Dnes jít do kina není nic jako návštěva kina před sedmdesáti lety. Obraz se stal jasnějším. Barvy jsou jasnější. A cena lístku narazí do vaší kapsy hůř. K hlavnímu posunu ale vizuálně nedochází. Je sluchový.
Ve třicátých letech byl zvuk plochý a monofonní. Slyšeli jste to z jednoho reproduktoru za obrazovkou. Žádná hloubka. Žádný směr. Jen hluk pohybující se vpřed.
Dnes očekáváte, že kolem vás bude proudit zvuk. Přichází zezadu. Šeptá vám do levého ucha, zatímco na pravém je výbuch. Už to není jen luxus. To je základní standard zábavy. A technologie, které dříve existovaly pouze v drahých kinech, se dnes staly standardem v obývacích pokojích.
Rozebereme systémy prostorového zvuku, které definují moderní kino. Pak vám ukážeme, jak si doma vytvořit nastavení, které se vyrovná velké obrazovce.
Evoluce ponoření do zvuku
Přechod z mono na stereo byl prvním krokem. Skutečné ponoření však vyžadovalo více. Bylo potřeba prostorové povědomí. Rané systémy Dolby zavedly diskrétní kanály. Izolovali zvuky. Dali jsme jim prostor.
Vznikla tak zvuková kulisa. Nejen soundtrack. Divák mohl určit polohu vrtulníku. Slyšet kroky pohybující se po místnosti. Z pasivního sledování se stalo aktivní naslouchání.
Domácí kina to stíhala. Cíl byl jednoduchý: znovu vytvořit zážitek z kina. Žádné davy. Žádná vůně popcornu. Pouze zvuk.
Definice prostorového zvuku pro domácí kino
Co přesně dělá systém „volumetrickým“? Jedná se o počet kanálů a jejich umístění. Standardní systémy 5.1 používají pět hlavních reproduktorů a jeden subwoofer. Číslo “.1” označuje kanál nízkofrekvenčních efektů. Tohle je tvoje basa.
Na umístění záleží.
- Přední levý a pravý reproduktor zvládají dialogy a hlavní akce.
- Centrální reproduktor ukotvuje hlas.
- Boční (surround) reproduktory vytvářejí atmosféru.
- Subwoofer je zodpovědný za nízkofrekvenční vibrace.
Toto nastavení vytváří zvukovou bublinu. Jste uvnitř. A nejen před ním.
Proč je to důležité pro běžné uživatele
K dosažení tohoto efektu nepotřebujete nastavení v hodnotě 5 000 $. Ale musíte pochopit základy. Levný systém se špatnou izolací kanálů zní jako chaos. Dobře vyladěný systém 5.1 zní přesně.
Rozdíl je v míchání. Studia míchají filmy pro tyto formáty. Pokud je budete ignorovat, ztratíte záměr filmařů. Chybí ti šepot. Přicházíš o napětí.
Sestavení vlastního systému vám umožní kontrolovat tuto kvalitu. Není to jen o nákupu reproduktorů. Jde o jejich umístění. A o pochopení toho, jak se digitální signály převádějí na fyzický zvuk.
Začneme hardwarem. Přijímače. Kodeky. Skutečná zařízení, která generují zvuk. Protože než uslyšíte budoucnost, musíte ji propojit.
Mono byl původní způsob záznamu zvuku. Toto je stále nejjednodušší metoda. Jedna zvuková stopa napájí jeden reproduktor. Vzpomeňte si na spirálovou drážku na vinylové desce nebo magnetický proužek na filmu. Veškerý zvuk přichází z jednoho směru. První talkies na to spoléhaly. Fungovalo to. Bylo to levné. Chyběla tomu ale hloubka.
Pak přišel stereo zvuk. Dvoukanálové nahrávání rozdělí zvuk mezi levý a pravý reproduktor. Jedná se o standard pro domácí přijímače, televizní vysílání a FM rádio. Technicky je „stereo“ pouze jedním typem vícekanálového záznamu. Specifický typ nazývaný binaurální záznam využívá dva mikrofony na živé akci. Napodobují lidské uši. Nosíte sluchátka nebo používáte samostatné reproduktory. Výsledkem je, že se budete cítit jako v davu.
