фото отсюда https://novostar.ua/dolby-atmos-zvuk-buduschego.html
Всем Доброго Аудиофильского!!!
Тут такое дело. Растет у нас канал. А значит вместе с ним и охват тем нужно расширять. И вот решил я сегодня про многоканальный звук поговорить.
Кто это такой? С чем его едят? И вообще почему в нем есть потребность? К чему стремились инженеры его делавшие?
Изначально ведь было моно. И все было хорошо.
В моно звуке были возможности управлять объемом звучания. Можно было поставить микрофон поближе к вокалисту и подальше от оркестра, тем самым получив разный уровень реверберации.
Которая делала объемным и большим оркестр и выдвигала вперед голос вокалиста.
Но этого было мало. Люди подмечали, что на живых концертах они слышат как саксофонист бегает от большого барабанщика по сцене. Или как другие инструменты оркестра стоят правее и левее.
И тут один инженер подметил интересную особенность человеческого слуха.
Он обманывается. Его очень легко обмануть. Ему можно подсунуть 2 колонки, а он будет между ними слышать фантомные звуки. Даже звук по центру между колонками слышит.
Ну и тут понеслась целая серия продвижений. Появилось стерео. Музыку стали записывать в 2 канала.
И при этом продолжили исследовать слух человека.
Суть в том, что люди привыкли слушать музыку со сцены. Она даже вживую звучит спереди.
А вот в кино звук спереди это не совсем полноценно.
Ведь идущий просто по улице человек, смотрит вперед. А вот звуки при этом слышит со всех сторон.
И тут у людей началась мозго-часотка. В том смысле, что одни лоб чесали, другие затылок, третьи разработали Запорожец изрядно почесываясь, а четвертые за ухом чесали.
Причем этих четвертых было 2 принципиальных разновидности: Кошатники и Собачники. Одни чесали за ухом у КотЭ, а другие делали догги стайл. ОЙ!!! *краснеет*
Но суть одна. Гранит науки трещал по швам. Его грызли со всех сторон, пока не уперлись в настолько прочные слои, что потребовались нанотехноологические транжекторы.
В это время в плане звука было поставлено сразу несколько экспериментов.
1. Оказалось что звуки в уши человека попадают отразившись от его формы лица. Что приводит к фазовым сдвигам и дополнительным переотраженным сигналам.
Эти сдвиги позволяют локализовать звук на предмет вперед-назад и вверх-вниз.
Люди тут же начали пробовать повторить эти искажения в наушниках.
Делали и макеты о двух ушах. Назвали это дело Бинауральный Звук.
видео отсюда https://www.youtube.com/watch?v=kVH_y0rOyGM
Суньте голову в наушики. Слышите что творится?
Этот эффект даже на динамики ноутбука слышен. Звук хоть и не улетает назад, но явно гуляет от дисплея до тачпада.
2. Вот тут-то(только лет за 50, когда ноутов еще не было) и возникла идея повторить все то же самое но на колонки.
Ведь на ноутах работает. Но с колонками оказалось сложнее.
Много переотражений от стен. Да и человек находится совсем на других дистанциях. Звук перемешивается раньше.
Получилось только сделать эффект расширения стерео-базы.
Но тут тоже полезли сюрпризы.
3. Отдельные колонки.
Дело в том, что вдруг выяснилось, что и на наушники и на колонки разные люди слышат по разному расположение фантомных источников.
У одних звук по центру на линии между колонками, у других выпирает вперед. У третьих наоборот в глубине.
Мало того оказывается еще и размеры этого центрального фантома разные. Одни слышат точечно четкий звук. Другие более растянутый вправо-влево.
Тогда люди придумали центральный канал. Он использовался как раз в исследованиях на предмет какой звук крупнее. От колонки по середине или фантомный из 2х по бокам.
И это оказалось даже важнее, чем тот факт, что в кино зритель сидящий сбоку получает съехавшую на бок панораму.
Т.е. приоритетом центрального канала было то, что люди слышат фантомные источники не там где центральный канал находится.
А уже потом обнаружили приятный бонус с локализацией звука в кино для зрителей на боковых местах.
Следующим шагом были проблемы с тыловыми каналами.
Дело в том, что и на бинауралках люди слышат звуки по разному.
Одни слышат звук вокруг по равномерной круговой панораме. У других она перекошенная с выпуклыми углами. У третьих она смещена назад. Т.е. звук они слышат от висков и до заднего сиденья автомобиля сидя за рулем в наушниках.
А не так чтобы он гулял вокруг всего автомобиля.
В итоге возникла идея на счет сначала 4х колонок, а потом и всех 5.
Дело в том, что для музыки центральный канал оказался проблемой.
Суть в том, что АЧХ от 2х динамиков нелинейно возрастает по отдаче на НЧ в зависимости от громкости. Это называется реакцией массы соколеблющегося воздуха по синергетическому закону.
И вот сделать так, чтобы на музыке центральный канал был органично вписан. С этим плохо справляются даже 2 СЧ динамика по бокам от пищалки.
