 7.1 -es térhatású rendszer két extra surround hangsugárzót vezet be a korábbi 5.1 -es konfigurációhoz képest ; összesen a 7.1 formátum négy hátsó csatornát és három elülső csatornát tartalmaz a 360°-os hangmező létrehozásához.

Míg a legtöbb térhatású hangfelvételt filmgyártó cégek vagy videojáték-gyártók készítik, egyes fogyasztói videokamerák is rendelkeznek hasonló képességekkel, akár beépített, akár opcionális mikrofonokkal.

A térhatású hangtechnológiák a zenében is felhasználhatók a művészi kifejezés új módszereinek biztosítására. Így 1967-ben a Pink Floyd rockzenekar „Games for May” néven megtartotta a világ első térhangzású koncertjét a londoni Queen Elizabeth Hallban , ahol a csapat egy egyedi gyártású négyzetes hangszórórendszerrel debütált. . [egy]

Továbbá, miután az 1970-es években a kvadrafonikus hangformátumok kudarcot vallottak, a többcsatornás zene 1999 óta fokozatosan ismét népszerűvé vált, köszönhetően az SACD és a DVD-Audio formátumoknak. Számos AV-vevő és számítógépes hangkártya ma már integrált digitális jelfeldolgozót és/vagy digitális audioprocesszort tartalmaz a sztereó forrásból származó térhangzás szimulálására .

Történelem

A térhatású hangtechnológiák megjelenésüket elsősorban a hangmozi fejlődésének köszönhetik . Az új mozirendszerek fejlesztői nemcsak a képernyő nagyításával, hanem többcsatornás hangreprodukcióval is igyekeztek a szórakoztatást fokozni, amikor a hang iránya egybeesik a forrás képével. 1940 - ben New Yorkban bemutatták az első térhangzású filmet : Fantázia a Walt Disney Studiostól . A többcsatornás felvételi és lejátszási rendszer a „ Fantasound ” ( Eng.  Fantasound ) nevet kapta. A hangot egy változó szélességű optikai hangsáv 8 sávjára rögzítették : 6 szám a zenekar egyes szakaszainak felvételét tartalmazta, a hetedik - e hat szám keveréke, a nyolcadik pedig - a teljes zenekart zengető felvételhez . Ezeket a sávokat később három dupla szélességű optikai sávba keverték, amelyeket a 4 vezérlősávval együtt egy különálló 35 mm-es filmre nyomtattak , amelyet egy színes filmmásolással szinkronizáltak . Ennek eredményeként a filmet 30-80 különálló hangszóróval felszerelt mozikban vetítették a vászon mögé, illetve a moziterem peremén, de ez utóbbiban ugyanaz volt a jel, mint a képernyőn kívüli hangszórókban. A Phantasound a hagyományos filmekhez képest széles dinamikatartománnyal is rendelkezik, teltebb, energikusabb hangzást biztosítva. Ezt a további vezérlősávoknak köszönhetően sikerült elérni, amelyek a különböző hangszinteknek megfelelő változó hangszínek felvételeit tartalmazták. Ezek a jelek reprodukálva automatikusan beállították az egyes audiocsatornák erősítőinek hangerejét. Csökkentette a zajszintet is, így a csendes átjárókat nem nyomta el a zaj, és torzítás nélkül lehetett felerősíteni. A Fantasound rendszert a technológia csodájaként mutatták be.

Ezt a technológiát számos okból nem fejlesztették ki széles körben. A Fantasound lejátszásához szükséges eszközök költsége túl magas volt a mozik számára, és a teljes komplexum szállítása és telepítése túl sok időt vett igénybe, ami szintén veszteséges. Ezenkívül a második világháború kitörése felfüggesztette a surround hangzás területén végzett kutatásokat.

1952 szeptemberében a  New York-i Broadway Theatre-ben mutatták be óriási sikerrel a This Is Cinerama című demófilmet , amely egy új , 146°-os vízszintes látószöggel és 7 csatornás hangzással rendelkező panorámás filmrendszert mutatott be. A Cinerama rendszerben 5 hangcsatorna  volt a források pásztázására a képernyő körül, az effektcsatornák pedig a térhatású hang illúzióját keltették az oldalsó és a hátsó hangszórókból. A filmek azonban túl drágák voltak az előállításhoz, mivel három 35 mm-es filmnyomat és egy külön 35 mm-es 7 sávos szalag kellett a film bemutatásához.