Mimo stereo
Nahrávky hlasitosti přidávají další kanály. Zvuk přichází ze tří nebo více směrů. Termín “prostorový zvuk” často odkazuje na konkrétní systémy Dolby. Většina lidí jej používá jako obecný termín pro vícekanálové systémy domácího kina. Takto to budeme používat.
Možná si myslíte, že to používá speciální mikrofony, které přirozeně zachycují prostorový zvuk. Existují. Studia je ale pro filmy používají jen zřídka. Místo toho zvukaři a mix vytvářejí efekt v mixovacím studiu. Jedou oddělené stopy. Dialogy ze sady. Zvukové efekty z dabingového studia nebo počítače. Hudební skóre. Rozhodují, který kanál co dostane. Tady se děje kouzlo.
„Posouvání zvuku zahrnuje zeslabování zvuku v jednom zvukovém kanálu a jeho zesílení v jiném kanálu.“
Rané experimenty s prostorovým zvukem
Fantasia (1941) Walta Disneyho změnila očekávání diváků. Ponořil publikum do klasické hudby. Zvukový inženýr William Garity nahrál každou sekci orchestru samostatně. Smíchal je do čtyř samostatných zvukových stop. Jednalo se o optické stopy na samostatném filmovém filmu.
Systém ovládal reproduktory rozmístěné po celém sále. Zdálo se, že se hudba hýbe. Bylo to rýžování zvuku. Melodie houslí nalevo doznívala a napravo současně zesílila. K demonstraci tohoto efektu vyžadovala kina další projektor pro zvukovou stopu. Potřebovali také drahé přijímače a dynamické nastavení. Technologie se jmenovala Fantasound. Byla působivá. Ale také neúměrně drahé. Většina kin si to nemohla dovolit.
Koncem 50. let se Hollywood přesunul k jednodušším vícekanálovým formátům. Objevily se systémy jako Cinerama a Cinemascope. Používali různé vizuální efekty. Zvuková technika ale zůstala z velké části stejná. Tyto systémy byly sjednoceny pod obecným názvem stereofonní zvuk. Nebo jednoduše kino stereo.
Stereofonní zvuk
Zvuk filmu nebyl jen hlasitější v 70. letech; stala se prostorově složitou. Před nástupem digitálního zvuku se studia spoléhala na stereofonní zvukové systémy, které používaly analogové magnetické zvukové stopy. Nebyly to dokonalé optické proužky, které jste viděli na standardních kopiích. Místo toho inženýři umístili čtyři nebo více magnetických proužků podél okrajů fyzického filmového pásu.
Tady došlo ke kompromisu. Magnetické stopy se nemohly rovnat křišťálově čisté přesnosti konvenčního optického zvuku. Utrpěly degradaci a postupně se změnily v syčení, jak cívky stárly. Ale výhoda úspory místa byla nepopiratelná. Standardní filmové políčko mělo místo pouze pro dvě optické stopy. Magnetické proužky? Pomocí bílého prostoru kolem rámu byste jich mohli vtěsnat až šest.
Konfigurace reproduktorů
Tato dodatečná šířka pásma umožnila bohatší zvukový zážitek. Stereo nastavení obvykle řídilo tři až pět kanálů reproduktorů umístěných za obrazovkou. Nejoblíbenější konfigurací byl čtyřkanálový systém.
Zde je návod, jak tento čtyřkanálový obvod obvykle fungoval:
– Levý reproduktor : Zpracovává zvuk pro levou stranu obrazovky.
– Pravý reproduktor : Zpracuje zvuk pro pravou stranu.
– Střední reproduktor : Poskytuje základ pro dialog a akci.
– Prostorové reproduktory : umístěné po stranách a v zadní části sálu pro vytvoření efektů prostředí.
Některé prémiové systémy to posunuly ještě dále a používají pět kanálů za obrazovkou plus vyhrazený prostorový kanál.
Tam, kde žije zvuk
V těchto filmech byla většina zvuku odeslána do předních kanálů. To zajistilo, že dialog jako by pocházel přímo od herců na obrazovce. Pokud postava stála vlevo, jeho hlas zněl z levých reproduktorů. Právo? Zvuk se podle toho posunul.
Středový kanál byl kritický. Sloužil jako zvuková kotva, zaměřující zvuk přímo na vizuální akci. Mezitím byly zadní stopy vyhrazeny pro „zvuky efektů“. To zahrnovalo hluk na pozadí, vzdálené rány nebo hlasy přicházející zvenčí. Toto oddělení vytvořilo pocit hloubky, který jednoduché mono nebo stereo systémy nemohly reprodukovat.
