Iluzja przestrzenności

Symulacja dźwięku 5.1 za pomocą zestawu 3.1

Wykorzystane w zestawie Alteca głośniki dipolowe precyzyjnie kierują falę akustyczną w taki sposób, by docierała do odbiorcy jedynie po odbiciu się od ścian pomieszczenia, w którym je ustawiono.

Pozycjonowanie 3D

W kartach dźwiękowych X-Fi jest też wykorzystywany ulepszony system CMSS-3D (Creative Multi- Speaker Sound). Udostępnia on cztery tryby pracy: 3DHeadphone (uzyskanie przestrzennego dźwięku na słuchawkach stereo), 3DVirtual (ten sam efekt dla głośników 2.0), 3DSurround (konwersja ścieżki stereo do 5.1 na potrzeby klasycznych zestawów kina domowego) oraz 3DInteractive (uzyskiwanie dźwięku 3D przez łączenie kilku osobnych ścieżek). Pierwsze dwa są najbardziej pomocne w wykorzystaniu potencjału tanich, przeciętnej jakości zestawów 2.0 i 2.1.

System CMSS-3D w czasie rzeczywistym tworzy 8 wirtualnych głośników, „umiejscowionych” w przestrzeni dookoła słuchacza. Na podstawie bieżącej analizy dźwięku system rozróżnia, jakie składowe tworzą go w danym momencie. Wyławia ze ścieżki instrumenty, np. perkusję, i przypisuje je do odpowiednich wirtualnych głośników. Tak rozdzielone dźwięki są miksowane do formatu stereo, ale na podstawie ich wirtualnego pozycjonowania. Do tej operacji są wykorzystywane funkcje HRSF (Head-Related Sound Functions), które parametrycznie opisują, w jaki sposób dźwięk dociera do użytkownika.

Dźwięk dookólny w zestawie 3.1

Efekty użycia opisanych technik to wszystko, co można osiągnąć, dysponując zwykłymi słuchawkami albo głośnikami 2.0 (czy nawet 2.1). Do uzyskania dźwięku dookólnego potrzebne są większe zestawy, ale niekoniecznie 5.1 czy 7.1. W zestawach tych zwykle nie ma tylnych satelit, od których w dużej mierze zależy wrażenie 3D. Ich działanie symulują pozostałe głośniki o niestandardowej konstrukcji.

Przykładem jest zestaw Altec Lansing GT5051R. Znajdują się w nim klasyczne elementy zestawu 5.1, czyli subwoofer oraz głośnik centralny, odtwarzające taką samą ścieżkę muzyczną jak w zestawach 5.1. Przednie satelity zawierają po dwa głośniki, obrócone względem siebie o kilkadziesiąt stopni. Należy je ustawić w tej samej pozycji co typowe przednie satelity, uważając, by dolna para głośników była skierowana ku słuchaczowi – emitują one sygnał wprost ku odbiorcy.

Górna para głośników przy poprawnym ustawieniu kolumn skierowana jest pod kątem do słuchacza. Są to urządzenia typu dipolowego – emitują dźwięk jeszcze bardziej kierunkowo niż głośniki konwencjonalne, a przy tym w obu kierunkach wzdłuż osi głośnika. Zasięg tak wysyłanych odgłosów przypomina cyfrę 8, z głośnikiem dipolowym ulokowanym w jej środku. Gdy oś dipola przebiega pod kątem do słuchacza, ten znajduje się w tzw. martwej strefie i nie słyszy bezpośrednio dźwięku. Emitowane z dipolowych głośników fale akustyczne zostaną jednak odbite od ścian pokoju i dopiero w takiej, nieco rozproszonej, postaci (część dźwięku zostanie wytłumiona, część niedokładnie zmieni kierunek podczas odbić) dotrą do odbiorcy. Wrażenie z odbioru jest więc takie, jakby głos dobiegał z boku, ewentualnie „wypełniał niemal całą przestrzeń”. Niemal, bo rozwiązanie Alteca nie uwzględnia odbicia fali od tylnej ściany, a tym samym dźwięk wciąż nie jest w pełni przestrzenny.

Iluzja doskonalsza…

Inne podejście zastosowano w urządzeniu Yamaha YSP-1. Jest to pojedyncza kolumna, którą umieszcza się poziomo np. pod telewizorem. Składa się z dwóch subwooferów oraz aż czterdziestu kierunkowych głośników średnio- i wysokotonowych, generujących nieco przesunięte w fazie (opóźnione) dźwięki. Każdy głośnik jest kontrolowany przez osobny wzmacniacz, a użytkownik może wybrać między pracą w trybie pięcio- lub trójwiązkowym. W obu trybach kilka głośników emituje dźwięk bezpośrednio w stronę słuchacza, jak typowa kolumna centralna. Kierunek emisji pozostałych głośników zależy od trybu.

W trybie pięciowiązkowym generowane są dwie pary wiązek dźwięku. Pierwsza jest wysyłana w kierunku ściany, tak by po odbiciu od niej trafia do słuchacza od przodu, podobnie jak z przednich satelit 5.1. Druga jest wysyłana bardziej na wprost i odbija się dwukrotnie: od ściany bocznej i od tylnej, docierając do uszu odbiorcy tak jak z tylnych satelit.

Tryb trójwiązkowy jest wykorzystywany, gdy urządzenie stoi w narożniku pokoju. Wszystkie głośniki (oprócz „centralnych”) tworzą dwie wiązki, które po jednokrotnym odbiciu trafiają do słuchacza z boków. Podobne zestawy oferuje Sony (RHT-G800 i RHT-G1000) i Orava (DAV-303), jednak mają one bardziej konwencjonalną konstrukcję pod względem liczby głośników. Do generowania dźwięku przestrzennego w komplecie Oravy służą dwa głośniki, umocowane po prostu nieco pod kątem, tak aby dźwięk z nich trafiał w kierunku ściany.

…lecz wciąż iluzja

Żadne z prezentowanych urządzeń ani technologii nie zapewni dźwięku identycznego z generowanym przez zestawy 5.1 czy 7.1. W dodatku przy bardziej skomplikowanych mechanizmach symulacji wystarczy ustawić jedną z kolumn w niewłaściwym miejscu, np. zbyt daleko od ściany, czy niesymetrycznie względem głównych osi w pokoju, i już efekt końcowy może być gorszy. Poza tym modele służące do emulacji dźwięku przestrzennego opracowano, zakładając, że ściany pokoju nie są zastawione np. meblami. Odbite od nich wiązki mogą być skierowane w innym kierunku i znacznie bardziej wytłumione niż przy odbiciu od gołej ściany, co obniży jakość generowanego dźwięku. Wadą jest też cena urządzeń. Karty dźwiękowe X-Fi są w miarę przystępne cenowo (300–600 zł), ale głośniki Yamahy są potwornie drogie – 3500 zł to znacznie więcej niż cena dobrej klasy zestawu 5.1.