все о профессиональном звуке

149 конгресс AES – научные результаты

С 14 по 16 октября в Нью-Йорке прошел очередной 149 конгресс AES. Он прошел в режиме on-line. Конгресс был достаточно представительным, на нем работали научная сессия, многочисленные семинары, технические туры, технические комитеты и др.

Традиционную Хайзеровскую лекцию прочитал профессор Стэнфордского Университета Джон Чоунинг (рис.1), она была посвящена истории развития  электронной музыки.

Профессор Джон Чоунинг

Фото статьи

На этом конгрессе было объявлено о новой инициативе – создании института Audio Product Education Institute, (APEI@AES), предназначенного для повышения квалификации специалистов в области аудио, он будет специализироваться на методологии, практике и технологиях производства аудиотехники.

На научной сессии конгресса было представлено 62 доклада и 32 инженерных записки, которые были распределены по семи секциям.

На секции «Аудиооборудование» можно отметить следующие доклады:

- доклад Дж. Панцера «Моделирование подобластей для применения метода граничных элементов (МГЭ) в электроакустике» (пр. 10433) рассматривает способы расширения возможностей МГЭ путем разбиения общего объема, где рассчитывается звуковое поле, на подобласти, и создания специального интерфейса для «сшивания» решений, полученных для разных областей. Приведен пример расчета внутреннего и внешнего звукового поля для акустической системы с фазоинверсным корпусом (рис. 2). Это значительно расширяет возможности используемых в настоящее время программ для расчета звуковых полей излучателей (например программы АКАБАК).

Рис.2 Рассчитанное методом МГЭ звуковое для АС с фазоинвертором

Фото статьи

- доклад «Измерения скорости диафрагмы громкоговорителя непрямыми методами» (e-Brief 621)рассматривает новый метод измерения скорости смещения диафрагмы с помощью одного микрофонакоторый проще и дешевле, чем методы лазерной интерферометрии или использование акселерометров.

- в двух немецких докладах «Анализ низкочастотных громкоговорителей с плоской панелью» (пр. 10443, пр. 10391) предлагаются результаты численных исследований низкочастотных громкоговорителей, использующих большие плоские панели, которые возбуждаются с помощью динамических головок громкоговорителей (рис. 3). В докладе приведены результаты численного анализа колебаний панелей при малых и при больших уровнях сигнала. Даны рекомендации для уменьшения амплитуд резонансов и эквализации частотных характеристик.

Рис.3 Акустическая система с плоской излучающей панелью

Фото статьи

- доклад «Оптимизация низкочастотной мощности громкоговорителя в помещении с использованием измерений в ближнем поле» (пр. 10429) предлагает новый метод измерения акустической мощности громкоговорителя с помощью одного установленного перед ним микрофона, и расчета скорости смещения диафрагмы численным методами, что дает возможность рассчитать акустическую мощность и предложить электронную коррекции с целью уменьшения влияния помещения на характеристики громкоговорителя. Субъективная оценка полученных результатов показала значительное увеличение четкости на низких частотах.

- доклад «Методы дизайна ненаправленных звуковых источников, использующих множественные излучатели» (пр. 10426) рассматривает актуальную тему для акустических измерений в помещениях, а именно – выбор и метод проектирования ненаправленного источника для разных диапазонов частот, поскольку создание таких излучателей для широкого диапазона часто представляет определенные трудности. В докладе рассматриваются вопросы выбора излучателей, их размеров, способов размещения и пр. и их влияние на форму характеристики направленности (рис.4).

Рис.4 Характеристика направленности источника с разным числом излучателей

Фото статьи

- доклад Джеймса Лазара и Паскаля Брюне «Компенсация реактивной силы для нелинейного контроля громкоговорителей» (пр. 10425) рассматривает проблему возникновения реактивной силы, действующей на диафрагму громкоговорителя, которая возникает за счет изменения индуктивности звуковой катушки при ее смещении. Предлагается алгоритм для воздействия на реактивную силу с целью ее компенсации и снижения нелинейных искажений в громкоговорителе

- в докладе фирмы Samsung «Акустическая масса и сопротивление как функция уровня излучения для фазоинверторов разных форм: прямых, криволинейных и с раструбом» (пр. 10423) рассматриваются нелинейные модели воздушных потоков через фазоинверторы в акустических системах. Для их анализа необходимо определение акустической массы и акустического сопротивления фазоинвертора. Предлагаются методы их измерения и расчета, которые показывают их зависимость от уровня турбулентности воздушной струи, которая связана с уровнем возбуждения излучателя. Показано, как меняется уровень турбулентности и соответственно уровень слышимого турбулентного шума для разных форм фазоинверторов: с прямолинейной трубой, с раструбом и криволинейной трубой (рис. 5). Показано, что лучшие результаты получаются для прямолинейной трубы с раструбом, острый изгиб трубы резко ухудшает линейность работы фазоинвертора и увеличивает уровень турбулентных шумов.

Рис.5 Различные формы фазоинверторов

Фото статьи

- в японском докладе «Анализ пространственной однородности тембров громкоговорителей с использованием MFCC (пр. 10415) рассматривается возможность оценки пространственной однородности тембров громкоговорителей с помощью гистограмм, построенных на кепстральных коэффициентах, рассчитанных по шкалам мел-частота (MFCC).  Выполненные авторами исследования показали, что эти коэффициенты прямо связаны с субъективным восприятием спектральной огибающей, которая является главным компонентом в оценке тембра.

- в докладе «Дизайн активных фильтров, основанный на оптимизации амплитудных и фазовых характеристик внутри зоны прослушивания» (пр. 10410) рассматриваются методы оптимизации параметров активных фильтров (кроссоверов) для двухполосных рупорных систем, используемых в системах звукоусиления в помещении, при этом учитываются характеристики направленности в зоне прослушивания, средние уровни АЧХ и фазовые характеристики на частоте среза.

- в докладе «Новый метод для измерения пространственных характеристик направленности громкоговорителей» (пр. 10400) предлагается более экономичный метод построения трехмерных характеристик направленности громкоговорителей с помощью измерений двумя микрофонами при размещении акустических систем на поворотном и поднимающимся столе и последующей пост-процессорной обработки (рис. 6). 

Рис.6 Характеристика направленности 3D

Фото статьи

- доклад «Электростатический силиконовый MEMS громкоговоритель» (пр. 10414) представляет новую конструкцию миниатюрного излучателя на силиконовой подложке (рис. 7), работающего по электростатическому принципу. Такого типа MEMS-устройства находят в настоящее время очень широкое применение.

Рис.7 Излучатель MEMS электростатического типа

Фото статьи

- доклад Университета McGill «Обзор принципов работы и моделей плазменных громкоговорителей» (пр. 10411) содержит информацию об этапах развития особого вида излучателей – плазменных громкоговорителях. Впервые они были запатентованы еще в 1930 годах («поющая дуга»). Идея казалась очень заманчивой, т.к. звук создавался с помощью колебаний объема облака плазмы между двумя электродами. Такой излучатель имел бы очень высокий КПД и был бы практически безынерционным. В течение десятилетий к попыткам его создания возвращались различные фирмы, однако при реализации возникали значительные технологические проблемы (как например, «ионизация окружающего воздуха»). Различные способы их преодоления  предпринимались разными фирмами (например, фирмы Плазматрон,  Акапелла и др.). Однако промышленного образца создать пока не удалось, но научные работы по-прежнему продолжаются.

На секции «Пространственный звук» были представлены следующие доклады:

- очень содержательный доклад проф. В. Войчика «Обзор оценок «эффекта присутствия» в системах пространственного воспроизведения музыки» (пр. 10389) был посвящен проблеме восприятия пространства в системах виртуальной реальности. В естественных условиях реального концертного зала с естественным источником звука восприятие «пространства», как показали многочисленные исследования, формируется за счет восприятия реверберационного процесса в помещении, а именно таких его характеристик, как направление и время прихода отраженных звуков; коэффициентов кросс-корреляции; динамического изменения спектральной огибающей и др. При восприятии «пространства» в искусственных условиях виртуальной реальности взаимодействие органов чувств с воспринимаемым звуком меняется и важно выявить, какие именно параметры звукового и визуального восприятия являются определяющими. В докладе предложена организация исследований в этом направлении.

- в японском докладе «Сравнение методов управления ранними отражениями в системах формирования акустического пространства» (пр. 10422) рассматриваются современные системы электронной архитектуры, т.е. электронной коррекции параметров помещения, позволяющих формировать структуру реверберационных процессов в них (рис. 8). В данной статье предлагается три различных метода для измерения структуры ранних отражений в системах такого типа, и предлагается их сравнительная субъективная оценка.

Рис.8 Структура системы электронного управления звуковым полем

Фото статьи

- доклад «Применение активных стереотелефонов» (пр. 10441) рассматривает применение стереотелефонов со встроенными микрофонами, т.к. называемые «системы расширенной виртуальной реальности». Применение таких телефонов для мониторинга позволяет сохранять связь с окружающей средой и улучшает реализм восприятия.

- доклад «Сравнение техник пространственного звука для разных жанров музыки» (пр. 10447) анализирует различные алгоритмы воссоздания пространственного звука через громкоговорители и выясняет их предпочтение для разных жанров музыки (рис. 9). Как показали результаты, для пространственного воспроизведения классической музыки предпочтительнее техника векторного амплитудного панорамирования Vector Base Amplitude Panning (VBAP), а для рок-музыки больше подходит Амбисоник.

Рис.9 Система пространственного звука

Фото статьи

- доклад «Открытая база данных пространственных импульсных характеристик в Detmold University» (Е-617) представляет открытую базу данных, содержащую примерно 600 многоканальных импульсных характеристик,  измеренных в различных позициях на сцене и в зале для трех видов помещений (театр, концертный зал и камерный зал).

- короткое инженерное сообщение «Виртуальная реконструкция средневекового собора в Южной Италии» (Е-618) посвящено опыту построения аурализационной модели средневекового собора, остатки которого были обнаружены во время раскопок, создана его трехмерная компьютерная модель (рис. 10) и аурализационная модель с возможностью прослушивания музыки в нем.

Рис.10 Компьютерная трехмерная модель Собора

Фото статьи

- в сообщении Е-619 «Конструкция и применение микрофонного формата для систем воспроизведения Dolby Atmos» рассматривается специальная трехуровневая микрофонная система (рис. 11) с высотными слоями, оптимально согласованная с системой воспроизведения Dolby Atmos.

Рис.11 Микрофонная система записи для Dolby Atmos

Фото статьи

- очень интересные результаты представлены в докладе Агнешки Рогинской (Президент AES) и др. «Мультимодальная пространственная система схватывания жестов» (MIMiC) (Е- 635 ), в котором рассматривается система, позволяющая передавать жесты музыканта (с помощью инфракрасных котроллеров) и одновременные звуки (рис. 12). Система может найти широкое применение в научных и педагогических целях.

Рис.12 Система передачи жестов

Фото статьи

На секции «Звукозапись и воспроизведение» можно отметить следующие доклады:

- в докладе «Одноканальный метод определения акустической мощности в реверберационном пространстве» (пр. 10413) предлагается метод расчета акустической мощности и соответственно таких параметров, как коэффициент осевой концентрации и индекс осевой концентрации, с использованием  выбора оптимальных позиций микрофона в помещении.

- доклад  «Композиция, звукозапись и звукоизвлечение на исторических электронных инструментах» (пр. 10432) содержит опыт использования электронных инструментов периода 1955-1965 годов, таких как орган Хаммонда, «Волны Мартено», Клавиолин и др., создание различных композиций с их использованием и запись с применением аппаратуры того периода (рис. 13). Автор анализирует возможности создания музыки различных жанров с их использованием.

Рис.13 Аппаратура записи электроинструментов 50-60-х годов

Фото статьи

- в докладе «ODESSA – междисциплинарный проект анализа записей симфонического оркестра для изучения оркестровой звуковой гармонии» (пр. 10445) представлены результаты исследований университета McGill по изучению различных техник записи и микширования симфонического оркестра с целью их оценки опытными музыкантами с точки зрения тембровой гармоничности звучания.

- в бельгийском сообщении (Е-627) «Конструкция и оценка недорогих заглушенных камер»рассматривается конструкция и методы оценки трех заглушенных камер для измерения микрофонов. Камеры могут использоваться в диапазоне 250 Гц…11 кГц, при этом время реверберации порядка 0,2 с. Оценивалось также отклонение от закона спада давления р~1/r и отклонения формы АЧХ в разных точках пространства.

Секция «Применение аудио» включает следующие доклады:

- доклад «Влияние аудитории на характеристики громкоговорителей в области низких частот» (пр. 10398) рассматривает проблему проектирования систем звукоусиления, при которой рассчитываются параметры системы, ориентируясь на характеристики громкоговорителей, измеренные в пустом зале (или в заглушенной камере). Предлагается численный метод расчета АЧХ в аудитории с учетом отражений и влияния публики, что дает возможность более точного проектирования систем озвучивания.

- в инженерной заметке Александра Войшвилло (фирма JBL) «Получение параметров рупора из численного моделирования, аналитических методов и измерений» (Е-614) предлагается метод расчета частотных характеристик импеданса для рупоров равномерного покрытия (рис. 14) с помощью измерений и моделирования в программе COMSOL.

Рис.14 Рупор равномерного покрытия

Фото статьи

- во второй заметке этих же авторов «Оценка нелинейных искажений громкоговорителей многотоновым методом» (Е-615) предлагается усовершенствование метода измерения КНИ с помощью многотоновых сигналов (рис. 15).

Рис.15 Многотоновый сигнал

Фото статьи

На секции « Восприятие» можно выделить следующие доклады:

- доклад фирмы Bang & Olufsen «Гибкое программное обеспечение для слуховой оценки аудиоматериала и виртуальной реальности» (пр. 10396предлагает слушательский тест (BO-LTS), который позволяет стандартизовать протоколы слуховых экспертиз при оценке систем виртуальной реальности, что является чрезвычайно актуальным в связи с их интенсивным развитием в настоящее время.

- английский доклад « Слышимые вариации коэффициента кросс-корреляции в реверберационном пространстве» (пр. 10435) содержит данные измерений коэффициента кросс-корреляции, являющегося важнейшим критерием при оценке пространственности звучания в помещении. На 16 слушательских позициях для 100 углов поворота головы измерения проводились в трех октавных полосах 500 Гц, 1 кГц и 2 кГц для временных интервалов от 0 до 80 мс и от 80 мс до 750 мс, всего 1600 измерений. Измерения показали, что для раннего периода времени IACC зависят от позиции и поворотов головы, вблизи боковых стен эта зависимость меньше, а для измерений после 80 мс оказывается, что IACC устойчивы как к позиции, так и к поворотам головы.

На секции « Процессорная обработка звука» можно отметить следующие доклады:

-доклад Лондонского университета Королевы Марии «Низколатентная интерполяция тембра и морфинг с использоваием автокодируемых нейронных сетей» (пр. 10406) представляет результаты современных исследований в области морфинга, т.е. направленного изменения тембров музыкальных инструментов и голоса с использованием их динамических спектральных огибающих.

- доклад «Эффект программного обеспечения при записи вокала» (пр. 10436) рассматривает различное программное обеспечение для автоматической коррекции высоты тона при записи вокала, результаты анализируются в известной программе Praat. В докладе обсуждаются различные варианты программ, их достоинства и недостатки.

- в докладе Стэнфордского Университета «Информационно важные для слухового восприятия параметры для моделирования и предсказания реверберации в помещении» (пр. 10446) предлагается метод анализа импульсных характеристик в помещении с целью извлечения из них таких важных параметров, как средняя плотность отражений, кривые спада энергии, время реверберации и др. (рис.16). Эта сеть значимых для слуха параметров может служить базой для последующего предсказания свойств помещения и синтеза его характеристик.

Рис.16 Импульсные характеристики и рассчитанная из них плотность отражений

Фото статьи

Как и на всех предыдущих, на этом конгрессе также проводились многочисленные студенческие мероприятия, студенческая ассамблея, соревнование студенческих звукозаписей, встречи с учеными и т.д.

10 января 2021

Ирина Алдошина

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

Возможность оставлять комментарии доступна только для зарегистрированных пользователей.

Новые статьи

149 конгресс AES – научные результаты

10 января 2021

Звукорежиссеры на Национальном открытом чемпионате творческих компетенций Artmasters

30 октября 2020

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