Dolby Intervention
V 70. letech 20. století potřeboval průmysl lepší způsob, jak spravovat tyto složité stopy, aniž by časem ztratily přehlednost. Dolby Laboratories navrhly nový zvukový formát. Byl založen na stejné fyzické konfiguraci, ale zavedl techniky zpracování, které eliminovaly magnetický šum a maximalizovaly dynamický rozsah. Tento přechod vydláždil cestu pro Dolby dynamické systémy, které se staly novým standardem pro divadelní zvuk.
Dolby Stereo nezlepšilo jen zvuk. Přehodnotil přístup ke zpracování zvuku v kinech. Systém zachovává tři přední kanály a přidává vyhrazený prostorový kanál. Tato struktura napodobovala stereofonní zvuk, ale šla ještě dále.
Dříve používané systémy se spoléhaly na magnetické stopy. Byli nepohodlní a rychle degradovali. Dolby se vrátil do optických stop. Technologie byla starší, ale mnohem spolehlivější. Fyzický film přenášel zvuková data jasně a stabilně. Přehrávání je znatelně čistší.
Další vylepšení bylo zabudováno do samotného signálu. Dolby implementovalo pokročilý proces redukce šumu. To eliminovalo statickou elektřinu, která typicky doprovázela analogové nahrávky. Výsledkem je čistší a detailnější zvuk.
Proč zvítězily optické dráhy
Přesun k optickým stopám nebyl poháněn jen nostalgií. Bylo to rozhodnutí ve prospěch kvality. Magnetické pásky se opotřebovaly a shromáždily trosky. Optické stopy vyleptané přímo na film zůstaly stabilní. Majitelům divadla to usnadnilo instalaci. Nevyžadovaly složitou magnetickou kalibraci. Standard se zasekl, protože prostě fungoval lépe.
Technický ponor
Lepší zvuk umožnil režisérům udělat víc. George Lucas viděl potenciál brzy. Star Wars byl jedním z prvních filmů, které byly zakódovány speciálně pro Dolby Stereo. Cílem nebyl jen hluk v pozadí. Šlo o prostorové vnímání.
Zvukoví inženýři použili prostorový kanál k vytvoření efektu pohybu. Představte si vesmírnou bitvu. Stíhačky TIE prolétají troskami. Zvuk nebyl statický. Panoval. Zvuk se šířil z předních reproduktorů přes celou místnost a do zadních kanálů.
“Postupným posunem zvuku stíhaček z předních kanálů dozadu vytvořili zvukaři pocit, že lodě prolétají kolem obrazovky nad hlavami diváků.”
Tato technika změnila zvyky diváků. Přestal jsi jen koukat na obrazovku. Začali jste vnímat prostor kolem sebe. Lodě se neobjevily jen v koutku tvého vidění. Proletěli kolem vás.
Byl to jednoduchý trik. Ale předefinovalo to, co by sledování filmu mohlo být. Technologie byla analogová. Efekt je pohlcující.
Režiséři rychle pochopili, že prostorový zvuk není jen trik. Stala se nástrojem vyprávění. Filmy se začaly řídit „vzorcem Star Wars“. Použili další zvukové kanály k vytvoření fantastických efektů. Prostor vyplnil hluk pozadí, který definoval umístění scény. To přidalo hloubku, které mono nebo stereo zvuk nemohlo dosáhnout.
Následující verze systému poskytly majitelům kin příležitost upgradovat své vybavení. Mohli by připojit subwoofer. Toto zařízení zpracovávalo zvuky extrémně nízkých frekvencí. Crossover sdílel tyto hluboké rachoty s hlavními audio kanály. Ředitelé to ocenili. K vytvoření silného dunění použili subwoofer. Když na obrazovce došlo k výbuchu, diváci to cítili na svých místech. Halou otřásla zemětřesení. Tento kanál se technicky nazývá kanál s nízkofrekvenčními efekty (LFE). Je přítomen v analogových i digitálních systémech prostorového zvuku.
Evoluce domácího kina
Technologie nezůstala jen v kinech. V roce 1982 společnost Dolby vydala Dolby Surround ® pro domácí použití. Replikovalo to filmový zážitek, ale způsob doručení se změnil. Místo optických stop na filmu byl zvuk kódován jako magnetické stopy na videokazetě. Fungovalo to i přes signály pozemní televize.
