Ambisonice - Ambisonics

Fostă marcă comercială a ambisonicilor

Ambisonics este un format de sunet surround cu sferă completă : pe lângă planul orizontal, acoperă sursele de sunet de deasupra și de sub ascultător.

Spre deosebire de alte formate surround multicanal, canalele sale de transmisie nu poartă semnale difuzoare. În schimb, acestea conțin o reprezentare independentă de difuzor a unui câmp sonor numit format B , care este apoi decodat la configurarea difuzorului ascultătorului. Acest pas suplimentar permite producătorului să gândească mai degrabă în direcțiile sursei decât în pozițiile difuzoarelor și oferă ascultătorului un grad considerabil de flexibilitate în ceea ce privește aspectul și numărul de difuzoare utilizate pentru redare.

Ambisonics a fost dezvoltat în Marea Britanie în anii 1970 sub auspiciile British National Research Development Corporation .

În ciuda bazei sale tehnice solide și a numeroaselor avantaje, Ambisonics nu a avut până de curând un succes comercial și a supraviețuit doar în aplicații de nișă și în rândul pasionaților de înregistrări.

Cu disponibilitatea ușoară a procesării puternice a semnalului digital (spre deosebire de circuitele analogice scumpe și predispuse la erori care trebuiau utilizate în primii ani) și introducerea cu succes pe piață a sistemelor de sunet surround home theater din anii 1990, interesul pentru Ambisonics printre inginerii de înregistrări, designeri de sunet, compozitori, companii media, radiodifuzori și cercetători s-au întors și continuă să crească.

Introducere

Ambisonicele pot fi înțelese ca o extensie tridimensională a stereo M / S (mijloc / lateral) , adăugând canale de diferență suplimentare pentru înălțime și adâncime. Setul de semnal rezultat este numit B-format . Canalele sale componente sunt etichetate pentru presiunea acustică (M în M / S), pentru gradientul de presiune acustică față-minus-spate, pentru stânga-minus-dreapta (S în M / S) și pentru sus-minus-jos . ${\ displaystyle W}$ ${\ displaystyle X}$ ${\ displaystyle Y}$ ${\ displaystyle Z}$

Cele mai corespunde semnal la un microfon omnidirecțional, în timp ce sunt componentele care vor fi ridicate de către figura-de-opt capsule orientate de-a lungul celor trei axe spațiale. ${\ displaystyle W}$ ${\ displaystyle XYZ}$

Panoramarea unei surse

Un simplu paner Ambisonic (sau codificator ) ia un semnal sursă și doi parametri, unghiul orizontal și unghiul de înălțime . Poziționează sursa la unghiul dorit distribuind semnalul peste componentele ambisonice cu câștiguri diferite: ${\ displaystyle S}$ ${\ displaystyle \ theta}$ ${\ displaystyle \ phi}$

{\ displaystyle W = S \ cdot {\ frac {1} {\ sqrt {2}}}}

{\ displaystyle X = S \ cdot \ cos \ theta \ cos \ phi}

{\ displaystyle Y = S \ cdot \ sin \ theta \ cos \ phi}

{\ displaystyle Z = S \ cdot \ sin \ phi}

Fiind omnidirecțional, canalul primește întotdeauna același semnal de intrare constant, indiferent de unghiuri. Pentru a avea mai mult sau mai puțin aceeași energie medie ca și celelalte canale, W este atenuat cu aproximativ 3 dB (exact, împărțit la rădăcina pătrată a două). Termenii pentru produc de fapt modelele polare ale microfoanelor cu cifră de opt (vezi ilustrația din dreapta, al doilea rând). Luăm valoarea lor la și , și înmulțim rezultatul cu semnalul de intrare. Rezultatul este că intrarea se termină în toate componentele exact la fel de tare pe cât l-ar fi luat microfonul corespunzător. ${\ displaystyle W}$ ${\ displaystyle XYZ}$ ${\ displaystyle \ theta}$ ${\ displaystyle \ phi}$

Microfoane virtuale

Transformarea între diferite modele de microfon virtual.