Это ведь как раз 2 динамика из фронтов. Да вот расстояния не те. Все равно расхождения в АЧХ между центром и фронтами на разных громкостях источника звука остаются.
Есть только общая АЧХ на контрольной громкости по тестовому сигналу. А вот по реальным звукам все равно проблемы.
Поэтому музыку пытались сначала сделать квадро.
Но тут возникла одна проблема.
1. Квадро музыка.
Суть ее в том, что расположение слушателя пытались сделать в середине оркестра.
А когда это мы там в реальном мире на концерте бывали? Так даже дирижер его не слышит.
Это был звук для музыкантов, находящихся в середине оркестра.
Само собой коммерческий успех такого чуда был провальным.
Правда иногда хочется найти запись такую. Чтобы услышать, а что же реально слышит скрипач на заднем плане сидя в оркестре?
2. А вот в кино, которое примерно тогда же и стартовало с объемным звуком все было очень даже хорошо. Там зрителя располагали правильно.
Там где он должен быть.
Сначала объемный звук в кино был на 4х отдельных дорожках. Для этого были отдельные проекторы нестандратного типа.
Это ограничивало массовое внедрение многоканальной-техники в существующую коммерческую кинопрокатную сеть.
Это было как 3д кино на ВДНХ. Вот в этих условиях можем. А вот так чтобы в каждом кинотеатре в спальном районе - это ни ни.
И тут Рэй Долби в содружестве с Texas Instruments кое-что сообразили.
Первый разработал алгоритм шумопонижения на пленке, и одновременно кодирования 4х каналов в 2х дорожечную запись.
А вторые это дело в микросхему закатали. Назвали ее декодирующая матрица на СИС. Средне-размерной Интегральной Схеме.
Они классифицируются на МИС, СИС и БИС. Мис это операционные услилители, УНЧ и микрухи элементарной логики класса И-НЕ ИЛИ-НЕ. А вот Триггеры и Счетчики это уже СИС. А на БИС это у нас микропроцессоры выступают.
И вообще вы ведь занаете, что если бы не изобрели электричество, то мы бы с вами смотрели телевизор при свечах!!!
Да и какой там телевизор - Видосы на Дзене!!!
Ну да ладно. В общем эта матрица позволила сделать максимально компактным переход кинотеатров на звук 4.1
Там был отдельно выделен центральный канал из стерео-записи. Просто методом сравнения фаз. То что ровно в фазе - то в центр. А вот то в противофазе - то назад.
Сзади был один канал. Ну вернее сигнал один, а колонок много. Колонки были с фазовой задержкой, чтобы зритель каждого рядя получал звук тылового канала синхронно с фронтальным.
Именно по этому в кинотеатрах стоит куча колонок. Каждая воспроизводит тыл со своей задержкой.
Ну и отдельно выделялись басы. При этом тыловая противофаза была сдвинута еще на +90 и -90 градусов относительно фронтальных звуков. Ну чтобы путаницы не возникало.
А она время от времени даже при такой схеме случалась. И диалоги могли запросто улететь в тыловой канал. Причиной этого было высыхание некоторых конденсаторов.
Система называлась Dolby Stereo.
Дело в том, что Стерео в переводе с Греческого - объемный. И в этом плане его применение к 2м фонтальным колонкам не совсем верно.
И была эта система коммерческой до мозга костей аж 4 года, пока однажды один инженер в той же самой Dolby Laboratories в 1982м году не схватил декодер под мышку и не пришел с ним домой.
Дома он подключил его к видику. На котором была лицензионная фильмокопия с пленки.
И вдруг ОПА! А звук-то с нее и дома на фронты и тыл раскладывается.
Ну это дело на радостях назвали Dolby Pro Logic.
И начали ставить вышеописанную микруху даже в музыкальные центры.
Таким образом многоканал пришел домой.
*************************************************************************
А в коммерческом кино он при этом опережал домашние дела лет на 5-6. Причем и сейчас эта тенденция продолжается.
Дело в том, что моно-тыл это прикольно, но, как говорил один известный чувачок и мультика, маловато будет!
Поэтому в 1988м году появилась система Dolby SR. Расшифровывается аж как Spectral Recording.
Этакая навороченная спектральная штуковина. Была она цифровая. На базе компакт диска.
Комплектом к фильму прилагалось 2 пластинки. Но звук на них был записан несколько иной.
Суть его в том, что вместо Компакт Дисковых 16 бит и 44 кГц дискретизации было применено 12 Бит и 32 кГц дискретизации.
Зато 4 канала. Эти каналы были Фронты, из которых все тем же пролоджиком вытягивали центральный канал. И тылы. Стереофонические. Но бонусом в тыловой дорожке шла дорожка сабвуфера.
При переносе на ДВД фильмов с в этом формате в начале 2000х часто была проблема. По фазе тылы выравняли со фронтами, а вот басы уехали.
Это придавало звукам взрывов и стерельбы особое приятно-ухающее послезвучие.
Этот формат тоже был в домашнем режиме. На дисках формата LD.
Это такие большие размером с винил оптические диски с фильмами.
