Бесплатная техническая библиотека

О пользе "фантомов"

Справочник / Искусство аудио

 Комментарии к статье

Ну, и дела! То мы ханжески ворчим на Hi-Fi-усилитель за неотключаемый тембр, то всерьез подумываем: "А не причислить ли к неприкасаемому High End'y дорогущие многоканально- кодированно- электронно-  обрабатывающие звук домашние кинотеатры... Крайностям не только в мнениях, но и в аппаратуре, противостоит спасительная середина с более спокойным подходом к звуку и демократичной ценой. Очертив таким образом границы влияния данного материала, можно спокойно поговорить об устройстве и принципах работы электронных процессоров объемного звучания. Тем более, что тему подсказала редакционная почта с вашими вопросами, уважаемые читатели.

Речь пойдет не о настоящих "театральных" процессорах (например, разработки от Dolby Laboratries), а о многочисленных Surround'ax, которые обнаруживаются в современных микро-мини-миди-системах и портативном аудио под этим именем или, например, под аббревиатурой DSP (Digital Signal Processor). Здесь пора первый раз упомянуть "то, чего на свете нет": мнимые источники звука, виртуальные образы, если хотите, фантомы или звуковые привидения - "милые и симпатичные" (любопытная игра слов: привиделся звук...). Коротко говоря, подавляющее число электронных систем, модифицирующих стереозвучание музыкальных программ, основано на идее формирования с помощью обычной стереопары (два разнесенных на определенное расстояние громкоговорителя) такого акустического поля, которое можно ощутить или в совершенно другой обстановке (вместо кухни - пространство ревущего от восторга стадиона), или при увеличении количества источников звука (кинотеатр), или при расширении звукового пространства (настольная магнитола с голосом системы с двухметровой стерео-базой).

Немного истории по вопросу объемности звучания. Стерео, основанное на биноуральном (два уха!) принципе, является самодостаточным. Два канала давно и прочно утвердились в бытовой аппаратуре, они неплохо прорисовывают пространственную картину, позволяют локализовать на слух музыкальные инструменты. Разительное отличие стерео от моно не заставит вас поменять стереосистему на одинокий до грусти точечный источник звука. А если применить четыре информационных канала и четыре громкоговорителя? Квадрофония (Q-sound) оказалась не простым орешком: удорожание было явно неадекватно достигаемому эффекту. Стерео выстояло, но его позиции в настоящее время атакуются со стороны энтузиастов многоканального Home Cinema.

И вот рядом с проблемами объемного звука как раз и нашлось место простым электронным средствам обработки звука: DSP, 3D-sound, Surround, Sound Retrieval System, Incredible Sound... Как правило, такие системы с помощью того или иного схемно-технического решения, оформленного, например, в виде микросхемы, реализуют один или несколько алгоритмов частотно-фазовой обработки исходного электрического сигнала. На заре портативных стереомагнитол уже применялись простейшие схем  искусственного расширения стереобазы, действующие по методу вычитания. А вот примеры современных "генераторов звуковых фантомов": Digital controlled audio processor (SGS-Thomson, tdA7344), Matrix surround IC (NEC, PC1853), Spatializer (Desper Products), RSS (Roland), SRS или Vivid 3D (Hughes), Incredible Sound (Philips Research Laboratories).

Существование этих средств оправдано из-за относительной дешевизны и универсальности. А самое главное - из-за того, что для проявления дополнительных звуковых эффектов достаточно одной стереопары. Элементная база разнообразных процессоров в настоящее время активно используется разработчиками бытовой аудиоаппаратуры. Так, например, многие современные модели мини-систем Sharp и Kenwood оснащены процессорами Sound Retrieval System (SRS) американской корпорации Hughes; голландский Philips выпускает широкую номенклатуру аппаратуры (от портативных аудио до ТВ) с функцией Incredible Sound; в магнитоле Panasonic-"кобра" установлен Spatializer. Надо сказать, что в своем большинстве DSP довольно близки друг другу по конечному результату.

Давайте посмотрим на конкретном примере, как используются процессоры DSP. Инженеры фирмы Sharp разработали на базе SRS-технологии систему виртуального окружающего звучания - Virtual Surround, которая работает со стереосигналом любого источника (кассета, CD, LD, ТВ, видео, радио) и не требует дополнительных громкоговорителей. Дизайнеры сделали две градации трехмерности звука при виртуальном расширении стереобазы: музыкальный режим (Virtual I - создается ощущение, что колонки раздвинуты от первоначального положения), режим кинотеатра (Virtual 2 - возникает иллюзия работы дополнительных боковых громкоговорителей). Кроме того, есть возможность воссоздать акустическую обстановку концертного зала средних размеров (Hall, заметна реверберация), собора с куполом (Dome, большое время реверберации проявляется как гулкость многократных отражений) и "живое" пространство концертной площадки (Live).