A 20th Century Fox által bevezetett CinemaScope rendszer ( 1953-1967) 4 mágneses sávot tartalmazott, amelyet speciális technológiával helyeztek a filmre. A filmzene lejátszásához a filmvetítőkbe egy másik mágnesfejes hangblokkot, a moziterembe pedig további hangszórókat szereltek fel. Három csatorna volt elöl, és egy a térhangzásért felelt [2] . Azonban nem minden színháztulajdonos engedhette meg magának az extra felszerelést, és a 20th Century-Fox engedményeket tett azzal, hogy hagyományos optikai sávot adott a filmnyomathoz . A hazai " Wide Screen " formátum hasonló négycsatornás mágneses hangsávot biztosított, amely az 1960-as évek közepén átadta helyét az egycsatornás optikai sávval ellátott filmes kópiáknak. Az optikai és mágneses sávokkal egyidejűleg felszerelt univerzális „Magoptic” fonogramot nem használták a Szovjetunióban [3] .  

1955 óta és több mint 20 éve a Todd-AO rendszer ( eng.  Todd-AO ) a 70 mm-es filmek többcsatornás hangrögzítésének szabványává vált, még a Dolby fejlesztések megjelenése előtt . Film Oklahoma! Ez volt az első szélesvásznú film a történelemben, amelyet a Todd-AO rendszerrel forgattak. A filmmásolat a képen kívül tartalmazott egy hatcsatornás mágneses hangsávot is, amelyet négy mágneses sávra rögzítettek. Ezek közül kettőt a 70 mm-es film széles széleire helyeztek a perforáción kívül, kettőt pedig a perforáció és a kép közé. A külső, szélesebb vágányokon két csatornát, a belsőkre pedig egy-egy csatornát helyeztek el [4] . Öt hangszórót helyeztek el a képernyő mögé, és a "hangeffektusok" egyik csatornája továbbította a környezeti hangot a terem falai mentén [5] . Az 1950- es évek végén hasonló kísérleteket végeztek a Szovjetunióban. Az első 6 csatornás sztereofonogrammal ellátott filmek a Mosfilm „Tenger verse” és „ Tüzes évek meséje ” voltak, amelyeket a hazai szélesvásznú NIKFI rendszerrel forgattak [6] . Ezt követően a rendszert a Dolby továbbfejlesztette, amely azt javasolta, hogy a két közbenső elülső csatornát cseréljék ki alacsony frekvenciás effektusokra (Dolby Baby Boom rendszer), majd csak az egyiket hagyják a felszabaduló sávon egy további surround csatornának (Dolby Split Surround). rendszer) [ 5] .

Az 1950-es években a német zeneszerző, Karlheinz Stockhausen kísérletezett és olyan elektronikus kompozíciókat vezetett be, mint a The Youths Singing (1955–1956) és a Contacts for Piano, Percussion and Electronic Sounds (1958–1960), amely utóbbi a teljesen különálló és forgó négyzetes hangot használta. ipari elektronikai berendezéssel a WDR elektronikus zenei stúdióban (Nyugatnémet Rádió, Köln). Edgard Varèse "Electronic Poem" -jét Xenakisszal közösen a Philips pavilon számára készítették 1958-ban a brüsszeli világkiállításon, ahol 425 hangszórót használtak a pavilonban mozgó hangok térhatásának létrehozására. Sok más zeneszerző alkotott hasonló műveket ebben az időszakban.

Térhatású hang létrehozása

A térhatású hang létrehozásának többféle módja van:

Az első és legegyszerűbb módszer a mikrofonrendszerek használata térbeli rögzítéshez és/vagy térhatású hangkeveréshez olyan hangszórórendszerekhez, amelyek körülveszik a hallgatót, amikor a hangot különböző irányokból reprodukálják.

