يستند هذا المقال إلى أطروحتي حول موضوع "تطوير مبادئ محاكاة الصوت المحيطي في قطاع الترفيه"، قسم تكنولوجيا المعلومات، معهد موسكو للطيران، 2011. لتكييف النص، تم قطع الإحصائيات الجافة، وجعلت اللغة أكثر حيوية، وتم إدراج مراجع للكتب والمقالات التي يمكنني أن أوصي بها. وستكون القضايا المطروحة موضع اهتمام أولئك الذين ما زالوا يدرسون آليات التوطين السليم. لم يتم التطرق إلى جزء البرنامج في المقالة. لمزيد من الاهتمام، لم يتم حذف الجزء العملي لإنشاء ميكروفون وهمي بكلتا الأذنين من المقالة.

أريد أن أعرب عن امتناني لبوريس كليموف لإنشاء الرسوم التوضيحية الحصرية، وكذلك ناديجدا غورسكايا لتحليل النص وتحريره.

مقدمة

الهدف الرئيسي للواقع الافتراضي هو "إغراق" الشخص في مساحة اللعبة، والحركة التي تظهر على الشاشة (فيلم، كارتون، سينما 5D) حتى ينسى حقيقة العالم من حوله لفترة.

يمكنك أن تقرأ عن مفاهيم “الغمر”، وكذلك “تعليق الكفر” فيما يتعلق بالصوت والموسيقى، في كتاب Winifred Phillips – A Composer’s Guide to Game Music.

الصوت المحيطي هو المفتاح لتمكين الشخص من الشعور بتأثير "الوجود". من الواضح أن تصور الفضاء الصوتي كان مطلوبًا قبل وقت طويل من ظهور التسجيل الصوتي، مما يعني: على مر القرون، تم إنشاء أماكن مثل الكنائس والمسارح وقاعات الحفلات الموسيقية، حيث "ينغمس" المستمع في الفضاء الصوتي من خلال إنشاء تأثير صوتي طبيعي - صدى. أظهرت الدراسات العلمية لسلوك الصوتيات في قاعات الحفلات الموسيقية التي أجرتها شركة Bose أن ما يقرب من 11% يصل إلى المستمع مباشرة، أما النسبة المتبقية من الصوت فتأتي في شكل منعكس من الجدران والأرضية والسقف والأشياء الأخرى المحيطة بالمستمع، وبالتالي خلق الصوت من الصوت. ومن وجهة نظر معلوماتية، فإن 25% من المعلومات التي يتلقاها الإنسان عن العالم من حوله تأتي من الصوت.

إن النهج المتبع في التعامل مع الصوت في دور السينما الحديثة يعوّد المستمع على حقيقة أن الصوت يمكن وينبغي أن يكون عالي الجودة وواقعيًا. يخصص المطورون المحترفون لتطبيقات الألعاب الحديثة ما يصل إلى 40 بالمائة من ميزانيتهم ​​ومواردهم البشرية المؤقتة للعمل مع الصوت. من ناحية أخرى، لا يزال بعض مطوري الألعاب والتطبيقات بحاجة إلى الاقتناع بإنفاق الوقت والمال على تنفيذ صوت عالي الجودة.

فيما يتعلق بموضوع الأساليب المختلفة، من المثير للاهتمام قراءة المقالات "تسجيل ألعاب الكمبيوتر"، الجزءان 1 و 2 من كريستوفر (يتم البحث عنها بحرية على الإنترنت).

إدراك الإنسان للصوت

السمع البشري قادر على إدراك الصوت في النطاق من 16-20 هرتز إلى 15-20 كيلو هرتز. الأصوات ذات التردد أقل من 20-30 هرتز (تحت الصوت) لا يتم إدراكها عن طريق جهاز السمع، ولكن عن طريق اللمس، على سبيل المثال، من خلال اهتزاز الأسطح. يمكن إدراك ترددات القيم الحدية الدنيا للطيف المسموع من خلال رنين الأعضاء الداخلية للشخص. عند الشدة المنخفضة، يكون للصوت منخفض التردد تأثير عاطفي إضافي (على سبيل المثال، تأثير الانخفاض الفرعي الشائع).

يرتبط الانخفاض في نطاق الترددات المسموعة بالتغيرات في الأذن الداخلية وبتطور فقدان السمع الحسي العصبي المرتبط بالعمر. وبحلول سن الستين، يصبح النطاق المسموع عند الحد الأعلى لا يزيد عن 10-12 كيلو هرتز. وبما أن الوحدة الرئيسية لقطاع الترفيه هي الشباب، فيجب أن يؤخذ النطاق الذي تدركه السمع بعين الاعتبار بشكل كامل. لكن يجب أن يتمتع اختصاصي الصوت أيضًا بسمع كامل، وأن يسمع جرس الصوت غير الطبيعي وغير الكامل، وأن يكون قادرًا على التعرف على الرنين. والأمر المهم هو حماية سمعك من الحمل الزائد. يعاني العديد من الأشخاص في صناعة الموسيقى والصوت من إجهاد مستمر من معدات تعزيز الصوت والآلات الصوتية العالية (مثلي، بعد أكثر من 12 عامًا من العزف على الآلات الإيقاعية). الإنسان المعاصر عرضة للتأثيرات السلبية للضوضاء المحيطة، مما يقلل من حساسيته ويضعف الحدود العليا للترددات قبل فقدان السمع الطبيعي. ليست هناك حاجة لإهمال وسائل حماية السمع مثل سدادات الأذن. يمكن أن يكون للأصوات ذات التردد المنخفض أيضًا تأثير سلبي.

يمكن العثور على مزيد من التفاصيل حول التأثير السلبي للصوت (بما في ذلك التأثير الفني) في كتاب Chadd G. - Sound.

إن إدراك الصوت فردي، فهو يعتمد على تكوين (شكل) الأذن والخصائص الفسيولوجية والعمر والمزاج النفسي في لحظة معينة. وفي المنطقة قيد النظر، يعتمد الإدراك السليم أيضًا على:
- معدات التشغيل (مكبرات صوت جهاز التشغيل، سماعات الرأس، مكبرات الصوت، الأنظمة متعددة القنوات)،
- الغرفة التي يتم فيها الاستماع،
- جودة أدوات التحويل (على سبيل المثال، تنفيذ معالج الصوت، المحرك)،
- الالتزام بمبادئ إنشاء الصورة الصوتية الصحيحة عندما يتعلق الأمر بتصميم الصوت.

آليات تحديد مصدر الصوت عن طريق السمع البشري

تعتمد قدرة الشخص على تحديد مصدر الصوت في الفضاء على مبدأ السمع بكلتا الأذنين. يكمن هيكل الأذنين (من اللاتينية bini - "two" و auricula - "ear") للجهاز السمعي في الإدراك المختلف للإشارات الصوتية القادمة إلى الأذن اليمنى واليسرى. خوارزمية تعريب مصدر الصوت:
- تدخل الإشارة الصوتية المنبعثة من مصدر الصوت وانعكاسات الغرفة إلى الجزء الخارجي من النظام السمعي، حيث يتيح تكوين الأذنية إرسال إشارة معالجة التردد إلى القناة السمعية الخارجية،
- تمر الإشارة إلى طبلة الأذن البشرية، وتدخل آليات الأذن الداخلية حيز التنفيذ،
- من الأذن الداخلية تدخل المعلومات إلى أجزاء الدماغ، حيث يتم، بناءً على تحليل مقارنة الإشارات الواردة من كل قناة سمعية، استخلاص استنتاجات حول موقع مصدر الصوت.

يقارن الدماغ البشري المعلومات القادمة من طبلة الأذن بالمعلومات المخزنة بالفعل في الذاكرة.

أرز. 1. هيكل الجزء الخارجي من الجهاز السمعي البشري

يمكنك أن تقرأ بالتفصيل عن بنية السمع الخارجي والداخلي وأكثر من ذلك بكثير في كتاب إيرينا ألدوشينا وروي بريتس - الصوتيات الموسيقية، فصل "إدراك الصوت". "أساسيات علم النفس الصوتي"

لتحديد موقع مصدر الصوت في الفضاء، يستخدم النظام السمعي آليات تحديد الموقع الأساسية: عن طريق فرق التوقيت، وفرق الشدة، والاختلاف في طيف السعة والتردد. تشمل الآليات المساعدة انعكاسات الصوت من الجذع البشري والكتفين، والصدى، والانسداد (الصوت الذي يمر عبر عائق)، والعرقلة (الصوت الذي تمت تصفيته بواسطة عائق)، وتأثير دوبلر، وتأثير هاس (تأثير الأسبقية). لا تنس تأثير الإدراك النفسي: إذا كان المصدر في الفضاء المرئي لا يتطابق مع الصوت أو تم تعطيل التزامن، تنخفض جودة التوطين بشكل حاد.

من الضروري تحديد الموقع المكاني لمصدر الصوت في حالة وجود تداخل صوتي. هناك آليات طبيعية لحصانة الضوضاء في الجهاز السمعي. ويتجلى واحد منهم في تحرير بكلتا الأذنين من الإخفاء. وتتمثل هذه الظاهرة في أنه من الأسهل تحديد موقع الإشارة الصوتية على خلفية من الضوضاء الساكنة (على سبيل المثال، الضوضاء البيئية).

بضع كلمات عن شفافية الصوت. دعني أعطيك مثالا معروفا. دعونا نتخيل عدة رسومات كفافية للحيوانات متراكبة على بعضها البعض. يعد التعرف على الأنماط المدمجة في الفضاء أكثر صعوبة، كلما كانت أشكال الحيوانات المصورة أقرب (مصطلح الشكل له نفس المعنى كما في الإشارة الصوتية). وإذا انتشرت هذه الرسومات في الفضاء، فإن مهمة التعرف على الحيوان حسب الشكل تصبح أسهل بكثير.

التوطين حسب فارق التوقيت (تعريب الطور)

تعمل هذه الآلية بترددات من 300 هرتز إلى 1.5 كيلو هرتز. ونظرًا للاختلاف بين موضع الأذن اليسرى واليمنى، فإن الصوت القادم من مصدر يقع بزاوية تجاه الاتجاه الأمامي يستغرق أوقاتًا مختلفة للوصول إلى طبلة الأذن.

أرز. 2. مثال تخطيطي لتوطين المرحلة

وبالنظر إلى نفس الوقت المستغرق للوصول إلى الإشارة من الأذنين اليسرى واليمنى، فإن هذه الآلية ستحدد المصدر عند 0 و180 درجة سمت. يؤدي اختلاف الأوقات للوصول إلى طبلة الأذن إلى حدوث تحول في الطور. يميز الجهاز السمعي تحولات الطور التي تصل إلى 10-15 درجة. مع زيادة التردد، وبالتالي مع انخفاض الطول الموجي للصوت، يزداد التحول الطوري للإشارات القادمة من نفس المصدر إلى آذان مختلفة. بمجرد أن يصل التحول إلى قيمة قريبة من نصف الطول الموجي للصوت، تتوقف الآلية عن العمل. لا يستطيع دماغ الإنسان أن يحدد بشكل لا لبس فيه ما إذا كانت الإشارة الصوتية في إحدى القنوات السمعية تتخلف عن الأخرى أو على العكس من ذلك تقدمها.

لا يمكن أن يكون الحد الأقصى لفارق التوقيت المقابل للإزاحة الكاملة لمصدر الصوت إلى اليمين أو اليسار أكثر من 630 ميكروثانية.

المسافة بين الأذن اليمنى واليسرى لشخص بالغ هي 0.15 م - 0.20 م، إذا أخذنا القيمة المتوسطة حسب الجنس. مع مصدر يصدر موجة صوتية بتردد 20 هرتز وسرعة صوت 340 م/ث، سيكون الطول الموجي 17 م، وبناءً على ذلك، إذا تحول شخص ما إلى جانب واحد من المصدر، فإن تحول طور الإشارات يصل في أذن واحدة ثم في الأخرى، سيكون حوالي 1.1٪ من كامل فترة موجة 20 هرتز (التوطين في مثل هذه الترددات المنخفضة أمر مستحيل). من الناحية الفسيولوجية، تعتمد دقة التوطين على حجم الرأس، أي المسافة بين الأذنين. وكلما زادت هذه المسافة، زاد الفرق في الإشارات الصوتية التي تصل إلى كل أذن.

عندما ينبعث الصوت من مصدر يقع بزاوية معينة للاتجاه الأمامي، فإن مستوى ضغط الصوت على طبلة الأذن في الأذنين المختلفة سيكون مختلفًا. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن إحدى الأذنين ستكون "في الظل" التي أنشأها الرأس، وأيضًا لأن الموجات الصوتية التي تزيد عن 1000 هرتز تضعف بسرعة نسبيًا في الفضاء.

أرز. 3. مثال تخطيطي للتوطين حسب مستوى الشدة

هذه الآلية فعالة للغاية، ولكن في نطاق تردد الصوت من 1600 هرتز. عندما يكون طول موجة الصوت مماثلاً لقطر رأس الإنسان، فإن الأذن الأبعد عن المصدر تتوقف عن التواجد في "الظل الصوتي"، وذلك بسبب ظاهرة حيود موجة الصوت على سطح الرأس. وفي الوقت نفسه، تبين تجريبيا أن قدرة الأذن البشرية على تحديد الزاوية بين مصدرين في المستوى الأفقي في نطاق التردد 1500-2000 هرتز تتناقص بشكل حاد.

تساعد هذه الآلية في تحديد المسافة إلى مصدر الصوت. ومع ذلك، فإن مستوى الصوت من مصدر ضعيف ولكنه قريب يمكن أن يكون هو نفسه من مصدر قوي ولكنه بعيد. في ظل هذه الظروف، يتم تسهيل الترجمة من خلال الآلية التالية.

التوطين عن طريق الاختلاف في طيف التردد السعة

تعتمد الآلية على قدرة الدماغ على تحليل انخفاضات التردد وارتفاعه في ترددات معينة في إشارة معقدة. يحتوي الصوت الذي يصل بزاوية 90 درجة على مكونات منخفضة التردد وعالية التردد، وفي طيف الصوت الذي يعمل على الأذن البعيدة، سيكون هناك عدد أقل من المكونات عالية التردد - تأثير التدريع للرأس. بالإضافة إلى ذلك، تنعكس الإشارة الصوتية بشكل مختلف عن أجزاء الأذن، ويتم تقوية وإضعاف أجزاء مختلفة من الطيف الصوتي.

هذه الآلية مسؤولة عن التوطين من الأمام إلى الخلف والمستوى الرأسي. أتاحت دراسة تأثير الترشيح لرأس وأذني المستمع تقديم مفهوم نطاقات التحمل. عند التوطين، لا يقوم الشخص بتحليل الطيف الكامل للصوت الوارد، ولكن التغييرات فقط في بعض الترددات. تم تشكيل هذه الخطوط بشكل تطوري؛ وقد طورت السمع نظامها الخاص لتتبع الخطر والتحذير منه، وتحديد مكان التهديد بدقة تامة.

التغييرات في النطاقات من 16 إلى 500 هرتز ومن 2 إلى 6 كيلو هرتز هي المسؤولة عن توطين مصادر الصوت الأمامية. النطاق من 0.7 إلى 2 كيلو هرتز - تغيير جرس المصادر التي قد تكون موجودة في الخلف.

يتم تحديد موضع الإشارة ذات التركيبة الطيفية المعقدة بشكل أفضل، ويتشكل الإحساس بالاتجاه "من الأمام إلى الخلف" بشكل أساسي من خلال نطاقات الاتجاه التي تتركز فيها معظم قدرة الإشارة. النغمات النقية، التي لم يتم العثور عليها عمليا في الطبيعة، يتم توطينها بشكل أسوأ من الإشارات المعقدة. وبالتالي، يصعب تحديد النغمات النقية التي تزيد عن 8000 هرتز. من المستحيل أيضًا تحديد موقع مصادر الصوت ذات التردد المنخفض - أقل من 150 هرتز.

التوطين في المستوى العمودي أسوأ بكثير منه في المستوى الأفقي. بدون التأثير النفسي والبصري، يكاد يكون من المستحيل إنشاء تقليد لكائن يجب أن يكون موجودا، على سبيل المثال، في الأعلى. يجب أن يكون هذا الصوت مألوفًا ومتوقعًا على الأقل.

يطرح جيبسون د.، في كتبه ومقاطع الفيديو الخاصة به، مفهوم الترتيب الرأسي للآلات في مزيج موسيقي وفقًا لطبقة الصوت (tessitura) أو الصياغة (منطقة النغمات الجزئية المضخمة)، لأنه في المستوى الرأسي، الصوت - معدات إعادة الإنتاج مبنية على نفس المبدأ. بسبب التقاطع الصوتي مع حدود محددة، يتم تقسيم الإشارة المعقدة إلى نطاقات تردد. في النظام الثلاثي يوجد مكبر صوت في الأسفل لنقل الترددات المنخفضة، وفي الجزء الأوسط يوجد مكبر صوت متوسط ​​للنطاق المتوسط ​​ومكبر صوت في أعلى النظام لنقل الترددات العالية. ويقوم مكبر الصوت الفرعي بنقل بعض المعلومات عبر الأرضية. هذا الأسلوب مثير للاهتمام، ولكنه غير مناسب للعديد من الأنظمة، على سبيل المثال، عند استخدام سماعات الرأس أو أي نظام آخر بدون شريط.

يمكن العثور على مزيد من التفاصيل حول المبادئ الموضحة في كتاب Gibson D. - A Visual Guide to Recording and Production.

ومع ذلك، فإن تقليل شدة الترددات المنخفضة صوتيًا نفسيًا يساعد على "رفع" الجسم، مما يجعله أخف وزنًا.

تحريك مصدر الصوت

حتى ستينيات القرن العشرين، ركزت دراسة قدرة الإنسان على تحديد مصدر الصوت في الفضاء بشكل أساسي على مصادر الصوت الثابتة. بعد ذلك بدأت دراسة الإدراك البشري ومصادر الصوت المتحركة: وتم تحديد الخصائص الرئيسية للإدراك.

في سياق البحث، اتضح أنه لكي يكون لدى الشخص إحساس بالحركة السليمة، فمن الضروري وجود وقت معين - نافذة زمنية. يتراوح من 0.08 إلى 0.12 ثانية. يعد تحديد موقع صوت قصير وثابت (على سبيل المثال، نقرة تدوم حوالي 0.001 ثانية) أمرًا سهلاً للغاية.

يمكن لأي شخص أيضًا التمييز بين سرعة حركة مصدر الصوت: فكلما زاد ارتفاعه (ضمن حدود معينة)، كلما كانت هذه القدرة أكثر دقة. إذا تحرك مصدر الصوت بسرعة 90 درجة/ثانية (الحركة على طول نصف محيط أمام رأس الهدف)، فإن الشخص يميز تغيرًا في السرعة بنسبة 15%؛ وبسرعة حركة 360 درجة/ثانية بنسبة 5.5%.

إذا كان المصدر ثابتا، فمن أجل توطينه، يقوم الشخص دون بوعي بحركات دقيقة للرأس، مما يزيد من دقة تحديد موضع المصدر في الفضاء بأمر من حيث الحجم.

تأثيرات

من أجل نقل الصوت بشكل معقول من مصدر متحرك، من الضروري أن نأخذ في الاعتبار (تأثير التغيرات في تردد الصوت من المصدر عندما يتحرك بشكل غير شعاعي بالنسبة للمستمع). وفقًا للشعور الذاتي بالتأثير، يتغير الصوت بشكل حاد في النغمة - يصبح أعلى عندما يقترب الجسم وينخفض ​​عندما يتحرك بعيدًا. في مجال الألعاب، يلعب تأثير دوبلر دورا هاما. خاصة عندما يتعلق الأمر بمحاكاة السيارات والتطبيقات الأخرى المتعلقة بالحركة السريعة للأشياء. يعد تأثير دوبلر مكونًا إضافيًا شائعًا لأجهزة التسلسل، وعلى حد علمي، فهو موجود في العديد من محركات الصوت.

أحد التأثيرات الرئيسية لإنشاء الفضاء هو تأثير الصدى (عملية الانعكاس المتكرر للإشارة الصوتية من الأسطح المختلفة مع انخفاض تدريجي في شدتها). يحتوي الصدى المحاكي على عدد من المعلمات - وقت الانعكاس المبكر، ووقت الانعكاس المتأخر، ومعدل الانحلال، والنسبة المئوية للإشارة "الجافة" مع الإشارة المعالجة. تشير هذه المعلمات إلى حجم الغرفة وموقع مصدر الصوت فيها بالنسبة للمستمع. في عملي، أستخدم حصريًا أجهزة الصدى التلافيفية، وأرسل إليها نبضات من غرف حقيقية. دون الخوض في تفاصيل التكنولوجيا، فإن الدافع نفسه عبارة عن "بصمة" ضوضاء للغرفة (ملف wav)، والتي تعدل ملف الصوت الأصلي، وبالتالي تضعه في المساحة المحاكية. في المجال الموسيقي، تم استخدام تقنيات الالتواء لفترة طويلة، لذلك في قذيفة Kontakt (4،5) من NI، يتم تضمين تردد الالتواء مع مجموعة من النبضات في قائمة التأثيرات القياسية.

أنظمة الصوت. نظام الأذنين

هناك طريقتان رئيسيتان لتنظيم أنظمة الصوت الحديثة في الغرفة: أنظمة متعددة القنوات وأنظمة ثنائية القناة (بما في ذلك سماعات الرأس). في الأنظمة متعددة القنوات، ينتقل الصوت من الشاشات الموضوعة أمام المستمع وخلفه (أو حوله).

يمكن العثور على مزيد من التفاصيل حول الأنظمة الأحادية والثنائية والمجسمة ومتعددة القنوات وتعقيداتها في كتاب يو.

لتعزيز التأثير المكاني، يحاول المصنعون الترويج لمفاهيم النظام التي لم تعد خمس قنوات، ولكن ستة وسبعة وحتى تسعة قنوات. تتطلب زيادة عدد القنوات تعقيد عمل مهندس الصوت، وزيادة عدد أنظمة السماعات، وأسلاك الترقيع، واستخدام مكبرات صوت أكثر تعقيدًا، وبالتالي تتيح زيادة إيرادات المبيعات.
لا يحتاج جميع المستهلكين إلى أنظمة صوتية متعددة القنوات. بالنسبة للبعض، هذا أمر غير مقبول لأسباب اقتصادية، والبعض الآخر لا يستطيع تخصيص مساحة في مساحة معيشته لنظام الترفيه المنزلي. يفضل بعض الأشخاص، لأسباب واضحة، استخدام سماعات الرأس (في الليل، عند التنقل في وسائل النقل العام، وما إلى ذلك).

توفر الأذنان فقط للشخص جميع المعلومات اللازمة حول جسم ما، مما يعني أن مكبري صوت فقط يكفيان لنقله. عند استخدام التسجيل بكلتا الأذنين، فإن مصادر الصوت الظاهرية، عند استخدام سماعات الرأس، توضع خارج رأس المستمع إلى المكان الذي توجد فيه مصادر الصوت الفعلية. في المقابل، عند الاستماع إلى الإشارات المجسمة التقليدية من خلال سماعات الرأس، يشعر أن مصادر الصوت الظاهرة موجودة داخل رأس المستمع.

إن ظهور الصدى يجعل من الصعب تقدير سمت مصادر الصوت الظاهرة في المنطقة الخلفية، حيث يشير المستمعون غالبًا إلى اتجاه المرآة الأمامي المقابل بدلاً من الاتجاه الحقيقي. تحدث هذه الظاهرة غالبًا بشكل خاص عندما يتجاوز زمن الصدى القياسي في غرفة الاستماع 0.3 ثانية.

من الممكن النقل الصحيح للمعلومات المكانية عند التشغيل باستخدام شاشتين، ولكن حتى التحول الطفيف (حوالي 9-15 سم) لمركز رأس المستمع إلى يسار أو يمين هذه النقطة يؤدي إلى توطين الصوت الواضح المصادر مستحيلة خارج بؤرة محاور الشاشات.

عند نقطة الاستماع المثالية، يوفر النظام ثنائي الأذنين صوتًا يُفضل بكل ثقة صوت الاستريو التقليدي. ومع ذلك، فإن تطبيقه محدود للغاية: التشغيل باستخدام سماعات الرأس، والبث الإذاعي المحمول ومعدات إعادة إنتاج الصوت، ونمذجة الكمبيوتر. نظام الصوت ثنائي الأذنين غير مناسب لظروف الاستماع الجماعية.

عند تشغيل إشارة بكلتا الأذنين من خلال نظام مكبر الصوت، يحدث تشويه متقاطع بسبب دخول إشارة القناة اليمنى إلى الأذن اليسرى للمستمع والعكس صحيح.

في واقع تصميم صوت اللعبة، لا يتم استخدام الملفات الصوتية بكلتا الأذنين المسجلة، لأنه من المستحيل تغيير موضعها في الفضاء، ولا يوجد مصدر افتراضي ومستمع افتراضي، وهذا ليس نمذجة.

الخوارزميات

يتم تنفيذ الخوارزمية الرئيسية، التي تستخدم الآليات الأساسية لتوطين الصوت البشري، في HRTF (وظائف النقل ذات الصلة بالرأس - وظائف نقل الصوت بالنسبة إلى المستمع. يتم تحديد HRTFs كميًا بواسطة تحويل فورييه التكاملي العكسي للمعاملات التي تسمى HRIR (ذات الرأس الاستجابة النبضية)، والتي يتم تحديدها في التقريب الأول بنسبة الضغط على طبلة الأذن لموجة الصوت في الفضاء الحر (المجال الحر) وفي الفضاء الحقيقي، مع مراعاة رأس الشخص وأذنيه وجسمه والعوائق الأخرى .

HRTF هي وظيفة معقدة مع أربعة متغيرات: ثلاثة إحداثيات مكانية والتردد. عند استخدام الإحداثيات الكروية لتحديد المسافات إلى مصادر الصوت التي تزيد عن متر واحد، يفترض أن تكون مصادر الصوت في المجال البعيد، وتتناقص قيمة HRTF عكسيًا مع المسافة. يتم إجراء معظم قياسات HRTF في المجال البعيد، ويتم تقليل عدد المتغيرات إلى ثلاثة: السمت والارتفاع والتردد. يعتمد تأثير HRTF على نطاق تردد الإشارة التي تتم معالجتها: فقط الأصوات ذات قيم مكونات التردد بين 3000 هرتز و10000 هرتز يمكن تفسيرها بنجاح باستخدام وظائف HRTF. إذا كانت الإشارة الصادرة من مصدر الصوت لا تحتوي على تردد خاص يؤثر على الفرق بين وظائف HRTF الأمامية والخلفية، فلن يتم تحديد موضع هذه الإشارة أبدًا في الاتجاه الأمامي إلى الخلفي.

