Surroundlyd (fra engelsk Surround Sound - "Surround Sound" - "surround, surround sound kommer fra alle sider", mulighed: rumlig lyd ) - afspilning af flerkanals fonogrammer gennem et højttalersystem placeret i en cirkel fra lytteren, for at opnå en rumlig lydeffekt, som kommer til udtryk i genskabelsen af den akustiske atmosfære i det begrænsede rum i en biografsal eller et rum ( KdP ) i en hjemmebiograf .
Multi-kanal surround sound-teknologier kan bruges til at producere en bred vifte af indhold: musik, tale, naturlige eller kunstige lyde til film , tv , udsendelser eller computerspil og applikationer.
Musikforestillinger kan bruge multi-kanal teknologier i koncertsale , udendørs spillesteder ( stadioner osv.), musikteatre og til udsendelsesformål. I kinematografi bruges lignende teknologier i biografer eller derhjemme (kaldet hjemmebiograf ).
Udover filmindustrien kan surround sound bruges til udstillinger, teaterproduktioner og undervisningsformål. Andre anvendelser omfatter spilkonsoller , personlige computere og andre platforme.
Surroundlyd er bredt tilgængelig på kommercielle medier såsom VHS , DVD og HDTV-udsendelser , hvor den er kodet i både tabsgivende kompressionssystemer ( Dolby Digital og DTS ) og tabsfrie formater ( DTS HD Master Audio og Dolby TrueHD på HDTV). ray Disc og HD DVD -udsendelser ), der er identiske med studiemasterne [Note 1] . Andre kommercielle formater er den konkurrerende (og døende) DVD-Audio (DVD-A) og Super Audio CD (SACD) samt MP3 Surround .
Der er hele familier af formater fra to store konkurrerende virksomheder: Digital Theater Systems Inc. - DTS og Dolby Laboratories Inc. — Dolby Digital . Sony Dynamic Digital Sound (SDDS) er et 8-kanals surround sound-biografsystem, der har 5 uafhængige frontlydkanaler med to uafhængige bagkanaler og en lavfrekvent effektkanal. Det traditionelle 7.1 surroundsystem introducerer to ekstra surroundhøjttalere i forhold til den tidligere 5.1 konfiguration ; i alt 7.1-formatet indeholder fire bagkanaler og tre frontkanaler for at skabe et 360° lydfelt.
Mens de fleste surround sound-optagelser er produceret af filmselskaber eller videospilproducenter, har nogle forbrugervideokameraer også lignende muligheder, enten med indbyggede mikrofoner eller valgfrie.
Surroundlydteknologier kan også bruges i musik for at give nye metoder til kunstnerisk udtryk. Så i 1967 afholdt rockbandet Pink Floyd verdens første koncert med surround sound i Queen Elizabeth Hall i London under navnet "Games for May", hvor gruppen debuterede med et specialfremstillet kvadrafonisk højttalersystem. . [en]
Efter fiaskoen med kvadrafoniske lydformater i 1970'erne, er multi-kanal musik gradvist blevet populær igen siden 1999, takket være SACD og DVD-Audio formater. Mange AV-receivere og computerlydkort indeholder nu integrerede digitale signalprocessorer og/eller digitale lydprocessorer til at simulere surroundlyd fra en stereokilde .
Surroundlydteknologier skylder deres udseende først og fremmest udviklingen af lydbiograf . Udviklerne af nye biografsystemer forsøgte at øge underholdningen ikke kun ved at forstørre skærmen, men også ved at bruge flerkanals lydgengivelse, når lydens retning falder sammen med billedet af dens kilde. I 1940 blev den første film med surround sound vist i New York : Fantasia af Walt Disney Studios . Multi-kanal optage- og afspilningssystemet fik navnet " Fantasound " ( Eng. Fantasound ). Lyden blev optaget på 8 spor af et optisk lydspor med variabel bredde : 6 spor indeholdt optagelsen af individuelle sektioner af orkestret, det syvende - en blanding af disse seks spor og det ottende - hele orkestret til rumklangsoptagelse . Disse numre blev senere blandet på tre dobbelt-bredde optiske spor, som sammen med 4 kontrolspor blev printet på en separat 35 mm filmfilm , som blev synkroniseret med en farvefilmkopi . Som følge heraf blev filmen vist i biografer udstyret med 30 til 80 separate højttalere installeret bag skærmen og rundt om biografsalen, men signalet i sidstnævnte var det samme som i off-screen højttalerne. Phantasound havde også et bredt dynamisk område sammenlignet med konventionelle film, og præsenterede en fyldigere, mere energisk lyd. Dette blev opnået takket være yderligere kontrolspor, som indeholdt optagelser af skiftende toner svarende til forskellige lydniveauer. Disse signaler, når de blev gengivet, justerede automatisk lydstyrken på forstærkerne på individuelle lydkanaler. Det reducerede også støjniveauet, så stille passager ikke blev overdøvet af støj og kunne forstærkes uden forvrængning. Fantasound-systemet blev demonstreret som et mirakel af teknologi.