Konfigurace reproduktorů byla stejná jako v kině, ale s jednou výhradou. Původní domácí systém měl pouze tři kanály. Levý reproduktor. Pravý reproduktor. Zadní reproduktor. Nebyl tam žádný centrální kanál.
Situace se změnila v roce 1987. Dolby představilo Dolby Pro Logic ®. Přidala přední středový kanál. To zlepšilo srozumitelnost dialogů a zpevnilo zvukovou scénu. Pokud se chcete do nastavení ponořit hlouběji, podívejte se na článek Jak funguje domácí kino. Ale skutečné kouzlo není v hardwaru. Je v procesu kódování.
Inovace 4-2-4
Skutečným průlomem Dolby Stereo bylo balení čtyř samostatných zvukových kanálů do malého prostoru na filmu. Inženýři čelili fyzickému omezení. Do přístupného prostoru se vešly pouze dvě optické dráhy. Potřebovali čtyři kanály. Měli dva pruhy.
Řešením byl speciální systém zpracování 4-2-4. To nebylo nic nového. Vznikl z kvadrafonních domácích stereo nahrávek z počátku 70. let. Koncept byl teoreticky jednoduchý, ale těžko realizovatelný. Čtyři kanály zvukových dat byly zakódovány do dvou stop.
Proces dekódování pak při přehrávání rekonstruoval čtyři kanály. Zachoval prostorové odkazy. Podporoval rozchod. Vznikl tak pocit širšího zvukového pole, než umožňoval fyzický prostor.
Čtyři ze dvou
Tajemství spočívá ve fázovém rozdílu a maticovém kódování. Posunem fáze určitých frekvencí mohl Dolby rozlišovat mezi levým a pravým zadním kanálem na stejné stopě. Středový kanál byl na výstupu sečtením signálů z levého a pravého předního kanálu. Byl to chytrý trik. To umožnilo filmové ponoření bez potřeby širší filmové zásoby.
Výsledkem byl systém, který působil prostorně. Posluchači slyšeli, jak se zvuky pohybují po obrazovce. Slyšeli efekty přicházející zezadu. To vše je vyrobeno ze dvou úzkých proužků acetátu.
Změnilo to způsob, jakým konzumujeme kinematografii. Nastavil standard, který byl později překonán digitálními formáty jako Dolby Digital a DTS. Základ ale zůstává stejný. Zhuštění složitosti do jednoduchosti. Udělejte neviditelné slyšitelné.
Proč je to dnes důležité? Protože pokaždé, když uslyšíte v kině nebo…
Základní mechanismus systému zpracování 4-2-4 je založen na jednoduchém principu: začínáte se dvěma vstupními toky, ale potřebujete získat čtyři samostatné výstupní kanály. Logika rozděluje tyto dva toky do čtyř specifických sad dat. Za prvé máte původní obsah streamu A. Zadruhé máte původní obsah streamu B. Za třetí definujete, co je v obou streamech identické. Za čtvrté, izolujete to, co je odlišuje.
První dva si lze snadno představit. Proud A ovládá levý reproduktor. Proud B ovládá pravý reproduktor. Další dva kanály – stejný a rozdílný – vyžadují pochopení toho, jak reproduktory skutečně produkují zvuk.
Jak reproduktory pohybují vzduchem
Ve svém jádru je standardní reproduktor elektromagnet. Představte si kovový válec obalený cívkou drátu. Tato cívka je umístěna uvnitř permanentního magnetu. Když drátem protéká elektrický proud, cívka se zmagnetizuje. Tvoří severní a jižní pól.
Vodič je připojen k zesilovači přes kladné (+) a záporné (-) svorky. Zesilovač neposílá stejnosměrný proud. Neustále mění směr proudění. Tím se rychle mění magnetické póly.
Toto přepínání mění magnetickou přitažlivost mezi cívkou a permanentním magnetem. Cívka se pohybuje tam a zpět. Tlačí a tahá za kužel reproduktoru. Difuzér vytlačuje vzduch ven a pak jej vtahuje zpět dovnitř. Tyto vibrace vytvářejí zvukové vlny, které slyšíme.
