wszystko, co musisz wiedzieć o dźwięku przestrzennym w słuchawkach

przy zakupie słuchawek—i nie tylko dla zestawów słuchawkowych do gier—być może widziałeś terminy takie jak dźwięk przestrzenny, 7.1, DTS, Dźwięk przestrzenny i dźwięk 3D w materiałach marketingowych, ale jak dokładnie działa dźwięk przestrzenny w słuchawkach?

zagłębimy się w historię dźwięku przestrzennego, dowiedzmy się trochę o technologii, która sprawia, że dźwięk przestrzenny słuchawek działa, i przyjrzyjmy się konkurencyjnym standardom.

jak ewoluował dźwięk przestrzenny w kinach?

dźwięk przestrzenny został opracowany, aby oglądanie filmu było bardziej ekscytujące i aby rozszerzyć wrażenia poza granice ekranu. Może się to wydawać stosunkowo nowym pomysłem, ale istnieje już od jakiegoś czasu.

wśród wielu innowacji technicznych firma Walt Disney Company twierdzi, że pierwsze udokumentowane komercyjne wykorzystanie dźwięku przestrzennego w filmie. Na potrzeby premiery Rewolucyjnego filmu animowanego Fantasia w 1940 roku studio zaprezentowało wielokanałowy system dźwiękowy o nazwie Fantasound. Pełna konfiguracja 54-głośnikowa została zainstalowana tylko w dwóch kinach. Chociaż system ten był imponujący, koncepcja okazała się zbyt złożona i kosztowna dla większości teatrów. W konsekwencji, filmowy dźwięk przestrzenny całkowicie wygasł w latach 60. XX wieku.

począwszy od wydania Dolby Stereo W 1976 roku i bez wątpienia przyczynił się do ogromnego sukcesu Gwiezdnych Wojen (1977), Dolby napędzał masowe przyjęcie dźwięku przestrzennego w kinach w latach 80. i 90. W tym okresie iterację z 4-kanałowego Dolby SR, do 6.1/7.1 kanału Dolby Digital Surround EX. Inne firmy, takie jak Digital Theater Systems (DTS) i Sony, wprowadziły własne technologie do gry dźwięku przestrzennego. W 2012 roku zaprezentowano immersyjny system dźwiękowy Dolby Atmos, który dodał informacje o wysokości za pomocą głośników montowanych na suficie. DTS wyprodukował konkurencyjny produkt w swoim DTS: X.

w jaki sposób dźwięk przestrzenny dotarł do domu?

po próbach wprowadzenia 4-kanałowego sprzętu do dźwięku kwadrofonicznego na rynek domowy w latach 70., dźwięk przestrzenny naprawdę pojawił się w salonach w 1982 roku wraz z wprowadzeniem 3-kanałowego Dolby Surround. Został on zmodernizowany w 1987 roku, z Dolby Pro Logic w sumie cztery kanały audio.

Domowy dźwięk przestrzenny stał się cyfrowy w 1995 roku. Podobnie jak pełna wersja teatralna, home Dolby Digital jest systemem 5.1-kanałowym. Konkurencyjny system DTS pojawił się w wersji domowej rok później. Dolby Digital EX i DTS-ES są systemami 6.1/7.1-kanałowymi i dodają dodatkowe tylne kanały surround. Kina domowe Dolby Atmos są kompatybilne z konwencjonalnymi układami 5.1 i 7.1. Na przykład system 7.1.4 Dolby Atmos jest konwencjonalnym układem 7.1 z 4 głośnikami „włączonymi” lub Dolby Atmos.

czy można uzyskać dźwięk przestrzenny w słuchawkach?

mamy tylko dwoje uszu, ale możemy rozróżnić dźwięki dochodzące z przodu iz tyłu, a także z lewej, z prawej, z góry i z dołu, nawet nie ruszając głowami. Zastanawiałeś się kiedyś, jak to robimy?