تمت محاكاة HRTF باستخدام نموذج KEMAR (Knowless Electronics Manikin for السمعي) و"الأذن الرقمية" الخاصة التي طورتها شركة Sensaura. يتم وضع الميكروفونات في آذان العارضة، ويتم وضع مكبرات الصوت حول العارضة، مما يؤدي إلى تسجيل ما تسمعه كل أذن. يتم استخدام النتائج التي تم الحصول عليها من هذه النمذجة لتوسيع قاعدة بيانات HRTF، والتي يمكن استخدامها بعد ذلك لتحديد المعلمات بشكل تفاعلي عند تشغيل الصوت ثلاثي الأبعاد الموضعي (تمتلك Sensaura أكثر من 1100 HRTF في قاعدة بياناتها). يتم تفسير الحاجة إلى قاعدة البيانات هذه، أولاً، من خلال الاختلاف في حجم وشكل رأس وأذني عارضة الأزياء والمستمع المحتمل، وثانيًا، ما يسمى بمنطقة البقعة الحلوة التي تحددها هذه المعلمات، والتي فيها يتم إعادة إنشاء التأثير الصوتي في المستوى الرأسي بشكل صحيح وتحديد موقع مصادر الصوت في الفضاء بشكل صحيح. كلما كانت مساحة النقطة الجميلة أكبر، زادت حرية التصرف لدى المستمع. ولذلك، يبحث المطورون باستمرار عن طرق لزيادة مساحة تأثير النقطة الحلوة.

عند تنفيذ التقنيات مع HRTF، لا يعتمد QSound على الأساليب الرياضية فحسب، بل يعتمد أيضًا على اختبار المستمعين (تم إجراء حوالي 550 ألف جلسة استماع من هذا القبيل). توصل المتخصصون في Sensaura، بعد سلسلة من التجارب، إلى أن HRTF في شكله النقي "يعمل" فقط عند تشغيله عبر سماعات الرأس. تعد عملية نمذجة الصوت في هذه الحالة مهمة تافهة: حيث يتحكم كل متحدث في أذنه المقابلة. ومع ذلك، عندما يتم تشغيل الصوت نفسه من خلال مكبرات الصوت، تسمع الأذن اليمنى أيضًا صوتًا مصممًا لـ "خداع" الأذن اليسرى من وجهة نظر ثلاثية الأبعاد، والعكس صحيح. وللقضاء على هذه الظاهرة، يجب إضافة حسابات تعويض إضافية إلى الصوت. لقد تم تطوير خوارزميات تعويض ناجحة وتسمى "إلغاء الأحاديث المتبادلة عبر الأذن" (TCC). تم حل المشكلة باستخدام فكرة أخرى من مهندسي Sensaura. يكمن السبب في أن وظائف HRTF تعمل فقط للأذن المتوسطة، حيث يتم استخلاصها باستخدام نموذج واحد أو متوسط ​​القراءات لمجموعة كبيرة من الأشخاص. قامت شركة Sensaura بتطوير نموذج أذن رقمي يمكنك من خلاله ضبط معلمات الأذن. باستخدام هذا النموذج الرقمي، يمكن لمجموعة من المعلمات المختلفة إعادة إنتاج شكل أي أذن تقريبًا. يعمل برنامج تشغيل الأذن الرقمي الناتج على النحو التالي: عند تثبيته، يستمع الشخص إلى سلسلة من أصوات الاختبار ويضبط إعدادات برنامج التشغيل للحصول على أفضل تجربة ثلاثية الأبعاد للصوت. يتم تسجيل المعلمات الفردية للمستمع في "ملف تعريف" خاص يتم استخدامه لاحقًا بواسطة التطبيقات.

الصوت المحيطي - الصوت المحيطي

طوال فترة وجود التسجيل الصوتي، كان لدى كل من المستمعين ومصممي المعدات رغبة لا يمكن إخمادها في تسجيل الصوت ثم إعادة إنتاجه بشكل مشابه للصوت الأصلي قدر الإمكان. ما لا يفعله مطورو تكنولوجيا الصوت من أجل الاقتراب من المثالية: فهم يحاربون الضوضاء ويقللون التشوه ويوسعون التردد والنطاقات الديناميكية لعناصر مسار تسجيل ونقل وتشغيل الإشارة الصوتية. ومن بين أمور أخرى، فإنهم يسعون جاهدين لإجبار مجال الصوت الناتج عن الأنظمة الصوتية على إرسال معلومات إلى المستمع حول اتجاه مصادر الصوت والخصائص الصوتية للغرفة التي تم فيها التسجيل.

في المرحلة الأولى من تطوره، كان تسجيل الصوت والبث الإذاعي أحادي الصوت. كان الصوت الصادر من مكبر الصوت مختلفًا بشكل لا يمكن التعرف عليه عن الصوت الحي لقاعة الحفلات الموسيقية: توازن مشوه بين الآلات الموسيقية المختلفة، وجرس مشوه، والأهم من ذلك، فقدان المكانية تمامًا. وهذا عيب خطير للغاية. بعد كل شيء، يتمتع المحلل السمعي البشري بالقدرة على تحديد مصادر الصوت، مما يساعدنا على التنقل في الفضاء. إذا جاءت جميع الأصوات من نقطة واحدة، يبدو الأمر غير طبيعي.

قليلا من التاريخ

تم إجراء التجارب الأولى للحصول على الصوت المحيطي (باستخدام ثلاث إلى سبع قنوات) في الثلاثينيات من القرن الماضي. أسفرت الاختبارات المقارنة للأنظمة متعددة القنوات والأحادية عن نتائج مذهلة. لقد وجد أنه عند تشغيل قناتين منفصلتين، تتحسن جودة الصوت بشكل كبير. والشيء الأكثر لفتًا للانتباه هو أن الخبراء فضلوا الصوت المجسم حتى في الحالات التي تم فيها تقديم تسجيلات صوتية أفضل بشكل موضوعي ولكن أحادية الصوت. وكانت الميزة الحاسمة هي إمكانية التوطين المكاني لمصادر الصوت الواضحة (الشكل 1.33).

أرز. 1.33. توزيع مصادر الصوت الظاهرة في صورة بانورامية مجسمة:

في المرحلة الأولية، قرر المطورون أن يقتصروا على قناتين. كان هذا بالطبع يرجع في المقام الأول إلى القدرات المحدودة للمعدات في تلك الأوقات: فقد أتاحت سجلات الحاكي في الواقع وضع قناتين كاملتين فقط.

يمنح صوت الاستريو بعض الوضوح للصوت: تصبح أجزاء من الآلات الفردية أكثر قابلية للتمييز على خلفية الأوركسترا. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لنظام الاستريو إعادة إنتاج ما يشبه الجو الصوتي للغرفة التي تم فيها التسجيل. لقد بدأ عصر الأنظمة الصوتية المجسمة ذات القناتين. تدريجيا، ظهرت التسجيلات المجسمة ومشغلات الاستريو ومسجلات الأشرطة الاستريو والبث الإذاعي الاستريو.

بدوره، صوت ستيريو لديه عيب كبير. تقتصر بانوراما الاستريو على الزاوية بين اتجاهات السماعات وتبدو مسطحة. يفتقر مثل هذا الصوت إلى طبيعة المجال الصوتي الحقيقي، عندما يكون الشخص قادرًا على إدراك المصادر الحقيقية من جميع الاتجاهات تقريبًا وتقدير المسافة إلى مصادر الصوت. يمكن أن يؤدي الشعور بالصوت المحيطي الذي تم إنشاؤه لدى المستمع إلى إثراء أجراس الآلات الموسيقية وأصوات المطربين بشكل كبير. وفي هذه الحالة، سيكون من الممكن محاكاة عملية الصدى المميزة للغرفة التي تم فيها التسجيل.

كانت إحدى المحاولات الأولى للتغلب على العيوب الكامنة في الأنظمة الصوتية المجسمة هي الرباعية. لإنتاج التسجيلات الصوتية الرباعية، يتم استخدام 4 أنظمة صوتية (الشكل 1.34).

ظهرت الأنظمة الرباعية المنزلية الأولى في أوائل السبعينيات من القرن الماضي. ويبدو أن المستقبل المجيد ينتظرهم. ومع ذلك، فإن هذا لم يحدث. هناك عدة أسباب لذلك. أحدها تقليدي بالنسبة للعديد من التقنيات الجديدة وهو أن الشركات المصنعة للمعدات الرباعية لم تتمكن من التوصل إلى معيار موحد لتسجيل وتشغيل الصوت ذي 4 قنوات. لعبت العيوب والتكلفة العالية لأجهزة التسجيل والتشغيل ذات الأربع قنوات دورًا. لكن الشيء الرئيسي مختلف: مع الانتقال من "ستيريو" إلى "رباعي" في تلك الأيام، لم تنشأ جودة صوت جديدة. لم توفر الأنظمة الرباعية الصوت، مثل الأنظمة الصوتية المجسمة، النقل الكامل لخصائص مجال الصوت الحقيقي. لم يكن هناك سوى عيبين، لكنهما كانا مهمين:

• مع Quadraphony في السبعينيات من القرن الماضي، لم يتم الحصول على بانوراما استريو دائرية - شعر المستمع بانوراما استريو عادية أمامه وبانوراما استريو أخرى خلفه؛
• كانت جميع مصادر الصوت الوهمية موجودة في نفس المستوى على الخطوط بين السماعات، لذلك لم يكن هناك صوت محيطي ثلاثي الأبعاد.

تجدر الإشارة إلى أن أوجه القصور هذه لا ترجع كثيرًا إلى القدرات المحدودة لإعادة إنتاج الصوت بأربع قنوات، بل إلى صعوبات تنفيذ تحريك مصادر الصوت الواضحة أثناء التسجيل. عند إعداد التسجيلات الصوتية للأنظمة الحديثة متعددة القنوات، يتم أخذ هذا العامل في الاعتبار. يلعب الكمبيوتر دورًا مهمًا في هذه الحالة، فهو قادر على التعامل مع نمذجة عمليات الصدى الحجمي ويزود مهندس الصوت بعناصر تحكم ملائمة لتحريك مصادر الصوت عبر بانوراما دائرية.

أرز. 1.34. توزيع مصادر الصوت الظاهرة على بانوراما رباعية:

ولكن في تلك الأوقات البعيدة، تراجعت Quadraphony، وفاز المجسم وبدأ في التطور على غرار تصغير المعدات، وتحسين صفاتها التقنية والمستهلكة، والانتقال إلى الوسائط الجديدة - أشرطة الكاسيت والأقراص المدمجة المدمجة. لا يزال لدى شركات التسجيل ومصنعي المعدات الصوتية نطاق واسع من العمل للقيام به وسوق مبيعات واسع. مرة أخرى عرضوا على المستمعين تغيير مكتبات الموسيقى. المواد الموسيقية المتراكمة على أسطوانات الجراموفون على مدى العقود الماضية، والتي تم تحديثها وتكييفها أولاً لأجهزة تسجيل الأشرطة أحادية الصوت، ثم تنفيذها على أشرطة مدمجة بتنسيق استريو، تم تقديمها مرة أخرى لعشاق الموسيقى، ولكن الآن على أقراص الليزر.

ومع ذلك، في نهاية القرن العشرين، يبدو أن الصوت المجسم بدأ يفقد مكانته. لقد ساهمت تقنيات تسجيل الصوت الرقمي، فضلاً عن الوسائط الواسعة والمريحة والرخيصة، في القضاء على المشكلة الموجودة سابقًا والمتمثلة في تخزين التسجيلات الصوتية متعددة القنوات لمدة طويلة. بالإضافة إلى ذلك، هناك حاجة ملحة للصوت الذي ينقل الخصائص الصوتية للمساحة المحيطة. أصبحت العوالم الرسومية الافتراضية لألعاب الكمبيوتر أكثر تعقيدًا وأشبه بالواقع، وبالتالي تتطلب تصميمًا صوتيًا مناسبًا. السينما التي شهدت أزمة المنافسة مع التلفزيون، تم إحياؤها على شكل مسارح منزلية وقاعات سينما ذات شكل جديد، والفرق الرئيسي عن سابقاتها لا يكمن في الصورة، بل في الصوت الجديد بشكل أساسي (رغم أن جودة الصورة كما تحسنت بفضل أقراص DVD ووسائل العرض الحديثة).

بدأت حقبة جديدة في التسجيل الصوتي نتيجة للبحث الذي أجراه المهندسون في مختبرات دولبي (http://dolby.com). كان هذا نهجًا جديدًا بشكل أساسي لنقل الصوت متعدد القنوات. كان الاختلاف عن الطريقة التقليدية، في المقام الأول، هو استخدام تشفير المصفوفة لتخزين الإشارات الصوتية لقناتين إضافيتين، أي مزجها مع القناتين الرئيسيتين. كما تغيرت طريقة وضع أنظمة السماعات - فبالإضافة إلى الترتيب الرباعي التقليدي لأنظمة السماعات في زوايا الغرفة، تمت إضافة قناة مركزية تقع بين القناتين الأماميتين اليمنى واليسرى من أجل الحفاظ على قاعدة استريو واسعة للمشاهدين الجالسين في المقاعد الجانبية، وتوجد قناة مؤثرات (محيطية) خلف الظهر). هكذا وُلد نظام الصوت السينمائي الجديد Dolby® Stereo.

كما تعلم بالفعل، فإن تنسيق القنوات الأربع هذا هو تنسيق مصفوفة يتم فيه تشفير الصوت المخصص لكل قناة من القنوات الأربع وتسجيله في قناتين، وعند إعادة تشغيله، يتم فك تشفيره مرة أخرى إلى أربع قنوات: اليسار والوسط واليمين و مؤخرة. عادةً ما يتم إرسال إشارة القناة الخلفية إلى مكبري صوت خلفيين في وقت واحد. تم استخدام تنسيق Dolby® Stereo لأول مرة في فيلم "Star Wars" عام 1975.

ولم تكن تقنية التشفير المستخدمة تسمح بفصل بين القنوات يزيد عن 8 ديسيبل. تم تغيير هذا لاحقًا ليصل الفصل بين القنوات إلى 15 ديسيبل، لكن استجابة تردد القناة الخلفية ظلت محدودة بـ 100 هرتز - 7 كيلو هرتز.

