Формат Ambisonic UHJ - Ambisonic UHJ format

Основная статья: Амбисоника

Формат Ambisonic UHJ является развитием Амбисонный объемный звук система разработана для совместимости с моно- и стереозвуком. Это иерархия систем, в которой записанное звуковое поле будет воспроизводиться со степенью точности, которая варьируется в зависимости от доступных каналов. Хотя UHJ позволяет использовать до четырех каналов (несущих полную сферу с объемным звуком по высоте), в настоящее время используется только 2-канальный вариант (поскольку он совместим с доступными в настоящее время 2-канальными носителями). В Ambisonics UHJ также известен как "C-Format".

Иерархия UHJ

Амбисонический B-формат стандартный формат для использования в студии. Хотя есть возможность распространять записи в формате B для декодирования и прослушивания конечными пользователями, это только начинает получать более широкое распространение с появлением программных проигрывателей. Традиционно записи Ambisonic распространялись в виде 2-канальных дисков, компакт-дисков и т. Д. С использованием 2-канальной версии иерархии кодирования UHJ, которая, в отличие от B-формата, предназначена для стерео совместимый.

UHJ был разработан командой Ambisonic с учетом работы, проделанной BBC (на их квадрофонический система, Матрица H ) и Дуэйн Х. Купер (на сайте Nippon Columbia's UD-4 / UMX квадрофонический system) и другие, а также на основе текущей на тот момент версии Ambisonics, System 45J. Инициалы указывают на некоторые из источников, включенных в систему: U от Universal (UD-4); H из матрицы H; и J из Системы 45J.

Теоретический путь от B-формата к различным стерео / моносовместимым вариантам UHJ. Фактически, многие приложения для микширования перешли прямо с многодорожечного на двухканальный UHJ до появления цифровых звуковых рабочих станций и современных разработок микширования Ambisonic.

UHJ - это уникальная иерархическая система кодирования и декодирования направленной звуковой информации в рамках технологии Ambisonics. В зависимости от количества доступных каналов система может передавать больше или меньше информации, но всегда UHJ полностью стерео- и моносовместим. Можно использовать до четырех каналов (L, R, T, Q).

В своей основной форме 2-канальный (L, R) UHJ, горизонтальный (или «планарный») объемный сигнал может передаваться по обычным каналам стереосигнала - CD, FM или цифровому радио и т. Д. - которые можно восстановить с помощью декодер UHJ на конце прослушивания. Суммирование двух каналов дает хорошо совместимый монофонический сигнал, который на самом деле является более точным представлением двухканальной версии, чем суммирование традиционного «монофонического источника с панорамированием». Если доступен третий канал (T), его можно использовать для повышения точности локализации плоского эффекта объемного звучания при декодировании через 3-канальный декодер UHJ. Третий канал не обязательно должен иметь полную полосу пропускания звука для этой цели, что приводит к возможности создания так называемых «2½-канальных» систем, где ширина полосы третьего канала ограничена 5 кГц. Третий канал может транслироваться через FM-радио, например, посредством фазово-квадратурной модуляции. Эта конфигурация была протестирована Независимым органом вещания (IBA) в Соединенном Королевстве в качестве метода трансляции записей объемного звучания. 2½ или 3-канальный UHJ обеспечивает ту же точность, что и 3-канальный (WXY) B-формат. Добавление четвертого канала (Q) в систему UHJ позволяет кодировать полный объемный звук с высотой, известный как Periphony, с уровнем точности, идентичным 4-канальному B-формату.

Хотя есть некоторые компромиссы в отношении точности локализации в 2-канальной системе UHJ, 2-канальный UHJ - это формат, обычно используемый для распространения записей Ambisonic. 2-канальные записи UHJ могут передаваться по всем обычным стереоканалам, и любой из обычных 2-канальных носителей может использоваться без изменений.

Он совместим со стереозвуком в том смысле, что без декодирования слушатель воспринимает стереоизображение, но оно значительно шире, чем обычное стерео (см. Супер стерео ). Левый и правый каналы также можно суммировать для очень высокой степени моносовместимости. При воспроизведении через декодер UHJ раскрываются возможности объемного звучания.

