Jak działa dźwięk przestrzenny.pdf

S uchacz mózgiem

Jak dzia a d wi k przestrzenny

Wystarczy zatka uszy przy ogl daniu telewizji, eby zrozumie , jak wiele informacji i prze y dostarcza

nam s uch. Je li kto nie pami ta ery d wi ku monofonicznego i szoku zwi zanego z nadej ciem osza amiaj cych

efektów stereo, mo e wykona dodatkowy eksperyment i pos ucha muzyki lub spróbowa poje dzi na rowerze z

zatkanym jednym uchem. Przestrze wyra nie zmniejszy si

s owem, wiat

nabierze szczegó ów. Wyniki tych eksperymentów rozumiej bardzo dobrze twórcy filmów czy gier pragn cy

wywrze na odbiorcy jak najwi ksze wra enie. Dlatego wi kszo wydawanych dzi p yt DVD, CD-ROM-ów z

grami, plakatów filmowych ma logo ze s owem Surround, 5.1 czy DTS. Oznaczenia te mówi , e mamy do

czynienia z d wi kiem dookolnym, zapewniaj cym wra enie przebywania w stworzonej scenie d wi kowej.

czuli ogólny kszta t otoczenia

Nasze uszy wychwytuj wiele sygna ów, o których nawet nie my limy, lecz które pozwalaj lepiej

odnajdywa si w przestrzeni. S yszymy, mniej wi cej, jakiej wielko ci jest pomieszczenie, w którym przebywamy,

z której strony znajduje si ród o d wi ku, jak daleko si ono znajduje, mo emy nawet domy la si materia u, z

którego wykonane jest otoczenie. Mózg, eby rozpozna te wszystkie w asno ci, wykorzystuje cztery podstawowe

sposoby interpretacji dochodz cych przez uszy d wi ków.

Czas i opó nienie

prawym uchu. D wi k wychodz cy ze ród a

znajduj cego si po naszej lewej stronie dotrze minimalnie szybciej do lewego ucha ni do prawego. Mózg

porównuje obydwa czasy i wnioskuje ogólny kierunek. Sygna w prawym uchu b dzie nieco cichszy, poniewa

ucho zas oni te jest g ow , co dodatkowo precyzuje kierunek

to drugi mechanizm. Te dwa zjawiska nosz nazwy

IID oaz ITD. Dostarczaj informacji, jednak nie na tyle precyzyjnych, eby dok adnie zlokalizowa ród o d wi ku.

Uszy

gorzej z ty u. Proporcje ucha

sprawiaj , e do mózgu niektóre cz stotliwo ci dochodz wzmocnione, niektóre wyt umione w zale no ci od k ta

padania. Mózg ma tak e map wszystkich zakrzywie i zakamarków ucha. Potrafi na podstawie analizy odbi i

t umie d wi ków wypadaj cych do ma owiny pod ró nymi k tami wnioskowa ich kierunek. Na drodze do ucha

fala d wi kowa jest równie t umiona przez ramiona i tu ów

d wi k z do u b dzie wi c bardziej g uchy,

dochodz cy z góry b dzie mia wi cej wysokich sk adowych. HRTF dostarcza informacji szczegó owych, które

uzupe niaj wiedz o kierunku. Wymienione w a ciwo ci sprawiaj ,

e wszelkie symulacje d wi ku przestrzennego

na s uchawkach czy dwóch g o nikach nie wypadaj bardzo przekonuj co. Nasz mózg nie daje si oszuka , bo

brakuje mu tych szczegó ów bior cych si z padania fal ró nymi k tami do ucha.

