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Haben Sie bemerkt, dass Unternehmen der Unterhaltungselektronik - nicht unbedingt nur Anbieter von Audiogeräten - Schieben Sie plötzlich 3D, auch bekannt als 'immersives' Audio? Sennheiser, Smyth Research, Sony, Dolby, Amazon und Apple sind nur einige der Unternehmen, die sich aggressiv in die Welt des räumlichen Audios begeben. Während der letzten Zeit von Apple Weltweite Entwicklerkonferenz Das Unternehmen gab bekannt, dass 3D-Audio im Herbst auf AirPods Pro verfügbar sein wird. Grundsätzlich folgt Apple dem Beispiel von Dolby und anderen, indem es speziell entwickelte Filter anwendet, um das Hören von Musik in einem tatsächlichen Raum zu approximieren. Für diejenigen, die wissen, wie Menschen immersiven Klang erleben, fällt der Begriff binaural sofort ein.
Was genau ist binaurales Audio und wie kann es ein ausgefallenes Set von Ohrhörern, Kopfhörern, Lautsprechern oder sogar einer strahlformenden Soundbar liefern? Und ist hochmoderner Dolby Atmos filmischer immersiver Surround-Sound wünschenswert, wenn es um das Hören von Musik geht? Lesen Sie weiter, um die aufregende neue Welt des räumlichen Audios zu entdecken. Es könnte nur das nächste große Ding sein.
Eine binaurale Vergangenheit
1986 war ich Doktorandin und studierte Musikkomposition an der University of California in Los Angeles. Kompositions-Dissertationen werden in der Regel unter Anleitung Ihres Fakultätsgremiums verfasst und erfordern große instrumentelle Ressourcen - ein Kammerorchester oder ein volles Sinfonieorchester. Ein Besuch in der Abteilung der Musikbibliothek, in der frühere Dissertationen aufbewahrt werden, enthält ein ganzes Regal mit übergroßen, leuchtend roten Partituren mit goldenem Text auf dem Rücken - Kompositionen, die leider nie aufgeführt wurden. Meine Dissertation ist auch da. Aber im Gegensatz zu den anderen setzte das gesamte Fakultätsgremium während meiner Verteidigung meiner Abschlussarbeit Kopfhörer auf und hörte sich 18 Minuten lang aufmerksam eine binaural aufgenommene Komposition mit dem Titel an Morphismus IV für Band. Ich habe das ganze Stück in binauralem 3D-Sound aufgenommen, gemischt und präsentiert. Das Panel war angemessen beeindruckt und ich erhielt meinen Doktortitel.
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Zu dieser Zeit war ich bereits ein aktiver Toningenieur. Ich hatte ein kleines Studio in meinem Haus, besaß eine tragbare Nagra IV-S-Rolle-zu-Rolle-Maschine und machte unzählige Aufnahmen von Konzerten, Konzerten und Aufführungen, die für die Veröffentlichung auf CD vorgesehen waren. Dies war vor der Ära der kostengünstigen, tragbaren digitalen Aufzeichnung. Ich brachte ein paar Studio-Kondensatormikrofone mit, montierte sie auf einer Stereo-Bar, hob sie 12 Fuß in die Luft direkt vor dem Ensemble und hielt die Aufführungen auf meiner Stereo-Nagra fest.
1994 beauftragte mich Newport Classics, eine an der Ostküste ansässige Plattenfirma, die Pasadena Symphony mit einem binauralen Neuman KU-81-Mikrofon aufzunehmen. Es war das gleiche Stereomikrofon, das ich an der UCLA verwendet hatte. Das Neumann KU-81-Mikrofon mit der Bezeichnung 'Fritz' ist ein menschlicher Gummikopf mit zwei genau geformten 'Ohrmuscheln' oder Ohren auf jeder Seite. Hinter diesen Ohren befinden sich zwei hochwertige Kondensatormikrofone. Bei der Aufnahme von Audio oder Musik erleben Hörer mit Kopfhörern die Welt so, wie Fritz sie hört - einschließlich der gesamten Dimensionalität. Geräusche scheinen von links, rechts, oben, unten und sogar hinter dir zu kommen. In der Vergangenheit wurde binauraler Sound sehr effektiv eingesetzt, um Sie in ein realistisches Klangfeld einzutauchen - etwas, was Stereo und sogar 5.1-Surround-Systeme einfach nicht können.
Wenn Sie immersives Audio hören möchten, stehen auf YouTube viele binaurale Aufnahmen zur Verfügung, und Websites wie HeadFi.org diskutieren diese regelmäßig. Setzen Sie Ihre Kopfhörer auf und hören Sie zu. Es ist wirklich bemerkenswert.
