А знаете ли вы, что ваши любимые колонки и усилитель, которые вы купили много лет назад, уже давно устарели? Казалось бы, что проще — воспроизвести звук. Но на самом деле всё очень и очень сложно. Давайте в подробностях рассмотрим технологии и нюансы, которые используются в воспроизведении звука.
Материалы для акустических систем
Одним из самых важных является корпус акустической системы. От него сильно зависит качество звука. На сегодняшний день распространены следующие материалы:
МДФ — древесноволокнистая плита. Является одним из популярных материалов для акустических систем. Обладает довольно хорошими акустическими данными, но боится влаги. При правильной эксплуатации служит годами.
Фанера — несколько слоев дерева, которые склеены между собой. Главный плюс — прочность и легкость, но есть минус: структура может быть менее однородной, что может сказываться на качестве звука.
Массив дерева — с одной стороны, идеальный материал акустической системы, но опять же не может быть полностью однородным, что в итоге может сказаться на качестве звука. Если выбирать акустику из массива, то необходимо ее тщательно прослушать перед приобретением. Акустика из дерева очень дорогая.
Пластик — самый бюджетный вариант: легкий и недорогой. Колонки с пластиковым корпусом могут быть любой формы. Минус такого варианта: вибрации и резонансы, которые могут повлиять на качество звука. Для улучшения корпус колонок может быть внутри содержать демпфирующие материалы, которые улучшают звук.
Металл и сталь — материалы используются в премиальных моделях акустических систем. Также корпус акустики может быть смешанным, например состоять из дерева и металла. Металлический корпус с внутренней отделкой обладает высокой устойчивостью к вибрациям, но такие колонки могут быть тяжелыми. Также большой плюс в прочности — такому корпусу не страшна влага, а также падения.
В роли демпфирующих материалов, которые улучшают качества звука, применяют вату или пенопласт. Данные материалы способны хорошо поглощать звуковую волну внутри корпуса, что избегает лишний резонанс и дребезжания. Дорогие модели используют вату, недорогие — пенопласт.
Материалы динамиков
Динамики — не менее важная часть любой акустической системы. Диффузоры динамиков могут быть созданы из различных материалов.
Бумага — самый недорогой материал, обладает хорошими акустическими свойствами, но боится влаги, поэтому обрабатывается влагозащитными покрытиями. Бумага применяется в недорогих динамиках. Бумажный динамик легко повредить, если он не закрыт защитной сеткой.
Полипропилен — популярный материал, устойчив к механическим повреждениям и влаге. За счет гибкости отлично передает низкие частоты. Может быть использован как в дорогой, так и недорогой акустике.
Кевлар — очень легкий и прочный материал, который обеспечивает детализированный звук. Также доказано, что кевлар обладает большей звукопроводимостью, чем бумага или полипропилен. Акустика, которая имеет динамики из кевлара, считается премиальной.
Могут быть использованы в качестве диффузоров динамиков такие материалы, как бериллий и углеводородное волокно. Как правило, применяются в очень дорогих акустических системах.
Также немаловажен материал подвесов, которые соединяют диффузор с корзиной динамика. Как правило, здесь используют резину за счет высокой амортизации материала. Подвесы же из ткани обеспечивают более натуральный звук, но менее прочные.
Внутри пассивных колонок (не имеющих усилителя) могут быть расположены кроссоверы — устройства, которые разделяют звук по частотам для более качественного звука.
Обработка звука
А вот здесь всё гораздо интереснее. Аналоговые носители звука давно отошли в прошлое — сейчас всё в «цифре». Цифровой звук нужно превратить в аналоговый, и этим занимается ЦАП — цифро-аналоговый преобразователь. Вообще ЦАП — это довольно условное название системы преобразования звука. Например, в компьютере этим занимается звуковая карта, а в портативных устройствах (например, MP3-плеерах или Bluetooth-наушниках) — специальный чип. Чем выше разрядность ЦАП, тем лучше качество звука, разрядность определяется в битах.
Также в обработке звука участвуют следующие технологии.
Цифровая обработка сигнала (DSP)
Включает в себя регулировку частотного баланса для предпочтений слушателя или корректировки помещения. С помощью кроссоверов на каждый динамик подается именно та частота, которую поддерживает излучатель. Также используются различные фильтры и алгоритмы для устранения шумов и искажений.
Объемное звучание
С помощью технологий Dolby Atmos, DTS:X, Auro-3D обеспечивается объемное звучание в помещении. Нам эти системы известны под обывательским названием «домашний кинотеатр», который содержит множество акустических элементов для обеспечения пространственного звучания и эффекта присутствия. Технология IAMF, которая была разработана Google совместно с Samsung, способна воспроизводить звук не только в горизонтальной, но и в вертикальной плоскости, обеспечивая 3D-звук.
Технология бинаурального аудио обеспечивает имитацию естественного восприятия человеком звуковой волны. В моноколонках, например, используется виртуальное объемное звучание, тем самым даже небольшая колонка может давать пространственный звук не хуже, чем большое количество акустических систем.
Акустическая коррекция помещения
Серьёзные акустические системы не только воспроизводят звук, но и собирают информацию о помещении, в котором они находятся. Такие технологии, как Audyssey и Dirac Live, содержат микрофоны, которые анализируют помещение и самостоятельно подстраивают звук, чтобы обеспечить идеальный звук при разной громкости. Да, такие технологии изначально использовались для концертных площадок, но сейчас доступны для домашнего использования.
Беспроводные технологии
Для того чтобы передавать звук, нужна высокая скорость, а значит, что цифровой звук будет сжат специальными алгоритмами. Современные алгоритмы сжатия, такие как aptX HD, LDAC, позволяют передавать качественный звук через Bluetooth-соединение. Также не отстает и Wi-Fi-передача звука с помощью AirPlay, Chromecast и других технологий.
Активное шумоподавление
Есть не только в наушниках, но и в стационарных акустических системах. Суть активного шумоподавления заключается в том, что внешние микрофоны получают звук в помещении и передают специальному алгоритму, который переворачивает звук в противофазу. Полученную звуковую волну подмешивают к воспроизводимому звуку, и слушателю не мешает посторонний шум.
Искусственный интеллект
Технологии нейросетей добрались и до воспроизведения звука. В реальном режиме искусственный интеллект может улучшать качество звука, работать с шумоподавлением и подстраивать громкость и амплитуду звука под помещение или под желания слушателя. Также искусственный интеллект может восстанавливать поврежденные записи, буквально ретушируя их.
Что по итогу?
Технологии воспроизведения звука улучшаются с каждым годом. Сегодня популярны как портативные колонки, которые с помощью конструкции и алгоритмов могут выдавать высокое качество звучания, так и акустические системы 2.1, 3.1, 5.1, 7.1 и так далее. Развивается как аппаратное, так и программное обеспечение. Существует самый различный софт, с помощью которого можно точно подстроить воспроизведение музыки.
В будущем всё чаще будет применяться анализ окружающего пространства для получения идеального звука. Не будет отставать и искусственный интеллект, который станет обеспечивать высокие потребности слушателя.
