В этой статье я хочу рассказать о новом способе получения иммерсивного звука, при помощи стереосистемы, который на мой взгляд, имеет весьма хороший потенциал и возможно, будет применён для киноиндустрии, а также в музыке.
На сегодняшний день, уже существует множество способов получения иммерсивного звука, которые весьма успешно применяются по всему миру. В основе, как правило, лежит система источников звука, расположенная вокруг слушателя, оборудование для его обработки и звуковой формат. Подробно останавливаться на описании принципов их работы я не буду, о них достаточно хорошо всем известно.
Метод, который по счастливой случайности мне удалось обнаружить, предельно прост и не требует больших финансовых затрат, а также сложных алгоритмов обработки звука.
Каджый из вас, наверняка сталкивался с надписью «наденьте наушники» при прослушивании бинауральных записей и это стало уже догмой. Я и сам всегда надевал наушники для аналитики получившейся бинауральной записи со своих самодельных устройств. Но однажды, я включил фонограмму с настенных колонок, не сказать что это студийные мониторы (JBL Stage A130), но тем не менее услышал артефакты в виде звука гуляющего в пространстве, почти как в наушниках, но со смещением. И тут в голову пришла идея, просто направить звук, также как и в наушниках, то есть развернуть колонки под прямыми углами с левой и правой боковых сторон к голове. Сказать, что я был изумлён, ничего не сказать ! Позиция встала на свои места. Вспоминается знаменитый мем от Уральских пельменей - «А что так можно было ?!».
Далее, составил формулу. Это стереосистема класса Hi-Fi, с широкополосными динамиками развёрнутыми с боковых сторон на одинаковом расстоянии, а также одном уровне с головой слушателя. НЧ динамик или сабвуфер можно разместить где-нибудь в углу. И конечно, запись в бинауральном формате. Причём, качества не ниже Audio CD, то есть 16/44. Сам не однократно замечал потерю в позиционировании при переводе из WAV (24\48) в MP3 320. Хотя музыку в MP3 320 от Audio CD практически не могу различить.
1 - широкополосник прав. канал
2 - левый канал
3 - сабвуфер
4 - источник (ресивер\з.к.\усилитель)
5 - слушатель
6 - акустический фокус
Вот такая нехитрая схема получилась.
И про оборудование.
Существует два метода получения бинауральной записи:
Натуральная, то есть запись с бинауральных микрофонов/стендов.
Синтетическая - программный метод.
Что касается стендов, отдельно хочу сказать о необходимости использования не только анатомичной головы с ушами, но и торс. Причём, коэффициент звуковой проницаемости и отражения материалов должны соответствовать человеку. А из своих исследований, хочу добавить необходимость в демпфировании наружного входа в слуховой проход при помощи пучка из шерсти или волокон на основе арамида. Любой микрофон крайне не любит, когда его суют в какую-то раковину и начинает собирать все резонансы с окружающей его поверхности. Я долгое время не мог решить эту проблему, особенно она проявляла себя при записи акустической гитары на высокой ноте. Помог только пучёк в ухо ) .
Вообще, для создания бинауральной головы имитирующей человеческий слух, необходим микрофон более высокого класса, использующийся в профессиональном измерительном оборудовании, например МК-233. С чувствительностью, сопоставимой с порогом слуха здорового человека (-10 дБ) или опорного слухового давления 20мПа и ровной АЧХ.
Чувствительность микрофона играет важную роль. Ведь это различные призвуки, переотражённые волны, приходящие уже гораздо более ослабленными, все они также участвуют в формировании объёма, а микрофон с низкой чувствительностью попросту их не услышит.
Но есть ложка дёгтя, чем чувствительнее микрофон, тем больше резонансов он соберёт с поверхности ушной раковины и голые силиконовые уши дадут целый букет призвуков и резонансов. Тем не менее, я думаю эту проблему можно решить, например покрытием из флока.
Что же касается программного метода, он также хорошо известен и успешно применяется, например в видео играх. Но качество пока сильно уступает натуральной записи.
Теперь про реализацию в кинотеатрах, видеосалонах.
Что касается кинозала, я привёл готовую схему с сайта Ленфильм . Для бинауральной акустики, ширину зрительского ряда необходиму сузить, тем самым сократив мёртвую зону. Сами излучатели (тыловые исключить) вмонтировать в стены, и возможно опустить по высоте. Тут только эксперименты, для получения оптимального звучания для конкретного кинозала. Основным фактором, на мой взгляд, помимо бинаурального будет эффект Хааса, то есть зритель будет слышать ближайшие источники звука. Также стоит отметить максимальную разницу по АЧХ и ФЧХ между левым и правым каналами при боковом размещении, относительно слушателя. Шаг между колонками и диаметр диффузоров необходимо рассчитать и проверить на практике.
Очень надеюсь, такой способ получит широкое распространение, в том числе в киноиндустрии. Появятся первые кинотеатры с бинауральным звуком. Преимущества вполне очевидны, это полноценный формат иммерсивного звука, что даст совершенно иные эмоциональные ощущения у зрителя, также низкие трудозатраты при кинопроизводстве и доступная стоимость оборудования.
И вместо тысячи слов, вот вам пара бинауральных записей с прототипа. Просто расставьте мониторы, как указано в схеме, и послушайте.
P.S.
Не стал переписывать статью, просто дополню, исходя из полученного опыта.
Для бинауральной звукозаписи совсем не обязательно использовать высокоточные измерительные микрофоны, достаточно обычных капсюлей c ровной АЧХ ( я использовал WM-61, которые обеспечили хорошее качество и позицию).
Вообще, ровная АЧХ микрофонов влияет только на натуральность звука, позицию вы получите и с дешёвых с горбатыми графиками, главное чтобы они были идентичны и работали в одной фазе.
Основным требованием для прослушивания с внешней АС является широкая расстановка колонок (стереобаза) с боковым размещением.
Зону акустического фокуса можно расширять, добавляя колонки в ряд. Например для дома - вместо двух расположить четыре (должны быть одинаковыми), для кинозала - правый и левый ряд .
