نصائح مفيدة

تقنية الصوت ثلاثي الأبعاد

لقول الحقيقة ، من النادر جدًا العثور على شخص يولي اهتمامًا خاصًا للصوت في الأفلام أو الألعاب. لا تفهموني خطأ ، فالجميع يريد سماع صوت عالي الجودة ، لكن الكثير من الناس يحتاجون فقط إلى الأساسيات. على الرغم من أن هذا أمر مفهوم: قلة من الناس مدللين بقدرات الصوت المتقدمة ، إذا كانوا على دراية بها على الإطلاق. ستركز هذه المقالة على الصوت ثلاثي الأبعاد.

بادئ ذي بدء ، دعنا نتعرف على سبب حاجتك إليه. يتيح لك الصوت ثلاثي الأبعاد الانغماس الكامل في عالم فيلم أو لعبة كمبيوتر ، أي إنشاء تأثير افتراضي للوجود. لا يمكن الوصول إلى هذا الصوت الاستريو التقليدي ، لأنه في هذه الحالة يتم تحديد موضع مصادر الصوت في مستوى واحد فقط. بشكل عام ، فإن العقبة الرئيسية أمام إنشاء صوت ثلاثي الأبعاد هي السمع البشري. هيكلها ، وكذلك موضع الأذنين نفسها على جانبي الرأس ، تجعل من الصعب الشعور بالصوت المكاني. حتى في الحياة الواقعية ، لا يمكننا تحديد موضع مصدر الصوت بدقة في الفضاء. يتفاقم الوضع جزئيًا ، بشكل غريب ، بسبب جسم الإنسان ، الذي يشوه الصوت أيضًا.

توجد عدة طرق أساسية لإنشاء الصوت المحيط. الأول يسمى توسيع الاستريو. يتمثل في توسيع مجال الإشارة الصوتية ، وكذلك محاكاة زيادة المسافة بين مصادرها. الطريقة الثانية تسمى Positional 3D Audio. عند استخدامه ، يتم وضع كل دفق صوتي بطريقة معينة بالقرب من المستمع لإنشاء تأثير مكاني. أخيرًا ، الطريقة الأخيرة تسمى Virtual Surround Audio. إنها تحاكي مصادر الصوت أكثر مما تفعله في الواقع. مثل الطريقتين السابقتين ، تتمثل مهمته في "خداع" المعينة السمعية البشرية وإقناعها بأن الصوت يأتي من مصادر من أماكن معينة حيث لا توجد بالفعل. لا يستخدم Virtual Sound Audio عددًا كبيرًا مما يسمى مكبرات الصوت (حرفياً ، "مكبرات الصوت"): عادةً ما يقتصر عددها على واحد أو اثنين.

هناك عدة طرق لاستخدام هذه الطريقة. يعتمد أحدها على تقنية HRTF (وظيفة النقل المتعلقة بالرأس ، الموضحة أدناه). باختصار ، الغرض منه هو استخدامه بشكل أساسي مع سماعات الرأس.

الجانب السلبي لهذه الطريقة هو أن شخصًا واحدًا فقط يمكنه أن يشعر بتأثيرها في الوقت الحالي (مرة أخرى ، بسبب سماعات الرأس). تتضمن الطريقة الثانية لإنشاء الصوت المحيط تأثير انعكاس حزم الصوت من جدران الغرفة التي يوجد بها المستمع. في هذه الحالة ، لا يتم توفير استخدام سماعات الرأس ، ولكن هناك صعوبات أخرى. بادئ ذي بدء ، يجب أن تكون الغرفة فارغة لضمان وضوح الصوت. خلاف ذلك ، نظرًا لوجود أجسام غريبة فيه ، فسيتم تشويه الصوت ولن يشعر المستمع بنفس الصورة ثلاثية الأبعاد.