A második technológia a hangtranszformáció, amely pszichoakusztikus hanglokalizációs módszereket vesz figyelembe, hogy fejhallgatóval szimuláljon egy kétdimenziós hangteret.

A harmadik Huygens-elven alapuló technológia a hallgató szoba terében felvett hangtér rekonstrukciója, az úgynevezett „holofónia” ( holophony , lásd Holophonics ) formájában. Az egyik rendszer, amely a hangtér szintézisén alapul ( Wave field synthesis , WFS), a felületen elosztott több hangszóróból álló rendszer által létrehozott akusztikus frontnak köszönhetően virtuális akusztikus mezőt reprodukál. A Sonic emotion és az Iosono által jelenleg forgalomba hozott WFS-rendszerek nagyszámú hangszórót és jelentős feldolgozási teljesítményt igényelnek. [7]
A szintén Huygens-elven alapuló Ambiophonic rendszerek ( Ambisonics ) lehetővé teszik a hang pontos reprodukálását a középpontban, de kevésbé pontos a középponttól távol.
A térbeli hangok digitális jelfeldolgozással is elérhetők , a sztereó hangforrás szintjének változtatásával, a sztereó felvétel elemzésével az egyes hangok helyzete alapján a panorámában, majd ennek megfelelően eltolva őket egy ötcsatornás mezőben . Azonban jobb eredményeket lehet elérni, ha az ilyen átalakítást négyzetes felvételről végezzük.

Kódolási rendszerek

LFE csatorna

Mivel az LFE csatorna a többi csatorna sávszélességének csak egy töredékét igényli, ".1" csatornának nevezik, például "5.1" vagy "7.1".

Az alacsony frekvenciájú effektuscsatornát eredetileg ultraalacsony basszus mozihatások közvetítésére tervezték ( néha akár 18 Hz -en is kereskedelmi mélysugárzókban , például mennydörgés vagy robbanás esetén ). Ez lehetővé tette a színházak számára az ilyen effektusok hangerejének szabályozását az adott mozi akusztikai környezetének és a hangreprodukciós rendszerek képességeinek megfelelően. A basszuseffektusok külön vezérlése szintén segített csökkenteni az intermodulációs torzítást a film analóg hangsávjában.

A mozikban az alacsony frekvenciájú effektuscsatorna egy külön dedikált csatorna volt, amelyet egy vagy több mélynyomóhoz tápláltak. Előfordulhat azonban, hogy az otthoni lejátszási rendszerekben egyáltalán nincs mélysugárzó; például a modern dekóderek és surround hangrendszerek gyakran tartalmaznak olyan mélyhang-kezelő rendszert, amely lehetővé teszi a mélyhangok eljuttatását bármely olyan hangsugárzóhoz (fő- vagy mélysugárzóhoz), amely képes az alacsony frekvenciájú jelek reprodukálására. A lényeg az, hogy a mélyfrekvenciás effektcsatorna nem „mélynyomó csatorna”, lehet, hogy mélynyomó egyáltalán nincs a rendszerben, de ha igen, akkor a képességei sokkal többet jelentenek az effektek lejátszásánál.

Egyes lemezkiadók, például a Telarc és a Chesky azzal érveltek, hogy az alacsony frekvenciájú effektcsatornákra nincs szükség egy modern digitális többcsatornás szórakoztató rendszerben. Azt állítják, hogy az összes elérhető csatorna meglehetősen teljes frekvenciatartománnyal rendelkezik, és mint ilyen, nincs szükség alacsony frekvenciájú effektcsatornákra a térbeli zene lejátszásához, mivel minden frekvencia elérhető az összes fő csatornán. A gyártó MAG Audio azonban éppen ellenkezőleg, a mélynyomók ​​fejlesztése során az alacsony frekvenciákra összpontosít.

Surround Sound Specifikációk

A térhatású hang műszaki leírásának különbséget kell tennie az eredeti jelben kódolt egyedi csatornák száma és a lejátszáshoz használt csatornák száma között. A mátrix dekóderrel a lejátszási csatornák száma módosítható. Különbséget kell tenni a fogalmak között is: a reprodukált csatornák száma és a hangszórók száma (minden csatorna egy hangszórócsoporthoz irányítható). Grafikusan a műszaki leírásokban helyes a csatornák számának megjelenítése, de a hangszórók nem.

