Lời khuyên hữu ích

Công nghệ âm thanh 3D

Nói thật, rất hiếm khi tìm được một người đặc biệt chú ý đến âm thanh trong các bộ phim hay trò chơi. Đừng hiểu lầm tôi, mọi người đều muốn nghe âm thanh chất lượng, nhưng nhiều người chỉ cần những điều cơ bản. Mặc dù điều này có thể hiểu được: rất ít người bị hư hỏng bởi khả năng âm thanh tiên tiến, nếu hoàn toàn quen thuộc với chúng. Bài viết này sẽ tập trung vào âm thanh 3D.

Trước hết, hãy tìm hiểu lý do tại sao bạn cần nó. Âm thanh ba chiều cho phép bạn hoàn toàn đắm mình trong thế giới của một bộ phim hoặc trò chơi máy tính, tức là tạo ra hiệu ứng ảo của sự hiện diện. Điều này không thể tiếp cận được với âm thanh nổi thông thường, vì trong trường hợp này, vị trí của các nguồn âm thanh chỉ được xác định trong một mặt phẳng. Nói chung, trở ngại chính để tạo ra âm thanh ba chiều là thiết bị trợ thính của con người. Cấu trúc của nó, cũng như vị trí của đôi tai ở hai bên đầu, gây khó khăn cho việc cảm nhận âm thanh không gian. Ngay cả trong cuộc sống thực, chúng ta cũng không thể xác định chính xác vị trí của nguồn âm thanh trong không gian. Tình hình có phần trầm trọng hơn, kỳ lạ là cơ thể con người cũng làm biến dạng âm thanh.

Có một số phương pháp cơ bản để tạo âm thanh vòm. Cái đầu tiên được gọi là Mở rộng âm thanh nổi. Nó bao gồm việc mở rộng trường của tín hiệu âm thanh, cũng như mô phỏng sự gia tăng khoảng cách giữa các nguồn của nó. Phương pháp thứ hai được gọi là Âm thanh 3D định vị. Khi sử dụng, mỗi luồng âm thanh được định vị theo một cách nhất định gần người nghe để tạo hiệu ứng không gian. Cuối cùng, phương pháp cuối cùng được gọi là Âm thanh vòm ảo. Nó mô phỏng nhiều nguồn âm thanh hơn so với thực tế. Giống như hai phương pháp trước, nhiệm vụ của nó là "đánh lừa" thiết bị trợ thính của con người và thuyết phục rằng âm thanh đến từ các nguồn từ một số nơi mà chúng thực sự không tồn tại. Virtual Sound Audio không sử dụng số lượng lớn cái gọi là loa (nghĩa đen là “loa phóng thanh”): thường số lượng của chúng được giới hạn ở một hoặc hai.

Có một số cách để sử dụng phương pháp này. Một trong số đó dựa trên công nghệ HRTF (Chức năng chuyển giao liên quan đến người đứng đầu, được mô tả bên dưới). Trong ngắn hạn, nó được thiết kế để sử dụng chủ yếu với tai nghe.

Nhược điểm của phương pháp này là chỉ một người có thể cảm nhận được tác dụng của nó tại thời điểm hiện tại (một lần nữa, do tai nghe). Phương pháp thứ hai để tạo ra âm thanh vòm liên quan đến hiệu ứng phản xạ các chùm âm thanh từ các bức tường của căn phòng mà người nghe đang ở đó. Trong trường hợp này, việc sử dụng tai nghe không được cung cấp, nhưng có những khó khăn khác. Trước hết, căn phòng phải trống để đảm bảo âm thanh rõ ràng. Nếu không, do sự hiện diện của các vật thể lạ trong đó, âm thanh sẽ bị biến dạng và người nghe sẽ không cảm nhận được 3D giống như vậy.