Zvukový signál je jednoduše tento střídavý proud. Jeden směr posouvá difuzor dovnitř. Druhý je vnější. Vzor vibrací určuje frekvenci a amplitudu zvuku. Vidíme to jako oscilující vlnění.
Problém se středovým kanálem
V systému prostorového zvuku je středový kanál jedinečný. Jeho signál není pro jednu stranu jedinečný. Zaznamenává se v obou proudech A i B. Amplituda a frekvence jsou totožné. Synchronizace času je perfektní.
Vzniká tak specifický akustický jev. Když jsou dvě stejné zvukové vlny přehrávány současně přes dva samostatné reproduktory, spojí se. Pokud jsou dokonale ve fázi, vzájemně se posilují. Toto je známé jako fáze.
Pokud jsou vlny vůči sobě převrácené, vzájemně se ruší. Toto je fázové rušení (neboli fázové potlačení).
Systém 4-2-4 toho využívá ve svůj prospěch. „Identické“ informace (centrální kanál) existují ve fázi v obou tocích. “Rozdílová” informace (boční kanály) existuje jako fázový posun nebo variace amplitudy mezi nimi.
Rozdílové dekódování
Aby systém znovu extrahoval čtyři proudy, provádí jednoduchou aritmetiku elektrických signálů.
- Levý kanál : Vezměte proud A. Přidejte proud B. Odečtěte rozdílový signál.
- Pravý kanál : Vezměte proud B. Přidejte proud A. Odečtěte rozdílový signál.
Počkejte. V praxi to tak úplně nefunguje. Stejné a rozdílné kanály jsou před přenosem zakódovány do signálů A a B. Dekodér musí tento proces obrátit.
Pokud proud A obsahuje L + C (vlevo plus střed) a proud B obsahuje R + C (vpravo plus střed), pak:
– Sečtením A a B dostaneme L + R + 2C.
– Odečtením B od A dostaneme L - R.
Schéma 4-2-4 je složitější, protože zachovává prostorové odkazy. Ona nejen přidává a ubírá. Kóduje centrální kanál, takže jej lze rekonstruovat pouze tehdy, jsou-li přítomny oba proudy. Rozdílový kanál nese informace o okolním prostoru a zadních kanálech. „Stejný“ kanál přenáší přímý zvuk odpovídající akci na obrazovce (dialogu).
Proč je fáze důležitá pro prostorový zvuk
Možná se divíte, proč neposíláme jen čtyři samostatné streamy. Šířka pásma je omezená. Degradace signálu je skutečná. Kódováním čtyř kanálů do dvou snížíte
Jak fungují phantomové centrální kanály v systémech prostorového zvuku
Když připojíte prostorový dekodér do systému, který má ve skutečnosti fyzický centrální reproduktor, logika za tím je jednoduchá. Zařízení analyzuje audio streamy A a B na identické signály. Studuje vzor, kontroluje amplitudu. Pokud se data shodují na obou kanálech, dekodér odešle tento signál do centrálního reproduktoru. Je to jednoduché.
Co se ale stane, když v místnosti není žádný centrální reproduktor?
Dekodér se ji přesto snaží vytvořit. Protože signály v tocích A a B jsou dokonale vyvážené a ve fázi, vytvářejí phantomový reproduktor. To je akustická iluze. Váš mozek vnímá zvuk jako přicházející ze zdroje umístěného přesně mezi levým a pravým reproduktorem. Toto zafixuje dialog nebo hlavní nástroj ve středu vašeho zorného pole. K tomu, abyste slyšeli třetí hlas, nepotřebujete třetího mluvčího.
Proč jsou prostorové kanály v předních reproduktorech ztlumené?
Zadní nebo boční (surround) kanály fungují na zcela jiném principu. Zvukové informace pro tyto kanály jsou také zakódovány v obou proudech A a B. Zde je ale háček. Identické signály jsou fáze.
Jsou posunuty v čase. Nehrají synchronně.
Namísto toho, aby se tyto signály navzájem posilovaly, působí proti sobě. Představte si, co se stane s kužely reproduktorů. Když signál v proudu A způsobí pohyb levého předního reproduktoru směrem ven, signál v proudu B způsobí vytažení pravého předního reproduktoru dovnitř.
V důsledku toho se informace o prostorovém zvuku z levého předního a pravého předního reproduktoru do značné míry ruší.