Hangcsatorna jelölés (hangszóró formátum)

A jelölésben helyesebb a hangcsatornák (hangszórók) konfigurációját feltüntetni.

Például a 2.0 egy sztereó pár dedikált alacsony frekvenciás csatorna nélkül. (A csatornák száma összesen 2).

Az 5.1-hez hasonló elnevezések azt jelentik, hogy 5 teljes tartományú csatorna és 1 korlátozott tartományú csatorna (alacsony frekvenciájú effektuscsatorna) létezik. (A csatornák száma összesen 6).

Szintén használatos az elülső, a többi surround csatornától perjellel elválasztott, vagy az oldalsó és ponttal elválasztott, a kisfrekvenciás effektusok csatornáitól ponttal elválasztott elülső csatornák jelölése.

Például egy SDDS rendszer 5 elülső csatornát + 2 surround csatornát + egy mélysugárzót tartalmaz = 5/2.1

Csatorna azonosítás

Az ANSI/CEA-863-A szerint [8]

Csatornasorrend többcsatornás
MP3 / WAV / FLAC adatfolyamban [9] [10] [11] 		Csatornasorrend a
DTS / AAC adatfolyamban [12] [13] 		Csatorna neve Színkódolás a vevőkészülékeken és

hangszóró kábelek

0 egy Bal első fehér
egy 2 Jobb első Piros
2 0 Központi Zöld
3 5 alacsony frekvenciaju Lila
négy 3 Kerületi baloldal Kék
5 négy Kerületi Jobb Szürke
6 6 Kerületi hátsó bal Barna
7 7 Kerület jobb hátsó Khaki
Bal első Központi Jobb első
Kerületi baloldal Kerületi Jobb
Kerületi hátsó bal Kerület jobb hátsó
alacsony frekvenciaju

Hangcsatorna (hangszóró) konfigurációk

Csatorna neve Azonosító Index Zászló 1.0 Mono* 2.0 sztereó** 2.1 sztereó** 4.1 Térhangzás 4.0 Quad 4.1 5.1 5.1 Oldalirányú*** 6.1 7.1 Elülső. széles 7.1 Surround 7.1 Elülső. felső 7.1 Központ felső 7.1 Központ felső 7.1 Hátsó térhatás 9.1 Surround 10.2 11.1
Bal első BAL ELSŐ 0 0x1 Nem Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen
Jobb első JOBB ELSŐ egy 0x2 Nem Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen
Elülső középső FRONT_CENTER 2 0x4 Igen Nem Nem Igen Nem Nem Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen
Alacsony frekvencia ( mélynyomó ) ALACSONY FREKVENCIAJU 3 0x8 Nem Nem Igen Igen Nem Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen
Bal hátsó BACK_LEFT négy 0x10 Nem Nem Nem Nem Igen Igen Igen Nem Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen
jobb hátsó BACK_RIGHT 5 0x20 Nem Nem Nem Nem Igen Igen Igen Nem Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen
Középtől balra elöl FRONT_LEFT_OF_CENTER 6 0x40 Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Igen Nem Nem Nem Nem Nem Nem Igen Igen
Középen jobb első FRONT_RIGHT_OF_CENTER 7 0x80 Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Igen Nem Nem Nem Nem Nem Nem Igen Igen
hátsó középső BACK_CENTER nyolc 0x100 Nem Nem Nem Igen Nem Nem Nem Nem Igen Nem Nem Nem Igen Igen Nem Nem Igen Nem
Bal oldal SIDE_LEFT 9 0x200 Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Igen Nem Nem Igen Nem Nem Nem Nem Igen Nem Nem
Oldalsó jobb OLDAL_JOBB tíz 0x400 Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Igen Nem Nem Igen Nem Nem Nem Nem Igen Nem Nem
Felső központi TOP_CENTER tizenegy 0x800 Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Igen Nem Nem Nem Nem
Bal első első TOP_FRONT_LEFT 12 0x1000 Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Igen Nem Nem Nem Igen Igen Igen
Felső elülső középső TOP_FRONT_CENTER 13 0x2000 Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Igen Nem Nem Nem Nem Nem
Jobb elülső felső TOP_FRONT_RIGHT tizennégy 0x4000 Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Igen Nem Nem Nem Igen Igen Igen
Bal hátsó felső TOP_BACK_BAL tizenöt 0x8000 Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Igen Nem Nem Igen
Felső hátsó középső TOP_BACK_CENTER 16 0x10000 Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem
Jobb felső hátsó TOP_BACK_RIGHT 17 0x20000 Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Igen Nem Nem Igen