Componentele în format B pot fi combinate pentru a obține microfoane virtuale cu orice model polar de ordinul întâi (omnidirecțional, cardioid, hipercardioid, cifră de opt sau orice altceva între ele) orientat în orice direcție. Mai multe astfel de microfoane cu parametri diferiți pot fi derivate în același timp, pentru a crea perechi stereo coincidente (cum ar fi un Blumlein ) sau tablouri surround.

${\ displaystyle p}$	Model
${\ displaystyle 0}$	Figura din opt
${\ displaystyle (0,0.5)}$	Hiper- și Supercardioizi
${\ displaystyle 0.5}$	Cardioid
${\ displaystyle (0.5,1.0)}$	Cardioide largi
${\ displaystyle 1.0}$	Omnidirecțional

Un microfon virtual orizontal la unghi orizontal cu model este dat de ${\ displaystyle \ Theta}$ ${\ displaystyle 0 \ leq p \ leq 1}$

{\ displaystyle M (\ Theta, p) = p {\ sqrt {2}} W + (1-p) (\ cos \ Theta X + \ sin \ Theta Y)}

.

Acest microfon virtual este normalizat în câmp liber , ceea ce înseamnă că are un câștig constant de unul pentru sunetele pe axă. Ilustrația din stânga prezintă câteva exemple create cu această formulă.

Microfoanele virtuale pot fi manipulate în postproducție: sunetele dorite pot fi selectate, cele nedorite suprimate, iar echilibrul dintre sunetul direct și reverberant poate fi reglat în timpul mixării.

Decodare

Decodor naiv cu o singură bandă, pentru o dispunere pătrată a difuzoarelor.

Un decodor Ambisonic de bază este foarte similar cu un set de microfoane virtuale. Pentru aspectele perfect regulate, un decodor simplificat poate fi generat prin îndreptarea unui microfon cardioid virtual în direcția fiecărui difuzor. Iată un pătrat:

{\ displaystyle LF = ({\ sqrt {2}} W + X + Y) {\ sqrt {8}}}

{\ displaystyle LB = ({\ sqrt {2}} W-X + Y) {\ sqrt {8}}}

{\ displaystyle RB = ({\ sqrt {2}} WXY) {\ sqrt {8}}}

{\ displaystyle RF = ({\ sqrt {2}} W + XY) {\ sqrt {8}}}

Semnele și componentele sunt partea importantă, restul sunt factori de câștig. Componenta este eliminată, deoarece nu este posibil de a reproduce indiciilor înălțime cu doar patru difuzoare într - un singur plan. ${\ displaystyle X}$ ${\ displaystyle Y}$ ${\ displaystyle Z}$

În practică, un decodor Ambisonic real necesită o serie de optimizări psihoacustice pentru a funcționa corect.

Ambisonice de ordin superior

Reprezentare vizuală a componentelor formatului Ambisonic B până la ordinea a treia. Porțiunile întunecate reprezintă regiuni în care polaritatea este inversată. Rețineți că primele două rânduri corespund modelelor polare omnidirecționale și figurii din opt.

Rezoluția spațială a ambisonicilor de ordinul întâi descrisă mai sus este destul de redusă. În practică, acest lucru se traduce prin surse ușor neclare, dar și printr-o zonă de ascultare utilizabilă comparabil mică sau punct dulce . Rezoluția poate fi mărită și punctul dulce mărit prin adăugarea de grupuri de componente direcționale mai selective în formatul B. Acestea nu mai corespund modelelor polare convenționale ale microfonului, ci mai degrabă arată ca frunzele de trifoi. Setul de semnal rezultat este apoi numit al doilea - , terțe , care au , sau colectiv, de ordin superior Ambisonics .

Pentru o comandă dată , sistemele cu sferă completă necesită componente de semnal, iar componentele sunt necesare pentru reproducerea numai pe orizontală. ${\ displaystyle \ ell}$ ${\ displaystyle (\ ell +1) ^ {2}}$ ${\ displaystyle 2 \ ell +1}$

Există mai multe convenții de format diferite pentru ambisonici de ordin superior; pentru detalii, consultați formatele de schimb de date Ambisonic .