أرز. 1.35. وضع بواعث الصوت في نظام Dolby® Stereo:

كان نظام إعادة إنتاج الجودة الجديد تمامًا، المتوافق مع معيار تسجيل الصوت القديم، هو نظام Dolby® Pro Logic®. لقد استخدم جهاز فك ترميز ينفذ التركيز المكاني للصور الصوتية - وهي تقنية تستخدم لتقليل الاختراق المتبادل للإشارات من قناة إلى أخرى. قدمت تقنية Dolby ® Pro Logic ® أيضًا إمكانية تأخير الإشارة الصوتية في القناة الخلفية. ويضمن ذلك تنسيق الخصائص الهندسية والصوتية لغرفة معينة مع خصائص "قاعة السينما المرجعية"، التي تم مزج الصوت متعدد المسارات بها أثناء الإنتاج. من المهم جدًا أن يتم حتى الآن تجميع كمية هائلة من الموسيقى والأفلام والبرامج التلفزيونية وتسجيلها على العديد من الوسائط الحديثة بصوت بتنسيق Dolby ® Pro Logic ®. ثم جاء عصر التشفير الرقمي والتسجيل الرقمي للصوت المحيطي متعدد القنوات، وولدت تقنية Dolby® Digital. لتشفير الصوت الرقمي، يستخدم خوارزمية تسمى AC-3 (خوارزمية ترميز الصوت من الجيل الثالث من Dolby، وهي خوارزمية ضغط صوت متعددة القنوات (عدد القنوات المستقلة من 1 إلى 6) مع تقدمات في الصوت يتم استخدام مجال علم الصوت النفسي، مع الأخذ في الاعتبار خصائص أداة السمع البشرية، لتحديد جزء المعلومات الموجودة في الإشارة الصوتية التي يمكن التخلص منها بحيث لا تكون ملحوظة جدًا للأذن البشرية عند التشفير باستخدام AC-3 الخوارزمية، معدلات البت من 32 كيلوبت في الثانية (لقناة أحادية واحدة بأقل جودة) حتى 640 كيلوبت في الثانية (لـ 5.1 قناة مع الحد الأدنى من فقدان الجودة) معدل البت النموذجي للتسجيلات 5.1 هو 385 كيلوبت في الثانية.

يدعم جهاز التشفير Dolby® Digital معدلات أخذ عينات البيانات الرقمية البالغة 32 كيلو هرتز، و44.1 كيلو هرتز، و48 كيلو هرتز عند 16 أو 18 أو 20 بت. من الممكن زيادة عمق البت إلى 24 بت. يتم استخدام ضغط البيانات المفقود، لكن جودة الصوت لا تزال أعلى من جودة الأنظمة التناظرية السابقة. يمكن لـ Dolby® Digital تشفير ما يصل إلى 6 قنوات بتنسيق 5.1، حيث 5 منها عبارة عن قنوات كاملة النطاق (2020.000 هرتز) وقناة واحدة هي قناة ذات تأثيرات منخفضة التردد (أقل من 120 هرتز).

حجم المشاهد الصوتية، والتفاصيل الأكثر وضوحًا، والحركة الطبيعية لمصادر الصوت من الأمام إلى الخلف، والصوت المجسم في الخلف - كل هذا يضمن نجاح النظام.

الخطوة التالية في تطور أنظمة الصوت المحيطي هي نظام Dolby® Digital EX، والذي يمكن اعتباره إضافة لنظام Dolby® Digital. في Dolby ® Digital EX، كما هو الحال في Dolby ® Digital، يمكن تشفير ما يصل إلى 6 قنوات مستقلة (5.1) فعليًا، ومع ذلك، نظرًا لاستخدام تشفير المصفوفة، يتم خلط المعلومات من قناة أو قناتين محيطيتين إضافيتين في اليسار واليمين القنوات الخلفية. بفضل هذا الحل، يتم الحفاظ على التوافق مع معدات Dolby ® Digital، وفي الوقت نفسه، بفضل إدخال قنوات محيطية إضافية (6.1، 7.1) على معدات Dolby ® Digital EX، يتم تحقيق دقة أعلى في توطين مصادر الصوت في الفضاء يتحقق.

بالطبع، ليس Dolby Lab وحده هو الذي يشارك في الصوت متعدد القنوات. على سبيل المثال، قامت شركة RSP Technologies بإنشاء نظام محيطي مصفوفي يسمى Circle Surround، والذي يحتوي على قناة خلفية ذات نطاق كامل من الترددات وبالتالي فهو الأنسب لتشغيل الموسيقى. يمكن أيضًا أن يعمل الإصدار الجديد من Circle Surround في وضع سداسي القنوات مع قنوات خلفية ومضخم صوت منفصلة.

حاليًا، يمكننا التحدث عن انتشار تنسيق جديد للمستهلك: DVD-audio. قد يتم تخزين البيانات الصوتية الموجودة على هذه الوسائط باستخدام مجموعة متنوعة من خوارزميات التشفير، بما في ذلك Dolby ® Digital. ومع ذلك، نظرًا للسعة الكبيرة لوسائط DVD (4.7 جيجابايت على قرص أحادي الطبقة)، ليست هناك حاجة لضغط المعلومات الصوتية مع فقدان البيانات. يمكن لأقراص DVD-audio تخزين تسجيلات متعددة القنوات بتنسيقات تصل إلى 24 بت/96 كيلو هرتز دون أي ضغط، وبالتالي دون أي خسارة.

التنسيق 5.1

يشير التعيين "5.1" إلى عدد القنوات، ولكنه لا ينقل معلومات حول أي طريقة محددة لتشفير الصوت متعدد القنوات. يتم استخدام خمس قنوات ذات نطاق تردد كامل (الأمامية اليسرى والوسطى والأمامية اليمنى والخلفية اليسرى والخلفية اليمنى)، بالإضافة إلى قناة واحدة منخفضة التردد (بنطاق من 3 إلى 120 هرتز)، متصلة بمضخم صوت (الشكل 1). 1.36).

في هذا النظام 5.1، يتم تشكيل بانوراما استريو دائرية. نظرًا لأن سمعنا في الترددات المنخفضة جدًا غير قادر عمليًا على تحديد اتجاه مصدر الصوت، فإن موقع مضخم الصوت ليس مهمًا.

يتم استخدام مضخم الصوت أيضًا في أنظمة الاستريو التقليدية. يتم توفير الجزء منخفض التردد من طيف الإشارة الإجمالية لقنوات الاستريو إلى قناتها، مما يؤدي إلى إعادة إنتاج مضمونة لأصوات الجهير. ومع ذلك، في نظام 5.1، تلعب قناة التأثيرات منخفضة التردد دورًا خاصًا. ولا ينبغي اعتبارها مكونًا منخفض التردد لنظام مكبرات الصوت متعدد النطاقات، بل كقناة مستقلة لتأثيرات التردد المنخفض.

عند التسجيل على جهاز تسجيل، تحتوي معظم أنظمة 5.1 على ترتيب القنوات التالي (بدءًا من المسار الأول): القنوات الأمامية اليسرى، والوسطى، والأمامية اليمنى، والخلفية اليسرى، والخلفية اليمنى، والقنوات ذات التردد المنخفض. في بعض الحالات (على سبيل المثال، في بطاقات الصوت متعددة القنوات)، يتم توفير ترتيب مختلف: الجبهة اليسرى، الجبهة اليمنى، الخلفية اليسرى، الخلفية اليمنى، المركز، التردد المنخفض.

وفقا للخبراء، فإن التنسيق 5.1 هو الأكثر واعدة، لأنه مدعوم من قبل المطورين الرئيسيين. من المهم أن تتوفر الوسائط المناسبة (DVD).

أرز. 1.36. وضع بواعث الصوت في نظام 5.1:

وعلى الرغم من أنه لم يتم اعتماد معيار واحد بعد وهناك العديد من أنظمة التشفير لـ 5.1 في نفس الوقت، فمن غير المرجح أن يتكرر الفشل الذريع للرباعية "البدائية"، حتى لو لم يكن هناك نظام واحد، ولكن العديد من أنظمة التشفير المختلفة "تنجو". الفرق الأساسي بين التنسيق 5.1 والكوادرافوني منذ ثلاثين عامًا هو أنه في هذه الحالة تكون الإشارة الصوتية في شكل رقمي، لذا فإن إنشاء وحدة فك ترميز عالمية قادرة على العمل مع الصوت المشفر بواسطة أنظمة مختلفة لن يسبب أي صعوبات خاصة ولن يؤدي إلى زيادة ملحوظة في تكلفة المعدات.

يهتم مصنعو أجهزة الصوت والفيديو وأجهزة الكمبيوتر ومكونات وبرامج الكمبيوتر بنجاح التنسيق 5.1. المستهلكون مهتمون به: المشاهدون والمستمعون واللاعبون. يجد مهندسو الصوت والموسيقيون وسائل تعبيرية جديدة بهذا التنسيق لتحقيق الأفكار الإبداعية وتعزيز التأثير على عواطفنا. يمنح التنسيق حقًا الصوت المعاد إنتاجه جودة جديدة: المستمع محاط به. صحيح أن عالم الصوت الافتراضي في هذه الحالة لا يرقى إلى مستوى العالم الحقيقي. في مساحة الصوت المركبة، يمكن أن يكون مصدر الصوت على اليمين، اليسار، الأمام، الخلف، ويتحرك في هذه "الإحداثيات". وفي مساحة الصوت الحقيقية، بالإضافة إلى ذلك، هناك أيضًا "أعلى" و"أسفل".

ميزات معدات الاستوديو 5.1

الآن سنتحدث فقط عن العناصر الأساسية لاستوديو الصوت، والتي تشمل في المقام الأول:

• خلاط؛
• جهاز تسجيل متعدد القنوات؛
• أجهزة المعالجة والتأثيرات؛
• شاشات للاستماع إلى الموسيقى التصويرية.

الأداة الرئيسية لمزج الصوت متعدد القنوات هي الخلاط المجهز بأدوات التحريك.

في نظام الاستريو، يتم استخدام التحكم في المقلاة لوضع مصدر الصوت الظاهر في مكان محدد. ومن خلاله يمكنك ضبط المستويات النسبية لإشارات الصوت التي يتم تغذيتها في كل من القناتين، وبالتالي تحديد موضع مصدر الصوت بين نظامي السماعات. عند العمل مع صوت متعدد القنوات، تحتاج إلى التحكم في نفس العملية في 5 قنوات، بالإضافة إلى ذلك، بالطبع، تحتاج أيضًا إلى ضبط قناة مضخم الصوت. لذلك، عند استخدام جهاز مزج الأصوات التقليدي، يجب التعامل مع عناصر تحكم متعددة لوضع مصدر صوت واحد. لاحظ أنه من الصعب مقارنة حالة الخافتات التي تتحكم في مستوى الإشارة وعناصر التحكم في البانوراما في كل قناة مع موضع مصدر الصوت الظاهر في البانوراما 360 درجة. بل إن الأمر الأكثر صعوبة هو جعل الصوت يتحرك على طول مسار معين. هذا ممكن فقط في الخلاطات ذات الأتمتة. ستكون عصا التحكم مناسبة جدًا كأداة تحكم دائرية في الخلاط المصمم للعمل مع الصوت متعدد القنوات.

بالإضافة إلى ذلك، يجب أن لا يحتوي الخلاط القادر على العمل مع الصوت المحيطي على مخرج واحد، بل عدة مخرجات (حسب عدد القنوات). على سبيل المثال، في نظام 5.1، يجب أن يحتوي الخلاط على 6 مخرجات على الأقل. معدات استوديو تسجيل الاستريو ليست رخيصة، ولا يمكنك حتى التفكير في سعر استوديو 5.1!

تعد أجهزة تسجيل الصوت متعددة القنوات أيضًا باهظة الثمن بعض الشيء. يجب أن يكون لديهم 6 قنوات أو أكثر. علاوة على ذلك، من المرغوب فيه للغاية أن يتم تمثيل الصوت فيها بما لا يقل عن 24 بت.

الخلاطات ومسجلات الأشرطة الرقمية هي أجهزة متعددة القنوات بطبيعتها. لذلك، يمكن استخدام بعض النماذج المصممة للعمل مع صوت ستيريو مع راحة أكبر أو أقل في استوديو تنسيق 5.1. ولكن مع المعادلات، وأجهزة المعالجة الديناميكية، وخاصة التأثيرات، يصبح الوضع أكثر تعقيدًا. وبالطبع يمكنك توفير 6 قنوات من خلال تجميع «بطارية» مكونة من 3 أجهزة ثنائية القناة. ومع ذلك، ليست هناك حاجة للحديث عن تعديل ذي معنى للمعلمات في هذه الحالة. تخيل، على سبيل المثال، صعوبة إنشاء تردد واقعي في نظام متعدد القنوات.

يمكن أن يكون البديل المناسب لمسجلات الأشرطة الرقمية وخلاطات الأجهزة هو استوديوهات البرامج متعددة المسارات والخلاطات الافتراضية المضمنة في بعضها، والتي تسمح لك بالتحكم في التحريك باستخدام الماوس العادي. يتوفر خلاط محيطي سهل الاستخدام يعرض بوضوح موضع مصدر الصوت في بانوراما دائرية في Cubase SX (انظر الفصل 5).

لا يستطيع كل مالك لاستوديو استريو منزلي الحصول على نظام سماعات شاشة استريو. ومع ذلك، في حالة خلط الاستريو، تعد سماعات الرأس الرخيصة نسبيًا حلاً مقبولاً. وبتنسيق 5.1 لن تنقذك سماعات الرأس الاستريو. لا يمكنك الاستغناء عن خمسة أنظمة مكبرات صوت كاملة المدى (بالإضافة إلى مضخم صوت).

عند العمل بصوت ستريو، فإن المتطلبات الرئيسية للشاشات هي: توحيد استجابة التردد، وانخفاض مستوى التشوه والهوية الكاملة لنظامي السماعات.

