25.05.2017 | Филип Бетге | Перевод: Владимир Широков

Третье измерение звука

С помощью новых технологий инженеры добиваются идеального звучания, и скоро мы сможем бродить по обманчиво реалистичным звуковым мирам

Фото: Shutterstock

Новые технологии записи и воспроизведения звука могут сделать его объемным, направленным и даже персональным. Благодаря этому музыка, фильмы и компьютерные игры приобретают иллюзию реальности. Но действительно ли это то, что нам нужно?

Радостный вой, барабаны, овации: ликование футбольных болельщиков обрушивается со всех сторон. Оно разрастается, затем затухает, чтобы снова раздаться ревом из тысяч глоток. «Сейчас я вас отправлю на стадион», – предупредил меня Клистоф Сладечек, прежде чем включить колонки на полную громкость. Если закрыть глаза, то возникает чувство, будто мы действительно стоим на трибуне. На самом деле Сладечек сидит на корточках в акустической лаборатории Фраунгоферовского института цифровых медиатехнологий в Ильменау. Его команда установила в помещении систему из 24 колонок, и теперь достаточно одного щелчка мыши, чтобы перенестись с футбольного стадиона в джунгли: тропический дождь, сверчки, недовольные крики обезьян. А потом – прямиком на поп-концерт. Где-то рядом играют фортепиано, гитара, бас-гитара, ударные. Сладечек произвольно перемещает отдельные виртуальные инструменты по всему помещению. Это становится возможным благодаря технологии волнового синтеза пространственного звуковоспроизведения (Wave Field Synthesis, WFS). Так звучит будущее.

Специалисты по акустике добиваются идеального пространственного звучания. Вслед за изобретателями стерео- и сурраунд-звучания (англ. Surround – объемный звук) они штурмуют третье измерение: если раньше звуки «раздавались» только спереди или сзади, слева или справа, то впредь они будут звучать сразу со всех сторон.

Стартапы по всему миру разрабатывают системы звуковоспроизведения, создающие иллюзию реальности. Новые аудиотехнологии должны будут позволить превратить любую гостиную в Карнеги-холл или в сцену фестиваля тяжелой музыки Wacken Open Air. Не исключено, что даже видеоролики, снятые на мобильник, в скором времени смогут похвастать близким к реальному качеством звука. «Мы пытаемся создать идеальную аудиоиллюзию»,  – рассказывает директор института в Ильменау и «отец» цифровых музыкальных форматов MP3 и AAC Карлхайнц Бранденбург. «Будущее за 3D-звуком», – убежден Андреас Зеннхайзер, один из руководителей одноименного семейного предприятия (Sennheiser). В частности, новые 3D-очки, которые должны переносить пользователя в виртуальную реальность, могут обеспечить безупречную иллюзию только с помощью «пространственных звуковых миров».

Звук как объект

Штаб-квартира Sennheiser расположена в местечке Ведемарк близ Ганновера. Здесь находится «городок инноваций», полностью выдержанный в стиле светло-серой архитектуры космических кораблей. В здешних цехах выпускаются самые дорогие в мире наушники (цена – около €50 тыс.). Но особенное внимание инженеры уделяют звучанию завтрашнего дня. Производители очков виртуальной реальности крайне заинтересованы в 3D-звуке, говорит Зеннхайзер. Кроме того, его компания помогает профессиональным музыкантам делать концертные записи из все более сложных сценических программ.

Фото: Лори⁄Vostock Photo
Высокие технологии открыли перед специалистами по акустике новые возможности, чтобы сделать звук объемным, направленным или даже персональным. Главное для них – добиться максимальной реалистичности воспроизведенияФото: Лори⁄Vostock Photo

«Представьте себе такую певицу, как Пинк», – говорит Зеннхайзер. Чтобы убедительно воспроизвести подобный мультимедиа-спектакль, да еще и вместе с реальной атмосферой на стадионе, без новых технологий звукозаписи не обойтись.