A táblázat a végfelhasználó által a lejátszó berendezésében használt különféle hangsugárzó-konfigurációkat mutatja be. A sorrend és az azonosítók a csatornamaszkhoz egy szabványos tömörítetlen WAV - fájlban vannak beállítva (amely nyers PCM adatfolyamot tartalmaz), és a számítógéphez csatlakoztatott digitális audioberendezések lejátszására használják , a specifikációknak megfelelően. Ebben az esetben a médialejátszónak és a hangkártyának támogatnia kell a többcsatornás digitális hangfolyamot.

(*) Történetileg (1.0) mono hang használatakor gyakran a bal (első) csatornát használták erre a középső helyett. A legtöbb esetben, ha többcsatornás tartalmat játszik le egy készüléken egy hangszóróval, a hang egy speciális algoritmus szerint keveredik (keverik) az összes csatornából egybe.

(**) A sztereó (2.0) még mindig a legelterjedtebb formátum a zene, a televízió és a hordozható audiolejátszók számára. A 2.1-es hangszóróformátumnak nincs külön dedikált alacsony frekvenciájú csatornája, a mélysugárzó jelét pedig a sztereó stream alacsony frekvenciájú hangjának leválasztásával és keverésével állítják elő.

(***) Ez a megfelelő hangszóró-elrendezés egy 5.1-es rendszerhez a Dolby és DTS hangvisszaadáshoz .

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ Az ilyen állítások csak promóciós szlogenek a filmipar producereitől, holott a stúdió mesterfelvételei jobb minőségűek lehetnek, hogy csökkentsék a feldolgozás során keletkező torzításokat.

Források

  1. ↑ 1967. május 12.: A Pink Floyd mindenkit eltalál "térhangzással" Archiválva : 2015. július 4. a Wayback Machine -nél // m-music.ru
  2. ↑ A mozi technikája és technológiája, 2009 , p. harminc.
  3. ↑ A mozi technikája és technológiája, 2009 , p. 31.
  4. ↑ A filmtechnológia alapjai, 1965 , p. 521.
  5. ↑ 1 2 Hang rögzítése 70 mm-es filmhez a Dolby-stereo-70 rendszerrel . Inspot. Hozzáférés időpontja: 2015. július 6. Az eredetiből archiválva : 2015. július 7.
  6. ↑ Art Of Home Theater Session 2 (hivatkozás nem érhető el) . Letöltve: 2011. február 4. Az eredetiből archiválva : 2014. szeptember 10.. 
  7. ↑ Irina Aldoshina , Valentin Chabushkin . Wave Field Synthesis (WFS) - a térbeli hangvisszaadás hullámszintézisének rendszere // prohang. IXBT.com
  8. ↑ A Consumer Electronics Association szabványai: Setup and Connection (downlink) . Letöltve: 2011. február 3. Az eredetiből archiválva : 2009. szeptember 30.. 
  9. ↑ DivX Player 6.3.1 mp3 Surround támogatással (nem elérhető link) . Letöltve: 2011. február 3. Az eredetiből archiválva : 2011. július 10. 
  10. ↑ 7.1 hang létrehozása . Letöltve: 2011. február 3. Az eredetiből archiválva : 2011. március 19..
  11. ↑ FLAC formátum - Csatorna hozzárendelés . Letöltve: 2011. február 3. Archiválva az eredetiből: 2010. december 29.
  12. ↑ Avisynth.org archiválva 2011. július 18-án a Wayback Machine -nél, GetChannel
  13. ↑ Hydrogenaudio.org archiválva : 2010. december 11. a Wayback Machine -nél , 5.1-es csatornaleképezések

Irodalom

Linkek