Nasza funkcja transferu związanego z głową (hrtf) odnosi się do wpływu, jaki nasze ramiona, głowa i uszy zewnętrzne mają na fale dźwiękowe pochodzące z różnych źródeł, zanim zetkną się z naszymi błonami bębenkowymi. Te fizyczne interakcje wpływają na poziomy, timing i relacje fazowe różnych treści częstotliwości dźwięków, które słyszymy. Jako część naszego systemu słuchowego, nasze mózgi nauczyły się dekodować wszystkie te zmiany, aby rozszyfrować, gdzie dźwięk prawdopodobnie pochodzi z przestrzeni wokół nas.

jeśli umieścisz małe mikrofony w uszach i przechwycisz sygnały, będą one zawierać efekt twojego HTZ. Będziesz miał nagranie obuuszne, które działa idealnie dla ciebie, gdy jest odtwarzane przez słuchawki. W rzeczywistości, nawet przy generycznym HRTF stworzonym przy użyciu atrapy głowy lub przedmiotu w kształcie osoby, efekt może być nadal imponujący.

uzyskując i odtwarzając te sygnały w kontrolowany sposób przez słuchawki, można odtworzyć Zdarzenie słuchowe w przestrzeni i doświadczyć go w niezwykle realistyczny sposób. Tak więc nagrywanie 2-kanałowe może przechwytywać dźwięk przestrzenny. Pomimo tego, że jest najstarszą formą dźwięku przestrzennego, nagrywanie obuuszne nadal zajmuje niszę, a Najnowsze produkty Sennheisera wykorzystują tę technologię.

Jaka jest różnica między” prawdziwymi „a” wirtualnymi ” słuchawkami dźwięku przestrzennego?

Filmy i gry są wyposażone w wielokanałowy dźwięk przeznaczony do odtwarzania przez głośniki dla wielu słuchaczy, a istnieją dwa różne podejścia do tworzenia dźwięku przestrzennego przez słuchawki:

1. Sprzęt: Słuchawki wyposażone w wiele głośników z każdej strony, umieszczonych wokół ucha w sposób, który odzwierciedla optymalną lokalizację dla każdego głośnika kanału. Jest to znane jako” prawdziwe ” słuchawki surround.
2. oprogramowanie: zewnętrzne lub wewnętrzne przetwarzanie jest dodawane do standardowych słuchawek, które pobiera wielokanałowy strumień audio i stosuje pewien rodzaj binauralnego algorytmu opartego na HRTF, aby umieścić te kanały audio w wirtualnej przestrzeni wokół każdego ucha. Jest to znane jako” wirtualne ” słuchawki surround.

True surround jest mechanicznie złożony i skutkuje dużymi, drogimi, ciężkimi słuchawkami, ale wymaga tylko podstawowego wielokanałowego dekodowania, które odbiornik kina domowego był w stanie zrobić od lat. Virtual surround nie wymaga specjalnego sprzętu, ale wymaga intensywnego przetwarzania sygnału, aby stworzyć przekonujące wirtualne pole dźwiękowe.

podejście virtual surround jest również lepsze, ponieważ w połączeniu ze śledzeniem ruchu głowy możliwe jest zablokowanie pozycji wirtualnych głośników surround, dzięki czemu źródła dźwięku nie przesuwają się wraz z użytkownikiem, gdy obraca głowę. To sprawia, że doświadczenie znacznie bliżej do kina lub doświadczenia w grze, które naśladują. Do tej pory jest to dostępne tylko w bardziej zaawansowanych systemach, które zawierają technologię śledzenia ruchu.

ponieważ cyfrowe procesory sygnałowe stały się tańsze i mniej energochłonne, wirtualne słuchawki surround sprawiły, że sprzętowe podejście do dźwięku przestrzennego stało się w zasadzie przestarzałe. Podobnie jak w przypadku nowych technologii, istnieje wiele konkurencyjnych implementacji wirtualnego dźwięku przestrzennego w słuchawkach.

jakie są główne konkurencyjne standardy wirtualnego dźwięku przestrzennego?

te technologie mają kilka cech wspólnych. Sygnał dźwięku przestrzennego jest przetwarzany w czasie rzeczywistym i renderowany jako Dwa Kanały dla słuchawek. To, gdzie odbywa się przetwarzanie, zależy od aplikacji i konkretnej konfiguracji sprzętowej. Przetwarzanie dźwięku może mieć miejsce w oprogramowaniu na platformie do gier (takim jak PC lub Xbox One), stacji bazowej, która przesyła dźwięk do zestawu słuchawkowego, zewnętrznego wzmacniacza/procesora lub samego zestawu słuchawkowego.

oto najbardziej rozpowszechnione wirtualne systemy surround dla słuchawek w tej chwili:

Dolby Atmos do słuchawek

Dolby Atmos jest widocznym liderem w zestawie, jeśli chodzi o obiektowy dźwięk przestrzenny w słuchawkach. Posiada implementacje słuchawek dla komputerów PC, Xbox One, Xbox Series X/S oraz telefonów komórkowych. Działa poprzez przetwarzanie sygnału audio w celu konwersji metadanych obiektu Atmos na obuuszne wyjście 360 stopni dla dwóch sterowników słuchawek. Technika ta jest znaczącym ulepszeniem w stosunku do poprzedniej technologii Dolby Headphone, pozwalając na przetwarzanie setek kanałów dźwięku w wirtualne doświadczenie dźwięku przestrzennego.