Comparație cu alte formate surround

Ambisonicele diferă de alte formate surround în mai multe aspecte:

Este izotrop : sunetele din orice direcție sunt tratate în mod egal, spre deosebire de presupunerea că principalele surse de sunet sunt frontale și că canalele din spate sunt doar pentru ambianță sau efecte speciale.
Necesită doar trei canale pentru surround orizontal de bază și patru canale pentru un câmp de sunet cu sferă completă. Redarea de bază a întregii sfere necesită minimum șase difuzoare (minimum patru pentru orizontală).
Semnalul Ambisonics este decuplat de sistemul de redare: plasarea difuzoarelor este flexibilă (în limite rezonabile) și același material al programului poate fi decodat pentru un număr diferit de difuzoare. Mai mult, un mix de lățime-înălțime poate fi redat pe sisteme numai orizontale, stereo sau chiar mono, fără a pierde conținutul în întregime (va fi pliat pe plan orizontal și respectiv pe cadranul frontal). Acest lucru permite producătorilor să adopte o producție cu înălțime fără a se îngrijora de pierderea informațiilor.
Ambisonicele pot fi reduse la orice rezoluție spațială dorită la costul canalelor de transmisie suplimentare și a mai multor difuzoare pentru redare. Materialul de ordin superior rămâne compatibil în jos și poate fi redat la o rezoluție spațială mai mică fără a necesita un mixaj special.
Tehnologia de bază a Ambisonics nu conține brevete, iar un lanț complet de instrumente pentru producție și ascultare este disponibil ca software gratuit pentru toate sistemele de operare majore .

Dezavantajul este că Ambisonics este:

Predispus la surse fantomă extrem de instabile și la un „punct dulce” mic în reproducerea difuzoarelor datorită efectului de prioritate .
Este predispus la o colorare puternică de la artefacte de filtrare pe pieptene datorită fronturilor de undă coerente deplasate temporar atunci când sunt produse prin tablouri de difuzoare.
Nu este acceptat de inginerii audio orientați spre calitate, în ciuda nenumăratelor încercări și posibile cazuri de utilizare de la înființarea sa în anii 1970.
Adesea comercializat cu reprezentări înșelătoare care nu corespund unor cazuri practice de utilizare, de exemplu presupunând o matrice de canale strict sferică și un ascultător așezat exact în mijloc sau limitând graficele de câmp de undă la un interval de frecvență mic.
Nu este acceptat de nici o casă de discuri sau de o companie de presă importantă. Deși o serie de piese codificate în format UHJ Ambisonic (UHJ) (în principal clasice) pot fi localizate, dacă au o anumită dificultate, pe servicii precum Spotify. [1] .
Conceptual dificil de înțeles de către oameni, spre deosebire de paradigma convențională „un canal, un singur vorbitor” .
Mai complicat de configurat pentru consumator, din cauza etapei de decodare.

Fundamente teoretice

Analiza câmpului sonor (codificare)

Semnalele în format B cuprind o descompunere armonică sferică trunchiată a câmpului sonor. Ele corespund presiunii sonore și celor trei componente ale gradientului de presiune (care nu trebuie confundate cu viteza particulelor aferente ) într-un punct din spațiu. Împreună, acestea aproximează câmpul sonor pe o sferă din jurul microfonului; formal trunchierea de primul ordin a expansiunii multipolare . (semnalul mono) este informația de ordine zero, corespunzătoare unei funcții constante pe sferă, în timp ce sunt termenii de ordinul întâi (dipoli sau cifre de opt). Această trunchiere de ordinul întâi este doar o aproximare a câmpului sonor general. ${\ displaystyle W}$ ${\ displaystyle XYZ}$ ${\ displaystyle W}$ ${\ displaystyle XYZ}$

Cele comenzi mai mari corespund unor termeni suplimentari ale expansiunii multipolar unei funcții asupra sferei în ceea ce privește armonicele sferice. În practică, comenzile superioare necesită mai multe difuzoare pentru redare, dar măresc rezoluția spațială și mărește zona în care câmpul sonor este reprodus perfect (până la o frecvență la limita superioară).

