Форматы 3D-звука

Дата: 26.04.13 | Адрес: http://кинодом.рф/articles/text.asp?id=688
Автор русского текста: Ольга Буракова, специально для Кинодом
По материалам сайта: Audio.de | 3D-Audio - Surround-Formate
Иллюстрации/фотографии: © Shutterstock & © Archiv

Уже несколько лет специалистов волнует тема 3D-аудио. И вот появились первые приложения 3D-аудио. Модный пустяк? Или новый эффект? А может по-настоящему нужная находка? Попробуем разобраться.

Форматы 3D-звука

Тема пространственного звучания практически так же стара, как сама возможность воспроизведения музыки. Еще сто лет назад производители граммофонов обещали своим покупателям, что те, не выходя из дома, смогут насладиться всем объемом звучащего концерта. Сейчас мы слышим те же обещания, изменились лишь масштабы.

«Пространственным аудио», как его называют специалисты, занимается большое количество звукозаписывающих студий, некоторые из них создают настоящие трехмерные записи уже на протяжении 15 лет, а есть такие, что и дольше. Уже несколько десятилетий проблема расширения параметров аудиосцены в вертикальном направлении является приоритетной для шоу-техников; начиная с восьмидесятых годов прошлого века, в кинотеатрах IMAX используется специальная центральная акустическая система, расширяющая аудиокартину вверх.

Headphone Surround 3D:
Surround 3D

3D-звучание через наушники: при помощи технологии Headphone Surround 3D в виртуальном пространстве свободно репродуцируются акустические системы и обеспечивается настоящее трехмерное воспроизведение материала, записанного по соответствующему стандарту. Это работает на любых стереонаушниках, эффект очень точный и реалистичный. Дополнительную информацию и примеры звучания вы найдете по адресу www.hpsr3d.de

Любители классической музыки уже несколько лет имеют возможность наслаждаться 3D-записями, достаточно вспомнить шестиканальные записи формата 2+2+2 на DVD-Audio и SACD фирмы Dabringhaus und Grimm или совсем недавние аудиозаписи норвежской студии 2L. Некоторые современные декодеры при воспроизведении могут отделять информацию, касающуюся вертикального расширения сцены.

Однако вернемся к истокам. Даже если производители качественных стереоустройств будут возражать, верным останется следующее утверждение: de facto невозможно построить настоящее пространственное аудио, имея в наличии менее 6 акустических систем. Одна акустическая система отлично изображает прямой звук, доказательством этому служат классические граммофонные записи. Двухканальное стерео задействует первое пространственное измерение, горизонтальную ось. Система, воспроизводящая объемный звук, добавляет второе измерение, продольную ось, сцена получает дополнительную глубину. Все эффекты, которые обеспечиваются этими двумя наиболее часто используемыми конфигурациями, в том числе эффект «вертикального объема», происходят в мозгу слушателя.

Пространственное звучание любой записи
Dolby, Audyssey

Компании Dolby, Audyssey, а также с недавнего времени DTS, выпускают декодеры, выделяющие из записи «вертикальные» данные и подающие сигнал на две передних верхних акустических системы, что похоже на систему 2+2+2 от MDG. DTS и Audyessey могут также отделять фронтальные каналы от боковых.

Необходимы дополнительные акустические системы, установленные на опреленной высоте, чтобы обеспечить полноценное, трехмерное звуковое пространство. Здесь речь может идти, по меньшей мере, об одной акустической системе, такой, как используется, например, в качестве центральной в кинотеатрах IMAX, или об акустике с запоминающимся названием «Voice of God» (Голос Божий), которая тоже уже как минимум 20 лет звучит в театрах и кинотеатрах мира. Обычно на середину потолка вешают одну акустическую систему.  Квадрофонические (тетрафонические) системы 80-х годов, состоящие из четырех боксов, расположенных по углам комнаты, тоже использовали эту центральную верхнюю АС. И система звучала на удивление выразительно.

Однако чуть позже, начиная с 90-х годов, действительно серьезные музыкальные записи, стали подразумевать клиновидное расположение акустических систем: это были записи MDG формата 2+2+2, записи Томлинсона Холмана, разработчика стандарта THX. В схему расположения акустических систем вошли две дополнительные, расположенные сверху, фронтальные АС. Такая геометрия оказалась настолько удачной, что все последующие разработки для воспроизведения трехмерного звучания придерживались ее, как минимально необходимой, базовой: здесь могут быть названы такие системы, как Dolby, DTS и Audyssey. «Вертикальная проекция» - вот цель поднятия дополнительных каналов на определенную высоту. Те, кто имел возможность слушать записи студий TMH или MDG под клиновидную геометрию акустики, всякий раз восхищались объемом акустической сцены. Пространство, заложенное в запись, чудесным образом раскрывалось перед слушателем. Возникало ощущение полного присутствия на акустической сцене.

Следующим шагом стала так называемая аурофония, здесь используется минимум четыре верхних канала, повторяющих расположение нижних. Для этой системы также имеется множество музыкальных записей, записей фильмов и театральных постановок. Акустический параллелепипед, в который выстраиваются АС, обеспечивает симметричное, по-настоящему трехмерное воспроизведение. Демонстрация аурофонии на различных мероприятиях или празднествах всегда оставляла глубокое впечатление у всех присутствующих, ровно как и у автора этих строк. 

Звуковая система Auro-3D в кинотеатре

Современность: звуковая система Auro-3D в кинотеатре
Auro-3D

Настоящим 3D-звуком до сих пор можно было насладиться лишь в нескольких кинотеатрах IMAX. В январе 2012 года в формате Auro-3D вышел первый фильм «Red Tails» - «Красные хвосты». Аудиотехнику для его показа предоставила компания Barco. Сверху размещается второй набор акустических систем, состоящий из трех фронтальных верхних и двух боковых верхних каналов, к потолку крепится еще один набор громкоговорителей, обеспечивающий «Голос Божий». Благодаря формату PCM при воспроизведении в обычных кинотеатрах, а позже и с Blu-ray, потерь в качестве звучания удастся избежать.

