3D helitehnoloogia

Tõtt-öelda on väga haruldane leida keegi, kes pöörab filmides või mängudes erilist tähelepanu helile. Ärge saage valesti aru, kõik tahavad kuulda kvaliteetset heli, kuid paljud inimesed vajavad lihtsalt põhitõdesid. Ehkki see on mõistetav: arenenud helivõimalused rikuvad väheseid inimesi, kui nad neid üldse tunnevad. See artikkel keskendub 3D-helile.

Kõigepealt mõtleme välja, miks te seda vajate. Kolmemõõtmeline heli võimaldab teil täielikult sukelduda filmi või arvutimängu maailma, see tähendab luua kohaloleku virtuaalne efekt. Tavapärase stereoheli jaoks on see ligipääsmatu, kuna sel juhul määratakse heliallikate asukoht ainult ühes tasapinnas. Üldiselt on 3D-heli loomise peamine takistus inimese kuuldeaparaat. Selle disain ja ka kõrvade enda asukoht pea külgedel raskendavad ruumilise heli tajumist. Isegi reaalses elus ei saa me täpselt kindlaks määrata heliallika asukohta ruumis. Osaliselt halvendab olukorda kummalisel kombel inimkeha, mis moonutab ka heli.

Ruumilise heli loomiseks on mitu põhimeetodit. Esimest neist nimetatakse Stereo Expansioniks. See seisneb helisignaali välja laiendamises, samuti selle allikate vahelise kauguse kasvu simuleerimises. Teist meetodit nimetatakse positsiooniliseks 3D-heliks. Selle kasutamisel paigutatakse iga helivoog ruumilise efekti loomiseks teatud viisil kuulaja lähedale. Lõpuks nimetatakse viimast meetodit Virtual Surround Audio. See simuleerib rohkem heliallikaid kui tegelikult. Sarnaselt kahele eelmisele meetodile on ka tema ülesanne inimese petta "petta" ja veenda, et heli pärineb allikatest teatud kohtadest, kus neid tegelikult pole.Virtual Sound Audio ei kasuta suurt hulka nn valjuhääldeid (sõna otseses mõttes “valjuhääldid”): tavaliselt piirdub nende arv ühe või kahega.

Selle meetodi kasutamiseks on mitu võimalust. Üks neist põhineb HRTF-tehnoloogial (peaga seotud ülekandefunktsioon, mida kirjeldatakse allpool). Lühidalt öeldes on see mõeldud kasutamiseks peamiselt kõrvaklappidega.

Selle meetodi negatiivne külg on see, et selle mõju saab hetkel tunda ainult üks inimene (jällegi kõrvaklappide tõttu). Teine ruumilise heli loomise meetod hõlmab helikiirte peegeldamise efekti selle ruumi seintelt, kus kuulaja asub. Sellisel juhul pole kõrvaklappide kasutamist ette nähtud, kuid on ka muid raskusi. Kõigepealt peab heli selguse tagamiseks olema ruum tühi. Vastasel juhul moonutatakse selles võõrkehade olemasolu tõttu heli ja kuulaja ei tunne sama 3D-d.

Nagu me ütlesime, on ruumilise heli loomise peamine takistus inimese kõrva struktuur. Filtreerimisega (see hõlmab ka helisignaali sageduse ja amplituudi muutmist) saate simuleerida soovitud efekti. Üks sellistest algoritmidest on ülalnimetatud HRTF. Kasutamisel muutub heli kuulaja kuulmisaparaadi poole pöördumisel teatud muutustes. Sõltuvalt allika asukohast on heli moonutatud ja seejärel määrab inimese aju, võttes arvesse muutunud parameetreid, oma positsiooni. Selle tulemusel simuleeritakse keeruliste arvutuste abil teatud ruumipunktist lähtuvat heli. Huvitaval kombel sõltub HRTF kuulaja ja tema pea asendist ruumis. Kõrvaklappide kaudu saate HRTF-i abil saavutada kvaliteetset 3D-heli, kuna need on peas kinnitatud.Kõnelejate puhul muutub see keerulisemaks: kuulajalt nõutakse teatud positsiooni ruumis. Piirkonda, kus 3D-efekti simuleeritakse, nimetatakse Magusaks kohaks. Selle piire ületades ei saa te enam ruumilist heli tunda. Muide, on olemas algoritm nimega Transaural Cross-talk Cancellation (TCC), mis vastutab kompensatsiooniarvutuste (teisisõnu heli paranemise) eest, lähtudes kuulaja positsioonist heliallikate suhtes.helitugevus), mis põhineb kuulamisasendil heliallikate suhtes.heliparandus), mis põhineb kuulamisasendil heliallikate suhtes.

Tarkvaratasemel kirjeldab ruumilist heli Microsofti DirectX API komponent DirectX Audio. Ruumilise heli loomise meetodid töötati välja üsna ammu ja need pole viimase aja jooksul dramaatiliselt muutunud. 3D-efekti simuleerimine on keeruline: arvestada tuleb nii paljude parameetritega. Siiski pole midagi võimatut. Uuringud selles valdkonnas ei peatu minutiks. Lähitulevikus näeme ja kuuleme kindlasti uusi innovaatilisi arenguid.

TEHNOLOOGIA TEHNOLOOGIA

Tänapäeval leiate palju tehnoloogiaid, mis kasutavad 3D-heliefekti. Olete kindlasti tuttav nimega Dolby Digital, mis peidab end surround-helisüsteemi taga. Selle funktsionaalsus põhineb MDCT (Modified Discrete Cosine Transform) algoritmil. Huvitav on ka see, et Dolby Digital'i kasutamisel eemaldatakse helid, mida inimene teiste taustal ei kuule. Teine ruumilise heli tehnoloogia on Aureal3D. See simuleerib 3D-efekti kahe kõlariga ja kasutab Wavetracing algoritmi. See arvutab helilainete levimisrajad reaalajas, lähtudes nende peegeldumisest keskkonnas olevatest objektidest. Creative ei jäänud oma arengu EAX-iga kõrvale. EAX modelleerib objekte 3D-ruumis ja töötab ka reverb-efektiga. Tehnoloogia eripära onet see ei tööta reaalajas.

KUULUB ka MALLEKSID

Tõenäoliselt mõtlete, kust pärinesid HRTF-i algoritmi eelvormid. Tema raamatukogude komplekt loodi kuulmismannekeeni nimega KEMAR (Knowles Electronics Mannequin For Acoustic Research). Mannekeeni kõrvadesse paigaldati mikrofonid, mis salvestasid heli teda ümbritsevatest allikatest. Salvestis oli heli, mis tuli mannekeeni koos kõigi muudatustega. Algoritmi eelseadistused loodi mikrofonide vastuvõetud heli ja algandmete ühendamise teel.