ويمكن وضع متطلبات مماثلة لخمس شاشات عريضة النطاق 5.1. يبدو أنهم يجب أن يكونوا متماثلين تمامًا. ولكن في هذه الحالة، سوف تختلط في بانوراما دائرية في ظروف تختلف عن تلك التي سيكون فيها العديد من المستمعين لمقالك. والحقيقة هي أن معظم أصحاب المسرح المنزلي لديهم أنظمة مكبرات صوت خلفية ليست فقط أضعف في القوة من الأنظمة الأمامية، ولكن بالإضافة إلى ذلك، قد يكون لديهم نوع مختلف من التصميم. وفي المقابل، غالبًا ما يختلف نظام السماعات المركزية عن الأنظمة الخارجية. اتضح أن انطباع المستمع قد لا يتطابق مع الانطباع الذي قصدته.

لاحظ أن هناك مشكلة مماثلة عند العمل بصوت استريو: يتم الخلط على شاشات الاستوديو، ويتم التشغيل على مجموعة واسعة من الصوتيات، بدءًا من مكبرات الصوت عالية الجودة ونهاية مكبرات الصوت الخاصة بمسجل الكاسيت المحمول. صحيح، أثناء عملية الإتقان، يجب أن تخضع التسجيلات الصوتية لاختبار التوافق مع المعدات ذات الجودة المنخفضة، وإحدى المهام الرئيسية في هذه المرحلة هي تكييف التسجيل مع نوع معين من الوسائط.

أما بالنسبة لقناة المؤثرات ذات التردد المنخفض لنظام 5.1، فعند مزج مقطوعة موسيقية، لا ينبغي استخدام مضخم الصوت على الإطلاق، إذا كان، حسب التصميم الفني، أن المقطوعة الموسيقية لا تحتوي على تأثير مثل انفجار، أو صوت. طلق ناري ، إلخ.

لكن تجربة السنوات الماضية، عندما ساد تنسيق القرص المضغوط الصوتي، تظهر أن أي توصيات رسمية لاستخدام التنسيق يتم اتباعها فقط في البداية. تدريجيًا، أصبح مهندسو الصوت والمنتجون أكثر جرأة في خططهم الإبداعية وتجاوزوا الحدود التي تسمى "التوصيات الرسمية". وكما يخبرنا حدسنا، في نهاية المطاف، سيتم استخدام قناة التردد المنخفض للنظام 5.1 "على أكمل وجه": حيثما تكون هناك حاجة إليها وحيثما لا تكون هناك حاجة إليها. على سبيل المثال، الفكرة الواضحة هي استخدام قناة التردد المنخفض لتعزيز إيقاع الطبلة الجهير في موسيقى الرقص.

كيفية تنظيم المراقبة عند مزج الصوت متعدد القنوات؟ هناك بعض الجدل حول هذا. ومع ذلك، يوصي معظم الخبراء باستخدام نفس الصوتيات، دون تعديل عيوب الأنظمة المنزلية. يجب وضع الشاشات على مسافة متساوية من المستمع، وعلى وجه الخصوص، يجب أن تشكل الشاشات الأمامية الثلاثة قوسًا بدلاً من خط مستقيم. إذا لم يكن ذلك ممكنًا، فقم بخفض مستوى صوت الشاشة المركزية وفقًا لذلك.

كيف ينبغي وضع شاشات النظام 5.1 بشكل مثالي؟ تخيل أنك في منتصف نظام 5.1. يجب أن تكون الشاشة المركزية أمامك. الخط الوهمي بينك وبين الشاشة المركزية هو المحور الذي سيتم من خلاله تحديد موقع الشاشات المتبقية. تقع القنوات الأمامية اليمنى واليسرى بزوايا -30 درجة و30 درجة بالنسبة لهذا المحور. وبالتالي فإن زاوية الشاشة اليسرى واليمنى هي 60 درجة. إذا لزم الأمر، يمكن تقليل هذه الزاوية إلى 50 درجة - 45 درجة. يجب أيضًا أن يكون مضخم الصوت موجودًا في مكان ما أمامك. يجب وضع الشاشات الخلفية عند -110 درجة (الخلف الأيسر) و110 درجة (الخلف الأيمن). من الناحية المثالية، يجب أن تكون جميع الشاشات على مسافة متساوية منك ومعايرتها بحيث أنه عندما يتم إرسال إشارات من نفس المستوى إلى شاشات مختلفة، فإنك تسمعها بنفس مستوى الصوت. يكون ارتفاع الشاشات على مستوى رأسك أو أعلى قليلاً.

ميزات المزج في بانوراما دائرية

نظرًا لكوننا منخرطين بجدية في مشكلة معالجة الصوت، فقد كنا نتابع عن كثب المنشورات المتعلقة بهذا الموضوع لسنوات عديدة. لذلك، يمكننا أن نقول بثقة أنه لا يوجد الكثير من الأعمال المخصصة لقضايا تكنولوجيا خلط الاستريو. ولكن لا توجد عمليًا أي مقالات تحتوي على توصيات محددة لإنشاء تسجيلات متعددة القنوات. على ما يبدو، يمكن تفسير ذلك من خلال حقيقة أن المشكلة جديدة، ولا توجد خبرة ضرورية، ولا توجد تقاليد راسخة. على أية حال، فإن الأعمال الموسيقية المستقلة المدمجة في بانوراما دائرية لم تصبح بعد ظاهرة جماهيرية. يوجد الصوت متعدد القنوات في المقام الأول كمكمل لصور الفيديو. من الواضح أن طرق تحريك الصوت للموسيقى التصويرية للفيلم وصوت المقطوعة الموسيقية يجب أن تكون مختلفة. عند مرافقة مقطع فيديو، من الضروري وضع الصوت الرئيسي في المقدمة، حيث يحدث الإجراء على الشاشة أمام المشاهد. تُستخدم القنوات الخلفية لإضافة مستوى الصوت وتنفيذ المؤثرات الخاصة. بالطبع، عند العمل مع الموسيقى المحيطية، يمكنك التركيز على التطورات المتوفرة في مجال إنشاء الصوت لإنتاج الأفلام الحديثة. أي أنه يمكنك وضع الصوت الرئيسي في المقدمة، محيطًا قليلاً بالمستمع، واستخدام القنوات الخلفية لإعادة إنشاء صوتيات البيئة وتحريك مصادر الصوت الثانوية. ومع ذلك، إذا كنا نتحدث عن قطعة موسيقية تم إنشاؤها دون توقع ربطها بمؤامرة فيديو، فيمكن للمؤلف الاستمتاع بالحرية الكاملة في استخدام وسائل تعبيرية جديدة متأصلة في البانوراما الدائرية نفسها. على سبيل المثال، يمكنك "وضع" المستمع بين فناني الأداء، وتحريك مجال الصوت بأكمله أو مصادر الصوت الفردية من حوله، ونقلها إلى "عمق" البانوراما.

صحيح أنه من الأفضل استخدام المؤثرات الخاصة باعتدال. على سبيل المثال، ليس من المنطقي تصميم بيانو افتراضي تبدو لوحة مفاتيحه، من خلال صوته، وكأنها دائرة تحيط بالمستمع. أصوات الطبل الموجودة في القنوات الخلفية، وخاصة الأصوات العالية المفاجئة القادمة من الخلف، يمكن أن تكون السبب وراء عدم نجاح أغنيتك. قليل من الناس سيحبون ذلك إذا كان عليهم أن يستديروا بشكل انعكاسي بين الحين والآخر أو القفز في حالة من الخوف.

عند إعداد تسجيلات الاستريو، نضطر إلى تقييد أنفسنا عمدًا في استخدام إمكانيات بانوراما الاستريو فيما يتعلق ببعض الآلات الموسيقية. علاوة على ذلك، فإن القيود لا تمليها الاعتبارات الفنية فحسب، بل أيضًا الاعتبارات الفنية. على سبيل المثال، ليس هناك أي معنى على الإطلاق لتحويل الجهير من مركز بانوراما الاستريو. أولاً، لأن تأثير الاستريو لا يزال ضعيفاً جداً في منطقة التردد المنخفض. ثانيًا، إذا تم تحريك الجهير إلى اليسار أو اليمين، فلن يتم استخدام قوة أحد مكبرات الصوت إلى أقصى حد. وهذا بالفعل عيب خطير، لأن منطقة التردد المنخفض من الطيف تمثل دائما حصة ملحوظة من الطاقة الإجمالية للإشارة الصوتية.

توجد مشاكل مماثلة في أنظمة 5.1، على الرغم من أن مضخم الصوت يحل مشكلة توليد أصوات منخفضة التردد هنا. إحدى هذه المشاكل هي استخدام القناة المركزية. في الأفلام، تم تصميمه لتثبيت الأصوات السائدة في الصورة بحيث يرى المشاهدون البعيدون عن المركز أن تلك الأصوات قادمة من الشاشة. في الموسيقى، عادةً ما يتم إرسال تلك الأصوات التي يتم إرسالها في الاستريو بشكل متساوٍ إلى القنوات اليسرى واليمنى (الغناء الرئيسي، الجهير، جزء من الطبول) ويتم توزيعها بشكل أفضل بين القنوات المركزية والأمامية. سيؤدي هذا إلى تجنب التحميل الزائد على القناة المركزية. بالإضافة إلى ذلك، تزداد سماع الأصوات إذا تم توجيه بعضها أكثر إلى القناة المركزية، والبعض الآخر - في وقت واحد إلى القنوات الأمامية اليسرى واليمنى.

يوفر التنسيق 5.1 عددًا كبيرًا من الإمكانيات الجديدة لتطبيق تأثيرات مثل التأخير والتردد. يمكن وضع إشارة الصدى في نفس اتجاه الإشارة المباشرة. في الوقت نفسه، كما هو الحال في تسجيلات الاستريو، يؤدي الاتجاه المتقاطع للصدى إلى توسيع واضح لقاعدة الاستريو، ويمكن الحصول على انطباع بزيادة حجم الغرفة الافتراضية إذا تم إجراء صدى الأصوات الأمامية في الخلف قليلاً، والخلفي - في الأمام قليلاً. ليس فقط مصادر الصوت الظاهرة نفسها، ولكن أيضًا الأصداء الناتجة عنها يمكن نقلها ديناميكيًا داخل بانوراما بزاوية 360 درجة.

عند الدمج في بانوراما دائرية، تظهر علامات إضافية تستطيع الأذن من خلالها تمييز الأجزاء الفردية: الاتجاه إلى مصدر الصوت ضمن 360 درجة، وإلى حد ما المسافة إليه (عمق البانوراما). ولذلك، ليست هناك حاجة خاصة لإجراء تصفية التردد من أجل عزل بعض الأصوات عن غيرها، أو تغيير مستوى صوت الآلات أثناء تشغيل الأغنية أو لضغط الإشارات الصوتية الفردية.

أما بالنسبة للمعالجة الإضافية للتكوين المختلط بالفعل بواسطة الضاغط، فإن هذه العملية تبدو غير مقبولة. يمكن أن يؤدي إلى إزاحة مواضع مصادر الصوت الظاهرة التي كانت موضوعة مسبقًا في نقاط معينة. وتلك المصادر التي تتجاوز مستويات الإشارة الحالية في مرحلة ما عتبة استجابة الضاغط سوف "تتحرك" أيضًا بشكل عشوائي على طول مسارات عشوائية. يبدو أن الوضع لن يتغير إلا مع ظهور التأثيرات والمعالجة الافتراضية متعددة القنوات المتاحة على نطاق واسع والتي تنفذ خوارزميات المعالجة التي تأخذ في الاعتبار تفاصيل تحريك الصوت المحيطي والعامل الصوتي النفسي. حاليًا، يمكن العثور على بدايات هذه الخوارزميات في برامج الترميز التي تحول، على سبيل المثال، ملفات WAV الموجودة على 6 مسارات منفصلة إلى دفق رقمي واحد AC-3. لسوء الحظ، جوهر هذه الخوارزميات مخفي عن المستخدم، وعدد المعلمات المتاحة للتعديل صغير للغاية.

يبدو أن ضمان التوافق الأحادي للتسجيلات المختلطة بتنسيق 5.1 أمر غير واقعي. يمثل ضمان توافق الاستريو للموسيقى التصويرية النهائية مشكلة أيضًا. على ما يبدو، فإن الحل الصحيح الوحيد هو خلط التركيبة بشكل هادف ومنفصل إلى تنسيق أحادي وستيريو و5.1.

جوهر ومهام ومراحل إتقان فيما يتعلق بالتسجيلات الصوتية المجسمة - بصراحة، هذه المشكلة صعبة للغاية. ومع إتقان التنسيقات متعددة القنوات، يصبح الوضع أكثر تعقيدًا. لا يزال الكثير غير واضح. لا تقم بالتصفية، ولا تضغط، ولا تتحكم في التوافق الأحادي، ولا تستعد لإخراج الألبوم إلى الوسائط المختلفة. ما الذي يجب فعله إذن بالتسجيلات 5.1 في مرحلة الإتقان؟

وأود أن أقول شيئًا آخر. يمكنك الاستماع إلى راديو FM أو القرص المضغوط أثناء قيامك بأشياءك الخاصة، مثل قراءة هذا الكتاب. في الوقت نفسه، من المهم أن يكون الصوت مريحا: يجب ألا تكون هناك تغييرات في الحجم والجرس الذي يصرف الانتباه عن النشاط الرئيسي. لكن الاستماع إلى أغنية بتنسيق 5.1 بعيدًا عن نطاق السمع يكاد يكون مستحيلًا. يتضمن التنسيق 5.1 نفسه غمر المستمع في الموسيقى. لذلك قد يكون النهج الآخر هو عدم القيام بأي شيء في مرحلة إتقان 5.1 باستثناء التطبيع. وهذا يعني أن المسؤولية الكاملة عن الجودة الذاتية للتسجيل الصوتي النهائي يتم نقلها إلى مرحلة الخلط، ويتم الإتقان على مبدأ "ما هو كائن". ولكن إذا كان المستمع لا يزال بحاجة إلى صوت أكثر راحة دون تغيير مستوى الصوت، فيمكنه تمكين الخيار المقابل على نظامه (مثل تمكين ضغط النطاق الديناميكي).