Raza acestei zone pentru ordinea și frecvența ambisonică este dată de ${\ displaystyle r}$ ${\ displaystyle \ ell}$ ${\ displaystyle f}$

{\ displaystyle r \ approx {\ frac {\ ell c} {2 \ pi f}}}

,

unde denotă viteza sunetului. ${\ displaystyle c}$

Această zonă devine mai mică decât un cap uman peste 600 Hz pentru ordinul I sau 1800 Hz pentru ordinul III. Reproducerea exactă într-un volum de până la 20 kHz ar necesita o comandă de 32 sau mai mult de 1000 de difuzoare.

La acele frecvențe și poziții de ascultare în care reconstrucția perfectă a câmpului sonor nu mai este posibilă, reproducerea ambisonică trebuie să se concentreze pe furnizarea indicilor direcționali corecți pentru a permite o localizare bună chiar și în prezența erorilor de reconstrucție.

Psihoacustica

Aparatul auditiv uman are o localizare foarte puternică pe plan orizontal (la fel de bine ca separarea sursei de 2 ° în unele experimente). Pot fi identificate două indicii predominante, pentru intervale de frecvență diferite:

Localizare cu frecvență joasă

La frecvențe joase, unde lungimea de undă este mare în comparație cu capul uman, un sunet de intrare difractează în jurul său, astfel încât nu există practic nicio umbră acustică și deci nu există diferență de nivel între urechi. În acest interval, singura informație disponibilă este relația de fază dintre cele două semnale ale urechii, numită diferență de timp interaurală sau ITD . Evaluarea acestei diferențe de timp permite localizarea precisă într-un con de confuzie : unghiul de incidență nu este ambiguu, dar ITD este același pentru sunetele din față sau din spate. Atâta timp cât sunetul nu este total necunoscut subiectului, confuzia poate fi de obicei rezolvată prin percepția variațiilor timbrale față-spate cauzate de clapele urechii (sau pinne ).

Localizare de înaltă frecvență

Pe măsură ce lungimea de undă se apropie de două ori mărimea capului, relațiile de fază devin ambigue, deoarece nu mai este clar dacă diferența de fază dintre urechi corespunde cu una, două sau chiar mai multe perioade pe măsură ce frecvența crește. Din fericire, capul va crea o umbră acustică semnificativă în acest interval, ceea ce provoacă o ușoară diferență de nivel între urechi. Aceasta se numește diferență de nivel interaurală sau ILD (se aplică același con de confuzie). Combinate, aceste două mecanisme asigură localizarea pe întreaga gamă de auz.

Reproducerea ITD și ILD în ambisonice

Gerzon a arătat că calitatea indicilor de localizare în câmpul sonor reprodus corespunde a două metrici obiective: lungimea vectorului vitezei particulelor pentru ITD și lungimea vectorului de energie pentru ILD. Gerzon și Barton (1992) definesc un decodor pentru surround orizontal care să fie ambisonic dacă ${\ displaystyle {\ vec {r_ {V}}}}$ ${\ displaystyle {\ vec {r_ {E}}}}$

direcțiile și sunt de acord până la cel puțin 4 kHz, ${\ displaystyle {\ vec {r_ {V}}}}$ ${\ displaystyle {\ vec {r_ {E}}}}$
la frecvențe sub aproximativ 400 Hz, pentru toate unghiurile azimutale și ${\ displaystyle \ | {\ vec {r_ {V}}} \ | = 1}$
la frecvențe de la aproximativ 700 Hz la 4 kHz, magnitudinea este „maximizată în mod substanțial pe o parte cât mai mare posibilă a scenei sonore 360 °” . ${\ displaystyle {\ vec {r_ {E}}}}$

În practică, se obțin rezultate satisfăcătoare la comenzi moderate chiar și pentru zone de ascultare foarte mari.

