Über die Vorteile von Phantomen. Die Kunst des Audios

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Über die Vorteile von "Phantomen"

Die Kunst des Audios

Das war's! Entweder schimpfen wir scheinheilig über den Hi-Fi-Verstärker wegen seiner unumschaltbaren Klangfarbe, oder wir denken im Ernst: „Sollten wir teure Mehrkanal-Heimkinos nicht als unantastbares High End einstufen ... Extreme nicht nur in der Meinung.“ , aber und in der Ausstattung steht es einem Sparmittel mit einem entspannteren Klangansatz und einem demokratischen Preis gegenüber. Nachdem wir so die Grenzen des Einflusses dieses Materials umrissen haben, können wir ruhig über das Gerät und die Funktionsprinzipien des elektronischen Surround-Sounds sprechen Prozessoren.Darüber hinaus wurde das Thema durch Redaktionsmail mit Ihren Fragen, liebe Leserinnen und Leser, angeregt.

Dabei handelt es sich nicht um echte „Theater“-Prozessoren (z. B. Entwicklungen von Dolby Laboratries), sondern um die zahlreichen Surround’ax, die in modernen Micro-Mini-Midi-Systemen und tragbaren Audiogeräten unter diesem Namen oder beispielsweise unter zu finden sind die Abkürzung DSP (Digital Signal Processor). Hier ist es an der Zeit, zum ersten Mal zu erwähnen, „was nicht auf der Welt ist“: imaginäre Klangquellen, virtuelle Bilder, wenn man so will, Phantome oder Klanggeister – „niedlich und süß“ (kurioses Wortspiel: Ich träumte von einem Klang ...). Kurz gesagt, die überwiegende Mehrheit der elektronischen Systeme, die den Stereoklang von Musikprogrammen verändern, basiert auf der Idee, mit einem herkömmlichen Stereopaar (zwei durch einen bestimmten Abstand voneinander getrennte Lautsprecher) ein solches akustisches Feld zu erzeugen, das spürbar ist einer völlig anderen Umgebung (anstelle einer Küche - der Raum eines vor Freude brüllenden Stadions), oder bei der Erhöhung der Anzahl der Klangquellen (Kino), oder bei der Erweiterung des Klangraums (Desktop-Radio mit der Stimme einer Anlage mit zwei -Meter-Stereobasis).

Eine kleine Geschichte zum Thema Surround-Sound. Stereo, basierend auf dem binouralen (zwei Ohren!) Prinzip, ist autark. Zwei Kanäle haben sich in Haushaltsgeräten längst fest etabliert, sie zeichnen ein gutes räumliches Bild und ermöglichen die Lokalisierung von Musikinstrumenten nach Gehör. Der auffällige Unterschied zwischen Stereo und Mono zwingt Sie nicht dazu, Ihre Stereoanlage auf eine traurig einsame Punktquelle umzustellen. Und wenn Sie vier Informationskanäle und vier Lautsprecher verwenden? Quadrophonie (Q-Sound) war keine leichte Nuss: Der Preisanstieg reichte eindeutig nicht für den erzielten Effekt aus. Stereo hat sich behauptet, doch seine Position wird derzeit von Mehrkanal-Heimkino-Enthusiasten angegriffen.

Und neben den Problemen des Surround-Sounds gab es einfach einen Platz für einfache elektronische Klangverarbeitungswerkzeuge: DSP, 3D-Sound, Surround, Sound Retrieval System, Incredible Sound ... In der Regel verwenden solche Systeme die eine oder andere Schaltung und technische Lösung, beispielsweise in Form einer Mikroschaltung ausgeführt, werden ein oder mehrere Algorithmen zur Frequenz-Phasen-Verarbeitung des ursprünglichen elektrischen Signals implementiert. Zu Beginn der tragbaren Stereorecorder wurden bereits die einfachsten Schemata zur künstlichen Erweiterung der Stereobasis verwendet, die nach dem Subtraktionsverfahren arbeiteten. Und hier sind Beispiele für moderne „Sound-Phantomgeneratoren“: Digital gesteuerter Audioprozessor (SGS-Thomson, tdA7344), Matrix-Surround-IC (NEC, PC1853), Spatializer (Desper Products), RSS (Roland), SRS oder Vivid 3D (Hughes). ), Incredible Sound (Philips Research Laboratories).

Die Existenz dieser Werkzeuge ist aufgrund ihrer relativen Kostengünstigkeit und Vielseitigkeit gerechtfertigt. Und das Wichtigste: Für die Darstellung zusätzlicher Soundeffekte reicht ein Stereopaar aus. Die Elementbasis verschiedener Prozessoren wird derzeit von Entwicklern von Consumer-Audiogeräten aktiv genutzt. So sind beispielsweise viele moderne Modelle von Sharp- und Kenwood-Minisystemen mit Sound Retrieval System (SRS)-Prozessoren des amerikanischen Konzerns Hughes ausgestattet; Das niederländische Philips produziert eine breite Palette von Geräten (von tragbaren Audiogeräten bis hin zu Fernsehern) mit der Incredible Sound-Funktion. Der Spatializer ist im Panasonic-Radio-Tonbandgerät „Cobra“ eingebaut. Ich muss sagen, dass die meisten DSPs im Hinblick auf das Endergebnis ziemlich nahe beieinander liegen.