Odrzutowiec i zegarek

Ostatni sposób interpretacji d wi ku to DRR, czyli analiza odleg o ci ród a d wi ku. Jest do do trudne

zadanie i nie zawsze dobrze si udaje. Generalnie mózg potrzebuje co najmniej dwóch sygna ów, by je porówna

d wi ku podstawowego oaz jego odbi od otoczenia. Porównuje g o no orygina u i odbi , próbuj c wychwyci

proporcje i opó nienia. Przyk adowo, je li us yszymy dwa d wi ki o tej samej g o no ci, jednak jednemu z nich

b dzie towarzyszy pog os pochodz cy z odbicia od zbocza góry, która znajduje si

uczymy si na przyk ad, e przelatuj cy odrzutowiec jest daleko, mimo e s ycha go g o no, a zegarek blisko,

ci g e, jednostajne

d wi ki daj ma o zró nicowane odbicia, skutecznie utrudniaj c ich interpretacj . Dlatego, je li nie wiemy, sk d

d wi k si wydobywa, kr cimy g ow , szukaj c ró nic w brzmieniu. Oczywi cie s uch, mimo e jest pot nym

zmys em, ma swoje ograniczenia. Na przyk ad, ze wzgl du na wielko (i odleg o od siebie) uszu, d wi ki

bardzo niskie, których fala jest bardzo d uga, nie s dobrze lokalizowane w przestrzeni. Zjawisko to wykorzystuj

producenci g o ników niskotonowych

subwooferów, które mo na postawi pod ó kiem, a i tak b dziemy s ysze

basy rozbrzmiewaj ce w powietrzu.

Jak powstawa y kana y

Fenomen s yszenia przestrzennego d wi kowcy usi uj wykorzystywa ju od wielu lat. Pierwszy kinowy

system korzystaj cy z siedmiu kana ów pojawi si ju w 1952 roku, w 1957 w planetarium Morrisona w San

przestaniemy j dobrze rozpoznawa . Gdy

odetkamy ucho, zaczniemy lokalizowa ród a d wi ku, b dziemy

Pierwszy to porównanie opó nienia sygna u w lewym i

Nast pny mechanizm (HRTF) wykorzystuje fakt, e nasze cia o ma okre lony kszta t. Ma owiny uszne s

skonstruowane tak, e najlepiej dochodz nas d wi ki z przodu i po bokach

za nami, mo emy wnioskowa ,

e ród o tego d wi ku jest g o ne i znajduje si dalej ni ród o d wi ku bez odbicia. Du rol odgrywa tu pami

mimo e tyka cicho. Warunkiem poprawnej oceny odleg o ci jest te ró norodno sygna u

sk adaj c si z a 38 kana ów! Oczywi cie wi kszo prób mia a charakter

eksperymentalny i jednorazowy. Jednak po spopularyzowaniu systemu stereo w domowych zestawach audio i w

kinach apetyt publiczno ci rós . Powstawa o wiele systemów d wi ku przestrzennego. Wykorzystywa y one ró ne

techniki, jednak szybko okaza o si , e najlepsze efekty daje metoda wielokana owa polegaj ca na ustawieniu

wokó s uchacza zestawu g o ników. W po owie lat siedemdziesi tych, Dolby opracowa o system Dolby Stereo.

Pozwala on na zapisanie na brzegu 35-milimetrowej ta my filmowej dwóch cie ek optycznych. Okaza si bardzo

praktyczny, poniewa nie wymaga od kin wielkich inwestycji w dodatkowe urz dzenia i dzia a w kinach

monofonicznych. Wypar inne systemy, mi dzy innymi wczesny d wi k wielokana owy, który

wymaga specjalnych

70-milimetrowych ta m filmowych. Do dzi ta my kinowe prawie zawsze maj cie k Dolby Stereo. Przemys

kinowy i widzowie domagali si jednak wi cej. Z pomoc przysz a Dolby technologia kodowania matrycowego.

Polega ona na zakodowywaniu w dwóch cie kach

(lewo i prawo) informacji dla cie ek czterech (lewo, prawo,

rodek, ty ). Bez du ej utraty jako ci i zachowaniem zgodno ci ze starymi kinami uda o si wi c uzyska efekt

d wi ku dookolnego. Dodatkowo, d wi k zakodowany w ten sposób nadal mo na odtworzy w systemie stereo.

