Ambiofonia i charaterystyka Head-Related Transfer Function

 

Ten wpisy krótko obejmuje różne tematy, które mogą wydawać się niezwiązane ze sobą, ale mają wspólny mianownik. Zostało to poruszone wcześniej na polskojęzycznym forum programu AIMP, ale nie jest już tam dostępne. Dotyczy tego, jak ucho odbiera dźwięk z punktu w przestrzeni. Takie wyjaśnienie nie jest zbyt jasne i ten temat jest w Wikipedii poruszony z hasłem: Head-related transfer function.  Microsoft pracuje nad tym tematem od wielu lat i jeden z tropów poruszony jest w ich prezentacji Spatial Audio.gdzie można przeczytać między innymi: The temporal and spectral cues used by our auditory system to determine the direction of arrival of a sound source can be expressed in head-related transfer functions (HRTFs). HRTFs are measurements that capture the directivity patterns of human ears, that is, the way sound, arriving from a certain direction, reaches the left and right ear. HRTFs are a function of source azimuth and elevation, distance, and frequency.  

W konfiguracjach PC4uMusic dotyczy to przede wszystkim praktycznych zastosowań ze sterownikiem systemowym Microsoft dla procesora dźwięku wbudowanego w płyty główne, by odtwarzać nagrania stereofoniczne, kwadrofoniczne oraz te, które zrobiono z myślą o kinie domowym.  

Konfiguracje są dla optymalnego ustawienia z np darmowym programem AIMP, aby dostarczyć dla 4 głośników sygnał analogowy, który z cyfrowego przekonwertowany zostaje z 32-bitową precyzją float przy częstotliwości 192 kHz.  

 

Jednak 4 kanałowy sygnał dla ambiofonii z ustawieniem głośników: lewy, środek, prawy i tył dostępny jest w AIMP tylko pośrednio z Windows Audio Session Application Programming Interface, a możliwości wydają się być jeszcze szersze. 

Wiele wnieść może pojawienie się standardu Immersive Audio Model and Formats (IAMF) i o tej nowości dla dźwięku przestrzennego jest już nawet tekst z 2023 roku pt [Interview] Movie-Quality Audio From the Comfort of Your Home: Meet the Leaders of Next-Generation 3D Audio Technology

Istnieje już także wtyczka Spatial Audio dla foobar2000 , która nie jest technicznie doskonała, ale wskazuje kierunek o imponującym potencjale. Jest to alternatywa dla wtyczek, które pozwalają temu programowi pracować z WASAPI lub ASIO, czyl Audio Stream Input/Output. 

  

W sterowniku Microsoft dostępna jest również automatyczna kalibracja pomieszczenia (korekta) i została użyta do testów z AIMP i foobar2000. Jest bardzo przydatna do wiernego odtwarzania muzyki w domu z 4 głośnikami i nie tylko z ustawieniem ich: lewy, środek, prawy i tył. Równie dobrze sprawdza się z tradycyjnym rozmieszczenie z parą głośników na przodzie i z tyłu. 

Praktyczne testy porównawcze były m.in. z rozwiązaniami analogowymi dla kwadrofonii w dekoderze Sansui QS-1 , o którym wspomniane jest w Wikipedii: In 1973 Sansui introduced the QS Vario Matrix decoder with 20 dB separation in all directions (The Vario Matrix decoder could also play SQ records on Phase Matrix mode with 6 dB separation. Later Sansui used front-rear logic on the SQ mode.). Two outboard decoders, the QSD-1 and QSD-2, as well as the QRX series of larger receiver-amplifiers, incorporated this matrix and up-conversion. Sansui's QS decoders also had good stereo-to-quad capabilities, wrapping the L-R panorama to LB-LF-RF-RB in a horseshoe topology. (The Vario Matrix decoder could synthesize four channel sound with high separation - at least 12 dB.) British sound pioneer John Mosely, co-built the Sansui system and would go on to pioneer Quintaphonic Sound. Wikipedia podaje również : SQ records could give some amount of quadraphonic effect when played through a QS Regular Matrix decoder, although only accurately decoded playback is via a correctly designed SQ decoder.  Kalibracja rozmieszczenia 4 głośników stanowiła największy problem od samego początku, ale świadomość tego była niewielka, ponieważ w tamtym czasie nie istniała odpowiednia technologia cyfrowa. W rezultacie poszukiwano innych rozwiązań z technologią analogową, o których można również znaleźć informacje w Wikipedii : The early SQ decoders could not produce more than 3 dB of separation from front to back. Early "Front-rear logic" circuits were introduced to enhance separation to 12 dB and later "Full logic" circuits 20 dB, but both provided poor performance, very noticeable gain-pumping and an unstable 'swaying' sound field.