Sinteza câmpului sonor (decodare)

În principiu, semnalele difuzoarelor sunt derivate prin utilizarea unei combinații liniare a semnalelor componente ambisonice, în care fiecare semnal este dependent de poziția reală a difuzorului în raport cu centrul unei sfere imaginare a cărei suprafață trece prin toate difuzoarele disponibile. În practică, distanțele ușor neregulate ale difuzoarelor pot fi compensate cu întârziere .

Adevărata decodificare Ambisonică necesită egalizarea spațială a semnalelor pentru a explica diferențele dintre mecanismele de localizare a sunetului cu frecvență înaltă și joasă în auzul uman. Un alt rafinament explică distanța ascultătorului de difuzoare ( compensare în câmpul apropiat ).

Compatibilitate cu canalele de distribuție existente

Decodificatoarele Ambisonics nu sunt comercializate în prezent pentru utilizatorii finali într-un mod semnificativ și nu sunt disponibile comercial înregistrări Ambisonic native. Prin urmare, conținutul care a fost produs în Ambisonics trebuie să fie pus la dispoziția consumatorilor în formate stereo sau discrete multicanal.

Stereo

Conținutul ambisonic poate fi pliat automat în stereo, fără a necesita un downmix dedicat. Cea mai simplă abordare este de a testa formatul B cu un microfon stereo virtual . Rezultatul este echivalent cu o înregistrare stereo coincidentă. Imaginea va depinde de geometria microfonului, dar de obicei sursele din spate vor fi reproduse mai ușor și difuz. Informațiile verticale (de pe canal) sunt omise. ${\ displaystyle Z}$

Alternativ, formatul B poate fi codat matricial în format UHJ , care este potrivit pentru redarea directă pe sisteme stereo. La fel ca înainte, informațiile verticale vor fi aruncate, dar pe lângă reproducerea stânga-dreapta, UHJ încearcă să păstreze o parte din informațiile surround orizontale prin traducerea surselor din spate în semnale defazate. Acest lucru oferă ascultătorului o anumită senzație de localizare din spate.

UHJ cu două canale poate fi, de asemenea, decodat înapoi în ambisonice orizontale (cu o anumită pierdere de precizie), dacă este disponibil un sistem de redare ambisonic. UHJ fără pierderi de până la patru canale (inclusiv informații despre înălțime) există, dar nu a văzut niciodată o utilizare largă. În toate schemele UHJ, primele două canale sunt fluxuri convenționale de difuzoare stânga și dreapta.

Formate multicanal

În mod similar, este posibil să pre-decodificați materialul Ambisonics în formate de difuzoare arbitrare, cum ar fi Quad , 5.1 , 7.1 , Auro 11.1 sau chiar 22.2 , din nou, fără intervenție manuală. Canalul LFE este fie omis, fie este creat manual un mix special. Pre-decodarea la media 5.1 a fost cunoscută sub numele de G-Format în primele zile ale DVD-ului audio, deși termenul nu mai este utilizat în mod obișnuit.

Avantajul evident al pre-decodării este că orice ascultător surround poate experimenta Ambisonics; nu este necesar niciun hardware special dincolo de cel găsit într-un sistem comun de home theater. Principalul dezavantaj este că se pierde flexibilitatea redării unui singur semnal standard Ambisonics către orice matrice de difuzoare țintă: semnalul presupune un aspect specific „standard” și oricine ascultă cu o matrice diferită poate experimenta o degradare a preciziei localizării.

Aspectele țintă de la 5.1 în sus depășesc de obicei rezoluția spațială a ambisonicilor de ordinul întâi, cel puțin în cadranul frontal. Pentru o rezoluție optimă, pentru a evita diafragma excesivă și pentru a se orienta în jurul neregulilor de aspect al țintei, pre-decodificările pentru astfel de ținte ar trebui să fie derivate din materialul sursă în ambisonice de ordin superior.