تطوير أنظمة الصوت المحيطي – من الصوت الأحادي إلى الصوت ثلاثي الأبعاد

حاليًا، أصبح الصوت المجسم ثنائي القناة وسيلة كلاسيكية لنقل الصوت وإعادة إنتاجه. الغرض من إعادة إنتاج الصوت المجسم هو نقل الصورة الصوتية بأكبر قدر ممكن من الدقة. إن توطين الصوت ليس سوى وسيلة للحصول على صوت أكثر ثراءً وطبيعية. ومع ذلك، فإن نقل المعلومات المكانية من خلال الأنظمة ثنائية القناة "الكلاسيكية" الأكثر شيوعًا له عدد من العيوب، مما يشجع المصممين على إنشاء أنظمة صوت محيطية مختلفة.

لا يسمع المستمع في قاعة الحفلات الموسيقية الصوت المباشر المنبعث من الآلات الفردية للأوركسترا فحسب، بل يسمع أيضًا الصوت المنتشر القادم من اتجاهات مختلفة (بما في ذلك من الخلف) المنعكس من جدران وسقف الغرفة، مما يخلق تأثير الفضاء ويكمل الانطباع العام للصورة. يعتمد التأخير الذي يصل به الصوت المنتشر إلى آذان المستمع وتكوينه الطيفي على حجم الغرفة وخصائصها الصوتية. مع الإرسال ثنائي القناة، يتم فقدان المعلومات التي تم إنشاؤها بواسطة الصوت المنتشر إلى حد كبير، وفي حالة التسجيل في الاستوديو، قد لا تكون موجودة في البداية.

تحدد الأذن البشرية بشكل أفضل مصادر الصوت في المستوى الأفقي. في الوقت نفسه، فإن الأصوات القادمة من الخلف، في غياب معلومات إضافية، يتم توطينها بشكل أسوأ. الرؤية، بما في ذلك الرؤية المحيطية، هي المعنى الرئيسي لتحديد موقع الأشياء، وبالتالي، بدون معلومات مرئية، تكون القدرة على تقييم موضع الصوت في المستوى الرأسي وبعده عنا ضعيفة وفردية تمامًا. يمكن تفسير ذلك جزئيًا من خلال السمات التشريحية الفردية للأذنين. عند تشغيل التسجيلات، لا توجد معلومات مرئية، لذا فإن أي تقنية صوتية للسوق الشامل تدعي أنها توفر "صوتًا محيطيًا" تضطر إلى إنشاء شيء متوسط ​​ومن الواضح أنه حل وسط.

يمكن استخدام مجموعة متنوعة من الأساليب لإعادة إنتاج أو تركيب "تأثير هول". في منتصف الخمسينيات من القرن الماضي، قامت شركات Philips وGrundig وTelefunken باختبار أنظمة إعادة الإنتاج ثلاثية الأبعاد وRaumton ثلاثية الأبعاد. كان نقل الصوت أحادي الصوت، ولكن مكبرات الصوت الإضافية (عادةً ما تكون مدمجة، وأقل خارجية في كثير من الأحيان)، التي تشع الصوت جانبيًا أو لأعلى، خلقت انطباعًا بوجود مساحة كبيرة بسبب الصوت المنعكس من الجدران والسقف. نظرًا لأن تأخير الصدى في المباني المحلية صغير جدًا، فقد تم استخدام ترددات الربيع لاحقًا لزيادة ذلك في قناة تضخيم الإشارات الإضافية. ونظرًا للتعقيد الفني الكبير في ذلك الوقت، لم تستمر هذه الأنظمة لفترة طويلة في السوق واختفت بسرعة من المشهد.

وفي وقت لاحق، تم تطوير أنظمة أمبيوفونيك لنقل الصوت المنتشر، والذي وجد تطبيقه بشكل رئيسي في السينما. تتمتع القناة (أو القنوات) الإضافية لنقل الصوت المنتشر في مثل هذه الأنظمة بقدرة أقل من القنوات الرئيسية، ويتوافق نطاق ترددها مع نطاق تردد الإشارة المنتشرة (حوالي 300...5000 هرتز). يجب أن يتم نشر الإشعاع الصادر من مكبرات الصوت الإضافية، حيث يتم توجيهه نحو جدران أو سقف غرفة الاستماع.

أدى تعقيد التوحيد القياسي والمشاكل الفنية في تسجيل وإرسال إشارات ثلاث أو أربع قنوات أو أكثر إلى حقيقة أن الصوت المجسم ثنائي القناة أصبح النظام الرئيسي لتسجيل ونقل الصوت لسنوات عديدة. لكن محاولات إنشاء أنظمة الصوت المحيطي لم تتوقف. كان تطور أمبيوفوني هو الرباعي (إعادة إنتاج الصوت بأربع قنوات)، وقد حدثت ذروة شعبيتها في النصف الأول من السبعينيات. على عكس النظام الصوتي، تم تجهيز جميع قنوات إعادة إنتاج الصوت بشكل متساوٍ. يتطلب الرباعي المنفصل (الكامل)، الذي يوفر أقصى تأثير للوجود، أربع قنوات لنقل الصوت، ونتيجة لذلك، تبين أنه غير متوافق مع الوسائل التقنية لتسجيل الصوت والبث التي كانت موجودة في ذلك الوقت.

للتغلب على هذه العقبة، تم إنشاء العديد من أنظمة المصفوفة الرباعية (في مصطلحات ذلك الوقت - شبه رباعية)، حيث تم مصفوفة الإشارات الأصلية لأربع قنوات للإرسال عبر قناتين، وأثناء التشغيل، تمت استعادة الإشارات الأصلية بواسطة تحويلات مجموع الفارق، وكان من الممكن إعادة إنتاج دون إشارة ستيريو عادية وحدة فك التشفير. نظرًا لعدم وجود أي من هذه الأنظمة رباعية الصوت بالكامل، ولا متوافقة تمامًا مع الصوت المجسم ثنائي القناة بسبب اختراق الإشارة الكبير من قناة إلى أخرى، كان استخدامها العملي محدودًا وسرعان ما تلاشى الاهتمام بها.

لم يكن هناك فائزون في "حرب المعايير" للأنظمة الرباعية الصوتية؛ ماتت الفكرة بسعادة، ونُسيت المبادئ، لكن المصطلح بقي. لذلك، أصبح عدد قليل من الناس في حيرة من أمرهم من حقيقة أن "الشيء" الذي يحتوي على أربع قنوات تضخيم وأربعة مكبرات صوت يُطلق عليه بكل فخر "النظام الرباعي الصوت". ومع ذلك، فإن هذا خطأ جوهري، حيث يظل مصدر الإشارة ثنائي القناة، وإشارات القنوات الأمامية والخلفية مع تصميم النظام هذا تختلف عن بعضها البعض فقط في المستوى، أي أنه يتم استخدام مبدأ التحريك.

تم استخدام التحريك في إنتاج تسجيلات الاستريو على نطاق واسع منذ منتصف الخمسينيات من القرن الماضي لوضع الإشارات الصوتية أحادية الصوت "يسار/يمين/وسط" مجال الصوت. ليس للتحريك أي تأثير على تردد الإشارة أو طورها؛ فهو يغير فقط مستوى الإشارة الأحادية المقدمة لكل قناة من قنوات الاستريو. يتم إجراء التحريك عبر قنوات متعددة (في حالة التسجيلات متعددة القنوات) بنفس الطريقة. ومع ذلك، عند تحديد الاتجاه إلى مصدر الصوت، فإن معينتنا السمعية لا تستخدم الفرق في شدة إشارات الصوت فحسب، بل تستخدم أيضًا تحول الطور بينهما، ويتم تحديد تأثير تحول الطور على دقة تحديد موضع مصدر الصوت. الأكثر وضوحا في نطاق التردد من حوالي 500 إلى 3000 هرتز. (مرة أخرى، نطاق تردد الصوت المنتشر!).

ولذلك، فإن التحريك البسيط لا يوفر دقة الصوت المطلوبة. تأثيرات الاستريو ("صوت التشغيل"، ربط الصوت "يسار-يمين"، إلخ) لتسجيلات الاستريو الأولى سرعان ما أصبحت مملة. لذلك، فإن أفضل تسجيلات الآلات الإلكترونية في الاستوديو في الستينيات تم إجراؤها باستخدام تقنية الميكروفون، وهو ما يفسر الطبيعة "الحية" للصوت: إدخال تسجيل إلكتروني متعدد القنوات بالكامل (بدون استخدام الميكروفونات) للآلات ذات الخلط اللاحق، مع تسهيل عمل مهندس الصوت، في نفس الوقت دمر جو القاعة. بعد ذلك، بدأ أخذ هذه الحقيقة في الاعتبار عند إجراء تسجيلات الاستوديو، على الرغم من عدم حدوث عودة كاملة إلى تقنية الميكروفون.

عند استخدام نظام تشغيل ثنائي القناة، تقع المنطقة الرئيسية للموقع الفعال لمصادر الصوت الظاهرة (ASS) أمام المستمع وتغطي مساحة تبلغ حوالي 180 درجة في المستوى الأفقي. لا تستطيع القناتان الأماميتان إعادة إنتاج الأصوات التي تقع مصادرها فعليًا في الخلف وفي المستوى الرأسي، ما لم تكن مدعومة بإشارات إضافية. يعمل استخدام السماعات الخلفية مع تحريك الصوت بشكل جيد مع مصادر الصوت الموجودة أمام المستمع وخلفه، ويكون أقل جودة مع المواقع الجانبية. ومع ذلك، فإن تحريك الصوت وحده لا يمكنه أبدًا توفير موضع مقبول لمصادر الصوت في المستوى الرأسي.

أثناء تطوير أنظمة المصفوفة، اتضح أن جزءًا كبيرًا من المعلومات المكانية موجود في إشارة الفرق (إشارة معلومات ستيريو)، والتي يمكن توفيرها لمكبرات الصوت في القنوات الخلفية إما في شكل نقي أو ممزوجة بنسبة معينة نسبة الإشارات الأمامية. في أبسط الحالات، لا يتطلب هذا حتى قنوات تضخيم إضافية، ويمكن مصفوفة الإشارات عند خرج مكبر الصوت:

هذه هي الطريقة التي ولدت بها العديد من الأنظمة الرباعية الصوتية الزائفة، مما أدى إلى طرد "الآريين الحقيقيين" تمامًا من السوق في منتصف السبعينيات. لقد اختلفوا عن بعضهم البعض فقط في طرق الحصول على إشارة الفرق. ومع ذلك، فإن انتصارهم لم يدم طويلاً، وهو ما تم تفسيره من خلال عيوب حامل الإشارة - قرص الفينيل والشريط المغناطيسي. لم يتم طرح الضوضاء غير المرتبطة من القناتين اليسرى واليمنى، مما أدى، إلى جانب المستوى المنخفض نسبيًا لإشارة الفرق، إلى تدهور نسبة الإشارة إلى الضوضاء بشكل كبير في القنوات الخلفية.

عيب آخر لا يقل أهمية عن هذه الأنظمة هو عدم اعتماد مستوى الإشارة الخلفية على طبيعة التسجيل الصوتي. عند مستوى منخفض من الإشارة الخلفية، يكون التأثير المكاني ملحوظًا قليلاً؛ وعندما يرتفع المستوى، يظهر انقطاع في المسرح الصوتي وتتحرك شظاياه إلى الخلف (تأثير "إحاطة الأوركسترا"، وهو ما لا يتوافق مع الواقع) .

عند تشغيل التسجيلات "المباشرة" (التي لها توزيع طبيعي لمكونات المجموع والفرق والطور)، تجلى هذا العيب بشكل ضئيل، ولكن في معظم التسجيلات الصوتية في الاستوديو، قدمت القنوات الخلفية أخطاء كبيرة في موضع IZ. للتغلب على هذا العيب، حاولت أنظمة الصوت المحيطي المبكرة استخدام التحريك التلقائي. تم الحصول على إشارات التحكم من مستوى المعلومات المكانية – حيث أدت الزيادة في مستوى إشارات الفرق إلى زيادة الكسب في القنوات الخلفية. ومع ذلك، كان نموذج التحريك المعتمد قاسيًا للغاية، ونتيجة لذلك أدت أخطاء التحكم في الموسع إلى تغييرات فوضوية في مستوى الإشارات الخلفية (تأثير "التنفس الثقيل").

لقد عاد الاهتمام بأنظمة الصوت المحيطي إلى الظهور مرة أخرى مع ظهور الوسائط الرقمية، حيث يكون مستوى الضوضاء الجوهرية فيها ضئيلًا، وحتى معالجة الإشارات التناظرية لن تؤدي عمليًا إلى انخفاض النطاق الديناميكي للنظام. أدى تطور أساليب معالجة الإشارات الرقمية إلى إنشاء معالجات الصوت الرقمية (Digital Sound Processor - DSP).

تم تطوير معالجات الصوت المحيطي في الأصل لأنظمة المسرح المنزلي، وقد بدأ استخدامها مؤخرًا بشكل نشط في أنظمة الصوت في السيارات. يمكن أن يؤدي استخدامها إلى تحسين الصوت داخل السيارة بشكل كبير، ولهذا السبب يتم إنتاجها ليس فقط كأجهزة DSP منفصلة، ​​بل يتم تضمينها أيضًا في أجهزة الراديو الرخيصة نسبيًا. تتيح لك إعدادات المعالج تحديد أفضل المعلمات لموقع الاستماع المحدد.