UHJ Иерархия
Число
каналов		Декодер?ВозможностиТипичный
Приложения		каналыB-формат
эквивалент		Оригинал
обозначение *
4даПолносферное окружениеDVD, HD дискLRTQWXYZPHJ
3даПолный горизонтальный объемный звукDVD, HD дискLRTWXYTHJ
"2½"даПолный горизонтальный объемный звукFM радиоLR
ограниченный полосой T		WXYSHJ
2даГоризонтальное окружениеCD, стерео радио
Общие 2-канальные медиа		LR-BHJ
2НетСтереоCD, стерео радио
Общие 2-канальные медиа		LR--
1НетМононуклеозРадиоLR (суммировано)--

* Эти обозначения сегодня используются редко.

Расшифровка UHJ

Базовая структура схемы декодера UHJ.

Декодер UHJ, в первую очередь для 2-канального формата, был исходным компонентом, необходимым для потребительского опыта Ambisonics. Когда система впервые продвигалась, толчок был двояким: с одной стороны, поощрение звукозаписывающих компаний к одобрению системы и выпуску дисков (в ретроспективе это было опрометчиво: звукозаписывающие компании сжигали четырехсистемные системы, а не в настроении поддерживать что-либо; и в любом случае, людей, которых нужно было убедить, были инженеры, продюсеры и известные артисты, которые могли использовать микшерное оборудование Ambisonic на сессиях по своему желанию, так же как они имели полную свободу действий в использовании другого внешнего студийного оборудования ), с другой стороны, поощряя производителей оборудования регистрироваться в качестве лицензиатов Ambisonic и включать декодеры в свое оборудование.

Внутри декодера UHJ сигналы обрабатываются в матрице амплитуды фазы, чтобы восстановить набор сигналов, который напоминает B-формат. В большинстве случаев сигнал действительно быть B-формата, но в случае 2-канального UHJ недостаточно информации, чтобы иметь возможность восстановить истинный сигнал B-формата, только то, что ведет себя аналогичным образом.

Затем информация передается в матрицу амплитуд, которая формирует сигналы динамика, через набор полочных фильтров, которые повышают точность и производительность декодера в небольших средах прослушивания (их можно не использовать в более крупных приложениях). Ambisonics был разработан с учетом реальных жилых комнат и практичного расположения динамиков: большинство жилых комнат имеют прямоугольную форму, и в результате основная система была разработана для декодирования до четырех динамиков в прямоугольнике со сторонами от 1: 2 (ширина в два раза больше длины) и 2 : 1 (длина в два раза больше ширины) в длину, поэтому подходит для большинства жилых комнат. Обычно предоставляется управление компоновкой, позволяющее конфигурировать декодер для расположения громкоговорителей - важный аспект воспроизведения Ambisonic, в котором он отличается от других систем объемного звучания: декодер специально настроен для размера и компоновки массива громкоговорителей. Управление компоновкой может иметь форму поворотной ручки, двухпозиционного (1: 2,2: 1) или трехпозиционного (1: 2,1: 1,2: 1) переключателя.

Четыре динамика - это минимум, необходимый для горизонтального декодирования объемного звука, и хотя это подходит для типичной потребительской среды, для более крупных помещений требуется больше динамиков для обеспечения полной локализации объемного звука.

Дальнейшая информация: Амбисонное декодирование

Супер стерео

Недостатком использования 2-канального UHJ является то, что для получения эффекта объемного звучания слушателю требуется декодер Ambisonic UHJ. Они традиционно не были широко доступны, но стали таковыми в качестве подключаемых модулей для современного компьютерного оборудования. Однако слушатели 2-канального сигнала UHJ без декодер замечает эффект «супер стерео».

Из-за межканальных фазовых соотношений, присущих схеме кодирования, слушатель воспринимает стереозвук, который часто значительно шире, чем громкоговорители.

В то же время особенностью отечественных декодеров UHJ стало включение супер стерео особенность. Это позволяет «обернуть» слушателя обычными стереосигналами, используя некоторые возможности декодера. Предусмотрен элемент управления, который позволяет варьировать ширину от моно-подобного до полного объемного звучания. Это дает слушателю полезную возможность получить больше от своей существующей стерео коллекции.