3D Sound - Binaurale Aufnahme einer musikalischen Darbietung (feat. Peter und Kerry) Sehen Sie sich dieses Video auf YouTube an
Wie wir 3D-Sound hören
Ich habe eine Reihe von YouTube-Videos angesehen und mehr als ein paar Erklärungen darüber gelesen, wie wir in 360 Grad hören. Einige machen es richtig und andere haben keine Ahnung. Menschen haben nur zwei Ohren, aber irgendwie schafft es unser Gehirn, ein vollständig immersives 3D-Modell unserer Umgebung zu erstellen. Wäre es nicht großartig, wenn die Technologie ein völlig überzeugendes Klangmodell eines Live-Konzerts liefern oder Musik um uns herum fließen lassen könnte? Es stellt sich heraus, dass eine Vielzahl aktueller Technologien dies so gut wie kann.
Es gibt drei Schlüsselparameter, mit denen unsere Ohren und unser Gehirn den Ort eines Klangs im 3D-Raum bestimmen. Und es sind die kleinen Unterschiede dieser Parameter, die unsere beiden Ohren erfahren, die unser Gehirn verwendet, um einen Ton zu lokalisieren. Die drei Parameter sind: Entfernung, Zeit und Klangfarbe oder Filterung.
Vor einigen Jahren arbeitete ich mit einem engen Freund an einer Crowdsourcing-Kampagne für eine Soundbar, die räumliches Audio ohne Kopfhörer liefern konnte. Es wurde YARRA 3DX genannt. Das in San Diego ansässige Unternehmen sammelte über 1.100.000 US-Dollar für diese erstaunliche Beamforming-Soundbar. Ich war maßgeblich für die Kampagne verantwortlich. Ich habe mir den Namen ausgedacht, die Website erstellt, das Logo erstellt, die Kopie geschrieben und eine YouTube-Animation namens ' Wie 3D Audio funktioniert . ' Obwohl ich das Produkt aus nicht technischen Gründen nicht mehr unterstütze, kann das Video ziemlich gut erklären, wie wir in 3D hören.
- USW.
Geräusche, die unsere Ohren erreichen, kommen nicht genau zur gleichen Zeit an. Die Verzögerung oder das Delta wird als interaurale Zeitdifferenz (ITD) bezeichnet. Wenn ein Ton näher an Ihrem rechten Ohr liegt, erreicht er dieses Ohr früher als das linke Ohr. Dieser Unterschied ist frequenzabhängig und trägt hauptsächlich zur Lokalisierung von Schall entlang einer horizontalen Ebene bei. Natürlich ist es ein sehr, sehr kleiner Unterschied, aber unsere Ohren und unser Gehirn können Verzögerungen von bis zu 10 Mikrosekunden oder weniger hören. Die ITD ist ein wichtiger Hinweis bei der Bestimmung der Richtung oder des Winkels einer Schallquelle in Bezug auf unseren Kopf.
- ILD oder IID
Der interaurale Intensitätsunterschied (IID) oder der interaurale Pegeldifferenz (ILD) ist ein weiterer Faktor bei der Bestimmung des Schallorts. Ein weiter entferntes Geräusch wird über die Distanz im Quadrat um eins gedämpft. Sogar ein paar Zentimeter sind wichtig. Die IID variiert auch mit der Frequenz.
- Klangfarbe oder Filterung
Unsere Köpfe sind klanglich nicht transparent. Die Masse unserer Köpfe absorbiert und diffundiert Schallwellen, die damit in Kontakt kommen. Infolgedessen ist die Klangfarbe oder 'Farbe' eines Klangs unterschiedlich und erreicht jedes unserer Ohren. Niedrige Frequenzen haben längere Wellenlängen und können besser um unseren Kopf herumkommen. Hohe Frequenzen werden diffundiert und somit gedämpft. Das Delta im Frequenzgehalt hilft bei der Lokalisierung zusammen mit ITD und ILD.Zusätzlich haben unsere Ohrmuscheln oder die äußeren Teile unserer Ohren einen Einfluss auf den Schallort. Wenn Sie jemals bemerkt haben, dass Ihr Hund oder Ihre Katze ihre Ohren in Richtung eines Geräusches schwenken, tun sie dies, um die Schallquelle zu verstärken und zu fokussieren. Natürlich können wir unsere äußeren Ohren nicht wie unsere Haustiere bewegen, aber das Bewegen unserer Köpfe ist ähnlich. Die Form unserer Ohrmuscheln ist wahrscheinlich auch für die vertikale Lage verantwortlich.
Wie 3D Audio funktioniert Sehen Sie sich dieses Video auf YouTube an
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HRTF
HRTF steht für Head-Related Transfer Function. Die Modifikationen der Schallwellen, die durch die Vibrationen des Trommelfells in unser Innenohr gelangen, sind für jeden Einzelnen einzigartig, da keine zwei Köpfe identisch sind und die Form unserer Ohrmuscheln so einzigartig ist wie Fingerabdrücke. HRTF-Messungen wurden an Tausenden von Personen durchgeführt und liefern die Rohdaten für die Erforschung der räumlichen Lage.
Um 3D-Audioeffekte durch Signalverarbeitung zu optimieren, sollten Gerätehersteller idealerweise die Koeffizienten unserer eigenen gemessenen HRTFs verwenden. Es wurden Anstrengungen unternommen, um personalisierte Messungen mit Smartphone-Anwendungen durchzuführen. Ein Benutzer nimmt eine Reihe von Fotos oder Videos auf und ein cleverer Algorithmus erzeugt eine HRTF. Ich habe gesehen, dass dies in Pitch-Video und Marketing für eine Vielzahl von High-End-In-Ear-Monitoren und Kopfhörern verwendet wird. Der Fokus liegt auf der Personalisierung des Hörerlebnisses.
Smyth Research 'Room Realiser'
Smyth Research ist eine kleine Audio-Firma mit Sitz in Irland, die von zwei Brüdern gegründet und betrieben wird. Diese Jungs haben etwas wirklich Bemerkenswertes erreicht, wenn es darum geht, das beeindruckende Erlebnis des Hörens in einem tatsächlichen „Raum“ über Kopfhörer in Kombination mit ihrem eigenen 3D-Audio-Kopfhörerprozessor zu reproduzieren. Sie schaffen diese erstaunliche Leistung, weil sie die HRTFs ihrer Kunden in den Räumen messen, die sie neu erstellen. Ich weiß das, weil der AIX Studio-Hauptraum zu den besten Orten gehörte, an denen Sie sich messen lassen konnten. Bevor ich meine fünf B & W 801 Matrix III-Lautsprecher und den TMH 'Profunder'-Subwoofer aus meinem 30' x 25 'x 14' Mischraum herausholte, flogen Smyth Realiser-Kunden quer durch das Land, um im Studio gemessen zu werden. Ein Gentleman flog morgens aus Boston ein, ließ sich messen und flog am Abend desselben Tages nach Hause. Die Besitzer des Smyth 'Room Realiser' hatten sich herumgesprochen und konnten mit meinem 250.000-Dollar-Studio auf einer kleinen SD-Karte weggehen.
Sie haben zwei Versionen ihres 'Room Realiser' entworfen und hergestellt, den A8 und den neueren A16, der vor einigen Jahren erfolgreich bei Kickstarter finanziert wurde. Was die Smyth-Boxen meiner Erfahrung nach einzigartig macht, ist die benutzerdefinierte HRTF, die sie messen, und die aktive Bewegungsverfolgung, die sie mit einem IR-Sender auf den Kopfhörern durchführen. Wenn Sie Ihren Kopf nach beiden Seiten bewegen, bleibt die Position der Schallquellen fest. Die Geräusche bewegen sich nicht mit der Bewegung Ihres Kopfes.
Dies ahmt die Art und Weise nach, wie wir die reale Welt hören, und bis Apple bekannt gab, dass die neuen AirPods Pro eine ähnliche Strategie verfolgen würden, hatten nur wenige andere Motion Tracking in ihre Designs integriert. Anscheinend machen die Beschleunigungsmesser und Gyroskope in den AirPods Pro dies möglich, indem sie es ihnen ermöglichen, die Bewegung Ihres Kopfes zu verfolgen. Sie verfolgen auch die Position Ihres Telefons oder Tablets, um den Ursprung des Tons wahrnehmbar auf dem Bildschirm zu halten, den Sie halten.
Zugegeben, keine dieser Technologien entsteht aus einem Vakuum. Die 3D-Audiotechnologie wird dem AirPods Pro und anderen Consumer-Geräten wie dem hinzugefügt Audeze Mobius Folgen Sie vielen früheren Experimenten mit räumlichem Audio - einige erfolgreich, andere weniger -, aber es scheint, dass wir endlich einen Moment erreichen, in dem es endlich funktioniert und für den durchschnittlichen Audio-Enthusiasten endlich erreichbar ist. Die Frage ist, sind Sie über das Potenzial aufgeregt oder sind Sie skeptisch, basierend auf früheren Erfahrungen mit Vorgängern dieser neuen Technologie?
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Zusätzliche Ressourcen
• • Gibt Sony Atmos-Fans mit PlayStation 5 die Chance? bei HomeTheaterReview.com.
• • Bei AV Bliss geht es um mehr als nur Audio und Video bei HomeTheaterReview.com.