Стереофоническое и объемное воспроизведение

Для обычной стереофонии достаточно двух колонок, расположенных перед слушателем, и подавляющее большинство звуковых карт имеют стереофониче­ский аудиовыход. Некоторыми ухищрениями перекрестного смешивания сиг­налов удалось расширить зону стереоэффекта, но добиться объемности звуча­ния таким путем не удавалось.

В системе объемного, или обволакивающего (surround), звучания Dolby Sur­round Pro Logic, применяемой в «домашнем кинотеатре» с аналоговой записью звука, используются 4 воспроизводящих канала усилителей. Здесь слушателя окружают колонками со всех сторон: перед ним располагают три колонки (сле­ва, справа и по центру), а за ним еще две тыловые (слева и справа). Для каждой из фронтальных колонок задействуется собственный широкополосный канал, а обе тыловые колонки используют сигнал одного канала с ограниченной поло­сой пропускания (100-7000 Гц). Все 4 канала «упакованы» в стереосигнал с обычными параметрами каналов. Этот стереосигнал может храниться и пере­даваться по любому стереотракту — компакт-дисков, радио FM, стерео в теле­видении и видеокассетах. На обычных моно- и стереосистемах этот сигнал воспроизводится естественным для них способом, но с помощью специального декодера Dolby Surround Pro Logic он раскладывается на вышеуказанные 4 ка­нала.

Для цифровых систем фирма Dolby разработала систему Dolby Digital, она же АС-3 и 5.1, в которой передается (хранится) в сжатом виде информация шести каналов — пяти широкополосных и одного низкочастотного. Здесь слушателя также окружают колонками со всех сторон: три колонки спереди (слева, справа и по центру), две тыловые (слева и справа) и еще одна колонка, низкочастот­ная, называемая сабвуфером (subwoofer), располагается за спиной (хотя ее по­ложение относительно произвольно). Самая мощная колонка в этой системе — сабвуфер; центральная колонка несколько мощнее (и «широкополоснее») боко­вых. Тыловые колонки (rear speakers) могут иметь сравнительно небольшую мощность и размеры. В отличие от предыдущей системы здесь сигнал для каж­дой колонки передается собственным каналом, и не в аналоговом, а в цифровом виде. Как и положено фирме Dolby, в системе приняты эффективные способы шумоподавления. Эта полная схема поддерживается цифровым форматом и на­зывается «5.1». Такая система воспроизведения устанавливается в современ­ных кинотеатрах с «цифровым» звуком.

Название АС-3 означает «аудиокодек-3». Кодер Dolby Digital упаковывает 5 ка­налов с полосой 20-20 000 Гц (±0,5 дБ, завал -3 дБ на частотах 3 и 20 300 Гц)

Краткий экскурс в прикладную звукотехнику_____________________ 705

и 1 канал с полосой 20-120 Гц. Входные сигналы могут иметь разрядность 20 бит и более и частоту дискретизации 32, 44,1 или 48 кГц. В зависимости от требований к качеству и числу каналов поток данных на выходе кодера имеет скорость от 32 Кбит/с (моно) до 640 Кбит/с. Характерны скорости 384 Кбит/с для полной схемы «5.1» бытового формата и 192 Кбит/с для стереофонической передачи звука. Кодирование 5.1 включено в стандарт MPEG-2 и используется для записи звукового сопровождения DVD-дисков (и супервидео-CD). Выход на 6-канальную акустику (аналоговый или даже цифровой) имеют «продви­нутые» модели современных звуковых карт для PC. Аппаратный декодер АС-3, встроенный в звуковую карту, позволяет разгрузить центральный процессор при воспроизведении DVD (или иных источников аудиопотока MPEG-2).

Следующий шаг — системы 7.1, в которых к фронтальному ряду колонок добав­ляются промежуточные колонки слева и справа (по фронту теперь 5 колонок в ряд).

Промежуточный вариант объемности звука — квадрофония (пара колонок спе­реди, пара — сзади). Однако все эти варианты — «шумные», и при озвучивании игр их оценка окружающими, не увлеченными игрой, вряд ли будет адекватной техническим достижениям. Остается еще вариант — наушники, в которых опять-таки всего пара излучателей.

Трехмерный звук

В компьютерной аудиотехнике, как и в графике, мощным двигателем прогресса являются игры. Первые игры довольствовались заранее запрограммированны­ми звуками, издаваемыми программно-управляемым динамиком. Потом игры стали озвучиваться звуковыми картами, воспроизводящими цифровые записи и синтезирующими звук (в основном FM). Параметрами звуков уже стали управлять динамически, в зависимости от сюжета. Здесь уже появилась стерео­фония с ее возможностью панорамирования источников звуков. Но с ростом возможностей цифровой обработки растут и потребности, в результате чего появилось несколько разработок трехмерного звука (3D Sound, или 3D Audio). Их целью является создание у слушателя впечатления локализации источни­ков в окружающем его трехмерном пространстве — не просто линейной стерео-панорамы, а по трем координатам: лево-право, перед-зад, верх-низ.

Разработчики ЗО-звука исходили из того, что сферическую локализацию чело­век ухитряется выполнять по сигналам от пары своих ушей — стало быть, мож­но найти способ формирования этих сигналов даже через пару выходных аку­стических устройств. Алгоритмы обработки цифрового аудиопотока с целью создания иллюзии трехмерной локализации при выводе через 2-, 4-, 6- и даже 8-канальные акустические системы строятся на основе психоакустических мо­делей восприятия звука человеком. Конечно же, как и в случае вывода трехмер­ной графики через плоский экран монитора, это все-таки иллюзия, но ее убеди­тельность совершенствуется по мере усложнения алгоритмов. В значительной степени эта иллюзия подкрепляется озвучиваемым изображением (большую часть информации человек воспринимает через зрение). Реализация этих алго-

Поиск по сайту: