Hangkártyák programozása retro 6.

4. Kísérletek a mesterséges hangzás megvalósítására

Az egycsatornás mesterséges hangátvitel egyéb hibái mellett teljesen híján van a térhatásnak. Egyetlen kis felületre összpontosítja a bármilyen elhelyezkedésű és kiterjedésű hangforrás térbeli hangját. Ezért régóta foglalkoznak a mesterséges hang térhatású átvitelével. A sztereofon rendszerektől kezdve a már említett mesterséges zengetésig, rengeteg módszerrel próbálkoztak. Ezek közül talán a legfigyelemreméltóbb a műfej alkalmazása volt, amelyet kezdetben nem hangfelvételre, hanem csupán hangközvetítésre használtak. Lényege, hogy az emberi fej alakját utánzó tárgyba a fül bázistávolságában elhelyezett két mikrofonnal készítik a felvételt az adott teremben.

Kezdetben, a közvetítések esetében, a két mikrofon egy fejhallgatón keresztül a hallgató füléhez csatlakozott, tehát az illető úgy érezte, mintha az adott teremben hallgatta volna az adott zeneművet, holott valójában egy másik helyiség volt az, ahol a fejére helyezett készülékkel ült. Ennek a rendszernek nagy előnye, hogy a fej körül kialakuló természetes időkésés és árnyékoló hatás tökéletesen lemásolja, kellemetlen azonban a fejhallgató kötelező használata. Később rájöttek, hogy a műfejjel felvett hangnak megfelelő kapcsolású, két hangszórón keresztül való közvetítése szintén térhatást kelt. Egyedül a távolságérzet lesz egységes, mert minden hallgató ugyanazon a helyen érzi magát, ahol a műfejes hangfelvétel megtörtént, az irányérzet és a kiterjedtség érzete jobb bármelyik más rendszernél, mert az időkülönbségen kívül, amely csak 1 kHz alatti irányhatást eredményez, a fej valódi árnyékoló hatása adta intenzitáskülönbséget is tartalmazza.

F.5. Utózengési idő szabályozása: (a) változtatható elnyeléssel, (b) elektroakusztikailag csatolt terekkel, (c) zengetéssel.

A műfejes hangfelvétel azonban nem csak a hallgatókagylón keresztül létesít irányhatást. Ehhez azonban a hangszórókat kompenzációs szűrőkkel kell ellátni, ami annyit jelent, hogy az ellenoldali hangszóró hatását az érdekelt fülnél erősen kell csökkenteni. (Lásd F.6.)

F.6. A műfejes felvétel hangszórós visszaadásához szükséges szűrő körök

Jelentse B(w) és J(w) a műfej két mikrofonjával felvett hangjel színképét és jelentse A(w) és E(w) a két komplex átviteli függvényt, valamelyik hangszóró és az azonos oldali fül dobhártyája, illetve az ellenoldali fül dobhártyája közötti úton. A megvalósított kísérletek alkalmával a hangszórók távolsága a megfigyelőtől 3m és a hangszórók sugárzási szöge +22,5° és –22,5° volt a megfigyelő szimmetriasíkjához képest. A két komplex átviteli függvényt valóban ki kellett mérni. Vizsgáljuk a jobb fül helyzetét. Ha csak a jobb oldali hangszóró működne és E(w,balra)=0 volna, vagyis nem volna áthallás jobbról balra, egyszerű volna a megoldás. A jobb csatornát A^-1 inverz függvénnyel kéne szűrni, s ezáltal pontosan J(w) jutna a jobb fülbe. De valójában megvan az áthallás (a fej elhajlító hatása), ezt tehát a másik (baloldali) hangszóró megfelelőképpen szűrt jelével kell ellensúlyozni. Az átalakítások legfontosabb eleme az áthallási kompenzációs szűrő jelleggörbe, amely a következőképpen számolható:

(4.1)

A bal fülbe a bal ágon a következő jelfüggvény jut:

A bal fülbe a jobb ágon jutó jelfüggvény:

Együttesen (4.1) felhasználásával:

(4.2)

Vagyis látható, hogy Y_B egyenlő a B-vel, a műfej bal fülének bemeneti jelével.

Ez a módszer közvetlen teremhangosításra nem használható, de a segítségével elkészített felvétel tökéletesen olyan hangzást kelt, mint a felvétel helyéül szolgáló terem.

A műfejes hangtér-vizsgálatot jelentősen leegyszerűsíti annak számítógépesített változata, melynek alapelve a 1980-as években alakult ki. (Lásd F.7.)

F.7. A műfejes hangtérvizsgálat és annak számítógépesített változata

Ahelyett, hogy a teljes hanganyagot rögzítenénk a műfejjel, nem teszünk mást, mint végrehajtjuk az impulzusválasz tesztet és a műfejhez érkező összesen négy impulzusválasz függvénnyel „programozzuk” a számítógép, illetve a hangkártya által előzőleg digitalizált hanganyagot. Visszajátszáskor (digitális-analóg átalakításkor) a hanganyag a teremnek megfelelő hangzást fog produkálni. (Lásd F.8.)

F.8. Mesterséges hangzás megvalósításának elve

De mielőtt ebbe részletesebben belemennénk ismerkedjünk meg a digitális jelfeldolgozás alapjaival és a hangkártya felépítésével, programozásával, hiszen ez lesz az impulzusválasz teszt megvalósításának fő eszköze.

Hírdetés