Như chúng tôi đã nói, trở ngại chính để tạo ra âm thanh vòm là cấu trúc của tai người. Tuy nhiên, bằng cách lọc (điều này bao gồm thay đổi tần số và biên độ của tín hiệu âm thanh), bạn có thể mô phỏng hiệu ứng mong muốn. Một trong những thuật toán như vậy là HRTF đã nói ở trên. Khi được sử dụng, âm thanh sẽ trải qua những thay đổi nhất định trên đường đến thiết bị trợ thính của người nghe. Tùy thuộc vào vị trí của nguồn, âm thanh bị biến dạng, và sau đó bộ não con người, tính đến các thông số thay đổi, xác định vị trí của nó. Kết quả là, với sự trợ giúp của các phép tính phức tạp, âm thanh phát ra từ một điểm nhất định trong không gian sẽ được bắt chước. Điều thú vị là HRTF phụ thuộc vào vị trí của người nghe và đầu của anh ta trong không gian. Bạn có thể đạt được âm thanh 3D chất lượng cao bằng HRTF thông qua tai nghe vì chúng được cố định trên đầu.Trong trường hợp của người nói, điều này trở nên khó khăn hơn: người nghe cần phải có một vị trí nhất định trong không gian. Khu vực trong đó hiệu ứng 3D được mô phỏng được gọi là Sweet Spot. Đã vượt quá giới hạn của nó, nó sẽ không còn có thể cảm nhận được âm thanh không gian. Nhân tiện, có một thuật toán gọi là Transaural Cross-talk Cancellation (TCC), chịu trách nhiệm tính toán bù (nói cách khác, cải thiện âm thanh) dựa trên vị trí của người nghe so với các nguồn âm thanh.

Ở cấp độ phần mềm, âm thanh vòm được mô tả bởi thành phần DirectX Audio của API DirectX của Microsoft. Các phương pháp tạo âm thanh không gian đã được phát triển cách đây khá lâu và không có nhiều thay đổi trong thời gian qua. Mô phỏng một hiệu ứng 3D rất phức tạp: có quá nhiều thông số cần xem xét. Tuy nhiên, không có gì là không thể. Nghiên cứu trong lĩnh vực này không dừng lại trong một phút. Trong tương lai gần, chúng ta chắc chắn sẽ nhìn thấy và nghe thấy những phát triển sáng tạo mới.

CÔNG NGHỆ TRONG CÔNG NGHỆ

Ngày nay, bạn có thể tìm thấy nhiều công nghệ sử dụng hiệu ứng âm thanh 3D. Bạn chắc chắn đã quen thuộc với cái tên Dolby Digital, ẩn sau một hệ thống âm thanh vòm. Chức năng của nó dựa trên thuật toán MDCT (Modified Discrete Cosine Transform). Một điều thú vị nữa là khi sử dụng Dolby Digital, những âm thanh mà một người không nghe được trong nền của những người khác sẽ bị loại bỏ. Một công nghệ âm thanh vòm khác là Aureal3D. Nó mô phỏng hiệu ứng 3D với hai loa và sử dụng thuật toán Wavetracing. Nó tính toán đường lan truyền của sóng âm trong thời gian thực, dựa trên sự phản xạ của chúng từ các vật thể trong môi trường. Creative đã không đứng sang một bên với EAX phát triển của mình. EAX mô hình hóa các đối tượng trong không gian 3D và cũng hoạt động với hiệu ứng hồi âm. Một đặc điểm của công nghệ này là nó không hoạt động theo thời gian thực.

MANNEQUINS CŨNG NGHE

Có thể bạn đang tò mò muốn biết các dạng tiền của thuật toán HRTF đến từ đâu. Một bộ thư viện của anh ấy được tạo ra bằng cách sử dụng một hình nộm thính giác có tên là KEMAR (Knowles Electronics Mannequin For Acoustic Research). Micrô được lắp trong tai của ma nơ canh, giúp ghi lại âm thanh từ các nguồn đặt xung quanh anh ta. Bản ghi âm là âm thanh đến với ma-nơ-canh với tất cả những thay đổi được tính đến. Cài đặt trước thuật toán được tạo bằng cách kết hợp âm thanh nhận được bởi micrô và dữ liệu thô.

$config[zx-auto] not found$config[zx-overlay] not found