Schauen wir uns ein konkretes Beispiel für die Verwendung von DSPs an. Basierend auf der SRS-Technologie haben die Sharp-Ingenieure ein virtuelles Surround-Sound-System entwickelt – Virtual Surround, das mit einem Stereosignal einer beliebigen Quelle (Kassette, CD, LD, TV, Video, Radio) funktioniert und keine zusätzlichen Lautsprecher erfordert. Mit einer virtuellen Erweiterung der Stereobasis haben die Designer zwei Abstufungen des dreidimensionalen Klangs vorgenommen: Musikmodus (Virtual I – es scheint, als würden die Lautsprecher von ihrer ursprünglichen Position wegbewegt), Kinomodus (Virtual 2 – es entsteht eine Illusion von zusätzliche Seitenlautsprecher). Darüber hinaus ist es möglich, die akustische Umgebung eines mittelgroßen Konzertsaals (Saal, Nachhall ist spürbar), einer Kathedrale mit Kuppel (Kuppel, lange Nachhallzeit manifestiert sich als Echo mehrerer Reflexionen) und der „ Live"-Raum einer Konzerthalle (Live).

Der Wahrheit halber sei angemerkt, dass künstlich erworbene Masse nicht nur Geld kostet, sondern auch mit unerwünschten Artefakten verbunden ist, die sich beispielsweise in einer Verletzung der Klangbalance äußern können. Allerdings führt diese Art der Verzerrung lediglich zu räumlichen Empfindungen. Und jetzt möchte ich den Wissbegierigen und Geduldigsten vorschlagen, sich mit der Frage auseinanderzusetzen: „Wie genau erreicht man mit Hilfe der Elektronik Surround-Effekte auf einer herkömmlichen Stereoanlage?“ Nehmen wir als Grundlage Materialien über das System, das in Philips-Geräten weit verbreitet ist – Incredible Surround Sound, das Gegenstand einer Erfindung von Ronald Aarts und Robert Dekkers ist (die Autoren sind Mitarbeiter des Philips-Forschungslabors).

Es lohnt sich noch einmal zu betonen, dass die Stereoklangqualität der meisten tragbaren Systeme, Multimediasysteme und Fernseher durch den geringen Abstand zwischen den Lautsprechern begrenzt ist, sodass die elektronische Erweiterung der Stereobasis oft zu einer der wenigen, relativ kostengünstigen Möglichkeiten wird, Surround zu erzeugen Klang. Dieser Umstand war offenbar der Anlass für die Suche nach einer neuen technischen Lösung. Die Essenz der Erfindung „Erweiterung der Stereobasis bei der Tonwiedergabe – Incredible Sound (unglaublicher Klang)“ hilft, das Schema zu verstehen. Es zeigt: einen Zuhörer, eine Signalverarbeitungseinheit, ein Stereopaar, imaginäre Lautsprecher („Phantome“) und ein Bild der Ausbreitung direkter (nicht reflektierter) Schallwellen. Es zeigt sich, dass die virtuellen Quellen tatsächlich den Abstand und Winkel zwischen dem linken und rechten Lautsprecher vergrößern.

Die Autoren fassten die Daten psychoakustischer Studien zusammen, die auch an realen Menschen durchgeführt wurden, und ermittelten die Abhängigkeit der Änderung des Schalldrucks im linken und rechten Ohr, wenn die realen Lautsprecher nacheinander von der Ausgangsposition in die ausgefahrene Position bewegt werden. Aus der Abbildung geht hervor, dass sich die Schallwellen, die von den verschobenen Lautsprechern zum Hörer gelangen, hinsichtlich Phasen- und Frequenzparametern erheblich von den ursprünglichen unterscheiden, abhängig von der Ankunftszeit der Wellenfront am Trommelfell des linken und linken rechtes Ohr, die Auswirkungen von Schattierung und Wellenbeugung auf den Kopfzuhörer.

Die gefundene funktionale Abhängigkeit der Klangtransformation, die als Head Related Transfer Function (HRTF) bezeichnet wurde, war gewissermaßen in die elektronische Schaltung eingebettet, die das ausgegebene Stereosignal verarbeitet. Die Einführung entsprechender Änderungen im linken und rechten Kanal führt dazu, dass die vorhandenen Lautsprecher im Hörerbereich genau die Struktur des akustischen Feldes rekonstruieren, die für die veränderte Position der Strahler charakteristisch ist. Dadurch bekommt der Zuhörer das echte Gefühl, dass sich der Klangraum vor ihm öffnet. Es kann davon ausgegangen werden, dass die von den Autoren erhaltenen Informationen erschöpfend waren und die Funktion eine lineare Struktur hatte, da sie in der Praxis durch einfache zwei gesteuert wird. Kanalpotentiometer. Daher wurde es bei Audiogeräten (z. B. einem tragbaren Radio AZ8070) möglich, den Basiserweiterungsmodus reibungslos von gewöhnlichem Stereo (0 % Erweiterung) auf die maximale Ausprägung des Effekts zu ändern – 100 % „unglaublicher Klang“.

Übrigens stellte eine Gruppe ausländischer Experten nach einem Vergleich mit der Methode des „Doppelblindtests“ der in unserem Artikel erwähnten künstlichen Stereoerweiterungssysteme fest, dass Incredible Sound trotz dieser Tatsache die beste Klangbalance und den besten natürlichen Klang aufweist dass diese technische Lösung in der Praxis sehr einfach umzusetzen ist und recht günstig ist...

Und in den Forschungslaboren suchen neue Geisterjäger weiterhin nach natürlichem Klang, und wundern Sie sich nicht, wenn morgen mit Hilfe eines winzigen Radio-Tonbandgeräts ein riesiges Klang-„Phantom“ in einem Raum auftaucht.

Autor: Sergey Klobukov

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