Ciekawym tematem jest tutaj również analogowe rozwiązanie dla odtwarzania muzyki przez głośniki z nagrań binauralnych, które przewidziane są dla osłuchu ze słuchawkami. Japan Victor Company (JVC) oferowała takie rozwiązania pod nazwą Biphonics . Flagowym produktem był BN-5 , o którym wspomniano m.in. w tekście pt.: Ambiophony and Rendezvous on SR2 with Roger Moor . 

Często razem z BN-5 reklamowano słuchawki z wbudowanymi mikrofonami, czyli sztuczną głowę JVC HM200E, która ma niewykorzystany jeszcze potencjał pomiarowy dla kalibracji 4 głośników rozmieszczonych w pokoju melomana.

Nawet przy użyciu najbardziej renomowanego sprzętu pomiary wykonuje się jednym mikrofonem, a mamy dwoje uszu, co warto jest wziąć pod to uwagę, aby zapewnić wierną reprodukcję muzyki. Ważne jest to, co chcemy zmierzyć. Jakość mikrofonu jest oczywiście istotna, co najważniejsze jest jednak przy pomiarach laboratoryjnych w komorach dźwiękoszczelnych, by tworzyć krzywych do materiałów reklamowych producentów głośnikówby. W domu najważniejsze jest, by głośniki pracowały optymalnie w danym pomieszczeniu względem naszych uszu.

MathAudio Room EQ to profesjonalny program do użytku w studiu i istnieje również  darmowa wersja dla foobar2000 . Posiada funkcję pomiaru z lewym i prawym mikrofonem, ale dla 4głosników już nie i  nie uwzględnia również pomiaru ze sztuczną głową.

W ofercie RTV z ekskluzywnym sprzętem audio dla kina domowego można kupić szwedzki program kalibracyjny DIRAC. O nim można przeczytać m.in. W stosunkowo krótkim okresie czasu Dirac zyskał uznanie w oczach branży, co doprowadziło do tego że producenci tacy jak Pioneer, czy NAD również zapowiedzieli porzucenie swoich systemów korekcji na rzecz implementacji DIRAC w swoich urządzeniach. Kalibracja Dirac Live pozwala na prostą, ale również i nieco bardziej zaawansowaną kalibracje systemów kina domowego. Jest także bardzo ekskluzywna oferta polska, która ma być podobno dostępna nawet w całej UE: W odróżnieniu od  osób wykonujących kalibrację  DIRAC  amatorsko tj  za pomocą najczęściej dołączanego do kupowanego w sklepie sprzętu audio pseudo 'pomiarowego"  mikrofonu USB ( a raczej "plastikowej" atrapy mikrofonu pomiarowego  bo niskiej jakości  o bardzo przeciętnych parametrach) i do tego  tylko laptopa lub smarthphona zatem  bez odpowiednich  profesjonalnych kondycjonerów,  ultraniskoszumowych preampów, filtrów  i oprzyrządowania całego toru pomiarowego, stosujemy najwyższe standardy światowe  sprzętu audio-badawczego   w tym zakresie  i całościowe podejście do toru pomiarowego tak by efekt finalny był znacznie lepszy niż taką drogą amatorską. Mimo to w tej ofercie nic nie jest wspomniane o tym, że człowiek ma jednak parę uszu.

Wieleojęzyczny profil PC4uMusic na Facebook>>>