Дальнейшей движущей силой аурофонии стал бельгиец Вилфрид ван Бэлен, основавший  Galaxy Studios. Новая компания «Auro Technologies» как раз начинает закреплять соответствующие стандарты и фирменный кодек Auro 3D Octopus на уровне больших кинотеатров, думается, что не заставят себя долго ждать и первые устройства для домашних кинотеатров, поддерживающие новый стандарт. В январе 2012 года в кинотеатрах появился первый фильм, выпущенный в формате Auro 3D - «Красные хвосты» («Red Tails»).

Воздушные битвы времен второй мировой войны в фильме, продюсером которого выступил Джордж Лукас, создатель «Звездных войн», заставят по-настоящему волноваться и сопереживать, особенно если за действом удается понаблюдать в кинотеатре, оборудованном должным образом. Демонстрации, на которых посчастливилось побывать представителям журнала «Stereoplay» во время последней конференции звукооператоров в Лейпциге, различные музыкальные примеры и отрывки из фильмов только подтверждают: такой реалистичности при воспроизведении не дает никакая другая система. Браво.

И все же дома теперь тоже можно наслаждаться настоящим 3D-звучанием. Уже несколько лет в свободной продаже есть усилители объемного звука, оборудованные соответствующими декодерами: Dolby ProLogic IIz и Audyssey DSX. Для Dolby необходимы специальные записи; пока есть всего лишь несколько компьютерных игр, непосредственно задействующих систему. Похожая ситуация и с новейшим кодек-пакетом от DTS, который называется Neo:X. Здесь записи тоже могут кодироваться соответствующим образом. Все три декодера великолепно справляются и с обычными записями.

Auro-3D: Будущее?
Auro-3D  «Octopus»

Новый кодек для Auro-3D назвали «Octopus» - Осьминог, несмотря на это, ему приходится поддерживать более восьми каналов. Он включает дополнительные верхние каналы, оставаясь совместимым с PCM-форматом. При воспроизведении записей Auro-3D в обычном режиме объемного звука, задействуются также верхние громкоговорители. Octopus может также извлекать 3D-информацию из стандартных записей.

Dolby и Audyssey используют в работе матрицу, DTS - БПФ-анализ с векторным смещением. В любом случае целью является отделение рассеянного звука и пропорциональная подача полученного звучания на верхние каналы. Таким образом, не создается никакого искусственного пространства, а происходит распределение акустической записи по трем основным измерениям, получается трехмерное пространство, схожее с реальным. Особенно реалистичным впечатление бывает при прослушивании «живых» записей, возникает ощущение присутствия на концерте. Dolby и DTS распределяют прямой звук между фронтальными и боковыми каналами, это позволяет также усилить эффекты из фильмов. Все это можно попробовать дома, если имеется соответствующий усилитель.

Новые AV-усилители Onkyo оснащены кодеком Neo:X
AV-усилители Onkyo

Все это требует дополнительных затрат: на усилители, кабели, акустические системы. Однако есть еще один способ, позволяющий насладиться 3D-звуком, используя только то, что под рукой: через наушники. Уже многие записи поддерживают функцию Headphone-Surround 3D, разработанную Томом Аммерманном из Гамбурга, который уже известен своими техническими достижениями. Им выпущено на рынок множество аудио- и видеозаписей, адаптированных для прослушивания в наушниках. В упрощенном виде это можно себе представить так, как будто кто-то во время 3D-воспроизведения сделал запись того, что слышала бы «искусственная голова», модель, симулирующая слуховое восприятие человека. При помощи комплексных алгоритмов для наушников эмулируются виртуальные громкоговорители и размещаются в пространстве на определенном расстоянии от головы во всех трех плоскостях. Их количество может быть практически любым.

Стандартным для записей Тома Аммерманна является размещение акустических систем по углам воображаемого параллелепипеда, характерное для аурофонии, с классическими боковыми каналами, плюс центральный канал, плюс минимум четыре верхних канала для образования объема и прорисовки различных эффектов.  Задумка удается на удивление хорошо: в звучании четко прослушиваются виртуальные акустические системы, технология работает на любых стереонаушниках.  Для тех, кто захочет убедиться: на главной странице Headphone Surround 3D размещен список рекомендованных Blu-ray-, DVD- и CD-записей, кроме того, имеются примеры звучания.

Denon вооружил свою серию A1 кодеком DTS Neo:X.
Denon

Есть ли будущее у 3D-аудио? Создается впечатление, что эта технология уверенно пробивает себе путь, хотя пока немногие пользуются соответствующими декодерами. Возможно, 3D-звук имеет смысл только для фильмов? Любители кино смогут целиком и полностью погрузиться в происходящее, однако не стоит лишать удовольствия и почитателей классической или живой музыки, которые также смогут глубже проникнуть в волшебство нового звучания.

3D-Audio - это не музыка будущего, она доступна уже сегодня. Большинство современных AV-усилителей имеют кодек Dolby ProLogic IIz, многие - Audyssey DSX. Onkyo и Denon предоставляют в распоряжение кодек DTS Neo:X. Кроме того, имеется множество записей, адаптированных для прослушивания в наушниках - Headphone-Surround-3D. Еще предстоит дальнейшая интеграция этой технологии в Hi-Fi-устройства аудио и видео. Auro-3D открывает во всех смыслах новые перспективы, в том числе для уже существующих 3D-записей.