Lab Journal 6

Преды­ду­щий пост собрал боль­шое коли­че­ство ком­мен­та­ри­ев. И тема дей­стви­тель­но инте­рес­ная. Как чело­век, имея толь­ко два уха, рас­по­ло­жен­ных на гори­зон­таль­ной оси, в прин­ци­пе может отли­чить, лета­ет ли муха у пола или у потол­ка. И нахо­дит­ся ли она сза­ди нас или спе­ре­ди нас. Ведь может? Ну, не с такой точ­но­стью, с какой мы можем опре­де­лить угол направ­ле­ния на источ­ник зву­ка, нахо­дя­щий­ся спе­ре­ди нас (в иде­аль­ных усло­ви­ях чело­век спо­со­бен на точ­ность опре­де­ле­ния это­го угла с погреш­но­стью в два гра­ду­са!!!), но может. Да, пло­хо­ва­то, но спо­со­бен. Если муха будет тупо летать по окруж­но­сти, вокруг нашей голо­вы, ника­ких про­блем с опо­зна­ва­ни­ем того, сза­ди муха или спе­ре­ди, у нас не воз­ник­нет.

Я нико­им обра­зом не явля­юсь спе­ци­а­ли­стом в дан­ной обла­сти. Но из того, что я наскрёб в интер­не­тах, это свя­за­но с аку­сти­че­ски­ми осо­бен­но­стя­ми нашей с вами голо­вы. Наши уши явля­ют­ся слег­ка направ­лен­ны­ми из-за их фор­мы. Это не мик­ро­фо­ны с кру­го­вой направ­лен­но­стью. Мы вос­при­ни­ма­ем звук по-раз­но­му в зави­си­мо­сти от угла; звук, иду­щий сза­ди, частич­но отра­жа­ет­ся от зад­ней части ушей, из-за чего меня­ет­ся ампли­туд­но-частот­ная харак­те­ри­сти­ка вос­при­ни­ма­е­мо­го зву­ка. Наш мозг вполне спо­со­бен на обра­бот­ку дан­ной инфор­ма­ции и рас­чё­ту пози­ции его источ­ни­ка. Без­услов­но, это слож­нее для како­го-то оди­ноч­но­го сиг­на­ла, и про­ще для сиг­на­ла про­дол­жи­тель­но­го, так как у нас есть, с чем срав­нить.

Я даже пола­гаю, что для неко­то­рых зву­ков угол наш мозг будет вычис­лить не в состо­я­нии. Напри­мер, звук сину­са часто­той 1KHz менять­ся будет очень сла­бень­ко. Ну да, он будет по-раз­но­му зату­хать, но вряд­ли это даст моз­гу доста­точ­но инфор­ма­ции. А вот место­по­ло­же­ние шума, где частот­ная поло­са очень широ­кая (есть, чему изби­ра­тель­но зату­хать!), будет опре­де­лять­ся лег­че.

Есть вполне стро­гие мате­ма­ти­че­ские фор­му­лы, по кото­рым мож­но рас­счи­тать, как дол­жен менять­ся звук при смене его рас­по­ло­же­ния. К сожа­ле­нию, я не нашёл ника­кой инфор­ма­ции на рус­ском язы­ке, но на англий­ском это назы­ва­ет­ся Head-related transfer function (HRTF). Это уже за гра­нью мое­го пони­ма­ния, я даль­ше мата­на и ста­ти­сти­ки с тео­рве­ром ниче­го не изу­чал. Вот тут я нашёл аж целый неболь­шой ввод­ный учеб­ни­чек по дан­но­му вопро­су, за автор­ством двух про­фес­со­ров Мичи­ган­ско­го уни­вер­си­те­та: https://isr.umd.edu/Labs/ISL/BAIL/hrtf_review.pdf. Ну, если кто-нибудь решит все­рьёз зако­пать­ся.

Ком­пью­тер­ные чипы ком­па­нии Aureal, кото­рым я пел дифи­рам­бы, зани­ма­ют­ся имен­но этим — обсчё­том того, как дол­жен менять­ся звук, в зави­си­мо­сти от его пози­ции. Не надо верить мне на сло­во. Вот доб­рый чело­век выло­жил эти дем­ки на ютуб. Погля­ди­те сами.

Теперь по пово­ду музы­ки в этом фор­ма­те. Уже све­дён­ное сте­рео, без­услов­но, невоз­мож­но нор­маль­но пере­де­лать на этот фор­мат. Это надо сво­дить зано­во. Я думаю, что берёт­ся изна­чаль­ная мно­го­ка­наль­ная запись, к отдель­ным тре­кам при­ме­ня­ет­ся этот самый HRTF, и впе­рёд — созда­ёт­ся этот самый эффект при­сут­ствия. В Эппл музы­ке дале­ко не все запи­си явля­ют­ся таки­ми, и там спе­ци­аль­но выво­дит­ся инди­ка­ция того, что ты слу­ша­ешь Dolby Atmos, а не обыч­ное сте­рео.

