Ambisonics - Ambisonics

Ambisonics eski ticari markası

Ambisonics , tam küre surround ses formatıdır: yatay düzleme ek olarak, dinleyicinin üstündeki ve altındaki ses kaynaklarını kapsar.

Diğer çok kanallı surround formatların aksine, iletim kanalları hoparlör sinyallerini taşımaz. Bunun yerine, daha sonra dinleyicinin hoparlör kurulumuna çözülen B-format adlı bir ses alanının konuşmacıdan bağımsız bir temsilini içerirler . Bu ekstra adım, yapımcının hoparlör konumları yerine kaynak yönleri açısından düşünmesini sağlar ve dinleyiciye, oynatma için kullanılan hoparlörlerin düzeni ve sayısı konusunda önemli derecede esneklik sunar.

Ambisonics, 1970'lerde İngiltere'de İngiliz Ulusal Araştırma Geliştirme Kurumu'nun himayesinde geliştirildi .

Sağlam teknik temeline ve birçok avantajına rağmen, Ambisonics yakın zamana kadar ticari bir başarı elde edemedi ve yalnızca niş uygulamalarda ve kayıt meraklıları arasında varlığını sürdürdü.

Güçlü dijital sinyal işlemenin kolay kullanılabilirliği (ilk yıllarında kullanılması gereken pahalı ve hataya açık analog devrelerin aksine) ve 1990'lardan bu yana ev sineması surround ses sistemlerinin başarılı bir şekilde pazara sunulmasıyla, Ambisonics'e ilgi kayıt mühendisleri, ses tasarımcıları, besteciler, medya şirketleri, yayıncılar ve araştırmacılar geri döndü ve artmaya devam ediyor.

Tanıtım

Ambisonics, M/S (orta/yan) stereo'nun üç boyutlu bir uzantısı olarak anlaşılabilir ve yükseklik ve derinlik için ek fark kanalları ekler. Ortaya çıkan sinyal kümesine B-formatı denir . Bileşen kanalları ses basıncı (M/S cinsinden M), ön-eksi-arka ses basıncı gradyanı, sol-eksi-sağ (M/S cinsinden S) ve yukarı-eksi-aşağı için etiketlenmiştir . . ${\görüntüleme stili W}$${\görüntüleme stili X}$${\görüntüleme stili Y}$${\görüntüleme stili Z}$

Çok yönlü bir mikrofon sinyal karşılık, oysa üç uzamsal eksen boyunca yönlendirilmiş-şekli sekiz kapsüllerin alınmayı bileşenleridir. ${\görüntüleme stili W}$${\görüntüleme stili XYZ}$

Bir kaynağı kaydırma

Basit bir Ambisonic panner (veya kodlayıcı ) bir kaynak sinyali ve yatay açı ve yükseklik açısı olmak üzere iki parametre alır . Sinyali Ambisonic bileşenlerine farklı kazançlarla dağıtarak kaynağı istenilen açıda konumlandırır: ${\görüntüleme stili S}$${\görüntüleme stili \teta}$${\görüntüleme stili\phi }$

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

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

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

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

Çok yönlü olan kanal, açılardan bağımsız olarak her zaman aynı sabit giriş sinyalini alır. Diğer kanallarla aşağı yukarı aynı ortalama enerjiye sahip olacak şekilde, W yaklaşık 3 dB (tam olarak, ikiye bölünür) oranında zayıflatılır. için terimler aslında sekiz rakamlı mikrofonların kutupsal modellerini üretir (sağdaki, ikinci sıradaki resme bakın). Biz de onların değerini alır ve çarpma giriş sinyali ile sonuca ve. Sonuç, girişin tüm bileşenlerde tam olarak karşılık gelen mikrofonun alacağı kadar yüksek sesle bitmesidir. ${\görüntüleme stili W}$${\görüntüleme stili XYZ}$${\görüntüleme stili \teta}$${\görüntüleme stili\phi }$

Sanal mikrofonlar

Farklı sanal mikrofon kalıpları arasında geçiş.

B-format bileşenleri, herhangi bir yöne işaret eden herhangi bir birinci dereceden polar modele (çok yönlü, kardioid, hiperkardioid, sekiz rakamı veya aradaki herhangi bir şey) sahip sanal mikrofonlar türetmek için birleştirilebilir . Farklı parametrelere sahip bu tür birkaç mikrofon, çakışan stereo çiftleri ( Blumlein gibi ) veya surround diziler oluşturmak için aynı anda türetilebilir .

