все о профессиональном звуке

148 конгресс AES - научные результаты

С 2 по 5 июня 2020 года в Вене прошел очередной 148 конгресс AES, однако из-за пандемии он проходил виртуально и назывался «AES Virtual Vienna». Несмотря на это, все было организовано в обычном формате, т.е. были представлены научные доклады, семинары, конференции, выставки и пр. Несколько сместился акцент в пользу семинаров, которые проходили в режиме видеоконференций с достаточно большим количеством участников.

В данной статье анализ научных результатов будет сделан на основе докладов на научных секциях, доступных на сайте AES для его членов, поскольку итоги остальных мероприятий не публикуются.

На конгрессе были представлены две вступительные лекции (keynote)

 «Аудио в биологической перспективе» - докладчик Мариса Хёшеле, руководитель лаборатории биоакустики в Австрийской Академии Наук. Идея ее выступления в том, что в течении долгого времени звуки речи и музыки изучались в основном как культурный феномен. Но в последние десятилетия большое внимание стало уделяться изучению биологических основ создания звуков и восприятия музыки, что открывает новые перспективы в их понимании.

 «Попробуйте Ambisonics - это лучше, чем что-либо» - с таким докладом выступил Франц Цоттер из Института электронной музыки и акустики (Австрия). В нем анализируются последние достижения в области микрофонной записи, воспроизведения и декодирования пространственной системы Ambisonics.

Традиционная лекция, посвященная памяти ученого-акустика Хайзера, была прочитана известным английским профессором Фрэнсисом Рамси (рис. 1), автором ряда книг по пространственному звуку. Тема лекции ­-­­ «Качество звука в эпоху интерактива и расширенной реальности».

Профессор Фрэнсис Рамси

Фото статьи

Высказанные им идеи заключаются в следующем: «при оценке качества звука аудио инженеры традиционно опирались на некоторое явное или подразумеваемое сравнение с эталоном. Даже, если опорный сигнал формально не используется, любое суждение о том, что является "хорошим" или "правильным", традиционно коренится в концепции верности какому-то идеалу. Этот идеал может быть воспоминанием о "лучшем, что я когда-либо слышал", о какой-то естественной версии рассматриваемого звука или, возможно, о том, что услышал звукорежиссер в контрольной комнате. Мы предполагаем, что знаем, что такое правильное воспроизведение звука, и что высокое качество (Hi-Fi) означает максимальное приближение к этой цели. Все это хорошо, когда мы стремимся к звуковому воспроизведению того, что действительно произошло, и когда существует каноническая версия. Однако аудиопродукты становятся все более интерактивными, и в зависимости от взаимодействия с пользователем может быть представлено несколько версий. Расширенные системы реальности делают пользовательский опыт все более неопределенным. Концепция верности рушится, и звукорежиссер больше не имеет абсолютного контроля над тем, что доставляется слушателю. Необходимы новые парадигмы интегративной оценки качества звука».

Доклады были сгруппированы в 16 секций, некоторые полностью проходили в режиме семинаров.

На секции « Акустика помещений» можно выделить ряд докладов.

«Анализ акустических параметров церквей Кракова» (е-579), где представлен полезный материал по результатам измерений основных параметров, предусмотренных стандартом PN-B-02151-4: 2016-06, и компьютерному моделированию многочисленных церквей Кракова различных стилей от романских (ХI век), готических, барокко до современных (рис. 2).

Рис.2 Современная церковь в Кракове

Фото статьи

Немецкий доклад «Кодирование перцептуально значимых ранних отражений для параметрического пространственного звуковоспроизведения» (пр. 10380) содержит результаты слуховой оценки наиболее значимых ранних отражений, которые необходимо учитывать при построении компьютерных моделей помещения и в системах виртуальной реальности. Показано, что для реалистического воспроизведения речи достаточно учитывать шесть первых отражений (рис. 3), что может значительно сэкономить компьютерные ресурсы.

Рис.3 Субъективно значимые ранние отражения

Фото статьи

В докладе «Применение и масштабируемость многослойных решетчатых диффузоров с широкополосными поглотителями для комнат малых и средних размеров» (е-612) рассматривается опыт создания и применения многослойных широкополосных поглотителей для низких и средних частот (рис. 4), состоящих из пористых поглотителей, металлических пластин на упругой основе и решетчатых диффузоров, причем количество слоев может подбираться индивидуально.

Рис.4 Структура широкополосного поглотителя

Фото статьи

Доклад «Визуализация отражений в помещении с помощью линейной системы громкоговорителей и одного микрофона» (пр. 10332) предлагает новый метод визуализации дискретных отражений от различных направлений в помещении для чего используется линейка громкоговорителей с узкой характеристикой направленности и различным расположением микрофона. Полученные результаты (рис. 5) могут быть очень полезны при создании акустических моделей различных помещений.

Рис.5 Визуализация ранних отражений

Фото статьи

На секции «Громкоговорители и микрофоны» было представлено пятнадцать докладов. Из них можно отметить следующие.

Доклад, который прочитал Бьёрн Кольбрек «Ограничения выбора формы рупора при управлении характеристикой направленности» (пр. 10334), посвящен теории расчета формы рупора; показано, что обеспечение широкого диапазона частот несовместимо с обеспечением широкой характеристики направленности при использовании любой формы одного рупора, для решения такой проблемы необходимо применять многоячеистые рупоры (рис. 6)

Рис.6 Многоячеистый рупор

Фото статьи

В докладе специалистов Дрезденского Университета «Ограничения верхней частоты панельных громкоговорителей, обусловленные колебаниями каркаса звуковой катушки» (пр. 10324) исследуется влияние колебаний каркаса катушки, которая используется в возбудителях (вибраторах) для плоских громкоговорителей, на воспроизведение высоких частот; показано, что именно эта причина (т.е. нарушение поршневых колебаний катушки) ограничивает верх диапазона (рис. 7).

Рис.7 Формы колебаний каркаса катушки

Фото статьи

Второй доклад японских специалистов по этой же теме «Акустический анализ плоских громкоговорителей с различными формами панелей» (пр. 10363) посвящен анализу мод колебаний панелей различной формы - плоских и цилиндрических (рис. 8). Показано, как выбор формы панели влияет на частотные характеристики.

Рис.8 Различные виды панелей в плоских громкоговорителях

Фото статьи

Доклад «Предсказание нелинейных акустических потерь в фазоинверторах с использованием компьютерного моделирования потоков жидкости» (пр. 10359) содержит результаты компьютерного моделирования нелинейных потоков в четырех видах фазоинверторов, что позволяет количественно оценить их вклад в общие нелинейные искажения акустической системы.

В докладе «DIY-модификация  для акустически прозрачных наушников» (Е-603) представлена новая конструкция телефона для систем «расширенной реальности» (Augmented Reality, AR), при которой слушатель должен получать бинауральный пространственный сигнал от источника и одновременно информацию от окружающего пространства, для этого используются открытые головные телефоны, например, AKG K1000. В докладе описана конструкция наушников с модифицированными амбушюрами, позволяющая добиться еще большей открытости, при этом предложен цифровой фильтр, позволяющий компенсировать потерю низких частот.

В немецком докладе «Создание настраиваемой сферической микрофонной системы высокого порядка» (е-583) рассматривается создание сферической системы из 64 микрофонов, предназначенной для пространственной записи звука, с последующей декомпозицией его на сферические компоненты с целью воспроизведения через систему Ambisonics и др.

Доклад «Создание и анализ телефона с добавлением нескольких MEMS-излучателей для учета индивидуальной характеристики ушной раковины» (пр. 10356) рассматривает новую конструкцию стереотелефона, где дополнительно вставлены миниатюрные пьезоизлучатели (рис. 9), что дает значительно более широкие возможности для коррекции частотных характеристик телефонов с учетом индивидуальных особенностей ушной раковины.

Рис.9 Телефон с добавочными MEMS-громкоговорителями

Фото статьи

В докладе «Компактная сферическая система громкоговорителей, созданная на 3D-принтере» (е-607), рассказано о системе, имеющей контролируемую характеристику направленности, что позволяет использовать ее для создания пространственной музыки (рис. 10).

Рис.10 Компактная сферическая система громкоговорителей, созданная на 3D-принтере

Фото статьи

В секции «Аудиотехнологии» наибольший интерес представляют следующие доклады.