Af en række årsager er denne teknologi ikke blevet udviklet bredt. Udgifterne til udstyr til at spille Fantasound var for høje til biografer, og transporten og installationen af hele komplekset tog for lang tid, hvilket også var urentabelt. Derudover suspenderede udbruddet af Anden Verdenskrig forskning inden for surround sound.
I september 1952 blev demofilmen This Is Cinerama vist på Broadway Theatre i New York med enorm succes , og præsenterede et nyt panoramisk filmsystem med en horisontal betragtningsvinkel på 146° og 7-kanals lyd. I Cinerama-systemet var 5 lydkanaler dedikeret til at panorere kilder rundt på skærmen, og effektkanalerne skabte illusionen af surroundlyd fra side- og baghøjttalerne. Filmene var dog for dyre at producere, da der krævedes tre 35 mm filmprint og et separat 35 mm 7-spors tape for at vise filmen.
CinemaScope - systemet ( 1953-1967) introduceret af 20th Century Fox indeholdt 4 magnetiske spor påført filmen ved hjælp af en speciel teknologi. For at afspille lydsporet blev der installeret en anden lydblok med magnethoveder i filmprojektorerne , og der blev monteret yderligere højttalere i biografsalen. Tre kanaler var foran, og en var ansvarlig for surroundlyden [2] . Det var dog ikke alle teaterejere, der havde råd til det ekstra udstyr, og 20th Century-Fox gav indrømmelser ved at tilføje et konventionelt optisk spor til filmtrykket . Det hjemlige format " Wide Screen " sørgede for et lignende fire-kanals magnetisk lydspor, som i midten af 1960'erne gav plads til filmkopier med et enkelt-kanals optisk spor. Det universelle fonogram "Magoptic", der samtidig er udstyret med optiske og magnetiske spor, blev ikke brugt i USSR [3] .
Siden 1955 og i mere end 20 år er Todd-AO- systemet ( eng. Todd-AO ) blevet standarden for multi-kanal lydoptagelse til 70 mm film, før Dolby -udviklingen kom . Film Oklahoma! "var den første widescreen -film i historien, der blev optaget ved hjælp af Todd-AO-systemet. Filmkopien indeholdt, udover billedet, et seks-kanals magnetisk lydspor optaget på fire magnetiske spor. To af dem blev placeret på de brede kanter af 70 mm film uden for perforeringen, og to - mellem perforeringen og billedet. På de ydre bredere spor blev der placeret to kanaler, og på de indre - hver en [4] . Fem højttalere var placeret bag skærmen, og en kanal med "lydeffekter" transmitterede omgivende lyd fordelt langs væggene i salen [5] . I slutningen af 1950'erne blev lignende eksperimenter udført i USSR. De første film med et 6-kanals stereofonogram var Mosfilms "Poem of the Sea" og " The Tale of Fiery Years ", filmet ved hjælp af det indenlandske widescreen NIKFI-system [6] . Efterfølgende blev systemet forbedret af Dolby, som foreslog at erstatte de to mellemliggende frontkanaler med lavfrekvente effekt (Dolby Baby Boom-system), og derefter lade én af dem bruge det frigjorte spor til en ekstra surroundkanal (Dolby Split Surround). system) [5] .
I 1950'erne eksperimenterede og introducerede den tyske komponist Karlheinz Stockhausen elektroniske kompositioner som The Youths Singing (1955-1956) og Kontakter for klaver, percussion og elektroniske lyde (1958-1960), sidstnævnte ved hjælp af den helt separate og roterende kvadrafoniske lyd produceret af industrielt elektronisk udstyr i det elektroniske musikstudie WDR (vesttyske radio, Köln). "Electronic Poem" af Edgard Varèse blev sammen med Xenakis skabt til Philips - pavillonen i 1958 på verdensudstillingen i Bruxelles, hvor 425 højttalere blev brugt til at skabe en rumlig effekt af lyd, der bevægede sig gennem pavillonen. Mange andre komponister skabte lignende værker i den periode.
Der er flere måder at skabe surroundlyd på:
Den første og enkleste metode er brugen af mikrofonsystemer til rumlig optagelse og/eller surround sound mix til højttalersystemer, der omgiver lytteren, når lyden gengives fra forskellige retninger.
Den anden teknologi er lydtransformation under hensyntagen til psykoakustiske lydlokaliseringsmetoder for at simulere et todimensionalt lydfelt ved hjælp af hovedtelefoner.