Обе функции использовались как аргументы в пользу продаж на заре создания Ambisonics, особенно микширования Ambisonic. Они помогли преодолеть ситуацию «курицы и яйца», когда звукозаписывающие компании неохотно выпускали записи Ambisonic, потому что на рынке было мало декодеров, а производители Hi-Fi не хотели лицензировать и включать декодеры Ambisonic UHJ в свое оборудование, потому что не было очень много основного выпущенного контента. С одной стороны, стоило иметь декодер, потому что вы могли получить больше от вашей существующей (стерео) коллекции записей; с другой стороны, стоило делать записи UHJ, потому что даже люди без декодера могли получить ощутимые преимущества.

Недекодированный UHJ

В мире, где у большинства слушателей нет декодеров Ambisonic, большинство слушателей 2-канального материала, закодированного в UHJ, будут слушать без кодирования.

Некоторые инженеры предпочли воспринимаемую дополнительную просторность, ширину и стабильность недекодированного 2-канального UHJ традиционным техникам стереомикширования с панорамированием. Опоздание Джон Тимперли, например, использовали Транскодер UHJ (простой метод Амбисонное смешивание ) широко и произвел несколько серий записей UHJ, хотя он был полностью осведомлен о том, что немногие люди когда-либо услышат их декодированные, и специально смешивал материал для лучшего незакодированный результат. К сожалению, эти записи еще не полностью задокументированы.

Точно так же на альбоме Тины Тернер Нарушайте все правила, бэк-вокал на самом деле закодирован UHJ - и в этом случае слушателю нет смысла декодировать треки, потому что остальная часть микса находится в обычном стерео с панорамированием и не содержит информации окружающего звука - вокал был закодирован исключительно для просторного эффект без расшифровка.

При прослушивании недекодированного 2-канального материала UHJ задняя информация складывается по передней сцене на 3 дБ вниз, так что звуковая сцена сохраняет некоторую степень «расстояния» между передней и задней частью. Например, звук, панорамируемый вокруг слушателя в объемном звучании, при прослушивании без кодирования будет казаться более отдаленным, поскольку он проходит через «тыл»; кроме того, межканальные фазовые отношения, связанные с локализацией сзади, заставляют звук пытаться появляться позади слушателя в результате формы «звукового декодирования». Однако, хотя это обычно эффективно в случае содержания с амбисонным микшированием, в случае материала, записанного с микрофон звукового поля (SFM) окружение, например в концертном зале, может быть достаточно высоким по уровню в недекодированном состоянии, чтобы запись выглядела чрезмерно реверберирующей, в то время как это не тот случай, когда UHJ декодируется в объемное звучание. В прошлом некоторые рецензенты приводили это как критику некоторых записей SFM: проблема может быть решена путем тщательного позиционирования микрофонного массива (например, расположение ближе к музыкантам).

Технологии производства UHJ

Создание (обычно 2-канальных) записей UHJ - это простой вопрос передачи сигналов B-формата через кодировщик UHJ и записи результата. Они могут быть получены из микрофон звукового поля записей или микширования. Кроме того, миксы можно создавать непосредственно в UHJ с помощью транскодера UHJ, такого как тот, который предлагался Audio & Design Recordings в 1980-х годах, вместе с другим оборудованием для микширования Ambisonic (см. Амбисонное микширование: устаревшее оборудование ). Транскодер кодировал B-формат в 2-канальный UHJ и, кроме того, позволял транскодировать фронтальную стереосистему и заднюю стереофоническую сцену (обе с регулируемой шириной) непосредственно в 2-канальный UHJ, в то время как другие устройства облегчили производство B- Форматируйте миксы, которые можно закодировать в UHJ с помощью транскодера.

С помощью этого оборудования было выпущено значительное количество двухканальных релизов, включая несколько альбомов на лейбле производственной музыкальной библиотеки KPM и коммерческие релизы, такие как Steve Hackett's Пока у нас есть лица, Проект Алана Парсонса Стереотомия, Пол Маккартни Ливерпульская оратория, Фрэнк Перри Зодиак, серия альбомов лейбла Collins Classics и другие, большинство из которых доступны на компакт-дисках.

Кроме того, британская независимая классическая звукозаписывающая компания создала огромную коллекцию релизов UHJ, первоначально на виниле, а затем на компакт-дисках, которая пополняется до сих пор. Нимбус Рекордс. Nimbus был одним из первых лицензиатов Ambisonic.

Видеть Амбисоническая дискография в внешняя ссылка для дополнительной информации.