Доклад Майкла Мерфи «Звук первого в мире электронного органа 1927 г.» (Е-585) посвящен описанию электронного органа, в котором запись отдельных звуков производилась на металлические колеса и считывалась иглой звукоснимателя (рис. 11). Автор представил синтезированную цифровую версию этого органа с демонстрацией звучания.

Рис.11 Органные колеса для записи звука

Фото статьи

В японском докладе «Изучение индивидуальной формы ушного канала» (пр. 10350) предложен метод сканирования и воссоздания трехмерной формы ушного канала, что позволяет рассчитывать его индивидуальные характеристики при бинауральном синтезе.

В секции «Процессорная обработка аудиосигналов» можно отметить доклады.

Китайский доклад «Новая и высокоэффективная модель громкоговорителя» (е-602) посвящен давно разрабатываемой проблеме - создание цифровых методов расчета и компьютерного моделирования громкоговорителей. В данном докладе представлена новая 3D-модель громкоговорителя, удобная для практической разработки, в ней сочетается метод сосредоточенных параметров для механоакустического преобразования, метод численного расчета для акустомеханического преобразования и аналитический метод для расчета звукового излучения громкоговорителей; предложенная модель требует ограниченных вычислительных ресурсов и позволяет получить хорошее совпадение с экспериментом.

Немецкий доклад «Локализация акустических источников и формирование характеристик направленности с использованием совмещенной системы микрофонов» (пр. 10321) представляет описание системы микрофонов типа Double-MS, использующей сложную систему цифровой процессорной обработки для формирования характеристик направленности для контроля за движущимся источником в реальном времени; системы такого типа (трекеры) необходимы для создания многих систем пространственного звука, звукоусиления, конференц-систем и др.

На секции «Восприятие и оценка» интерес представляет ряд докладов.

Доклад «Новое приближение к точности предсказания слушательских оценок на основе анализа акустических параметров» (пр. 10378). По мере развития акустической метрологии и выявления объективных параметров, наиболее значимых для оценки помещения, постоянно проводятся исследования, целью которых является выяснение, как на основе комплекса измеренных параметров можно установить слушательские предпочтения качества звучания в различных залах. В данном докладе предлагается на основе анализа комплекса объективных параметров таких, как время реверберации (RT), оценка низких частот BR, тональность TN, четкость D50, раннее время реверберации EDT, распределение мод MD, уровень шума Noise, индекс диффузности поверхности SDI и др., вывести некоторый коэффициент слушательских предпочтений. Показано на примере двадцати залов, что имеется четкое соответствие между значением этого коэффициента и слушательскими оценками (рис. 12).

Рис.12 Связь нового коэффициента и субъективных оценок

Фото статьи

В японском докладе «Необходимость широкополосных громкоговорителей для верхнего слоя в многополосных аудиосистемах» (пр. 10362) исследуется слышимость ограничения частотного диапазона в верхнем слое (ряду) громкоговорителей для системы 22.2. Показано, что фильтрация частот ниже 400 Гц не оказывает существенного влияния на общее пространственное восприятие системы, гораздо более существенное влияние оказывает ограничение верхней части диапазона. Этот вывод имеет существенное значение для практики, т.к. позволяет использовать громкоговорители меньшего объема.

На секции «Звукозапись» можно отметить интересные доклады.

Доклад фирмы DPA Microphones «Влияние положения руки на характеристики ручных микрофонов» (пр. 10328). Способ держания микрофона в руке оказывает влияние на изменение частотных характеристик, характеристики направленности и нелинейных искажений и др. Результаты измерений (рис. 13) показывают достаточно значительное изменение параметров (и соответственно качества звука) в зависимости от положения руки и микрофона.

Рис.13 Влияние положения руки на характеристики микрофона

Фото статьи

Доклад специалистов из Университета в Кельне «Управление звуковым полем с помощью жестов» (пр. 103580) рассматривает тему, которой занимался еще Л. Термен, пытаясь создать музыкальный электронный инструмент, управляемый движениями тела. Затем были созданы программы для управления электронной музыкой с помощью жестов в IRCAM (Париж). В данном докладе предлагается новый интерфейс для управления компьютерной музыкой с помощью жестов или биодатчиков, укрепленных на теле, с учетом последних достижений в области систем пространственного звука (в том числе бинаурального синтеза).