Услышать звучание будущего в Ведемарке можно уже сегодня. В одной из акустических лабораторий звукоинженер Грегор Зиелинский включает концерт британской певицы Имоджен Хип, записанный специалистами Sennheiser. Помимо используемой для технологии Surround системы 5.1 (пять колонок плюс сабвуфер) под самым потолком установлены еще четыре колонки, благодаря чему сразу же зажигается звуковой фейерверк 9.1. Когда Зиелинский снова переключает воспроизведение на обычное стерео, звуковое облако тает.

Технологии, благодаря которым волшебство звука становится возможным, носят такие названия, как DTS: X, Auro‑3D или Dolby Atmos. В некоторых дискоклубах и кинотеатрах они уже установлены. Чтобы зрители действительно поверили, что вертолет завис прямо над их головами, на потолке монтируются специальные колонки. Фанаты прозвали такое звучание сверху «гласом божьим».

Однако просто увеличить количество колонок недостаточно. Для создания максимально реалистичного 3D-звука требуются новые записи песен, голосов и звуков. До сих пор звукоинженеры в студиях раз и навсегда определяли, какие аудиосигналы будут поступать на ту или иную колонку – например, что гитара должна громче звучать из левой колонки, а ударная установка – из правой. Впредь звукоинженеры предоставят окончательно замешивать «звуковой коктейль» воспроизводящему устройству, на которое будут поступать дорожки с записью отдельных источников звука, таких как гитара, в виде звуковых объектов. Помимо самой музыки, последние будут содержать информацию о том, в какой точке в помещении должна играть эта гитара (см. рисунок).

Основываясь на информации о звуковых объектах, проигрыватель будет создавать индивидуальный исходящий сигнал, оптимизированный под каждую подключенную колонку. У такого подхода есть два преимущества: во‑первых, он позволяет намного точнее привязывать к тому или иному месту шумы. А во‑вторых, воспроизводимое звучание больше не будет зависеть от того, сколько колонок в помещении и как именно они распределены в пространстве.

Иллюзия близости

Наиболее впечатляющий эффект получается при прослушивании через наушники. В акустической лаборатории Технического университета Ильменау одни такие наушники уже имеются. В комплект испытательного оборудования входят и очки виртуальной реальности. Посетитель забывает о внешнем мире и слушает диалоги аудиоспектакля. Через считанные секунды он понимает: самое неестественное в том, что звук кажется настолько естественным.

В обычных наушниках источники «позиционируются» где-то в центре головы, нет ощущения, что звук поступает извне. Это обусловлено прежде всего тем, что звучание при поворотах головы остается неизменным, в отличие от реальной жизни. Зато в «тестовых» наушниках в Ильменау спектакль звучит так, словно оба актера стоят всего в нескольких метрах от зрителя. А если зритель попытается к ним приблизиться, то они даже станут чуть громче.

Такая обманчивая иллюзия становится возможной благодаря тому, что очки виртуальной реальности в точности регистрируют любое движение головы и моментально изменяют аудиосигнал. Однако пока что 3D-звук может воспроизводиться должным образом только после того, как исследователи произведут акустические замеры помещения, а в идеале – и ушей пользователя тестовых наушников.

«Обмануть мозг намного труднее, чем принято считать, – объясняет Бранденбург. – У него есть точные ожидания относительно того, каким должно быть звучание в том или ином помещении. И если звук в наушниках пусть даже немного не соответствует таким ожиданиям, иллюзия разбивается».

Что это означает для аудио-гурманов? До сих пор воссоздать пространственное звучание в домашних условиях было дорого и технически проблематично. Ведь кто захочет установить в собственной гостиной десятки громоздких колонок, не говоря уже о необходимости смонтировать несколько штук под потолком? Решением данной проблемы могут стать плоские динамики, которые, подобно картинам, можно повесить на стены и практически незаметно интегрировать в потолки и шкафы. Так, разработчики института в Ильменау пытаются создать колонки толщиной всего 2,5 см.

Кроме того, многие производители делают ставку на так называемые саундбары, или звуковые панели, представляющие собой «батарею» из миниатюрных динамиков в одном корпусе, которая устанавливается вблизи телевизора. Часть таких мини-колонок направлена не вперед, а в сторону и немного вверх. Звук, отражающийся от потолка и от стен, обеспечивает стереоэффект.

Но главное, чего не хватает для прорыва пространственного звучания сегодня, это соответствующих «звуковых консервов». До сих пор фильмов и музыки для домашнего воспроизведения в инновационном формате практически нет. Трехмерный звук встречается почти исключительно на дисках Blu Ray. Телеканалы, а также провайдеры потокового видео, такие как Netflix или Amazon, пока не предлагают фильмов в пространственном звучании. Это было бы просто бессмысленно, поскольку почти ни у кого из пользователей нет соответствующей аппаратуры для их воспроизведения.

Персонально ваш

Но, возможно, прорыв уже не за горами. Зимние Олимпийские игры в Южной Корее в феврале 2018 года должны стать первым масштабным событием, которое будет транслироваться в 3D-звуке. Южные корейцы стали первой в мире нацией, недавно объявившей формат пространственного звучания MPEG-H новым стандартом телевещания.

Это даст зрителям возможность создавать свои индивидуальные звуковые миры. И если кого-то раздражает голос футбольного комментатора, то он сможет сделать его потише или даже «поставить на паузу», не лишая себя удовольствия слышать сам стадион. Не можете разобрать, о чем разговаривают герои любимого детектива? Просто сделайте их голоса погромче, а фоновый шум улицы потише.

Не исключено, что вскоре у пользователей инновационной техники появится приятная возможность создавать различные звуковые сцены в пределах одного помещения. Особенно это порадует семьи: дети будут слушать спектакль, родители – концерт классической музыки. Как это работает, Даниэль Беер показывает в Институте цифровых медиатехнологий в Ильменау. На стене одной из лабораторий установлена звуковая панель, состоящая из восьми расположенных рядом друг с другом колонок. «Попробуйте-ка пройтись вдоль стены», – предлагает он. Сначала музыка звучит отчетливо, но на полпути она вдруг смолкает, после чего раздается: «Следующая остановка…»

Беер называет данный феномен «персональными звуковыми зонами». Принцип прост: динамики звуковой панели транслируют сфокусированные «звуковые лучи» в заданных направлениях, музыку – влево, голосовую информацию – вправо. В центре звуковые волны накладываются друг на друга так, что они нейтрализуют друг друга; возникает узкая полоска тишины.

Такая технология пригодилась бы и в автомобиле. «С помощью матрицы из колонок в крыше салона каждое из четырех мест можно было бы обеспечить собственным аудиоконтентом», – объясняет Беер. Прекрасный новый аудиомир: каждый слушает, что хочет, и не мешает при этом другим.

Но захотят ли этого люди? И как изменится наша жизнь, если искусственный мир обретет столь же естественное звучание, как и настоящий? Андреас Зеннхайзер убежден, что новый 3D-звук завоюет сердца: «Слишком уж он хорош». А наш мозг все равно сможет различать виртуальный и реальный миры.

Сомневающихся аудиоэксперт надеется переубедить с помощью 3D-выставок. В лондонском Музее Виктории и Альберта с середины мая можно посетить экспозицию «Pink Floyd. Бренные останки». Помимо разного рода реликвий, организаторы решили представить и обновленные версии прижизненных записей. О волшебстве звука позаботилась фирма Sennheiser. Так, в песню Comfortably Numb вдохнут новую жизнь, подготовив ее для трехмерного воспроизведения из 21 колонки. «Приятно видеть, как людей пробирает до мурашек и как у них на глаза наворачиваются слезы», – признается глава компании.

Правда, у него дома в Ведемарке насладиться таким чудо-звучанием пока что нельзя: в гостиной Зеннхайзера установлена стандартная система 5.1. «Я бы с удовольствием добавил колонок, – признается он, – но об этом нужно сперва договориться с женой».

Спасибо, что читаете нас!
Давайте станем друзьями:

Спасибо, не сейчас
Новости net.finam.ru

24СМИ

новости