Отсутствие 4-х дорожечного оборудования для мастеринга привело к тенденции (о которой сейчас сожалеют некоторые из участников) напрямую микшировать в 2-канальный UHJ, а не записывать B-формат и затем конвертировать его в UHJ для выпуска. Тот факт, что вы могли напрямую микшировать 2-канальный UHJ с помощью только транскодера, сделал это еще более заманчивым. В результате не хватает старых записей B-формата с амбисонно-микшированием, которые можно было бы выпускать сегодня в более продвинутых форматах (таких как G-формат ). Однако ремастеринг - а в некоторых случаях выпуск - оригинальных 2-канальных записей UHJ в G-формате оказался на удивление эффективным, давая результаты, по крайней мере, такие же хорошие, как и исходные студийные записи, прежде всего благодаря значительно более высокому качеству текущего системы декодирования (например, программные декодеры на основе файлов) по сравнению с теми, которые были доступны на момент записи.

Уравнения кодирования и декодирования UHJ

Кодирование

S = 0,9396926 * W + 0,1855740 * XD = j (-0,3420201 * W + 0,5098604 * X) + 0,6554516 * YLeft = (S + D) /2.0Right = (S - D) /2.0T = j (-0,1432 * W + 0,6512 * X) - 0,7071 * YQ = 0,9772 * Z, где j - фазовый сдвиг + 90 °

[1]

Расшифровка

Для четырехканального UHJ:[2]

S = (влево + вправо) /2.0D = (влево-вправо) / 2,0W = 0,982 * S + j * 0,197 (0,828 * D + 0,768 * T) X = 0,419 * S - j (0,828 * D + 0,768 * T) Y = 0,796 * D - 0,676 * T + j * 0,187 * SZ = 1,023 * Q, где j - фазовый сдвиг + 90 °

Для трехканального UHJ:[3]

S = (влево + вправо) /2.0D = (влево-вправо) / 2,0W = 0,982 * S + j * 0,197 (0,828 * D + 0,768 * T) X = 0,419 * S - j (0,828 * D + 0,768 * T) Y = 0,796 * D - 0,676 * T + j * 0,187 * Sw, где j - фазовый сдвиг + 90 °

Для двухканального UHJ:[4]

S = (влево + вправо) /2.0D = (влево-вправо) / 2,0W '= 0,982 * S + j * 0,164 * DX' = 0,419 * S - j * 0,828 * DY '= 0,763 * D + j * 0,385 * Здесь j сдвиг фазы + 90 °

Обратите внимание, что двухканальный UHJ требует, чтобы проигрыватель использовал полочные фильтры, отличные от трех- и четырехканального UHJ (и B-формата); W ', X' и Y 'используются для обозначения того, что результат декодирования не совпадает с исходным B-форматом (Герзон называет это E-форматом).

Примечания

  1. ^ Герзон 1985, Приложение 1.
  2. ^ Герзон 1985, Приложение A3.2.
  3. ^ Герзон 1985, Приложение A3.1.1.
  4. ^ Герзон 1985, Приложение A3.1.3.

Смотрите также

Рекомендации

  • Герзон, Майкл А. (Ноябрь 1985 г.). «Амбисоника в многоканальном вещании и видео». Журнал Общества звукорежиссеров. AES. 33 (11): 859–871.
  • Герзон, Майкл (11 декабря 1975 г.). «Совместимое 2-канальное кодирование объемного звука». Письма об электронике. Перепечатано NRDC. 11 (25/26). Дои:10.1049 / el: 19750469.
  • Купер, Дуэйн Х.; Сига, Такео (июнь 1972 г.). "Дискретно-матричное многоканальное стерео" (PDF). Журнал Общества звукорежиссеров. AES. 20 (5): 346–360. Получено 28 сентября 2018.
  • Добни, Крис (август 1982). «Амбисоника - оперативное понимание». Студийный звук: 52–58.
  • Герзон, Майкл А. (1973). "Перифония: воспроизведение звука с высоты". Журнал Общества звукорежиссеров. AES. 21 (1): 2–10.
  • Питер, Феллгетт (август 1975 г.). «Амбисоника. Часть первая: Общее описание системы». Студийный звук. 1: 20–22, 40.
  • Герзон, Майкл А. (Октябрь 1975 г.). «Амбисоника. Часть вторая: Студийные методы». Студийный звук: 24–30, 60.

внешняя ссылка