Den tredje teknologi, baseret på Huygens-princippet , er et forsøg på at rekonstruere det optagede lydfelt i lytterens rum, i form af den såkaldte "holofoni" ( holofoni , se Holofoni ). Et af systemerne, baseret på syntesen af lydfeltet ( Wave field synthesis , WFS), gengiver et virtuelt akustisk felt på grund af den akustiske front skabt af et system af flere højttalere fordelt på overfladen. Kommercielle WFS-systemer, der i øjeblikket er på markedet af Sonic emotion og Iosono kræver et stort antal højttalere og betydelig processorkraft. [7]
Ambiofoniske systemer ( Ambisonics ), også baseret på Huygens-princippet, giver dig mulighed for at få en nøjagtig gengivelse af lyd i midtpunktet, men mindre præcis væk fra midten.
Rumlig lyd kan også opnås ved hjælp af digital signalbehandling , ændring af niveauerne fra en stereolydkilde, analyse af stereooptagelsen for placeringen af individuelle lyde i panoramaet, og skift dem i overensstemmelse hermed i et fem-kanals felt . Der kan dog opnås bedre resultater, hvis en sådan konvertering udføres fra en kvadrafonisk optagelse.
Fordi LFE-kanalen kun kræver en brøkdel af båndbredden af de andre kanaler, omtales den som en ".1"-kanal, såsom "5.1" eller "7.1".
Den lavfrekvente effektkanal blev oprindeligt designet til at formidle filmiske effekter med ultralav bas ( nogle gange så lavt som 18 Hz i kommercielle subwoofere , såsom torden eller eksplosioner ). Dette gjorde det muligt for teatre at kontrollere lydstyrken af sådanne effekter i henhold til den særlige biografs akustiske miljø og lydgengivelsessystemernes muligheder. Separat kontrol af baseffekterne var også med til at reducere intermodulationsforvrængning i filmens analoge lydspor.
I biografer var lavfrekvente effektkanalen en separat dedikeret kanal, der blev ført til en eller flere subwoofere. Men hjemmeafspilningssystemer har muligvis slet ikke en subwoofer; for eksempel inkluderer moderne dekodere og surround sound-systemer ofte et basstyringssystem, der gør det muligt at levere bas til alle højttalere (hoved- eller subwoofer), der er i stand til at gengive lavfrekvente signaler. Nøglepunktet er, at den lavfrekvente effektkanal ikke er en "subwoofer-kanal", en subwoofer er muligvis slet ikke i systemet, men hvis den er, så er dens muligheder meget mere end blot at spille effekter.
Nogle pladeselskaber som Telarc og Chesky har hævdet, at lavfrekvente effektkanaler er unødvendige i et moderne digitalt multi-kanal underholdningssystem. De hævder, at alle tilgængelige kanaler har et ret fuldt udvalg af frekvenser, og som sådan er der ikke behov for en lavfrekvent effektkanal til at afspille rumlig musik, fordi alle frekvenser er tilgængelige på alle hovedkanaler. Men producenten MAG Audio , tværtimod, i sin udvikling af subwoofere fokuserer på lave frekvenser.
En teknisk beskrivelse af surround sound bør skelne mellem antallet af individuelle kanaler, der er kodet i det originale signal, og antallet af kanaler, der bruges til afspilning. Med matrixdekoderen kan antallet af afspilningskanaler ændres. Det er også nødvendigt at skelne mellem begreberne: antallet af gengivet kanaler og antallet af højttalere (hver kanal kan dirigeres til en gruppe af højttalere). Grafisk i tekniske beskrivelser er det korrekt at vise antallet af kanaler, men ikke højttalere.
I notationen er det mere korrekt at angive konfigurationen af lydkanalerne (højttalere).
For eksempel er 2.0 et stereopar uden en dedikeret lavfrekvent kanal. (Samlet antal kanaler 2).
Betegnelser som 5.1 betyder, at der er 5 kanaler med fuld frekvens og 1 kanal med begrænset frekvensområde (lavfrekvent effektkanal). (Samlet antal kanaler 6).
Betegnelsen for de forreste fuldområdekanaler, adskilt af en skråstreg fra resten af surroundkanalerne, eller side og adskilt af en prik fra kanalerne med lavfrekvente effekter, bruges også.
For eksempel indeholder et SDDS-system 5 frontkanaler + 2 surroundkanaler + en woofer = 5/2.1
Ifølge ANSI/CEA-863-A [8]
| Kanalrækkefølge i multi-kanal MP3 / WAV / FLAC stream [9] [10] [11] |
Kanalrækkefølge i DTS / AAC -stream [12] [13] |
Kanalnavn | Farvekodning på modtagere og
højttalerkabler |
|---|---|---|---|
| 0 | en | Forrest til venstre | hvid |
| en | 2 | Forrest til højre | Rød |
| 2 | 0 | Central | Grøn |
| 3 | 5 | lav frekvens | Lilla |
| fire | 3 | Distrikt Venstre | Blå |
| 5 | fire | Distrikt højre | Grå |
| 6 | 6 | Distrikt bagerst til venstre | Brun |
| 7 | 7 | Distrikt bagerst til højre | Kaki |
| Forrest til venstre | Central | Forrest til højre |
| Distrikt Venstre | Distrikt højre | |
| Distrikt bagerst til venstre | Distrikt bagerst til højre | |
| lav frekvens | ||
| Kanalnavn | Identifikator | Indeks | Flag | 1.0 Mono* | 2.0 Stereo** | 2.1 Stereo** | 4.1 Surround | 4.0 Quad | 4.1 | 5.1 | 5.1 Lateral*** | 6.1 | 7.1 Foran. bred | 7.1 Surround | 7.1 Foran. øverst | 7.1 Center øverst | 7.1 Center over hovedet | 7.1 Surround back | 9.1 Surround | 10.2 | 11.1 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Forrest til venstre | FRONT_LEFT | 0 | 0x1 | Ikke | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja |
| Forrest til højre | FRONT_RIGHT | en | 0x2 | Ikke | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja |
| Foran i midten | FRONT_CENTER | 2 | 0x4 | Ja | Ikke | Ikke | Ja | Ikke | Ikke | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja |
| Lav frekvens ( subwoofer ) | LOW_FREQUENCY | 3 | 0x8 | Ikke | Ikke | Ja | Ja | Ikke | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja |
| Bagerst til venstre | BACK_LEFT | fire | 0x10 | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ja | Ja | Ja | Ikke | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja |
| bagerste højre | BACK_RIGHT | 5 | 0x20 | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ja | Ja | Ja | Ikke | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja |
| Foran til venstre for midten | FRONT_LEFT_OF_CENTER | 6 | 0x40 | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ja | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ja | Ja |
| Foran til højre for midten | FRONT_RIGHT_OF_CENTER | 7 | 0x80 | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ja | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ja | Ja |
| bagerste midte | TILBAGE_CENTER | otte | 0x100 | Ikke | Ikke | Ikke | Ja | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ja | Ikke | Ikke | Ikke | Ja | Ja | Ikke | Ikke | Ja | Ikke |
| Side venstre | SIDE_LEFT | 9 | 0x200 | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ja | Ikke | Ikke | Ja | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ja | Ikke | Ikke |
| Til højre | SIDE_HØJRE | ti | 0x400 | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ja | Ikke | Ikke | Ja | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ja | Ikke | Ikke |
| Øvre midterste | TOP_CENTER | elleve | 0x800 | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ja | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke |
| Øverst foran til venstre | TOP_FRONT_LEFT | 12 | 0x1000 | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ja | Ikke | Ikke | Ikke | Ja | Ja | Ja |
| Øverst foran i midten | TOP_FRONT_CENTER | 13 | 0x2000 | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ja | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke |
| Øverst foran til højre | TOP_FRONT_RIGHT | fjorten | 0x4000 | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ja | Ikke | Ikke | Ikke | Ja | Ja | Ja |
| Øverst bagerst til venstre | TOP_BACK_LEFT | femten | 0x8000 | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ja | Ikke | Ikke | Ja |
| Øverst bag i midten | TOP_BACK_CENTER | 16 | 0x10000 | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke |
| Øverst bagerst til højre | TOP_BACK_RIGHT | 17 | 0x20000 | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ikke | Ja | Ikke | Ikke | Ja |
Tabellen viser de forskellige højttalerkonfigurationer, som slutbrugeren bruger i deres afspilningsudstyr. Rækkefølgen og identifikatorerne er indstillet for kanalmasken i en standard ukomprimeret WAV -fil (som indeholder en rå PCM -stream) og bruges til afspilning af digitalt lydudstyr tilsluttet en pc i henhold til specifikationerne. I dette tilfælde skal medieafspilleren og lydkortet understøtte multi-kanal audio digital stream.
(*) Historisk set, når du bruger (1.0) monolyd, bruges den venstre (første) kanal ofte til dette i stedet for midten. I de fleste tilfælde, når der afspilles multikanalindhold på en enhed med én højttaler, bliver lyden blandet (blandet) i henhold til en speciel algoritme fra alle kanaler til én.
(**) Stereo (2.0) er stadig det mest almindelige format til musik, fjernsyn, bærbare lydafspillere. 2.1-højttalerformatet har ikke en separat dedikeret lavfrekvent kanal, og signalet til subwooferen genereres ved at adskille og blande lavfrekvent lyd fra stereostrømmen.
(***) Dette er det korrekte højttalerlayout for et 5.1-system til Dolby- og DTS -lydgengivelse .