Flux de lucru de producție

Conținutul ambisonic poate fi creat în două moduri de bază: prin înregistrarea unui sunet cu un microfon adecvat de ordinul întâi sau superior sau prin luarea unor surse monofonice separate și deplasarea acestora în pozițiile dorite. Conținutul poate fi, de asemenea, manipulat în timp ce este în format B.

Microfoane ambisonice

Tablouri native în format B.

Matricea proiectată și realizată de Dr. Jonathan Halliday de la Nimbus Records

Deoarece componentele Ambisonicelor de ordinul întâi corespund modelelor fizice de preluare a microfonelor, este complet practic să înregistrați formatul B direct, cu trei microfoane coincidente: o capsulă omnidirecțională, o capsulă cu figura 8 orientată spre înainte și o figură spre stânga -8 capsulă, producând , și componente. Aceasta este denumită o matrice de microfoane native sau Nimbus / Halliday , după designerul său, Jonathan Halliday la Nimbus Records , unde este folosită pentru a înregistra seria lor extinsă și continuă de lansări Ambisonic. Microfon nativ integrat în format B, C700S a fost fabricat și vândut de Josephson Engineering din 1990. ${\ displaystyle W}$ ${\ displaystyle X}$ ${\ displaystyle Y}$

Principala dificultate inerentă acestei abordări este că localizarea și claritatea de înaltă frecvență se bazează pe diafragmele care se apropie de adevărata coincidență. Prin stivuirea capsulelor pe verticală, se obține o coincidență perfectă pentru sursele orizontale. Cu toate acestea, sunetul de sus sau de jos va suferi teoretic efectele de filtrare a pieptenelor subtile la cele mai mari frecvențe. În majoritatea cazurilor, aceasta nu este o limitare, deoarece sursele de sunet îndepărtate de planul orizontal sunt, de obicei, de reverberația camerei. În plus, elementele de microfon stivuite din figura 8 au un adânc nul în direcția axei lor de stivuire, astfel încât traductorul primar în acele direcții este microfonul central omnidirecțional. În practică, aceasta poate produce mai puține erori de localizare decât oricare dintre alternative (tablouri tetraedrice cu procesare sau un al patrulea microfon pentru axa Z).

Tablourile native sunt cel mai frecvent utilizate pentru surround-orizontal, din cauza erorilor de poziție și a efectelor de umbrire în creștere la adăugarea unui al patrulea microfon.

Microfonul tetraedric

Deoarece este imposibil să construim o matrice de microfoane perfect coincidente, următoarea cea mai bună abordare este de a minimiza și distribui eroarea de poziție cât mai uniform posibil. Acest lucru se poate realiza prin aranjarea a patru capsule cardioide sau sub-cardioide într-un tetraedru și egalizarea pentru un răspuns uniform pe câmp difuz. Semnalele capsulei sunt apoi convertite în format B cu o operație matricială.

În afara Ambisonicelor, microfoanele tetraedrice au devenit populare printre inginerii de înregistrare a locației care lucrează în stereo sau 5.1 pentru flexibilitatea lor în post-producție; aici, formatul B este utilizat doar ca intermediar pentru a obține microfoane virtuale .

Microfoane de ordin superior

Peste ordinea întâi, nu mai este posibil să se obțină componente Ambisonic direct cu capsule cu microfon unic. În schimb, semnalele de diferență de ordin superior sunt derivate din mai multe capsule distribuite spațial (de obicei omnidirecționale) folosind procesarea digitală a semnalului foarte sofisticată.

Emigen Eigenmike este un set de microfoane ambisonice cu 32 de canale disponibile în comerț.

O lucrare recentă a lui Peter Craven și colab. (brevetat ulterior) descrie utilizarea capsulelor bidirecționale pentru microfoane de ordin superior pentru a reduce extremitatea egalizării implicate. Nu s-au făcut încă microfoane folosind această idee.