${\görüntüleme stili p}$	Desen
${\görüntüleme stili 0}$	Figür-of-sekiz
${\görüntüleme stili (0,0.5)}$	Hiper ve Süperkardioidler
${\görüntüleme stili 0,5}$	kardioid
${\görüntüleme stili (0.5,1.0)}$	Geniş kardiyoidler
${\görüntüleme stili 1.0}$	çok yönlü

Desenli yatay açıda yatay bir sanal mikrofon ile verilir ${\görüntüleme stili\Teta }$${\displaystyle 0\leq p\leq 1}$

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

Bu sanal mikrofon, serbest alan normalleştirilmiştir , yani eksen üstü sesler için sabit bir kazancı vardır. Soldaki resim, bu formülle oluşturulmuş bazı örnekleri göstermektedir.

Sanal mikrofonlar post prodüksiyonda manipüle edilebilir: istenen sesler seçilebilir, istenmeyenler bastırılabilir ve doğrudan ve yankılanan ses arasındaki denge miksaj sırasında ince ayar yapılabilir.

kod çözme

Kare bir hoparlör düzeni için saf tek bantlı faz içi kod çözücü.

Temel bir Ambisonic kod çözücü , bir dizi sanal mikrofona çok benzer. Kusursuz düzenli düzenler için, sanal bir kardioid mikrofonu her bir hoparlöre yönelterek basitleştirilmiş bir kod çözücü oluşturulabilir. İşte bir kare:

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

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

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

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

Ve bileşenlerinin işaretleri önemli kısımdır, gerisi kazanç faktörleridir. O bir düzlemde sadece dört hoparlörlü yükseklik ipuçlarını çoğaltmak mümkün olmadığından bileşeni atılır. ${\görüntüleme stili X}$${\görüntüleme stili Y}$${\görüntüleme stili Z}$

Pratikte, gerçek bir Ambisonic kod çözücünün düzgün çalışması için bir dizi psiko-akustik optimizasyon gerekir.

Daha yüksek dereceli Ambisonics

Ambisonic B-format bileşenlerinin üçüncü sıraya kadar görsel temsili. Koyu kısımlar, polaritenin ters çevrildiği bölgeleri temsil eder. İlk iki sıranın çok yönlü ve sekiz rakamlı mikrofon polar modellerine nasıl karşılık geldiğine dikkat edin.

Yukarıda açıklandığı gibi birinci dereceden Ambisonics'in uzamsal çözünürlüğü oldukça düşüktür. Pratikte, bu biraz bulanık kaynaklar anlamına gelir, ancak aynı zamanda nispeten küçük bir kullanılabilir dinleme alanı veya tatlı nokta anlamına gelir . B-formatına daha seçici yönlü bileşen grupları eklenerek çözünürlük artırılabilir ve tatlı nokta genişletilebilir. Bunlar artık geleneksel mikrofon kutup modellerine karşılık gelmiyor, daha çok yonca yapraklarına benziyorlar. Elde edilen sinyal daha sonra grubu olarak adlandırılır , ikinci , üçüncü ya da birlikte, daha yüksek dereceden Ambisonics .

Belirli bir düzen için , tam küre sistemleri, sinyal bileşenlerine ihtiyaç duyar ve bileşenlere yalnızca yatay yeniden üretim için ihtiyaç duyulur. ${\görüntüleme stili\el }$${\görüntüleme stili (\ell +1)^{2}}$${\displaystyle 2\el +1}$

Daha yüksek dereceli Ambisonics için birkaç farklı format kuralı vardır; ayrıntılar için Ambisonic veri alışverişi biçimlerine bakın .

Diğer surround formatlarla karşılaştırma

Ambisonics, bir dizi açıdan diğer surround biçimlerinden farklıdır:

