Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Тема: Электронные товары

Звуковое сопровождение. Основной особенностьюнашего слуха является его бинауральное строение – наличие двух приёмников информации, двух ушей. Звуковые сигналы, воспринимаемые ушами, обрабатываются в периферической части слуховой системы, подвергаясь спектрально-временному анализу. После этого информация попадает в соответствующие отделы мозга. Слуховой аппарат человека является эффективным устройством, позволяющим определить месторасположения источника звука с большой долей достоверности. Конфигурация ушной раковины позволяет осуществлять пространственное декодирование поступающих сигналов и подавать на барабанную перепонку звуковой сигнал, в котором уже содержится информация о месторасположении источника в пространстве.

Основным механизмом слухового восприятия является локализация по разнице амплитуд проходящих сигналов, временной разнице, а также спектральным различиям звука в правом и левом слуховом канале. К вспомогательным механизмам относят отражение звука от туловища и плеч человека, анализа реверберационных эффектов, а также эффект психологического восприятия, приводящий слышимое расположение звукового источника в соответствие с его расположением, которое мы видим глазами.

Локализация по уровню интенсивности. Механизм основан на том, что при излучении звука источником, расположенным под определённым углом к фронтальному направлению, уровень звукового давления на барабанные перепонки в разных ушах будет различным, т.к. одно ухо будет «в тени» которую создают голова и туловище. Разница в давлении будет зависеть от угла расположения источника. Механизм эффективен при звуковых частотах более 2000Гц, при большей длине дальнее ухо перестаёт находиться «в тени», что обусловлено дифракцией звуковой волны.

Локализация по временной разнице: на болеенизких частотахвступает в действие механизм анализа фазового сдвига звуковых сигналов, приходящих к разным ушам. Звуковой сигнал затрачивает различное время для достижения барабанных перепонок. Это приводит к появлению фазового сдвига в сигналах, пришедших к разным ушам. Фазовый сдвиг анализируется мозгом, на основании анализа делается вывод о направлении источника. Чем больше угол между направлением на звуковой источник и плоскостью симметрии человеческой головы, тем больше фазовый сдвиг в пришедших сигналах. Соответственно, с повышением частоты звука угол, в котором мы можем локализовать источник, уменьшается.

Локализация по спектральной разнице звука наиболее точный механизм. При излучении сложного звукового сигнала, расположенного под определённым углом к плоскости симметрии головы, спектральный состав звука будет вушахразличным. Это связано с экранирующим воздействием головы, которое сильнее проявляется на высоких частотах, а также особенностью строения ушной раковины, являющейся фильтром. При изменении направления звуковой сигнал по-разному отражается от участков ушной раковины и соответственно происходит усиление или ослабление различных участков спектра звукового сигнала. Анализ спектрального состава является основным механизмом для определения местонахождения источника спереди или сзади. Высокие частоты (свыше 8000Гц) практически не поддаются локализации, как и низкочастотные звуки (менее 150Гц). Механизм локализации основывается на личном опыте.

При воспроизведении звука в помещении мы слышим не только прямой звуковой сигнал, но и сигналы, отражённые от стен. Эти сигналы результат многократных переотражений сложной структуры. Эффект постепенного затухания звука носит название реверберации. Она несёт информацию о размерах помещения (в малых помещениях звуки затухают быстрее). Оценивая отношение уровня прямого звука к отражённому, можно сделать вывод о дальности расположения источника.

Для имитации реверберационных эффектов используют геометрическую модель воспроизводимого звукового пространства.

Трёхмерное звучание создаётся с помощью двух громкоговорителей. Особенность нашего слуха помогает в этой процедуре: при недостатке информации, мозг сам достраивает звуковую картинку до той, которая укладывается в его представление о звуках, существующих в реальном мире. Такой моделью является формат mp3, в котором отсутствует множество информации, а мозг достраивает её. На этих свойствах и построены алгоритмы трёхмерного звучания.

Для определения направления на источник звукового сигнала используют все три алгоритма пространственной локализации - локализация по разнице амплитуд проходящих сигналов, по фазовой задержке звука, временной разнице, а также спектральным различиям звука, трансформированным ушными раковинами правого и левого слухового канала.