Panoramarea ambisonică

Cel mai simplu mod de a produce amestecuri ambisonice de ordin arbitrar ridicat este de a lua surse monofonice și de a le poziționa cu un codificator ambisonic.

Un codificator cu sferă completă are de obicei doi parametri, azimut (sau orizont) și unghi de înălțime. Codificatorul va distribui semnalul sursă componentelor Ambisonic astfel încât, atunci când este decodat, sursa să apară în locația dorită. Panourile mai sofisticate vor oferi suplimentar un parametru de rază care va avea grijă de atenuarea dependentă de distanță și de amplificarea basului datorită efectului câmpului apropiat.

Unitățile de panou hardware și mixerele pentru ambisonice de primă ordine sunt disponibile din anii 1980 și au fost utilizate comercial. Astăzi, pluginurile de panoramare și alte instrumente software conexe sunt disponibile pentru toate stațiile de lucru audio digitale majore, adesea ca software gratuit . Cu toate acestea, din cauza restricțiilor arbitrare de lățime a magistralei, puține stații de lucru digitale audio profesionale (DAW) acceptă comenzi mai mari decât secundele. Excepții notabile sunt REAPER , Pyramix , ProTools , Nuendo și Ardor .

Manipulare ambisonică

Formatul B de ordinul întâi poate fi manipulat în diferite moduri pentru a schimba conținutul unei scene auditive. Manipularile binecunoscute includ „rotația” și „dominanța” (deplasarea surselor către sau departe de o anumită direcție).

În plus, procesarea liniară a semnalului invariant în timp, cum ar fi egalizarea, poate fi aplicată în formatul B fără a perturba direcțiile sonore, atâta timp cât se aplică în mod egal tuturor canalelor componente.

Dezvoltări mai recente în Ambisonics de ordin superior permit o gamă largă de manipulări, inclusiv rotație, reflecție, mișcare, reverb 3D , amestecarea de la formate vechi, cum ar fi 5.1 sau primul ordin, vizualizare și mascare și egalizare dependente de direcție.

Schimb de date

Transmiterea formatului Ambisonic B între dispozitive și către utilizatorii finali necesită un format de schimb standardizat. În timp ce formatul tradițional de prim ordin B este bine definit și înțeles universal, există convenții conflictuale pentru ambisonice de ordin superior, care diferă atât în ceea ce privește ordinea canalului, cât și în ponderare, care ar trebui să fie acceptate de ceva timp. În mod tradițional, cel mai răspândit este formatul de comandă superioară Furse-Malham în .ambcontainer, bazat pe formatul de fișier WAVE-EX de la Microsoft. Se ridică la ordinea a treia și are o limitare a dimensiunii fișierului de 4 GB.

Noile implementări și producții ar putea dori să ia în considerare propunerea AmbiX, care adoptă .cafformatul de fișier și elimină limita de 4 GB. Se ridică la comenzi arbitrare ridicate și se bazează pe codarea SN3D. Codificarea SN3D a fost adoptată de Google ca bază pentru formatul său YouTube 360.

Dezvoltarea actuală

Sursa deschisa

Din 2018 există o implementare gratuită și open source în codecul de sunet Opus .

Interes corporativ

De la adoptarea sa de către Google și alți producători ca format audio preferat pentru realitatea virtuală , Ambisonics a văzut un interes crescut.

În 2018, Sennheiser și-a lansat microfonul VR, iar Zoom a lansat un Ambisonics Field Recorder. Ambele sunt implementări ale designului microfonului tetraedric care produce ambisonice de ordinul întâi.

O serie de companii efectuează în prezent cercetări în ambisonică:

BBC
Cercetare și inovare Technicolor / Licențierea Thomson

Laboratoarele Dolby și- au exprimat „interesul” pentru Ambisonics prin achiziționarea (și lichidarea) sunetului im specialist în Ambisonics din Barcelona înainte de lansarea Dolby Atmos , care, deși funcționarea sa precisă nu este dezvăluită, implementează decuplarea între direcția sursei și pozițiile reale ale difuzoarelor. Atmos adoptă o abordare fundamental diferită prin aceea că nu încearcă să transmită un câmp sonor; transmite premixuri sau tulpini discrete (adică fluxuri brute de date sonore) împreună cu metadate despre ce locație și direcție ar trebui să pară că provin. Tulpinile sunt apoi decodate, amestecate și redate în timp real folosind orice difuzoare sunt disponibile în locația de redare.