Истины ради необходимо отметить, что искусственно приобретенная объемность стоит не только денег, но и связана с нежелательными артефактами, которые могут проявляться, например, в нарушении тонального баланса. Впрочем, такого рода искажения как раз и формируют пространственные ощущения. А теперь для самых любознательных и терпеливых хочу предложить разобраться с вопросом: "Как именно с помощью электроники на обычном стерео достигаются эффекты объемности?" Возьмем за основу материалы о системе, которая получила широкое распространение в аппаратуре Philips - Incredible Surround Sound, которая является предметом изобретения Рональда Аартса и Роберта Деккерса (авторы - сотрудники исследовательской лаборатории Philips).

Стоит лишний раз подчеркнуть, что качество стереозвучания большинства портативных систем, мультимедийных комплексов и ТВ ограничено малым расстоянием между громкоговорителями, поэтому электронное расширение стереобазы часто становится одним из немногих, сравнительно недорогих способов сделать звучание объемным. Это обстоятельство, по-видимому, и послужило причиной поиска нового технического решения. Суть изобретения "Расширение стереобазы при воспроизведении звука - Incredible Sound (невероятный звук)" поможет понять схема. На ней изображены: слушатель, блок обработки сигнала, стереопара, мнимые громкоговорители ("фантомы") и картина распространения прямых (неотраженных) звуковых волн. Показано, что виртуальные источники фактически расширяют расстояние и угол между левым и правым громкоговорителем.

Авторы, обобщив данные психоакустических исследований, проведенных в том числе на реальных людях, получили зависимость изменения звукового давления в левом и правом ухе при последовательном перемещении реальных громкоговорителей от исходного положения в расширенное. Из иллюстрации следует, что звуковые волны, которые приходят к слушателю от смещенных динамиков, по восприятию будут существенно отличаться от исходных по фазовым и частотным параметрам, зависящим от времени прихода фронта волны к барабанным перепонкам левого и правого уха, эффектов затенения и дифракции волн на голове слушателя.

Найденная функциональная зависимость трансформации звука, которая получила название Head Related Transfer Function (HRTF), была определенным образом заложена в электронную схему, обрабатывающую выходной стереосигнал. Введение соответствующих изменений в левый и правый каналы приводит к воссозданию существующими громкоговорителями в зоне слушателя именно той структуры акустического поля, которая характерна для модифицированного положения излучателей. Таким образом у слушателя возникает реальное ощущение, что перед ним распахивается звуковое пространство Можно предположить, что полученная авторами информация была исчерпывающая, а функция имела линейную структуру, поскольку управление ею на практике осуществляется с помощью простейшего двухканального потенциометра. Поэтому в аудиоаппаратуре (например, переносная магнитола AZ8070) стало возможным плавно изменять режим расширения базы от обычного стерео (0% расширения) до максимального проявления эффекта - 100% "невероятного звука".

Кстати, группа зарубежных экспертов, проведя сравнение по методу "двойного слепого тестирования" упомянутых в нашей статье систем искусственного расширения стереобазы, отметила наилучший тональный баланс и естественность звучания именно у Incredible Sound, несмотря на то, что это техническое решение очень просто реализуется на практике и стоит совсем недорого...

А в исследовательских лабораториях новые охотники за "привидениями" продолжают поиски натурального звука, и не надо удивляться, если завтра с помощью крохотной магнитолы в комнате материализуется громадный звуковой "фантом".

Автор: Сергей Клобуков

 Рекомендуем интересные статьи раздела Искусство аудио:

▪ Как сделать маленький бокс большим или кое-что о заполнении

▪ Кроссовер и цена

▪ Хороший усилитель выбирают не по анкетным данным

Смотрите другие статьи раздела Искусство аудио.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Видеоигры, образ жизни и масса тела 24.01.2026

Видеоигры давно стали неотъемлемой частью повседневной жизни миллионов людей и перестали восприниматься исключительно как форма досуга. Однако по мере роста времени, проводимого за экраном, все чаще возникает вопрос о том, как подобные привычки отражаются на здоровье. Новое исследование позволило по-новому взглянуть на связь между увлечением видеоиграми, образом жизни и риском набора лишнего веса. Ученые обратили внимание на то, что избыточная масса тела чаще встречается среди людей, активно играющих в компьютерные игры, по сравнению с теми, кто либо вовсе не играет, либо делает это эпизодически. Особенно заметной эта тенденция оказалась у игроков, которые посвящают видеоиграм более 10 часов в неделю. Именно в этой группе чаще фиксировались неблагоприятные поведенческие факторы, включая нарушения питания, сна и недостаток физической активности. Ранее исследователи уже связывали активное пользование компьютером и распространение скоростного интернета с ростом риска избыточного вес ...>>

Игровой смартфон RedMagic 11 Air 24.01.2026

Игровые смартфоны давно перестали быть нишевыми устройствами и превратились в самостоятельный класс мобильной электроники, где на первый план выходят производительность, экран и система охлаждения. Бренд RedMagic, специализирующийся именно на таких решениях, продолжает развивать свою философию и представил новую модель RedMagic 11 Air, в которой сделан акцент на сочетание высокой мощности и сравнительно тонкого корпуса. Внешне RedMagic 11 Air сохраняет узнаваемый фирменный стиль с прозрачной задней панелью, сквозь которую просматриваются внутренние компоненты устройства. В компании отмечают, что дизайн вдохновлен эстетикой виниловых пластинок, гоночных трасс и геометрического искусства. Центральным визуальным и функциональным элементом остается активный охлаждающий вентилятор с RGB-подсветкой, подчеркивающий игровую направленность смартфона. Одной из ключевых особенностей модели стал 6,85-дюймовый AMOLED-дисплей с разрешением 1.5K и частотой обновления 144 Гц. Производитель назыв ...>>