И вот на них есть фильмы которые с несжатым по громкости, но с обрезанным по ВЧ звуком. Обрезка по ВЧ не почти не слышна. А вот динамика несжатого звука - вот это на самом деле весьма приятно.
При этом на пленке были записаны синхрокоды для работы системы.
Дальше был формат Dolby Digital.
Он представлял собой максимально простой алгоритм сжатия динамического диапазона. С его восстановлением справлялся процессор в ЦД плеере, что коды Рида-Соломона ракодировал.
Т.е. просто 3 ЦД плеера с альтернативной прошивкой, и Долби Диджитал звучит.
Еще один его плюс был в том, что запись потока данных помещалась на пленке. Не надо внешних пластинок.
Но звук в этом формате все таки зажат. Там уже полноценный 5.1
Т.е. 5 каналов. И дополнительный сабвуферный. Его выделили отдельно потому, что мощные басы при данном алгоритме приводили к тому, что он либо подтягивал по громкости другие звуки, либо их просто отсекал.
Чтобы этой проблемы не было, бас выделили в отдельный канал.
Но это дело хоть и было коммерчески удобным. Но не понравилось Американцам.
Поэтому они сделали свой алгоритм под названием DTS.
Они использовали механику от Спектрал Рекординг. Но в качестве звука записывали MPEG1(тогда номера у него еще не было),
Это было лучше. Там еще и поток данных был значительно крупнее.
При этом там было 5 каналов. И басы по старой традиции вытягивали из тыловых.
Когда этот формат перешел на ДВД он уже обзавелся 6м басовым каналом, исключительно по той причине, что ЦАП на сабвуфер делался с прицелом на прокачку баса. В то время как в музыкальных центрах полочные фронты норовили обрезать по 50 Гц. А там и ЦАП упростить.
Но это все не понравилось еще и Японцам. Поэтому они сообразили свой формат под названием SDDS. Sony Digital Dynamic Sound.
Формат этот был по большей части только в Японии и только на пленке. Использовал в качестве алгоритма сжатия ATRAC, что был на мини-дисках.
Это позволяло при некоторой хитрости записывать дорожку с качеством ДТС на саму пленку. Правда пришлось идти на хитрость. Поток данных больше. А значит надо больше площади на пленке.
Так они сообразили пространство между дырочками в перфорации использовать. Там же тоже нанесен фоточувствительный слой.
Вот они туда поток данных дополнительно и вписали.
Было это все в районе 1997го года.
А вот в 2002м Dolby Laboratories решили, что хоть у зрителей за макушкой и глухое пятно, а все равно надо бы добавить центральный канал в тылу.
Суть в том, что так уж исторически вышло. Пошуршите пальцами вокруг своей головы.
Заметили? Вперед мы слышим не очень-то и хорошо. Назад-вбока мы слышим явно лучше. Там локализцаия звуков наивысшая. А вот в районе макушки вообще не понятно куда звук делся.
Это эволюция. Когда люди шли по джунглям их подстерегала опасность со всех сторон.
Но они же шли дружной колонной. А значит фронт у многих прикрыт. Тыл тоже прикрыт. Бока вперед глаза видят. А вот бока назад - вот тут-то слух и является главной системой безопасности.
Поэтому когда сделали 5.1 тыловые каналы придвинули на линию ушей слушателя. Ну чтобы как раз в эти зоны попасть. Для максимального эффекта.
Но центральный тыл все таки тоже полезен. В кинотеатре он так же выравнивал панораму для тех кто сидит по бокам.
А вот для дома такого формата не было.
Для дома придумали 7.1
Суть его в том, что дополнительные каналы стоят сзади. Т.е. 5.1 с тылами на линии ушей, а 7е уехали еще дальше назад.
Это на самом деле для того, чтобы зритель привыкшкий в кинотеатре сидеть в центере зала, оказался в такой же аудио-обстановке и дома. Он ведь приквык к дышащему залу. Тут конечно сам зал не восстанавливают. Но зато некоторые шуршащие звуки оттуда сзади доносятся. Это вызывает большее погружение в атмосферу кинозала.
Т.е. тут уже фактор зрителя влияет на выбор.
Те кто привык ходить в последний ряд, им 5.1. Кто привык на ВИП-Места им 7.1.
При этом этот 7.1 формируется или методом выдергивания центрального канала из тылов с дрожки 5.1, или дорожкой 7.1 с диска. Были такие. Редко но были.
При этом тут же возникла идея, что надо бы в наушники Бинауральным Кодированием тоже все эти моногаканалы закатывать.
И сегодня каждый ноутбук шатаным софтом при выборе нужных настроек умеет это делать.
Вы можете просто взять фильм в 5.1, выбрать в медиаплеере режим перекодирования под Бинауральный звук, и наслажадаться пусть не самым идеальным, но объемным звуком на обычные стерео наушники.
Ну а дальше наступила эпоха Долби Атмос. А о нем мы поговорим во второй части.
Тем более, что о звучании музыки в многоканале тоже надо будет многое сказать. И это потребует третьей части!
Спасибо, что дочитали!