• Bu ise izotropik : ana ses kaynakları ön ve bu arka kanal bir ortam veya özel efektler için sadece olduğu varsayılarak karşı herhangi bir yönden sesler, eşit muamele edilir.
• Temel yatay surround için yalnızca üç kanal ve tam küre ses alanı için dört kanal gerektirir. Temel tam küre yeniden oynatma en az altı hoparlör gerektirir (yatay için en az dört).
• Ambisonics sinyali oynatma sisteminden ayrılmıştır: hoparlör yerleşimi esnektir (makul sınırlar dahilinde) ve aynı program malzemesinin kodu değişen sayıda hoparlör için çözülebilir. Ayrıca, bir genişlik-yükseklik karışımı, içeriği tamamen kaybetmeden yalnızca yatay, stereo ve hatta mono sistemlerde oynatılabilir (sırasıyla yatay düzlemde ve ön kadranda katlanır). Bu, üreticilerin bilgi kaybı endişesi duymadan yüksekte üretimi benimsemelerini sağlar.
• Ambisonics, oynatma için ek iletim kanalları ve daha fazla hoparlör pahasına istenen herhangi bir uzaysal çözünürlüğe ölçeklenebilir. Daha yüksek dereceli malzeme aşağı doğru uyumlu kalır ve özel bir downmix gerektirmeden daha düşük uzaysal çözünürlükte oynatılabilir.
• Ambisonics'in temel teknolojisi patentsizdir ve üretim ve dinleme için eksiksiz bir araç zinciri , tüm büyük işletim sistemleri için ücretsiz yazılım olarak mevcuttur .

Olumsuz tarafı, Ambisonics:

• Öncelik etkisinden dolayı hoparlör reprodüksiyonunda son derece kararsız hayalet kaynaklara ve küçük "tatlı noktaya" eğilimlidir .
• Hoparlör dizileri üzerinden üretildiğinde geçici olarak yer değiştiren uyumlu dalga cepheleri nedeniyle tarama filtreleme yapaylıklarından kaynaklanan güçlü renklenmeye eğilimlidir.
• 1970'lerdeki başlangıcından bu yana sayısız denemeye ve olası kullanım örneklerine rağmen kalite odaklı ses mühendisleri tarafından kabul edilmedi.
• Genellikle, pratik kullanım durumlarına tekabül etmeyen yanıltıcı temsillerle pazarlanır, örneğin, tam anlamıyla küresel bir kanal dizisi ve bir dinleyicinin tam olarak ortada oturduğunu veya dalga alanı çizimlerini küçük bir frekans aralığıyla sınırlandırdığını varsayar.
• Herhangi bir büyük plak şirketi veya medya şirketi tarafından desteklenmez. Her ne kadar bir dizi Ambisonic UHJ formatı (UHJ) kodlu parça (esas olarak klasik) Spotify gibi hizmetlerde biraz zorlukla bulunabilir. [1] .
• Konvansiyonel "tek kanal, tek konuşmacı" paradigmasının aksine, insanların kavraması kavramsal olarak zordur .
• Kod çözme aşaması nedeniyle tüketicinin kurulumu daha karmaşıktır.

teorik temel

Ses alanı analizi (kodlama)

B-formatlı sinyaller, ses alanının kesik küresel harmonik ayrışmasını içerir. Bunlar karşılık gelen ses basıncı ve basınç gradyanının üç bileşen (ilgili olan karıştırılmamalıdır parçacık hızı boşlukta bir noktasında). Bunlar birlikte, mikrofonun etrafındaki bir küre üzerindeki ses alanına yaklaşır; çok kutuplu genişlemenin resmi olarak birinci dereceden kesilmesi . (mono sinyal), birinci dereceden terimler (dipoller veya sekizli rakamlar) iken, küre üzerindeki sabit bir fonksiyona karşılık gelen sıfır dereceli bilgidir . Bu birinci dereceden kesme, genel ses alanının yalnızca bir tahminidir. ${\görüntüleme stili W}$${\görüntüleme stili XYZ}$${\görüntüleme stili W}$${\görüntüleme stili XYZ}$

Daha yüksek mertebeler , küresel harmonikler açısından küre üzerindeki bir fonksiyonun çok kutuplu açılımının diğer terimlerine karşılık gelir. Uygulamada, daha yüksek dereceler, oynatma için daha fazla hoparlör gerektirir, ancak uzamsal çözünürlüğü arttırır ve ses alanının mükemmel bir şekilde yeniden üretildiği alanı genişletir (bir üst sınır frekansına kadar).

Ambisonik düzen ve frekans için bu alanın yarıçapı şu şekilde verilir: ${\görüntüleme stili r}$${\görüntüleme stili\el }$${\görüntüleme stili f}$

${\displaystyle r\yaklaşık {\frac {\ell c}{2\pi f}}}$,

nerede sesin hızını gösterir. ${\görüntüleme stili c}$

Bu alan, birinci dereceden 600 Hz veya üçüncü dereceden 1800 Hz'in üzerinde bir insan kafasından daha küçük hale gelir. 20 kHz'e kadar kafa büyüklüğünde bir ses seviyesinde doğru çoğaltma, 32 veya 1000'den fazla hoparlör siparişi gerektirir.