Зеленый чай и метаболическое здоровье 23.01.2026

Зеленый чай на протяжении многих лет остается объектом пристального внимания ученых, поскольку его регулярно связывают с профилактикой различных хронических заболеваний. Этот напиток давно вышел за рамки повседневной традиции и стал предметом серьезных биомедицинских исследований. Недавняя научная работа показала, что полезные свойства зеленого чая могут быть гораздо шире, чем считалось ранее, особенно в контексте обмена веществ и здоровья кишечника. В рамках исследования ученые наблюдали за 40 добровольцами, среди которых 21 человек имел диагностированный метаболический синдром, а 19 участников были здоровыми взрослыми. В течение 28 дней одной группе испытуемых давали экстракт зеленого чая, тогда как другая группа получала плацебо. Такой подход позволил сравнить влияние активных компонентов напитка на разные показатели здоровья. Результаты показали, что у участников, принимавших экстракт зеленого чая, уровень глюкозы в крови оказался ниже, чем у тех, кто получал плацебо. Этот эф ...>>

Случайная новость из Архива Стерильная пыльца как метод борьбы с сорняками 13.09.2024 Сорняки представляют собой серьезную проблему в сельском хозяйстве, снижая урожайность культур и увеличивая затраты на обработку полей. Традиционно для борьбы с ними применяются химические гербициды, однако за последние годы появились новые, экологически безопасные методы борьбы. Одним из таких методов стала технология стерильной пыльцы - инновационный подход, который может стать важной частью в борьбе с нежелательной растительностью. Стерильная пыльца создается из пыльцы определенных видов сорняков, которая проходит специальное облучение для уничтожения ее репродуктивной способности. После обработки такую пыльцу вносят на поля, где она оплодотворяет женские растения сорняков. Однако семена, образованные в результате этого процесса, становятся нежизнеспособными, что приводит к значительному снижению количества сорняков на поле в следующем сезоне. Это экологичный метод борьбы с сорной растительностью, который минимизирует необходимость использования химических средств и сохраняет экологический баланс. Перспективность технологии стерильной пыльцы была подтверждена, когда крупная агрохимическая компания Syngenta инвестировала в израильский стартап WeedOUT. Этот шаг был обусловлен отсутствием значительных прорывов в области химических средств защиты растений в последние годы. Внедрение новых активных веществ замедлилось, что повысило интерес к альтернативным решениям в борьбе с сорняками и вредителями. На фоне замедления разработки химических средств защиты растений, биопродукты, такие как биогербициды, биофунгициды и биостимуляторы, активно захватывают рынок. Уже сейчас биоинсектициды занимают около 10% мирового рынка пестицидов, и этот показатель продолжает расти. Биозащита становится все более востребованной благодаря своей экологической безопасности и эффективности против устойчивых вредных организмов. Данные показывают, что в области биопестицидов происходит настоящая революция. В первой половине 2024 года в Управлении по охране окружающей среды США на рассмотрении находилось 71 новый активный ингредиент для биопестицидов, в то время как для химических пестицидов - всего 10. Этот резкий рост показывает стремительное развитие отрасли биопродуктов, что подчеркивает их значимость для будущего сельского хозяйства. Количество стартапов, работающих в области биозащиты, за последние несколько лет значительно увеличилось. Это связано с тем, что спрос на биологические продукты растет благодаря введению все более строгих ограничений на использование химических средств защиты растений. Проблемы, связанные с утилизацией остатков химических продуктов, а также устойчивость вредных организмов к химическим пестицидам, подталкивают агропромышленные компании искать альтернативные решения. Биопродукты, в отличие от химических, практически не имеют ограничений по применению и не создают проблем с утилизацией. Они также могут быть эффективны там, где химические средства теряют свою силу из-за устойчивости вредителей. Однако ученые предупреждают, что устойчивость может развиться и к биопродуктам, хотя пока такие случаи остаются редкими. Технология стерильной пыльцы - это важный шаг вперед в борьбе с сорняками и может стать перспективным дополнением к существующим методам биозащиты. Инвестиции крупных компаний в подобные проекты и растущий интерес к биопродуктам подтверждают, что будущее сельского хозяйства лежит в более экологичных и устойчивых методах борьбы с вредными организмами.

Другие интересные новости:

▪ Изменение климата ускоряет появление насекомых

▪ Нейроморфные чипы для искусственного интеллекта

▪ Советник с грядки

▪ Система электрических автобусов TOSA

▪ Электрическая батарея из водорослей

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Предварительные усилители. Подборка статей

▪ статья Сын за отца не отвечает. Крылатое выражение

▪ статья Что такое Млечный Путь? Подробный ответ

▪ статья Ясень манный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Триггер на оптронах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья О подключении видеоприставки Dreamcast. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026