Toto zrušení fáze znamená, že přední reproduktory ve skutečnosti „neslyší“ prostorový mix. Jsou zaneprázdněni vzájemným bojem. Energie je rozptýlena nebo utlumena dříve, než ji lze vnímat jako samostatný přední zvukový signál. Toto je záměrné. Tím se zabrání tomu, aby atmosféra na pozadí pronikla do jasnosti popředí. Spíše než z předního sterea slyšíte prostorový zvuk v akustice místnosti.
Trik na potlačení fáze
Do prostorového dekodéru přivádíte proud A i proud B. Jeho úkol? Pohybujte jimi relativně vůči sobě, dokud nebudou prostorové signály ve fázi.
Funguje to. Částečně.
Ale tady je ten háček. Zatímco jsou prostorové kanály synchronizovány, stereo obraz je zničen. Pravý, levý a středový kanál se zdají být fázově posunuté vůči sobě navzájem.
Když jsou tyto kanály mimo fázi, mají tendenci se navzájem rušit.
To není závada. To je vedlejší účinek. Výsledkem je ztráta předního středového zvuku. Získáte atmosféru, ale dialog a hlavní nástroje mohou zmizet nebo znít dutě. Jedná se o kompromis mezi prostorovou šířkou a čistotou vokálu.
Pokud navrhujete systém, který zvládá tento druh dekódování, musíte počítat s tímto fázovým posunem. Jinak se vaši posluchači budou divit, proč zpěvák zpíval.
Dekodéry prostorového zvuku umí více než jen oddělit signály. Procházejí je přes filtry. Součástí jsou i obvody pro redukci hluku. Cíl je jednoduchý: levelovat úrovně. Odstraňte syčení.
Pro Logic přidává další vrstvu. Využívá aktivní ovládání. To vám dává přesnější kontrolu nad tím, odkud zvuk přichází. Pokud se chcete ponořit hlouběji, stojí za to se podívat na oficiální dokumentaci Dolby o tom, jak Pro Logic funguje. Je to složité, ale vysvětluje mechaniku procesu.
Přístup k prostorovému kanálu
Nadšenci pro domácí audio začali být kreativní. Uvědomili si, že k tomu není potřeba plnohodnotný přijímač. Standardní dvoukanálový stereo systém může rozšířit středový a prostorový kanál. K tomu stačí přidat dekodér a pár dalších reproduktorů.
Toto je základní konfigurace. Ale funguje to. Dekodér zpracovává levý a pravý kanál. Extrahuje skryté informace o fázi. Tato data se přenesou do nových reproduktorů. V důsledku toho se zvuková scéna rozšíří. Ne tak úplně filmová úroveň. Ale dost na to, abyste cítili rozdíl.
Dále se podíváme na schéma zapojení. Vše změní způsob připojení dalších reproduktorů.
K poslechu prostorového zvuku nepotřebujete samostatný přijímač. Standardní přístup zahrnuje nákup přijímače s dekodérem prostorového zvuku. Tato zařízení dělají většinu práce: extrahují fázově invertovaná zvuková data, extrahují je do třetího kanálu a zesilují je na požadovanou úroveň. Přidávají také malou časovou prodlevu, aby byl prostorový efekt výraznější.
Tento problém lze však vyřešit pomocí běžného stereo přijímače. Všechny potřebné informace jsou již obsaženy v levém a pravém kanálu. Stačí jen správně provést připojení.
Připojení zadních reproduktorů pro analogový prostorový zvuk
Tato metoda vyžaduje pár zadních reproduktorů. Umístěte je vlevo a vpravo od vašeho poslechového místa. Spojení má své vlastní vlastnosti. Připojte kladný vodič zesilovače pro pravý kanál ke kladnému vodiči reproduktoru pravého zadního kanálu. Udělejte totéž pro levou stranu. Poté spojte záporné póly obou zadních reproduktorů dohromady.
Fyzika tohoto procesu je zde jednoduchá. Stereo signály, které jsou ve fázi, se na zadních reproduktorech vzájemně ruší. Kladné proudy z obou kanálů přicházejí na svorky zadních reproduktorů současně. Vzájemně se neutralizují. Elektromagnet uvnitř zadního reproduktoru zůstává nehybný.
Inverzní signály vytvářejí zcela odlišný obraz. Vytvářejí střídavý proud. Proud teče z kladné svorky zesilovače levého kanálu a současně vstupuje na kladnou svorku zesilovače pravého kanálu. Tento potenciálový rozdíl způsobuje pohyb elektromagnetu v zadních reproduktorech. Dostanete zvuk.
Přidání centrálního kanálu a ovládání hlasitosti
Pro kompletní systém budete potřebovat centrální reproduktor. Zajišťuje přední stereo panorama. Pokud máte mono televizor, přirozeně smíchá oba kanály. Stereo TV bude také fungovat, protože oba reproduktory jsou blízko obrazovky.
Dále budete potřebovat potenciometr. Jedná se o proměnný odpor. Mění proudový odpor a snižuje napětí v obvodu. V této souvislosti funguje jako ovládání hlasitosti zadních reproduktorů. Připojte jej kdekoli v okruhu vedoucím k zadním reproduktorům.
Tato DIY metoda nezajistí kvalitu zvuku srovnatelnou se skutečným dekodérem prostorového zvuku. Toto je hrubá napodobenina. Je to však skvělý způsob, jak pochopit, jak funguje analogový prostorový zvuk. Pokud byste chtěli podrobné pokyny, jak takový systém postavit, podívejte se na zdroj informací o prostorovém zvuku Chrise Kantacka.
Přechod na digitální kino
Tato analogová metoda je zastaralá. V 90. letech začala kina zavádět nové systémy. Tyto digitální formáty začaly nahrazovat standardní analogový přístup 4-2-4. Vstupujeme do nové éry zvuku.
Digitální médium: DTS
Většina moderních kin je postavena na systémech digitálního prostorového zvuku. Není to jen marketingový termín. Jde o zásadní posun ve způsobu záznamu a přehrávání zvuku.
Analogové nahrávky zacházejí se zvukem jako s kontinuální oscilující vlnou. Digitální nahrávky? Rozkládají zvuk na binární kód. Jedničky a nuly. Tato digitalizace umožňuje výrazné zvýšení hustoty dat. Výsledkem je čistší zvuk. Přesnější. S menším hlukem.
Tento posun nenastal přes noc. Průmysl udělal obrovský skok vpřed v roce 1993 s uvedením filmu Jurský park. Tento film představil veřejnosti DTS Digital Sound®. Systém je pojmenován po společnosti Digital Theater Systems, která si tuto technologii patentovala.
Jak DTS rozděluje zvuk
DTS běží na jiné architektuře než jeho analogoví předchůdci. Využívá šest samostatných zvukových kanálů kódovaných na jednom nebo dvou CD.
Hardware kina se postará o zbytek. CD přehrávač čte disk. Dekodér pak tyto kanály oddělí. Signál je posílán do reproduktorů umístěných konkrétně po celé místnosti.
Stejně jako Dolby Stereo, DTS umístí tři kanály dopředu. Obsahuje také subwoofer pro nízkofrekvenční efekty. Rozdíl je v prostorovém zvuku. Místo jednoho monolitického zadního kanálu používá DTS jednotlivé kanály. Jeden pro levou stranu. Jeden pro pravou stranu. Toto oddělení vytváří více pohlcující, směrovou zvukovou scénu.
Problém se synchronizací
Jak udržet zvuk v synchronizaci s filmem, když jsou uloženy na různých médiích? Používáte časový kód.
Časový kód je řada teček a čárek vytištěných podél každého snímku filmu. Je neviditelný pouhým okem, ale je rozhodující pro synchronizaci.
Postup funguje takto:
- Optická čtečka nainstalovaná na projektoru nasměruje LED na filmový pás.
- Světlo prochází tečkami a čárkami časového kódu.
- Fotosenzor zachycuje procházející světlo.
- Fotosenzor převádí tyto záblesky na pulsy elektrického proudu.
- Tyto impulsy jsou odesílány do procesoru DTS.
Procesor čte vzor pomlčky. Shoduje se s tímto vzorem s kódem vloženým na CD. Procesor neustále upravuje přehrávání, aby zajistil, že oba kódy zůstanou synchronizované. Zvuk a obraz zůstávají pohromadě.
Digitální oblast: Dolby Digital
Zatímco DTS převzal vedoucí pozici v kině v roce 1993, jiný hráč byl připraven ovládnout trh. Technologie byla jednodušší na distribuci, ale neméně složitá na implementaci.