Przestrze

w domu

wideo. W amplitunerach pojawi si

dekoder obs uguj cy nagrania Dolby Surround i rodzielaj cy sygna pomi dzy g o niki. Wkrótce wprowadzono

dekoder Pro Logic, który znacznie polepsza odtwarzanie d wi ku przestrzennego na domowych g o nikach

W 1982 roku technologia ta zawita a do domów dzi ki popularyzacji

mi dzy innymi tworzy oddzielny sygna na g o nik centralny oraz poprawia separacj kana ów. W przeciwie stwie

do innych systemów, Dolby Surround zyska o powszechn akceptacj rynku i do dzi jest wykorzystywane jako

niedroga metoda odtwarzania pola d wi kowego.

Cyfrowe przestrzenie

W 1992 roku (film Powrót Batmana) uda o si Dolby wprowadzi do kin technologi DD. Specyfikacja DD

zak ada pi dyskretnych kana ów plus kana niskocz stotliwo ciowy (5.1). Spotka a si ze wietnym przyj ciem i

gdy w 1995 roku opracowywano specyfikacj DVD, DD 5.1 zosta uznany jako cz standardu. W ten sposób

d wi k dookolny na dobre zago ci w domowych zestawach AV, potem w komputerach i konsolach do gier. DD 5.1

wykorzystuje kompresj AC3. warto wspomnie , e AC3 mo e by rozkompresowane zarówno do postaci 5.1,

surround (cztery kana y), stereo (dwa kana y) czy mono. Proces zmniejszania liczby cie ek nazywa si

downmixingiem. Technologia cyfrowa pozwoli a tak e rozwin skrzyd a innym firmom, mi dzy innymi DTS, która

powsta a w 1990 jako cz Universal Studios. Opracowa a popularn (szczególnie w USA), alternatywn do

Dolby metod zapisu d wi ku wielokana owego. Charakteryzuje si ona znacznie mniejszym stopniem kompresji

(Dolby Digital 12:1 DTS 3:1), a wi c lepsz jako ci d wi ku, lecz zajmuje wi cej miejsca na DVD. Powodzenie

systemu 5.1 zach ci o producentów sprz tu AV i wydawców muzyki i filmów do poszerzenia oferty. Mo na kupi

amplitunery oferuj ce 6, 7 i 8 kana ów, jednak ich zasada dzia ania nie ró ni si znacznie od 5.1, a efekty

spotykaj si z ró nym odbiorem i zale w du ej mierze od sposobu zrealizowania filmu. Warto wspomnie o

rozwijaj cych si systemach audio. W ród audiofilów popularno zdobywa DVD-Audio oraz SACD, obydwa

standardy maj mo liwo zapisu wielu kana ów, cho zachowawczy fani muzyki twierdz , e nie ma to jak stare

dobre stereo.

Trudne terminy

DRR ang. Direct to Reverberant Ratio mechanizm rozpoznawania odleg o ci ród a d wi ku wykorzystuj cy

ró nic mi dzy sygna em w a ciwym a pog osem.

HRTF ang. Head Related Transfer Functions

funkcja opisuj ca, jak kszta t cia a wp ywa na odbiór d wi ku.

IID ang. Interaural Intensity Difference funkcja opisuj ca, jak pozycjonujemy d wi k, wykorzystuj c ró nice

g o no ci mi dzy lewym i prawym uchem.

funkcja opisuj ca, jak pozycjonujemy d wi k, wykorzystuj c opó nienia w

s yszeniu mi dzy lewym i prawym uchem.

kana d wi kowy, który w strumieniu danych jest kodowany niezale nie od reszty. Spotykany

w systemach cyfrowych.

dyskretny

zakodowanie w dwóch cie kach analogowych wi kszej liczby cie ek. Przyk adowo,

informacje do kana u centralnego w Dolby Surround s zakodowane jako cz stotliwo ci, które jednocze nie

wyst puj w kana ach lewym i prawym.

parametr opisuj cy, jak bardzo kana y d wi kowe s od siebie oddzielone. Im gorsza

separacja, tym wi cej jednego kana u s ycha w drugim (wyst puje wi cej tzw. przes uchów).

Francisco uruchomiono instalacj

ITD ang. Interaural Time Difference

Kana

Kodowanie matrycowe

Separacja kana ów

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: