Прежде чем перейти к статье, хочу вам представить, экономическую онлайн игру Brave Knights, в которой вы можете играть и зарабатывать. Регистируйтесь, играйте и зарабатывайте!
Это система, которая улучшает звук любых наушников, повышает пространственную реализацию и практически реализует КИЗ.
«Любая достаточно развитая технология неотличима от магии», — Артур Кларк.
Вступление
Пожалуй, с этих слов я хотел бы начать свой небольшой рассказ о том, как на протяжении долгого времени хотел получить наилучший звук. Наверное, многие из вас слушали когда-нибудь хороший симфонический оркестр или, предположим, хотя бы знакомого, который играл вам какие-нибудь песенки. Мне всегда хотелось повторить этот натуральный, живой звук. Я начал собирать свою стерео-систему, в которой было множество различных аппаратов/форматов и других устройств. Примерно полгода назад я начал осознавать, что на звук очень сильно влияет помещение (а точнее эхо, реверберации комнаты и т.д.). Именно комната создавала гудение на низких частотах и невнятность на высоких. И я начал решать этот вопрос.
Первое, что пришло в голову — это понижение эха в комнате путём различных ловушек и подобных способов. Да, это действовало, но должного результата я так и не смог добиться. После были другие многочисленные способы, но и там ничего хорошего так и не получилось.
Тогда я решил: почему нельзя использовать наушники? Ведь там эхо равно практически нулю, вдобавок не буду мешать близким, могу наушники брать в поездку, не говоря уже о их малом весе и компактности.
Всё было бы хорошо, но в наушниках было очень мало объёма звука, не хватало сцены и ширины «пространства». Это надо было решать...
Я затестил большое количество софта, который был создан для того, чтобы получить объёмный звук, но все они работали странно, давали сильные искажения, и к тому же то самое нелюбимое эхо. Тогда обдумав всё, я решил создать собственную систему объемного звука. Назвать её было решено “DSystem”(дсистем).
Итак, со вступлением закончено, можно теперь перейти к тому, как работает моя система. Начнём!
Обеспечение пространственной панорамы, разборчивости и выделения сигналов на фоне других сигналов и шумов является важнейшей задачей звукорежиссера при записи и обработке звука, а поскольку это требует использования бинауральных свойств слуха, то анализ этих свойств и есть цель данной части.
Для начала надо понять, как человеческий слух определяет, откуда идёт звук. Наличие двух приемников слуха (ушей) обеспечивает человеку возможность воспринимать пространственный звуковой мир и оценивать перемещение звуковых сигналов в пространстве. Информация, которая поступает на оба слуховых канала, обрабатывается в периферической части слуховой системы (подвергается спектрально-временному анализу) и затем передается в высшие отделы головного мозга, где путем сравнения этой информации из двух разных каналов формируется единый пространственный слуховой образ.
Погрешность оценки азимута источника звука в горизонтальной плоскости спереди составляет 3...4°, а сзади и в вертикальной плоскости — примерно 10...15°, что объясняется экранирующим действием ушных раковин. Для человеческого слуха очень важна временная и интенсивная разность. Начнем по порядку:
Временная разность, это разность, которая работает на таком принципе, что звуковая волна доходит до правого и левого уха в разное время (из-за скорости звука в воздухе, причем температуру учитывать тоже надо), за счет этого наш мозг определяет, с какой стороны идёт звук.
Интенсивная разность — это когда звук в одном ухе более громкий, чем в другом, мозг будет воспринимать сигнал там, где громче. Наибольшая разность уровней звуковых давлений, действующих на левое и правое ухо, возникает при боковом положении источника (90°). К примеру, писк комара над ухом. Также на высоких частотах появляется эффект «акустической тени» — это когда голова образует препятствие, и по ВЧ уровень падает. (см. Ирина Алдошина — «Основы психоакустики». Книга очень крутая, всем рекомендую).
Также существует технология HRTF и HRIR(в общем, это эмуляция звука ушной раковины, т.е. ушная раковина под различными углами имеет разное АЧХ и ФЧХ. Благодаря этому человек также определяет, где, что и как расположено). Я её изучал, но особого эффекта она не дала, и в тоже время неплохо искажала звук. Решил пока что без неё (кому интересно, прошу почитать, интересная статья).
Реализация:
У нас есть два уха. И два динамика в каждом ухе. Теоретически, мы можем извлечь из звукового файла канал, предположим, для правой АС, и создать описание того, как будет идти звук до правого уха и до левого. Потом это всё дело вживую обрабатывать «на горячую» и получать эмуляцию идеальных АС в безэховой камере. У такого способа еще и реверберации нет. А объем есть.
PROFIT!
А теперь на примере. Предположим у нас есть сигнал(к примеру, барабан), мы берем сигнал с левого канала, благодаря особым расчетам получаем, что сигнал будет идти до правого канала на 0.0003 с дольше (используем задержки как в автозвуке или в домашних кинотеатрах), снижаем все частоты канала с обработкой до 1 кГц на -6 дб, а после 1 кГц — на -9 дб. и отправляем это всё в правый канал наушников. (Это всё было сделано практическими расчетами. ВАЖНО: учитывать расстояние между ушами (у меня сейчас оно 13.5 см) и расстояние до воображаемых АС. Можно также учитывать температуру воздуха).
Иии... это сработало!!! С хорошими наушниками получилось полностью забыть про то, где находятся динамики, звук крутится вокруг головы, и удовольствие от музыки есть. А самое главное — никакого эха. Я решил написать небольшой плагин, который пока что в стадии разработки, но иными путями (через аудиоредакторы) я смог получить файлы с музыкой разных жанров. И они где-то тут должны появиться.
По сути, в ближайшем будущем хочу дописать VST плагин, и дальше развивать проект.
На данный момент это всё выглядит так:
В заключение всего вышесказанного хотелось бы отметить, что в будущем по этому проекту будут ещё доработки и т.д. и т.п.
Жду критики и предложений! Спасибо за внимание!
Информация:
Ирина Алдошина - Основы психоакустики
О HRTF и HRIR
Ссылка на музло