كما قلنا ، فإن العقبة الرئيسية أمام خلق الصوت المحيطي هي بنية الأذن البشرية. ومع ذلك ، من خلال التصفية (بما في ذلك تغيير تردد وسعة الإشارة الصوتية) ، يمكنك محاكاة التأثير المطلوب. واحدة من هذه الخوارزميات هي HRTF المذكورة أعلاه. عند استخدامه ، يخضع الصوت لتغييرات معينة في طريقه إلى المعينة السمعية للمستمع. اعتمادًا على موضع المصدر ، يتم تشويه الصوت ، ثم يحدد دماغ الإنسان موقعه ، مع مراعاة المعلمات المتغيرة. نتيجة لذلك ، بمساعدة الحسابات المعقدة ، يتم تقليد الصوت الصادر من نقطة معينة في الفضاء. ومن المثير للاهتمام أن HRTF يعتمد على موقع المستمع ورأسه في الفضاء. يمكنك الحصول على صوت ثلاثي الأبعاد عالي الجودة باستخدام HRTF من خلال سماعات الرأس ، لأنها مثبتة على الرأس.في حالة المتحدثين ، يصبح هذا الأمر أكثر صعوبة: مطلوب وضع معين في الفضاء من المستمع. تسمى المنطقة التي يتم فيها محاكاة التأثير ثلاثي الأبعاد بـ Sweet Spot. بعد أن تجاوزت حدودها ، لن يكون من الممكن الشعور بالصوت المكاني. بالمناسبة ، هناك خوارزمية تسمى Transaural Cross-talk Cancellation (TCC) ، وهي مسؤولة عن حسابات التعويض (بمعنى آخر ، تحسين الصوت) بناءً على موضع المستمع بالنسبة لمصادر الصوت.

على مستوى البرنامج ، يتم وصف الصوت المحيط بواسطة مكون DirectX Audio في DirectX API من Microsoft. تم تطوير طرق إنشاء الصوت المكاني منذ وقت طويل ولم تتغير بشكل كبير خلال الوقت الماضي. تعد محاكاة التأثير ثلاثي الأبعاد أمرًا صعبًا: فهناك العديد من المعلمات التي يجب مراعاتها. ومع ذلك ، لا شيء مستحيل. البحث في هذا المجال لا يتوقف لمدة دقيقة. في المستقبل القريب ، سنرى ونسمع بالتأكيد تطورات مبتكرة جديدة.

التكنولوجيا في التكنولوجيا

في الوقت الحاضر ، يمكنك العثور على العديد من التقنيات التي تستخدم المؤثرات الصوتية ثلاثية الأبعاد. أنت تعرف بالتأكيد اسم Dolby Digital ، الذي يختبئ خلف نظام الصوت المحيطي. تعتمد وظيفتها على خوارزمية MDCT (تحويل جيب التمام المنفصل المعدل). ومن المثير للاهتمام أيضًا أنه عند استخدام Dolby Digital ، تتم إزالة الأصوات التي لا يسمعها شخص في خلفية الآخرين. تقنية الصوت المحيطي الأخرى هي Aureal3D. إنه يحاكي التأثير ثلاثي الأبعاد بسماعتين ويستخدم خوارزمية Wavetracing. يحسب مسارات انتشار الموجات الصوتية في الوقت الفعلي ، بناءً على انعكاسها من الكائنات الموجودة في البيئة. لم تقف Creative جانبًا في تطويرها EAX. يقوم EAX بنماذج الكائنات في مساحة ثلاثية الأبعاد ويعمل أيضًا بتأثير تردد. من ميزات هذه التقنية أنها لا تعمل في الوقت الفعلي.

مانيكوينز أيضا سماع

ربما تكون مهتمًا بمعرفة من أين تأتي أشكال خوارزمية HRTF. تم إنشاء مجموعة من مكتباته باستخدام دمية سمعية تسمى KEMAR (عارضة أزياء نولز للإلكترونيات للأبحاث الصوتية). تم تثبيت الميكروفونات في آذان عارضة أزياء ، والتي سجلت الصوت من المصادر الموجودة حوله. كان التسجيل هو الصوت الذي جاء إلى عارضة الأزياء مع مراعاة جميع التغييرات. تم إنشاء الإعدادات المسبقة للخوارزمية من خلال الجمع بين الصوت الذي تستقبله الميكروفونات والبيانات الأولية.