Секция «Пространственный звук» была самой многочисленной (17 докладов), из них можно отметить следующие.

В докладе (Университет технологии, Австрия) «Запись сигналов для пространственной системы Амбисоник с помощью двух микрофонов с двойными диафрагмами» (е-589) рассматривается возможность записи четырех сигналов не с помощью, например, микрофона Soundfield, включающего в себя три микрофона с характеристикой направленности восьмерка и одного ненаправленного микрофона, а с помощью двух микрофонов с двойными диафрагмами с последующей цифровой фильтрацией. Полученные результаты подтверждают совпадение соответствующих форм характеристик направленности.

Доклад «Аурализация в реальном времени с предварительным учетом движения головы» (е-591) рассматривает проблемы свертки сигнала с передаточной функцией головы (HRTF) с учетом установленного факта, что человек не может различить разницу в сигнале, свернутом с HRTF и соответствующем повороту головы на 3градуса. Поэтому предлагается в реальном времени сразу обрабатывать три сигнала: один для прямого звука, два других для поворота головы более чем на 3градуса в обе стороны. Прямой сигнала поступает сразу, другие, уже заранее приготовленные, поступают при повороте, что экономит время при обработке.

В докладе «Создание виртуального высотного громкоговорителя для Dolby Atmos и Auro-3D» (е-592) рассматривается возможность создания виртуального верхнего громкоговорителя с помощью методов виртуального полусферического амплитудного панорамирования VHAP (virtual hemispherical amplitude panning). Проведенные экспертизы показали, что значительного ухудшения пространственного восприятия не происходит (рис. 14).

Рис.14 Создание виртуального громкоговорителя для Dolby Atmos и Auro-3D

Фото статьи

Доклад «Сравнение восприятия пространственной локализации между объектно-ориентированной и поканальной пространственными системами» (е-608) содержит результаты субъективных экспертиз по сравнительной оценке систем Dolby Atmos и Dolby 5.1 и 7.1, (рис.15), которые показали, что значительного изменения точности пространственной локализации нет, однако при объектно-ориентированном звуке слушатель точнее идентифицирует позицию объекта.

Рис.15 Пространственная система Dolby Atmos

Фото статьи

Доклад фирмы Genelec «Точность фотометрического определения формы головы и торса для моделирования персональных передаточных функций (HRTFсодержит видеометод построения формы головы, торса и ушных каналов (рис. 16) с достаточной точностью, позволяющей рассчитывать индивидуальные значения передаточных функций.

Рис.16 Фотометрическая модель ушной раковины

Фото статьи

Среди многочисленных семинаров можно отметить: Звук в кино, Спецификация микрофонов, Калибровка больших аудиосистем для озвучивания, Технология преподавания в период пандемии, Роль студий в высшем образовании, «Прощай, стерео» и др.

Как обычно работали все студенческие мероприятия в том числе соревнование звукозаписей (в дистанционном режиме).

12 августа 2020

Ирина Алдошина

Пока никто еще не оставлял комментарии. Вы можете быть первым.

Возможность оставлять комментарии доступна только для зарегистрированных пользователей.

Новые статьи

148 конгресс AES - научные результаты

12 августа 2020

Стереофонические микрофонные системы

01 июля 2020

Аналоговые системы шумоподавления

19 июня 2020

Результаты XVIII Всероссийского Конкурса творческих работ студентов-звукорежиссеров им. В.Б. Бабушкина

02 мая 2020

Dolby Atmos приходит в живой звук

29 апреля 2020

Участники XVIII Всероссийского Конкурса студентов-звукорежиссеров им В.Б. Бабушкина

17 марта 2020

Восемнадцатый Всероссийский конкурс творческих работ студентов-звукорежиссеров имени В.Б. Бабушкина

04 февраля 2020

147 конгресс AES – научные результаты

14 декабря 2019

Методы экспертной оценки качества звучания записей

26 октября 2019

Звукорежиссер и аранжировщик как субъекты авторского права

25 октября 2019