Свойства слуха позволяют определить не только направление источника звука, но и расстояния до него. Особенностями обладают источники движущегося звука: приближаясь, они становятся более высокими, удаляясь – низкими, при прохождении в непосредственной близости от слушателя, звук резко меняет тональность. Звучание корректируется воздухом, который активно поглощает высокие частоты звука. Следовательно, чем дальше находится звуковой источник, тем более глухим будет звук.

Звуковые волны малые по сравнению с размерами препятствия длинами, не смогут обогнуть препятствия и будут эффективно гаситься.

Методы построения систем виртуального звукового окружения: если звуковые сигналы подать на головные телефоны (наушники), которые можно поместить на место микрофонов, т.е. непосредственно в слуховые каналы, то воспроизводимый звук будет соответствовать первичному звуковому полю, и будет содержать информацию для локализации в 3-мерном пространстве. Эксперименты по созданию таких бинауральных систем продолжаются. Однако не решена проблема дискомфортности, возникающей из-за плотно прижатых Hi-Fi наушниками ушей, что приводит к быстрой утомляемости и снижению точности пространственного восприятия.

Современные процессоры позволяют обходиться вообще без наушников, а использовать обычные акустические системы, применяя алгоритм «подмешивания» в левый громкоговоритель сигнала, предназначенного для правого громкоговорителя, но с определённой задержкой во времени. При этом левое ухо воспринимает звуки с левого громкоговорителя, а правое - с правого. Такой алгоритм уязвим при высоких частотах (более 1кГц), но в этом диапазоне содержится совсем немного информации, а голова при этом служит хорошим экраном от проникновения паразитных сигналов.

К системам, использующим процессорную обработку для создания эффекта виртуальности, можно отнести любой современный AV-ресивер. Аппараты имеют алгоритм имитации тыловых эффектов при помощи двух громкоговорителей. Акустические системы располагаются горизонтально и имеют возможность подключения нескольких каналов. Эффект виртуального окружения достигается за счёт аналоговой обработки аудиосигнала, которая, манипулируя фазовыми сдвигами, позволяет подать необходимый сигнал на тот или иной комплект динамических головок. Интересное решение предложено датской компанией FINAL, в которой звук, подвергаясь процессорной обработке, подаётся на две фронтальные электростатические системы. Известно, что электростаты имеют биполярную характеристику направленности. Подавая на них дополнительный сигнал с фазовой задержкой, можно получить однородное звуковое пространство, окружающее слушателя в любой точке комнаты.

Японская компания YAMAHA, известная своими многочисленными достижениями в области цифровой обработки звука, продолжает развивать направления разработки звуковых проекторов. Идея звукового проектора заключается в размещении большого количества динамических головок в одной плоскости громкоговорителя. Каждый динамик имеет усилитель и управляет процессором, который производит фазовые манипуляции. Звуковой проектор YAMAHA представляет собой фазированную антенную решётку. Варьируя фазы звуковых сигналов, можно управлять направленностью звука проектора. При необходимости получить эффекты тыловых громкоговорителей можно направить звуковые лучи таким образом, чтобы они, отразившись от стен комнаты, достигли зрительского места сбоку или сзади.

Человеческое ухо воспринимает частотный диапазон от 20Гц до 20кГц. Для уменьшения размера сжатого файла можно «срезать» частоты за пределами данного интервала. Звук воспринимается не только ухом, например, ударные инструменты можно почувствовать телом, а частоты верхнего диапазона могут вызвать чувство страха или, наоборот, успокоения, могут расслабить. Это называется психоакустическим воздействием, чем пользуются звукорежиссёры для передачи эмоций. Динамический диапазон, т.е. способность услышать очень тихие звуки на фоне громких, у слушателей ограничен.

На сегодняшний день наиболее популярным должен стать формат ААС (Advanced Audio Codec).

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Массажные кресла | Виниловые пластинки
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-05; Просмотров: 381; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.018 сек.