Mükemmel ses alanı yeniden yapılandırmasının artık mümkün olmadığı bu frekanslarda ve dinleme konumlarında , Ambisonics yeniden oluşturma, yeniden yapılandırma hatalarının varlığında bile iyi lokalizasyona izin vermek için doğru yön ipuçlarını sunmaya odaklanmalıdır.

psikoakustik

İnsan işitme cihazı, yatay düzlemde çok keskin bir lokalizasyona sahiptir (bazı deneylerde 2° kaynak ayrımı kadar iyi). Farklı frekans aralıkları için iki baskın ipucu tanımlanabilir:

Düşük frekanslı yerelleştirme

Dalga boyunun insan kafasına göre daha büyük olduğu düşük frekanslarda, gelen bir ses onun etrafında kırılır , böylece neredeyse hiç akustik gölge ve dolayısıyla kulaklar arasında seviye farkı olmaz. Bu aralıkta, mevcut tek bilgi, kulaklar arası zaman farkı veya ITD olarak adlandırılan iki kulak sinyali arasındaki faz ilişkisidir . Bu zaman farkının değerlendirilmesi , bir karışıklık konisi içinde kesin lokalizasyona izin verir : geliş açısı kesindir, ancak ITD, önden veya arkadan gelen sesler için aynıdır. Ses özne tarafından tamamen bilinmediği sürece, karışıklık genellikle kulak kepçelerinin (veya kulak kepçesinin ) neden olduğu tınısal ön-arka varyasyonları algılayarak çözülebilir .

Yüksek frekanslı yerelleştirme

Dalga boyu kafa boyutunun iki katına yaklaştıkça, faz ilişkileri belirsiz hale gelir, çünkü frekans arttıkça kulaklar arasındaki faz farkının bir, iki veya daha fazla periyoda karşılık gelip gelmediği artık net değildir. Neyse ki, kafa bu aralıkta önemli bir akustik gölge yaratacak ve bu da kulaklar arasında hafif bir seviye farklılığına neden olacaktır. Buna kulaklar arası seviye farkı veya ILD denir (aynı karışıklık konisi geçerlidir). Kombine olarak, bu iki mekanizma tüm işitme aralığında lokalizasyon sağlar.

Ambisonics'te ITD ve ILD reprodüksiyonu

Gerzon, yeniden üretilen ses alanındaki yerelleştirme ipuçlarının kalitesinin iki nesnel metriğe karşılık geldiğini göstermiştir: ITD için parçacık hız vektörünün uzunluğu ve ILD için enerji vektörünün uzunluğu . Gerzon ve (1992), Barton yatay çevre olmak için bir dekoder tanımlamak ambisonic halinde ${\displaystyle {\vec {r_{V}}}}$${\displaystyle {\vec {r_{E}}}}$

• yönleri ve en az 4 kHz'e kadar uyumlu,${\displaystyle {\vec {r_{V}}}}$${\displaystyle {\vec {r_{E}}}}$
• tüm azimut açıları için yaklaşık 400 Hz'nin altındaki frekanslarda ve${\displaystyle \|{\vec {r_{V}}}\|=1}$
• 4 kHz'e yaklaşık 700 Hz arasındaki frekanslarda, büyüklüğü olan "büyük ölçüde mümkün 360 ° ses aşamasının büyük bir parçası olarak karşısında maksimize" .${\displaystyle {\vec {r_{E}}}}$

Pratikte, çok geniş dinleme alanları için bile orta dereceli siparişlerde tatmin edici sonuçlar elde edilir.

Ses alanı sentezi (kod çözme)

Prensipte, hoparlör sinyalleri Ambisonic bileşen sinyallerinin doğrusal bir kombinasyonu kullanılarak elde edilir ; burada her sinyal, yüzeyi tüm mevcut hoparlörlerden geçen hayali bir kürenin merkezine göre hoparlörün gerçek konumuna bağlıdır. Pratikte, hoparlörlerin biraz düzensiz mesafeleri gecikme ile telafi edilebilir .

Ancak gerçek Ambisonics kod çözme , insan işitmesindeki yüksek ve düşük frekanslı ses lokalizasyon mekanizmalarındaki farklılıkları hesaba katmak için sinyallerin uzamsal eşitlenmesini gerektirir . Bir başka iyileştirme, dinleyicinin hoparlörlere olan mesafesini hesaba katar ( yakın alan telafisi ).

Mevcut dağıtım kanallarıyla uyumluluk

Ambisonics kod çözücüleri şu anda son kullanıcılara önemli bir şekilde pazarlanmamaktadır ve ticari olarak yerel Ambisonic kayıtları bulunmamaktadır. Bu nedenle, Ambisonics'te üretilen içerik, tüketicilere stereo veya ayrık çok kanallı formatlarda sunulmalıdır.

Müzik seti

Ambisonics içeriği, özel bir downmix gerektirmeden otomatik olarak stereoya katlanabilir. En basit yaklaşım, B-formatını sanal bir stereo mikrofonla örneklemektir . Sonuç, tesadüfi bir stereo kayda eşdeğerdir. Görüntüleme, mikrofon geometrisine bağlı olacaktır, ancak genellikle arka kaynaklar daha yumuşak ve dağınık şekilde yeniden üretilecektir. Dikey bilgi ( kanaldan) atlanır. ${\görüntüleme stili Z}$

Alternatif olarak, B formatı , stereo sistemlerde doğrudan oynatma için uygun olan UHJ formatına matris olarak kodlanabilir . Daha önce olduğu gibi, dikey bilgi atılacaktır, ancak sol-sağ çoğaltmaya ek olarak, UHJ arkadaki kaynakları faz dışı sinyallere çevirerek bazı yatay çevre bilgilerini korumaya çalışır. Bu, dinleyiciye bir miktar arka lokalizasyon hissi verir.

Bir Ambisonic oynatma sistemi varsa, iki kanallı UHJ'nin kodu tekrar yatay Ambisonics'e (bir miktar doğruluk kaybıyla) deşifre edilebilir. Dört kanala kadar kayıpsız UHJ (yükseklik bilgisi dahil) mevcuttur, ancak geniş bir kullanım görmemiştir. Tüm UHJ şemalarında, ilk iki kanal geleneksel sol ve sağ hoparlör beslemeleridir.

Çok kanallı formatlar

Benzer şekilde, Ambisonics malzemesinin önceden kodunun Quad , 5.1 , 7.1 , Auro 11.1 , hatta 22.2 gibi isteğe bağlı hoparlör düzenlerine yeniden manuel müdahale olmaksızın önceden çözülmesi mümkündür . LFE kanalı atlanır veya manuel olarak özel bir karışım oluşturulur. 5.1 medyaya ön kod çözme , terim artık yaygın olarak kullanılmamasına rağmen, DVD sesinin ilk günlerinde G-Format olarak biliniyordu .

Ön kod çözmenin bariz avantajı, herhangi bir surround dinleyicinin Ambisonics'i deneyimleyebilmesidir; Ortak bir ev sinema sisteminde bulunanların ötesinde özel bir donanım gerekmez. Ana dezavantaj, herhangi bir hedef hoparlör dizisine tek, standart bir Ambisonics sinyali verme esnekliğinin kaybolmasıdır: sinyal belirli bir "standart" düzeni varsayar ve farklı bir diziyle dinleyen herkes, yerelleştirme doğruluğunda bir bozulma yaşayabilir.

5.1'den yukarıya doğru olan hedef düzenleri, en azından ön kadranda, genellikle birinci dereceden Ambisonics'in uzamsal çözünürlüğünü aşar. Optimum çözünürlük için, aşırı karışmadan kaçınmak ve hedef yerleşimindeki düzensizliklerin etrafından dolaşmak için, bu tür hedeflere yönelik ön kod çözme işlemleri, yüksek dereceli Ambisonics'teki kaynak materyalden türetilmelidir.

Üretim iş akışı

Ambisonik içerik iki temel yolla oluşturulabilir: uygun bir birinci veya daha yüksek dereceli mikrofonla ses kaydederek veya ayrı monofonik kaynaklar alıp istenen konumlara kaydırarak. İçerik, B biçimindeyken de değiştirilebilir.

Ambisonik mikrofonlar

Yerel B biçimli diziler

Nimbus Records'tan Dr Jonathan Halliday tarafından tasarlanan ve yapılan dizi

Birinci derece Ambisonics'in bileşenleri, fiziksel mikrofon alma modellerine karşılık geldiğinden, üç çakışan mikrofonla doğrudan B-formatını kaydetmek tamamen pratiktir: çok yönlü bir kapsül, bir öne bakan şekil-8 kapsülü ve bir sola bakan şekil elde -8 kapsül , ve bileşenler. Bu, Nimbus Records'taki tasarımcısı Dr Jonathan Halliday'den sonra yerel veya Nimbus/Halliday mikrofon dizisi olarak adlandırılır ve burada geniş ve devam eden Ambisonic yayın serilerini kaydetmek için kullanılır. Entegre bir yerel B biçimli mikrofon olan C700S, 1990'dan beri Josephson Engineering tarafından üretilmekte ve satılmaktadır . ${\görüntüleme stili W}$${\görüntüleme stili X}$${\görüntüleme stili Y}$

Bu yaklaşımın doğasında var olan birincil zorluk, yüksek frekanslı lokalizasyon ve netliğin gerçek tesadüfe yaklaşan diyaframlara dayanmasıdır. Kapsüller dikey olarak istiflenerek yatay kaynaklar için mükemmel bir çakışma elde edilir. Bununla birlikte, yukarıdan veya aşağıdan gelen ses, teorik olarak en yüksek frekanslarda ince tarak filtreleme etkilerinden zarar görecektir. Çoğu durumda bu bir sınırlama değildir, çünkü yatay düzlemden uzaktaki ses kaynakları tipik olarak oda yankısından gelir. Ek olarak, yığılmış şekil-8 mikrofon elemanları, yığma eksenleri yönünde derin bir boşluğa sahiptir, öyle ki bu yönlerdeki birincil dönüştürücü, merkezi çok yönlü mikrofondur. Pratikte bu, alternatiflerden herhangi birinden (işlemeli tetrahedral diziler veya Z ekseni için dördüncü bir mikrofon) daha az yerelleştirme hatası üretebilir.

Yerel diziler, dördüncü bir mikrofon eklerken artan konumsal hatalar ve gölgeleme etkileri nedeniyle en yaygın olarak yalnızca yatay surround için kullanılır.

dört yüzlü mikrofon

Mükemmel bir şekilde çakışan bir mikrofon dizisi oluşturmak imkansız olduğundan, bir sonraki en iyi yaklaşım, konum hatasını mümkün olduğunca eşit bir şekilde en aza indirgemek ve dağıtmaktır. Bu, dört kardioid veya alt kardioid kapsülü bir tetrahedron içinde düzenleyerek ve tek tip dağınık alan tepkisi için eşitleyerek başarılabilir. Kapsül sinyalleri daha sonra bir matris işlemiyle B-formatına dönüştürülür.

Ambisonics dışında, tetrahedral mikrofonlar, post prodüksiyondaki esneklikleri nedeniyle stereo veya 5.1'de çalışan konum kayıt mühendisleri arasında popüler hale geldi; burada, B-formatı yalnızca sanal mikrofonlar elde etmek için bir ara madde olarak kullanılır .

Daha yüksek dereceli mikrofonlar

Birinci dereceden yukarıda, Ambisonic bileşenlerini tek mikrofon kapsülleri ile doğrudan elde etmek artık mümkün değildir. Bunun yerine, yüksek mertebeden fark sinyalleri, çok karmaşık dijital sinyal işleme kullanılarak uzamsal olarak dağıtılmış (genellikle çok yönlü) birkaç kapsülden türetilir.

em32 Eigenmike, ticari olarak satılan 32 kanallı, ambisonik bir mikrofon dizisidir.

Peter Craven ve arkadaşlarının yakın tarihli bir makalesi. (sonradan patentlidir), ilgili eşitlemenin aşırılığını azaltmak için daha yüksek dereceli mikrofonlar için çift yönlü kapsüllerin kullanımını açıklar. Bu fikir kullanılarak henüz bir mikrofon yapılmadı.

Ambisonik kaydırma

İsteğe bağlı olarak yüksek dereceli Ambisonic karışımları üretmenin en basit yolu, monofonik kaynakları alıp bir Ambisonic kodlayıcı ile konumlandırmaktır.

Tam küre kodlayıcı genellikle azimut (veya ufuk) ve yükseklik açısı olmak üzere iki parametreye sahiptir. Kodlayıcı, kaynak sinyalini Ambisonic bileşenlerine dağıtacak ve böylece kodu çözüldüğünde kaynak istenen konumda görünecektir. Daha sofistike pannerlar ayrıca, yakın alan etkisi nedeniyle mesafeye bağlı zayıflama ve bas güçlendirme ile ilgilenecek bir yarıçap parametresi sağlayacaktır.

Birinci dereceden Ambisonics için donanım kaydırma üniteleri ve karıştırıcılar 1980'lerden beri mevcuttur ve ticari olarak kullanılmaktadır. Bugün, kaydırma eklentileri ve diğer ilgili yazılım araçları, genellikle ücretsiz yazılım olarak tüm büyük dijital ses iş istasyonları için mevcuttur . Ancak, keyfi veri yolu genişliği kısıtlamaları nedeniyle, birkaç profesyonel dijital ses iş istasyonu (DAW) saniyeden daha yüksek siparişleri destekler. Önemli istisnalar vardır REAPER , Pyramix , ProTools , Nuendo ve Ardour .

Ambisonik manipülasyon

Birinci dereceden B-formatı, bir işitsel sahnenin içeriğini değiştirmek için çeşitli şekillerde manipüle edilebilir. İyi bilinen manipülasyonlar arasında "döndürme" ve "baskınlık" (kaynakların belirli bir yöne doğru veya belirli bir yöne doğru hareket ettirilmesi) yer alır.

Ek olarak, eşitleme gibi doğrusal zamanla değişmeyen sinyal işleme , tüm bileşen kanallarına eşit olarak uygulandığı sürece, ses yönlerini bozmadan B-formatına uygulanabilir.

Daha yüksek dereceli Ambisonics'teki daha yeni gelişmeler, döndürme, yansıma, hareket, 3D yankı , 5.1 veya birinci derece gibi eski formatlardan yukarı karıştırma , görselleştirme ve yöne bağlı maskeleme ve eşitleme dahil olmak üzere çok çeşitli manipülasyonlara olanak tanır .

Veri değişimi

Ambisonic B formatının cihazlar arasında ve son kullanıcılara iletilmesi, standartlaştırılmış bir değişim formatı gerektirir. Birlikte , geleneksel birinci derece B-biçimi iyi tanımlanmış ve evrensel olarak anlaşılır, bir süre desteklenmesi gerekebilir kanal düzeni ve ağırlığı hem de farklı yüksek dereceden Ambisonics için çakışan kuralları, bulunmaktadır. Geleneksel olarak, en yaygın olanı , Microsoft'un WAVE-EX dosya biçimini temel alan kaptaki Furse-Malham üst düzey.amb biçimidir. Üçüncü sıraya kadar ölçeklenir ve 4 GB dosya boyutu sınırlamasına sahiptir.

Yeni uygulamalar ve yapımlar, .cafdosya biçimini benimseyen ve 4 GB sınırını ortadan kaldıran AmbiX teklifini değerlendirmek isteyebilir . İsteğe bağlı olarak yüksek siparişlere ölçeklenir ve SN3D kodlamasını temel alır. SN3D kodlaması, Google tarafından YouTube 360 ​​formatının temeli olarak benimsenmiştir.

Mevcut gelişme

Açık kaynak

2018'den beri Opus ses codec bileşeninde ücretsiz ve açık kaynaklı bir uygulama bulunmaktadır .

Kurumsal çıkar

Google ve diğer üreticiler tarafından sanal gerçeklik için tercih edilen ses formatı olarak kabul edilmesinden bu yana , Ambisonics'e ilgi arttı.

2018'de Sennheiser VR mikrofonunu piyasaya sürdü ve Zoom bir Ambisonics Field Recorder yayınladı. Her ikisi de birinci dereceden Ambisonics üreten tetrahedral mikrofon tasarımının uygulamalarıdır.

Şu anda bir dizi şirket Ambisonics'te araştırma yürütüyor:

• BBC
• Technicolor Araştırma ve İnovasyon/Thomson Lisanslama

Dolby Laboratories , kesin işleyişi açıklanmasa da kaynak yönü ile gerçek hoparlör konumları arasında ayrıştırma uygulayan Dolby Atmos'u piyasaya sürmeden önce Barselona merkezli Ambisonics uzmanı imm sesini satın alarak (ve tasfiye ederek) Ambisonics'e "ilgi duyduğunu" ifade etti . Atmos, bir ses alanı iletmeye çalışmadığı için temelde farklı bir yaklaşım benimsiyor; ayrık ön karışımları veya gövdeleri (yani, ses verilerinin ham akışlarını) ve bunların hangi konum ve yönden geliyormuş gibi görünmesi gerektiğine dair meta veriler iletir. Daha sonra gövdelerin kodu çözülür, karıştırılır ve oynatma konumunda mevcut olan hoparlörler kullanılarak gerçek zamanlı olarak oluşturulur.