هناك عدد من الطرق التي تسمح للمعدات بإعادة إنتاج الصوت الموضعي في الفضاء بعدد محدود من الأنظمة الصوتية. تتميز طرق التنفيذ المختلفة بنقاط قوة ونقاط ضعف، لذا من المهم فهم الاختلافات الأساسية بين طرق معالجة الإشارات الرئيسية. تعتمد أنظمة الصوت المحيطي الحديثة (Dolby Surround، وDolby Pro-Logic، وQ-Sound، وCurcle Surround وغيرها) على نفس فكرة تحويل مجموع الفارق، مع استكمالها بطرق معالجة الإشارات "الخاصة" (سواء التناظرية أو الرقمية) . غالبًا ما يتم توحيدهم تحت الاسم الشائع "الأنظمة ثلاثية الأبعاد" ("الولادة الجديدة" لمصطلح عمره أربعون عامًا!).

قبل النظر في المبادئ المتعلقة بمعالجة الإشارات الصوتية في أنظمة الصوت المحيطي، فكر في عملية التسجيل النموذجية. أولا، يتم إجراء تسجيل يحتوي على العديد من القنوات الفردية - الآلات والأصوات والمؤثرات الصوتية، وما إلى ذلك. أثناء الخلط، يتم التحكم في مستوى الصوت وموقع مصدر الصوت لكل مسار صوتي لتحقيق النتيجة المرجوة. في حالة التسجيل الاستريو، تكون نتيجة المزج قناتين للأنظمة المحيطية، ويكون عدد القنوات أكبر (على سبيل المثال، 6 قنوات لتنسيق "5.1" Dolby Digital/AC-3). وفي كلتا الحالتين، تتكون كل قناة من إشارات مصممة لإرسالها إلى مكبرات الصوت الفردية عندما يستمع المستخدم. كل من هذه الإشارات هي نتيجة لخلط معقد لإشارات المصدر الأصلي.

بعد ذلك، تتم عملية تشفير القنوات التي تم الحصول عليها بعد الخلط وتكون النتيجة تدفق رقمي واحد (Bitstream). أثناء التشغيل، يقوم جهاز فك التشفير بمعالجة التدفق الرقمي، وتقسيمه إلى قنوات فردية وإرسالها للتشغيل إلى أنظمة السماعات. بالنسبة لأنظمة الصوت المحيطي متعددة القنوات (المنفصلة)، من الممكن وضع محاكاة أنظمة السماعات الغائبة فعليًا (الوضع الوهمي). إذا كان لديك مكبري صوت فقط، فسيتم ببساطة إضافة قنوات مضخم الصوت (التردد المنخفض) والوسطى (الحوار) إلى قناتي الإخراج في وقت واحد. تتم إضافة القناة اليسرى الخلفية إلى قناة الإخراج اليسرى، والقناة اليمنى الخلفية إلى قناة الإخراج اليمنى.

تذكر أن التحريك يؤثر فقط على سعة الإشارة الصوتية. يتضمن تحويل الصوت في الأنظمة ثلاثية الأبعاد الحديثة معلومات إضافية حول السعة وفرق الطور/زمن الوصول بين قنوات الإخراج في التدفق الصوتي. عادةً ما يعتمد مقدار المعالجة على تردد الإشارة، على الرغم من أن بعض التأثيرات يتم إنشاؤها باستخدام تأخيرات زمنية بسيطة.

ما هي الطرق المستخدمة لمعالجة الإشارة الصوتية؟ بادئ ذي بدء، هذا هو توسيع الاستريو (توسيع الاستريو)، والذي يتم إنتاجه عن طريق التأثير على إشارة الاستريو المختلفة للقنوات الأمامية. يمكن اعتبار هذه الطريقة كلاسيكية ويتم تطبيقها بشكل أساسي على تسجيلات الاستريو التقليدية.

يمكن أن تكون معالجة الإشارات إما تناظرية أو رقمية. ثانيًا، الصوت الموضعي ثلاثي الأبعاد (صوت ثلاثي الأبعاد مترجم). تعمل هذه الطريقة على العديد من القنوات الصوتية الفردية وتحاول تحديد موقع كل إشارة في الفضاء بشكل فردي. ثالثًا، Virtual Surround عبارة عن طريقة لتشغيل تسجيل متعدد القنوات باستخدام عدد محدود من مصادر الصوت، على سبيل المثال تشغيل صوت خمس قنوات على مكبري صوت. من الواضح أن الطريقتين الأخيرتين تنطبقان فقط على الوسائط الصوتية متعددة القنوات (التسجيلات بتنسيق DVD وAC-3)، والتي ليست ذات صلة كبيرة بأنظمة السيارات بعد.

تقريبًا القائمة هي طرق صدى اصطناعية مختلفة. أثناء انتقال الصوت عبر الفضاء، يمكن أن ينعكس أو يمتصه أجسام مختلفة. الأصوات المنعكسة في مساحة كبيرة قد تخلق في الواقع صدى يمكن تمييزه بوضوح، ولكن في مساحة محدودة تتجمع العديد من الأصوات المنعكسة بحيث نسمعها كتسلسل واحد يتبع الصوت الأصلي ويخفت، وتختلف درجة التوهين باختلاف تردداتها وتعتمد بشكل مباشر على خصائص المساحة المحيطة.

تستخدم معالجات الصوت الرقمية نموذج صدى معمم، مما يقلل من التحكم في عملية الصدى لإعداد المعلمات الرئيسية (وقت التأخير، عدد الانعكاسات، معدل الانحلال، التغيير في التركيب الطيفي للإشارات المنعكسة). هذه هي الطريقة التي يتم بها تنفيذ أوضاع القاعة والبث المباشر والملعب وما إلى ذلك. تبين أن التقليد واقعي تمامًا. تستخدم المعالجات التناظرية خطوط تأخير الإشارة لهذا الغرض. يعد التحكم في معلمات الصدى في هذه الحالة أكثر تعقيدًا، لذلك عادة ما يكون هناك وضع تشغيل ثابت واحد فقط.

بالطبع، من الصعب وصف الميزات الهيكلية لجميع أنظمة الصوت المحيطي الموجودة، لكن عملها يعتمد على المبادئ التي تمت مناقشتها - الفرق فقط في تفاصيل الخوارزميات ومجموعة الأوضاع (الإعدادات المسبقة). ولذلك، فإن أفضل مستشار عند اختيار معالج الصوت هو حاسة السمع الخاصة بك.

لديك جهاز تلفزيون، ومشغل Blu-ray، ووحدة تحكم في الألعاب، ولكن بالنسبة للصورة النهائية، فإنك تفتقر إلى الصوت المحيطي الذي يصم الآذان. من المنطقي شراء جهاز استقبال لأن تشغيل جميع الكابلات يمكن أن يمثل تحديًا، خاصة بالمقارنة بتوصيل مشغل DVD بالتلفزيون الخاص بك. وهذا دون الإشارة إلى أنه يجب وضع كل شيء بشكل صحيح، ويجب ضبط المستويات بشكل صحيح. ابدأ بالخطوة 1 أدناه للتثبيت الصحيح في المرة الأولى، حتى تتمكن من العودة للاستمتاع بما تحبه.

خطوات

الجزء 1

وضع المتحدث

سيحدد عدد السماعات التي تقوم بتوصيلها نوع الصوت المحيطي الذي ستحصل عليه في النهاية. المخططات الأكثر شيوعًا هي 2.1 و5.1 و7.1. 2.1 يتكون من مكبري صوت أماميين ومضخم صوت (يُشار إليه بـ 1). يتكون الإصدار 5.1 من سماعتين أماميتين ومكبر صوت مركزي ومكبرات صوت محيطية ومضخم صوت. 7.1 عبارة عن مكبرين أماميين وواحد مركزي وسماعتين محيطيتين واثنتين خلفيتين ومضخم صوت. اتبع الخطوات الموضحة أدناه حتى تقوم بتحديد موضع السماعات المتاحة لك بشكل صحيح.

الجزء 2

=مضخم الصوت

الجزء 3

= مكبرات الصوت الأمامية

ضع السماعات الأمامية على جانبي التلفزيون.تأكد من وضع السماعات في المواقع الصحيحة إذا تم وضع علامة عليها. يجب وضع السماعات الأمامية على نفس المسافة من التلفزيون، عادةً على بعد حوالي متر.

حدد زاوية السماعة.يجب أن يوجه كل متحدث بالضبط نحو وسط منطقة الاستماع.

ارفع مكبرات الصوت.للحصول على أفضل جودة صوت، يجب رفع السماعات الأمامية إلى مستوى أذن المستمع. يمكنك استخدام حوامل السماعات لنظام الاستريو المنزلي الخاص بك.

• إذا كنت تستخدم نظامًا من النوع 2.1، فقد انتهيت من تثبيت السماعات ويمكنك الانتقال إلى قسم توصيل السماعات.

الجزء 4

=القناة المركزية

الجزء 5

= قناة محيطة

الجزء 6

=القناة الخلفية

الجزء 7

توصيل مكبرات الصوت

1. ضع جهاز الاستقبال بالقرب من جهاز التلفزيون.تمر جميع أنظمة الصوت المحيطي عبر جهاز الاستقبال. ينقل جهاز الاستقبال الإشارة الواردة ويرسل الإشارة الصوتية إلى جميع السماعات المتصلة. يجب أن يكون جهاز الاستقبال موجودًا بالقرب من جهاز التلفزيون الخاص بك حتى تتمكن الكابلات من الوصول إليه، كما تحتاج إلى مساحة حوله حتى يتمكن من التهوية بشكل صحيح.

   قم بإيقاف تشغيل جميع المعدات.هناك خطر حدوث صدمة كهربائية عند تركيب مكبرات الصوت. لتكون آمنًا، قم بإيقاف تشغيل كل شيء وفصله.

   فحص اتصالات مكبر الصوت الخاص بك.تحتوي بعض أنظمة الصوت المحيطي على منافذ لكل مكبر صوت حتى تتمكن من توصيل جميع المقابس بشكل صحيح. ويستخدم آخرون الموصلات لتوصيل الأسلاك بجهاز الاستقبال. إذا كان نظامك يستخدم الموصلات، فستحتاج إلى أدوات قطع الأسلاك التي يمكن استخدامها لكشف نقاط الاتصال من الغلاف الواقي.

   ابدأ بتشغيل الكابلات.ابذل قصارى جهدك لإخفاء الأسلاك. لن يبدو هذا أفضل فحسب، بل سيمنع أيضًا الأشخاص والحيوانات من التشابك فيها وإتلاف مكبرات الصوت.

   • إذا استطعت، قم بتمرير الأسلاك تحت السجادة أو من خلال الجدران. سيسمح لك ذلك بتحقيق المظهر الأكثر روعة لنظامك.

2. قم بتوصيل مكبرات الصوت.إذا كانت كابلات مكبر الصوت لديك تحتوي بالفعل على موصلات، فما عليك سوى توصيلها بالمنافذ المقابلة في الجزء الخلفي من جهاز الاستقبال. إذا كنت تستخدم كابلات قياسية لتوصيل مكبرات الصوت بجهاز الاستقبال، فستحتاج إلى اتباع بعض الخطوات الإضافية.

   • قياس طول الكابلات الخاصة بك. قم بقياس طول الكابل الذي تحتاجه من البكرة. قم بقياس طول كابل أطول قليلاً من الذي قمت بقياسه لتمنح نفسك مساحة لإخفاء السلك وتوصيله دون مشاكل.
   • نهاية واحدة عارية. استخدم قواطع الأسلاك لتجريد الكابل من العزل بمقدار سنتيمترين. سترى سلكين منفصلين. تأكد من عدم إزالة الكثير من العزل من السلك، وإلا فقد تلمسه أو تتسبب في حدوث ماس كهربائي.
   • تتكون الأسلاك التي تربط السماعات من كابلين مختلفين: إيجابي وسالب. كلاهما متماثلان تمامًا، لكن يجب أن يكونا متصلين بمكبرات الصوت وجهاز الاستقبال. على سبيل المثال، إذا قمت بتوصيل أحد السلكين بالطرف الموجب لمكبر الصوت، فستحتاج إلى توصيل نفس السلك بالطرف الموجب لجهاز الاستقبال.

3. قم بتوصيل مضخم الصوت.يتم توصيل معظم مكبرات الصوت الفرعية بجهاز الاستقبال باستخدام كابل RCA قياسي. يمكنك شراء كابلات مضخم صوت باهظة الثمن، لكن في معظم الحالات لن تسمع أي فرق مقارنة بالكابل القياسي.

   • عادةً ما يتم تسمية المنافذ الموجودة على جهاز الاستقبال بـ "sub out" أو "sub preout".
   • إذا لم يكن مضخم الصوت الخاص بك يحتوي على مدخلات متعددة، فقم بتوصيل المدخل الذي يحمل علامة "LFE in" فقط أو المدخل الموجود في أقصى اليسار إذا لم يكن عليه علامة.
   • باستخدام المقابض الموجودة في الجزء الخلفي من مضخم الصوت، اضبط مستوى الصوت على النصف وأوقف تشغيل مرشح الترددات المنخفضة عن طريق تحريك المقبض إلى الموضع العلوي.

الجزء 8

توصيل المعدات الخاصة بك

حاول تجنب تكديس أجهزتك (مشغل DVD، جهاز استقبال الأقمار الصناعية، وما إلى ذلك) فوق بعضها البعض. يمكن أن يؤدي ذلك إلى توليد الكثير من الحرارة، مما قد يؤدي إلى تعطل المعدات. لاحظ أيضًا أن بعض الأجهزة القديمة قد تستخدم اتصالاً بصريًا للصوت المحيطي، بينما تستخدم جميع الأجهزة الحديثة بروتوكول اتصال HDMI.