Utilizare în jocuri

Ambisonics de ordin superior a găsit o piață de nișă în jocurile video dezvoltate de Codemasters . Primul lor joc care a folosit un motor audio Ambisonic a fost Colin McRae: DiRT , cu toate acestea, acesta a folosit Ambisonics doar pe platforma PlayStation 3 . Jocul lor Race Driver: GRID a extins utilizarea Ambisonics pe platforma Xbox 360 , iar Colin McRae: DiRT 2 utilizează Ambisonics pe toate platformele, inclusiv pe PC.

Cele mai recente jocuri de la Codemasters, F1 2010 , Dirt 3 , F1 2011 și Dirt: Showdown , utilizați Ambisonics a patra ordine pe PC - uri mai rapide, redat de albastru Ripple Sound 's Rapture3D OpenAL conducător auto și pre-amestecat audio Ambisonic produse folosind Bruce Wiggins' WigWare Pluginuri ambisonice.

OpenAL Soft [2] , o implementare gratuită și open source a specificației OpenAL, folosește, de asemenea, Ambisonics pentru a reda audio 3D. OpenAL Soft poate fi adesea folosit ca înlocuitor pentru alte implementări OpenAL, permițând mai multor jocuri care utilizează OpenAL API să beneficieze de redarea audio cu Ambisonics.

Pentru multe jocuri care nu folosesc API OpenAL în mod nativ, utilizarea unui wrapper sau a unui lanț de împachetări poate ajuta la utilizarea acestor jocuri în mod indirect API OpenAL. În cele din urmă, acest lucru duce la redarea sunetului în Ambisonics dacă se folosește un driver OpenAL capabil, cum ar fi OpenAL Soft.

Brevete și mărci comerciale

Majoritatea brevetelor care acoperă dezvoltările Ambisonic au expirat (inclusiv cele care acoperă microfonul Soundfield ) și, ca rezultat, tehnologia de bază este disponibilă pentru implementarea oricui. Excepții de la aceasta includ tehnologia Trifield a Dr. Geoffrey Barton , care este un sistem de redare stereo cu trei difuzoare bazat pe teoria ambisonică ( US 5594800 ) și așa-numitele decodificatoare „Viena”, bazate pe lucrarea Geron și Barton din Viena 1992 AES, care sunt destinate pentru decodificarea în tablouri de difuzoare neregulate ( US 5757927 ).

„Grupul” de brevete care cuprinde tehnologia Ambisonics a fost inițial asamblat de către Guvernul Regatului Unit National Research & Development Corporation (NRDC), care a existat până la sfârșitul anilor 1970 pentru a dezvolta și promova invențiile britanice și pentru a le acorda licență producătorilor comerciali - în mod ideal unui singur licențiat. Sistemul a fost licențiat în cele din urmă către Nimbus Records (deținută acum de Wyastone Estate Ltd).

Sigla Ambisonic „cercuri interblocate” (mărci comerciale britanice UK00001113276 și UK00001113277 ), precum și marcajele text „AMBISONIC” și „AMBISO N” (mărci comerciale britanice UK00001500177 și UK00001112259 ), deținute anterior de Wyastone Estate Ltd., au expirat începând cu 2010.

Vezi si

Note

Referințe

linkuri externe

Site- ul Ambisonic.net
Ambisonia , un depozit de înregistrări și compoziții Ambisonic
Ambisonic.info , site-ul înregistratorului de teren Ambisonic Paul Hodges
Resurse ambisonice la Universitatea din Parma
Resurse ambisonice la Universitatea din York
Note tehnice ambisonice de ordin superior la Blue Ripple Sound

Languages

In other projects