Oyunda kullanın

Yüksek dereceli Ambisonics, Codemasters tarafından geliştirilen video oyunlarında niş bir pazar buldu . Ambisonic ses motorunu kullanan ilk oyunları Colin McRae: DiRT idi , ancak bu sadece PlayStation 3 platformunda Ambisonics kullanıyordu . Onların oyunu Race Driver: GRID , Ambisonics'in kullanımını Xbox 360 platformuna genişletti ve Colin McRae: DiRT 2 , Ambisonics'i PC dahil tüm platformlarda kullanıyor.

Codemasters gelen son oyunlar, F1 2010 , Dirt 3 , F1 2011 ve Kir: Showdown tarafından işlenen, daha hızlı PC'lerde dördüncü dereceden Ambisonics kullanmak Mavi Dalga Ses 'ın Rapture3D OpenAL'in WigWare Bruce Wiggins kullanılarak üretilen sürücü ve ön karma ambisonic ses' Ambisonik Eklentiler.

OpenAL spesifikasyonunun ücretsiz ve açık kaynaklı bir uygulaması olan OpenAL Soft [2] , 3D ses oluşturmak için Ambisonics'i de kullanır. OpenAL Soft, genellikle diğer OpenAL uygulamaları için bir yedek olarak kullanılabilir ve OpenAL API'sini kullanan birkaç oyunun Ambisonics ile ses işlemesinden faydalanmasını sağlar.

OpenAL API'sini yerel olarak kullanmayan birçok oyun için, bir sarmalayıcının veya bir sarmalayıcı zincirinin kullanılması, bu oyunların dolaylı olarak OpenAL API'sini kullanmasına yardımcı olabilir. Sonuç olarak, OpenAL Soft gibi yetenekli bir OpenAL sürücüsü kullanılıyorsa bu, sesin Ambisonics'te işlenmesine yol açar.

Patentler ve ticari markalar

Ambisonic geliştirmelerini kapsayan patentlerin çoğu artık sona ermiştir ( Soundfield mikrofonunu kapsayanlar dahil ) ve sonuç olarak, temel teknoloji herkesin uygulayabileceği şekilde mevcuttur. Bunun istisnaları arasında, Dr Geoffrey Barton'un Ambisonic teorisine ( US 5594800 ) dayalı üç hoparlörlü bir stereo oluşturma sistemi olan Trifield teknolojisi ve Gerzon ve Barton'ın Viyana 1992 AES belgesine dayanan "Viyana" kod çözücüleri bulunmaktadır. düzensiz hoparlör dizilerinin kodunun çözülmesi için ( US 5757927 ).   

Ambisonics teknolojisini içeren patentlerin "havuzu", ilk olarak, 1970'lerin sonlarına kadar İngiliz buluşlarını geliştirmek ve tanıtmak ve bunları ticari üreticilere, ideal olarak tek bir lisans sahibine lisanslamak için var olan Birleşik Krallık Hükümeti Ulusal Araştırma ve Geliştirme Şirketi (NRDC) tarafından bir araya getirildi. Sistem nihai olarak Nimbus Records'a (şu anda Wyastone Estate Ltd'ye aittir) lisanslanmıştır .

"Birbirine bağlı daireler" Ambisonic logosu ( UK00001113276 ve UK00001113277 Birleşik Krallık ticari markaları ) ve metin işaretleri "AMBISONIC" ve "AMBISO N" (BK ticari markaları UK00001500177 ve UK00001112259 ), daha önce Wyastone Estate Ltd.'ye aitti, 2010 itibariyle geçerliliğini yitirmiştir.

Ayrıca bakınız

• Ambisonik üreme sistemleri
• Ambisonik kod çözme
• Ambisonik UHJ Formatı
• Ambisonic donanım listesi
• Kalıcı Ambisonic oynatma sistemlerinin listesi
• Nimbus Kayıtları
• ses alanı mikrofonu

Notlar

Referanslar

Dış bağlantılar

• Ambisonic.net web sitesi
• Ambisonia , Ambisonic kayıtlarının ve bestelerinin bir deposu
• Ambisonic.info , Ambisonic saha kayıtçısı Paul Hodges'ın web sitesi
• Parma Üniversitesi'ndeki Ambisonics kaynakları
• York Üniversitesi'nde Ambisonik kaynaklar
• Blue Ripple Sound'da Yüksek Dereceli Ambisonic Teknik Notlar