1. قم بتوصيل جميع أجهزة HDMI بجهاز الاستقبال.تدعم معظم أجهزة الاستقبال الحديثة إدخال وإخراج HDMI، مما يسمح لك بتوصيل الأجهزة المتوافقة مع HDMI بجهاز الاستقبال، ثم توصيل جهاز الاستقبال بالتلفزيون الخاص بك.

   • إذا توفرت اتصالات HDMI متعددة، فقم بتوصيل الأجهزة بالترتيب الذي تريد ظهورها به في قائمة جهاز الاستقبال.
   • يحمل HDMI إشارات الصوت والفيديو، لذلك ليست هناك حاجة لتوصيل كابلات أخرى.

2. إذا كنت تستخدم جهازًا قديمًا لا يدعم HDMI، فيمكنك توصيله عبر كابل مكون. هذه كبلات بها خمسة موصلات: ثلاثة للفيديو واثنان للصوت.

   • قم بتوصيل ثلاثة موصلات فيديو من الألوان المقابلة بالجهاز الذي تريد توصيله.
   • قم بتوصيل اثنين من مقابس الصوت ذات الألوان المتطابقة. تأكد من توصيلها أيضًا بمخرج الفيديو، وإلا فلن يتوافق الصوت مع الفيديو.

3. قم بتوصيل جميع الأجهزة المكونة.هناك أيضًا أقدم الإصدارات التي لا تزال قيد الاستخدام حتى اليوم: ثلاثة موصلات مركبة بموصل واحد مع قابس واحد للفيديو واثنان للصوت. يحمل هذا الاتصال الإشارة ذات الجودة الأقل المتوفرة في أنظمة الصوت المحيطي.

   • قم بتوصيل القابس الأصفر (الفيديو) بأحد المدخلات المطابقة المتوفرة، ثم قم بتوصيل كبلات الصوت بمخرجات الصوت المقابلة.

4. قم بتوصيل التلفزيون بجهاز الاستقبال.للحصول على أفضل النتائج، استخدم اتصال HDMI لتوصيل التلفزيون الخاص بك بمنفذ إخراج جهاز الاستقبال. يمكنك استخدام أنواع أخرى من الاتصال، ولكن النتيجة ستكون أقل جودة. تدعم معظم أجهزة التلفاز الحديثة تقنية HDMI.

نظرًا لأن معظم الأشخاص ليسوا خبراء في تكنولوجيا الصوت/الفيديو، فقد يكون اختيار تنسيقات الصوت المحيطي لهم مهمة صعبة للغاية. لذلك قررنا تخصيص جميع تنسيقات الصوت العالمية.

أولاً، نحتاج إلى النظر في بعض المصطلحات والمفاهيم العامة.

صوت 5.1 قناة- تنسيق الصوت الأكثر شيوعا. يتضمن ست قنوات صوتية - خمس نطاق ترددي كامل (الأمامي والخلفي واليسار واليمين والوسط) مع نطاق تردد من 3 إلى 20000 هرتز، وواحدة ذات تردد منخفض محدود (LFE) من 2 إلى 120 هرتز. هناك أيضًا أنظمة صوت محيطية 6.1 و7.1، والتي تختلف عن 5.1 من خلال وجود قنوات إضافية ذات نطاق ترددي كامل.

صوت منفصل (منفصل)- يحتوي أيضًا على عدة قنوات تشغيل الإشارة، جميعها مستقلة عن بعضها البعض ولا تختلط الإشارة أثناء التشغيل.

تنسيق مصفوفي- يتم تسجيل المعلومات الصوتية على عدد صغير من القنوات، وأثناء التشغيل يتم فك تشفيرها (تحويلها) وإعادة إنتاجها من خلال عدد أكبر من القنوات الصوتية. تعمل القنوات المنفصلة على إعادة إنشاء البيئة الصوتية المحيطة بشكل أكثر دقة، ولكن تشفير المصفوفة يمكن أن يسعدك أيضًا بجودة الصوت.

ضغط بلا خسائر- يتم ضغط معظم تنسيقات الصوت المحيطي بحيث تكون صغيرة الحجم ويمكن نسخها على أقراص DVD أو بثها على القنوات الفضائية. لكن العديد من أقراص Blu-ray تحتوي الآن على معلومات أكثر بكثير، لذلك يتم إعادة إنتاج الصوت دون فقدان أي بيانات وبنفس جودة تسجيل الاستوديو الأصلي.

كلما ارتفعت جودة هذه التنسيقات، كلما كان الصوت الصادر أكثر تفصيلاً.

5.1 قناة الصوت

كما قلنا أعلاه، فإن صوت القناة 5.1 هو الأكثر شيوعًا في المسارح المنزلية الحديثة. هناك تنسيقان رئيسيان يعتمدان على أنظمة 5.1.

دولبي ديجيتال

اكتسب تنسيق Dolby Digital شعبية بسرعة بفضل أفلام DVD. في الوقت الحاضر يتم استخدامه أيضًا في HDTV وألعاب الفيديو. على الرغم من أن Dolby Digital هي، تقريبًا، مجرد وسيلة لتشفير المعلومات إلى تنسيق رقمي، إلا أن المصطلح نفسه غالبًا ما يستخدم للإشارة إلى صوت 5.1. لذلك، عند التفكير في Dolby Digital، سنركز على الإصدار 5.1.

على عكس تنسيقات الصوت المحيطي السابقة، يعد صوت Dolby Digital مع 5.1 قناة نظامًا منفصلاً متعدد القنوات. بفضل ست قنوات مستقلة، يتم إعادة إنتاج الإشارة الصوتية بدقة شديدة. يمكنك أيضًا الحصول على قناة مخصصة منخفضة التردد (مضخم صوت) لإعادة إنتاج صوت الجهير عالي الجودة.

مثل Dolby Digital، يوفر DTS إشارة رقمية ذات 5.1 قناة. ومع ذلك، يكون ضغط DTS أقل عند التسجيل من Dolby Digital. والنتيجة هي صوت أكثر دقة قليلاً. ولكن في حين أن معظم أجهزة استقبال الصوت والفيديو تدعم كلاً من Dolby Digital وDTS بشكل متساوٍ، فإن معظم أقراص DVD وألعاب الفيديو يتم تشفيرها بتقنية Dolby Digital.

6.1 قناة الصوت

على الرغم من أن 5.1 هو التنسيق الأكثر شيوعًا وأن معظم أنظمة المسرح المنزلي المباعة اليوم هي أنظمة 5.1، إلا أن 6.1 قناة شائعة أيضًا. يوفر النظام 6.1 تأثيرًا غامرًا أكثر من 5.1. دعونا نلقي نظرة على خيارات الترميز الرئيسية في 6.1.

يستخدم DTS-ES تقنيات رقمية متعددة القنوات لإعادة إنتاج DTS 5.1 قناة، ولكنه يضيف قناة محيطية مركزية مقسمة ذات نطاق ترددي كامل. على الرغم من أن معظم الأفلام يتم ترميزها بتنسيق EX Dolby Digital، إلا أن ES DTS لا يزال مستخدمًا، لذا فإن أجهزة الاستقبال 6.1 الحديثة ستدعم كلا التنسيقين.

دولبي ديجيتال EX وTHX المحيطي EX

توصلت Dolby Labs، بالتعاون مع THX، إلى حل خاص بها لتشفير الصوت المحيطي بـ 6.1 قناة. لقد فعلوا بشكل أساسي نفس الشيء مثل DTS-ES، حيث أضافوا محيطًا مركزيًا مصفوفيًا لتوفير مساحة صوت كاملة بزاوية 360 درجة. إذا كان لديك نظام 7.1 قناة، فستنتقل الإشارة الصوتية إلى كلا السماعتين الخلفيتين.

يتم ترميز العديد من أقراص DVD بتنسيق EX Dolby Digital وتحتوي على ملحق . بالإضافة إلى ذلك، إذا قمت بتشغيل قرص DVD Dolby Digital 5.1، فسيظل جهاز فك ترميز Dolby Digital EX أو THX Surround EX يحاكي الصوت المحيطي 6.1 عن طريق معالجة المعلومات في قنوات خلفية منفصلة وإرسال مسار صوت المصفوفة إلى السماعات الخلفية.

7.1 قناة صوتية

بالإضافة إلى تنسيقات HD، تدعم تنسيقات Blu-ray الحديثة الصوت الأكثر تفصيلاً. يمكن لمعظم مشغلات Blu-ray تشغيل الإصدار 7.1، بل إن بعضها يضمن عدم فقدان الصوت عند فك التشفير. في حين أن المشغل وجهاز الاستقبال الخاص بك سيكونان قادرين على فك تشفير هذه الأنواع الجديدة من الصوت المحيطي، فمن المهم ملاحظة أنه لا يتم تسجيل كافة الأقراص بهذه التنسيقات. لذلك، عند شراء أفلام Blu-Ray أو ألعاب الفيديو، تحقق من المعلومات حول برامج الترميز الصوتية التي تم استخدامها عند تسجيل المعلومات، حتى لا تصاب بخيبة أمل من جودة الصوت لاحقًا. يمكنك توصيل المشغل الخاص بك بجهاز الاستقبال باستخدام مخرجات الصوت التناظرية أو المتوافقة مع HDMI 1.3.

ضغط بلا خسائر

أحدث صيغ الصوت المحيطي عالية الدقة، دولبي ترو اتش ديو دي تي إس - إتش دي ماستر أوديوتقدم تشغيل ما يصل إلى 7.1 قناة من الإشارات الصوتية دون فقدان الجودة. إلى جانب إضافة قناتين خلفيتين إضافيتين لتنسيقات Dolby Digital وDTS القياسية، يتم تشفير أنظمة Dolby TrueHD وDTS-HD Master Audio بمزيد من المعلومات في القنوات. في الواقع، جودة هذه التنسيقات مطابقة لتسجيلات الاستوديو الأصلية. تحسين اتجاه الصوت ووضوح التأثيرات يجعل الصوت أكثر واقعية.

تنسيقات إضافية مع 7.1 قنوات منفصلة

قد تلاحظ أن بعض أقراص Blu-ray مشفرة بتنسيقات محيطية 7.1 منفصلة أخرى. على سبيل المثال، Dolby Digital Plus من DTS وDolby Laboratories، وDTS-HD (عالية الوضوح). توفر هذه التنسيقات الصوت من خلال 7.1 قناة مستقلة. إنها توفر تجربة غامرة أكثر من 5.1 Dolby Digital وDTS، ولكنها ليست بلا خسارة مثل Dolby TrueHD وDTS-HD Master Audio. يمكن لأجهزة الاستقبال التي تدعم تنسيقات الصوت غير المفقودة ذات 7.1 قناة أيضًا تشغيل Dolby Digital Plus وDTS-HD بدقة عالية.

مصفوفة فك التشفير المحيطي للمصادر القديمة

عند استخدام اتصال تناظري استريو بجهاز الاستقبال أو توصيل جهاز قديم مثل جهاز فيديو، قد يستخدم المحول أحد أنواع المعالجة التالية لفك تشفير الإشارة.

دولبي برو لوجيك IIيتضمن قناتين محيطيتين مستقلتين كاملتي السعة، وثلاث قنوات خلفية مصفوفية وقناة مخصصة منخفضة التردد لمضخم الصوت. تدعم العديد من أحدث الموديلات أيضًا معالجة Pro Logic IIx، والتي يمكنها تحويل الإشارة الصوتية إلى 7.1.

يمكن لأجهزة الاستقبال المزودة بتقنية Dolby Pro Logic II وIIx إضافة كثافة إضافية إلى آلاف أفلام VHS وعمليات البث التلفزيوني المسجلة بصوت ستريو أو Dolby Surround ذو 4 قنوات. تحتوي العديد من المحولات أيضًا على أوضاع خاصة تعمل على فك تشفير موسيقى الاستريو إلى صوت محيطي.

دي تي اس نيو: 6 مطابق بشكل أساسي لـ Pro Logic II - إنها ببساطة طريقة معالجة طورتها DTS لفك تشفير صوت استريو ثنائي القناة إلى 5.1 أو 6.1. وكما هو الحال مع Pro Logic II، فهو يوفر تأثيرًا صوتيًا محيطيًا.

قنوات "الارتفاع" للمسرح الصوتي

تقدم بعض أجهزة الاستقبال تنسيقًا جديدًا للصوت المحيطي دولبي برو لوجيك IIz. فهو يضيف قناتين من "الارتفاع" إلى المسرح الصوتي الخاص بك. عادةً ما يتم تثبيت هذه السماعات على الحائط أعلى السماعات الأمامية اليمنى واليسرى.

يمكن لجهاز الاستقبال المزود بتقنية Pro Logic IIz تقسيم الإشارة الصوتية إلى مراحل الصوت الأمامية. فهو يرسل صوتًا اتجاهيًا إلى مكبرات الصوت الأمامية وصوتًا غير اتجاهي (ضوضاء الخلفية، ضوضاء الجماهير، جماهير الاستاد) إلى قنوات الارتفاع.

معالجة الإشارات الرقمية DSP

في بعض الأحيان توفر الشركات المصنعة أنظمة المعالجة المتخصصة الخاصة بها، والتي تسمى غالبًا معالجة الإشارات الرقمية DSP، بالإضافة إلى دعم التنسيقات الأخرى. تستخدم العديد من أنظمة المسرح المنزلي معالجة الإشارات الرقمية لإنشاء مسرح صوتي (يحاكي بيئة صوتية مثل قاعة الحفلات الموسيقية أو الاستاد) وللتحكم الدقيق في المعلومات متعددة القنوات للموسيقى التصويرية. قد يتم تسمية هذه الميزة بشكل مختلف اعتمادًا على الشركة المصنعة. يمكن العثور على اسم هذه الوظيفة في تعليمات استخدام جهاز الاستقبال أو المسرح المنزلي لديك.