DTS Headphone:X

Headphone:X to kolejny wysokiej klasy, zastrzeżony obiektowy system dźwięku przestrzennego. Może również pobierać strumienie wielokanałowe i konwertować je na dźwięk przestrzenny dla słuchawek. Oprócz zapewnienia pełnego wielokanałowego kina kinowego, może wykorzystywać i ulepszać sygnały przestrzenne dźwięku w grach, aby wrażenia z gry były całkowicie otulające.

Creative Super X-Fi

Creative nazywa swoją technologię Super X-Fi holografi audio dla słuchawek, przy użyciu złożonych algorytmów i technik obliczeniowo intensywnych. Wykonując trzy zdjęcia twarzy i uszu za pomocą telefonu, indywidualne dopasowanie jest tworzone dla każdego użytkownika poprzez wyrafinowany proces mapowania głowy i uszu. Dostępny jest w zestawie z przenośnym wzmacniaczem słuchawkowym, a także w firmowych słuchawkach.

Windows Sonic

w systemie operacyjnym Windows 10 dostępne jest bezpłatne wirtualne rozwiązanie dźwięku przestrzennego o nazwie Sonic. Możesz uzyskać do niego dostęp, przeglądając właściwości urządzenia audio: Windows Sonic for Headphones. Nawet jeśli film lub gra nie mówi wprost, że działa z Windows Sonic, funkcja ta poprawi wrażenia, niezależnie od materiału źródłowego.

Apple Spatial Audio

dźwięk przestrzenny Apple został zaprojektowany tak, aby dostarczać dźwięk przestrzenny 3D wyłącznie do słuchawek AirPods (3.generacji), AirPods Pro i AirPods Max. Ta funkcja pojawiła się w ramach systemu iOS 14 i wykorzystuje śledzenie głowy w określonych konfiguracjach sprzętowych, co czyni ją jedną z bardziej zaawansowanych obecnie dostępnych ofert.

Sony 360 Reality Audio/3D Audio

Sony ma również własne wersje dźwięku przestrzennego opartego na obiektach, zarówno dla słuchaczy muzyki, jak i graczy. Aby cieszyć się dźwiękiem 360 Reality za pomocą słuchawek, musisz pobrać aplikację mobilną i zrobić zdjęcie każdemu uchu. Te zdjęcia wygenerują spersonalizowany profil dźwięku, który można przesłać do jednej z obsługiwanych usług streamingowych (Deezer, Nugs, Tidal). Dźwięk PlayStation 3D działa z dowolnymi słuchawkami, a także z własnymi, pod warunkiem, że masz PlayStation 5. Dla uzyskania najlepszego efektu można wybrać profil HRTF.

Waves Nx

wysokiej klasy system dźwięku przestrzennego 360 stopni Waves umożliwia oglądanie filmów, muzyki i gier z realistycznym dźwiękiem 3D. Jest to prawdopodobnie najbardziej wyrafinowany rywal, rozwijający sposób, w jaki słuchawki dostarczają dźwięk 3D, łącząc emulację pokoju i śledzenie ruchu, aby zanurzyć słuchaczy w środowisku audio wirtualnej rzeczywistości. Najłatwiej znaleźć to w zestawie z wysokiej klasy zestawami słuchawkowymi do gier, takimi jak Audeze Mobius i HyperX Cloud Orbit S.

czego należy szukać w słuchawkach z dźwiękiem przestrzennym?

z wyjątkiem przypadków, w których wspomniano, wszystkie programowe systemy dźwięku przestrzennego, które tutaj wymieniliśmy, będą działać ze zwykłymi słuchawkami, więc albo zacznij od tych, które już posiadasz, albo zacznij szukać pary z pewnymi wskazówkami od przyjaznych SoundGuys z sąsiedztwa!

jeśli chodzi o rozwiązanie do przetwarzania, to naprawdę zależy od twojej aplikacji i platformy, czy to gier komputerowych, czy oglądania filmów na tablecie lub telefonie. Większość z nich można wypróbować za darmo i są regularnie aktualizowane i ulepszane, więc zobacz, co działa najlepiej dla ciebie. Kiedy je testujesz, upewnij się, że nie masz więcej niż jednego systemu surround działającego w tym samym czasie, ponieważ wyniki będą prawdopodobnie dziwne i nieprzewidywalne!