В кон­це 90х на рынок зву­ко­вых карт вышла ком­па­ния Aureal. Они при­ду­ма­ли тех­но­ло­гию Aureal 3D и сде­ла­ли PCI зву­ко­вую кар­точ­ку Aureal Vortex. В 90х PCI звук ещё был новин­кой — оно нор­маль­но рабо­та­ло толь­ко под вин­дой, а у наро­да до сих пор была туча ДОС-игру­шек. Поэто­му в моём ком­пью­те­ре сто­я­ло ДВЕ зву­ко­вые кар­ты — Aureal Vortex и SoundBlaster 32. Вся­кий Дум и про­чий Дюк игра­ли на Саунд­Б­ла­сте­ре, а в пер­вый Half-Life я играл­ся на Вор­тек­се. На моих яма­хов­ских колон­ках было два вхо­да, и всё пре­крас­но рабо­та­ло вме­сте.

Чем была кру­та кар­точ­ка Вор­текс? Под­держ­кой этой самой тех­но­ло­гии A3D, кото­рая в науш­ни­ках мог­ла создать трёх­мер­ный звук. Была даже дем­ка, где вокруг тебя летал вер­то­лёт, а ты пре­крас­но мог ска­зать, где он нахо­дит­ся — спе­ре­ди, сза­ди, спе­ре­ди-сле­ва, и т.д. В игре Half-Life это очень силь­но добав­ля­ло реа­ли­стич­но­сти, так как поз­во­ля­ло реаль­но стре­лять на звук. Зашёл ты в ком­на­ту, и тут спра­ва сза­ди на тебя гото­вить­ся прыг­нуть краб — ты раз­во­ра­чи­ва­ешь­ся, бабац, и мет­ким выстре­лом из дро­бо­ви­ка незем­ная дрянь узба­го­е­на навеч­но.

Увы, даль­ше дела пре­крас­ной кон­то­ры пошли квер­ху попой. Creative Labs выка­ти­ли свою вер­сию трёх­мер­но­го зву­ка, и тут же выста­ви­ли иск к Aureal типа за нару­ше­ние патен­та. Aureal выка­ти­ли встреч­ный иск — и таки выиг­ра­ли в суде, т.е. суд офи­ци­аль­но при­знал, что Кре­ти­нив спиз… в смыс­ле укра­ли тех­но­ло­гию трёх­мер­но­го зву­ка у Aureal, но было уже позд­но. Судеб­ная тяж­ба сто­и­ла слиш­ком доро­го для малень­ких Aureal по срав­не­нию с Creative Labs, и они обанк­ро­ти­лись. В резуль­та­те они были куп­ле­ны Кре­ти­ни­вом. Нор­маль­ная такая биз­нес-прак­ти­ка, не нахо­ди­те? Обанк­ро­тить кон­ку­рен­та, а потом купить их по дешёв­ке. Гни­ды. С тех пор НИЧЕГО, про­из­ве­дён­но­го этой кон­то­рой, в моих ком­пью­те­рах нет и не будет. Ну, поми­мо того, что про­дук­ция у них так себе. Шир­по­треб.

Но всё это предыс­то­рия. А бук­валь­но недав­но Эппл выка­тил два улуч­ше­ния в музы­каль­ной под­пис­ке. Во-пер­вых, появил­ся lossless. Во-вто­рых, боль­шое коли­че­ство тре­ков теперь доступ­ны в Dolby Atmos. Что это такое? А это при­мер­но то же, что нам дава­ла ста­рая доб­рая тех­но­ло­гия A3D! Толь­ко для музы­ки.

Вру­бил в настрой­ках теле­фо­на Atmos, воткнул Сен­н­хай­зе­ры, и заслу­шал Sweet Child O’ Mine, Guns’n’Roses, ста­рый доб­рый аме­ри­кан­ский рок. Офи­ги­тель­но!! Как буд­то реаль­но сидишь в сту­дии, а вокруг тебя игра­ют музы­кан­ты. Спе­ре­ди-спра­ва игра­ет Слэш, впе­ре­ди поёт Эксл, за ним сто­ит удар­ная уста­нов­ка Сти­ве­на Эдле­ра, а ЗА мной, сле­ва, игра­ет Иззи Стр­эд­лин. Как-то им уда­лось раз­де­лить тре­ки, что слыш­ны такие дета­ли.

В‑общем, я впе­чат­лён! Если играть музы­ку на ябло­фоне, то рабо­та­ет с любы­ми науш­ни­ка­ми, доста­точ­но поста­вить в нуж­ном месте галоч­ку. А вот обыч­ные ком­пью­тер­ные колон­ки или реси­вер не годят­ся. Надо брать реси­вер с Dolby Atmos. Но они в прин­ци­пе доступ­ны. Я наце­лил­ся на мою люби­мую Яма­ху, их реси­вер с Atmos (RX-V6A) сто­ит шесть­сот дол­ла­ров. Ну, не могу ска­зать, что такие день­ги у меня про­сто лежат в кар­мане, но на день варе­нья, может, при­куп­лю 🙂 Я люб­лю музы­ку, поэто­му на мой взгляд, оно того сто­ит. В интер­не­тах нава­лом демок Dolby Atmos, заце­ни­те для себя сами (слу­шать стро­го в науш­ни­ках).