Dolby nezůstává za svými konkurenty pozadu. Spustili formát Dolby Digital, který se nakonec stal průmyslovým standardem pro domácí kina i kina. Můžete jej znát podle počtu kanálů – Dolby Digital 5.1 – nebo podle technických názvů, jako je Dolby AC-3 a Dolby SR-D. Konfigurací reproduktorů a celkovým výkonem je srovnatelný s DTS, má pět kanálů a subwoofer se zesílenými basy, ale způsob, jakým poskytuje data, je zde zajímavý.
DTS ukládá zvuk na CD. Dolby Digital to ukrývá přímo v samotném filmu.
Čtení Světla
Data jsou umístěna v proužcích prostoru mezi perforacemi podél okraje filmového pásu. Nejedná se o magnetický záznam. Jedná se o optický záznam.
Jak se filmový pás pohybuje projektorem, čtečka promítá světlo z diody emitující světlo (LED) přes tyto drobné vzory. Na druhé straně čeká nabíjecí zařízení (CCD). Jedná se o stejný snímač, který se používá v digitálních fotoaparátech. Nevidí obraz. Vidí binární kód.
Jako jednotky jsou registrovány stovky malých teček (1). Mezery mezi nimi jsou jako nuly (0). CCD zachytí tento obraz a odešle jej do procesoru. Procesor převádí světlé a tmavé vzory na zvukový signál. Je to chytré rozhodnutí. Díváte se na film, ale zároveň čtete čárový kód vyrobený ze světla.
Proč je to pro vás důležité?
Většina lidí předpokládá, že zvukové stopy jsou jednoduše přidány do video stopy. To je špatně. S Dolby Digital je zvuk fyzickou součástí celuloidového filmu. To znamená, že k získání zvuku 5.1 v kině nepotřebujete samostatnou dekódovací jednotku nebo pevný disk. Tuto práci dělá projektor.
Znamená to, že Dolby Digital je lepší než DTS? Záleží na tom, co je pro vás důležitější. DTS nabízí vyšší šířku pásma, protože je uložen na digitálním médiu. Optický systém Dolby Digital je ale spolehlivý. Odolává opotřebení lépe než magnetické proužky. A po desetiletí to bylo jediné dostupné řešení pro velké obrazovky.
Technologie se dnes může zdát zastaralá. Streamování nahradilo filmy. Ale logika zůstává stejná. Stále chceme diskrétní kanály. Stále chceme subwoofery. Prostě jsme přestali ve filmu hledat beaty.
Proč přešli z optického záznamu na digitální úložiště? Šířka pásma. Optické systémy mají svá omezení. Digitální soubory je nemají. Dlouho ale bylo filmů dost.
Nyní stačí kliknout na tlačítko a nechat server dělat tvrdou práci. Už tam nejsou žádné tečky. Signál je jasnější. Ale cíl je stejný. Pět reproduktorů. Jeden subwoofer. Úplné ponoření.
Dolby Digital Surround EX není nový formát. Toto je rozšíření. Představte si to jako Dolby Digital s dalším kanálem.
Tento extra kanál dělá jednu specifickou práci: pohání reproduktor na zadní stěně.
Ve standardní konfiguraci 5.1 máte levý, pravý, středový, levý prostorový a pravý prostorový kanál. To je vše. Surround EX přidává vyhrazený středový zadní reproduktor. Je umístěn mezi levým a pravým zadním reproduktorem.
Tento kanál spojuje zvuky z levého a pravého zadního kanálu.
Proč je to důležité?
Protože vyplňuje mezeru.
Bez něj působí zadní zvuková kulisa jako dvě oddělené zóny. Levá zadní. Pravá zadní. Přechod mezi nimi se může zdát trhaný. Díky středovému zadnímu kanálu získáte nepřetržitý pohyb. Zvuky plynule plynou po celé zadní stěně. Je to jako přidat chybějící dílek do skládačky.
Efekt je jemný, ale znatelný.
Představte si helikoptéru, která letí nalevo, nad hlavou a napravo. Ve standardní konfiguraci může být při letu za vámi mírně tlumený. V Surround EX je trajektorie širší. Více pohlcující.
Tím se obsah nemění. Jednoduše rozšiřuje přehrávání.
Digitální doména: SDDS
Nyní zvažte dalšího významného hráče ze stejné éry: Sony Dynamic Digital Sound (SDDS).
Sony to nazval SDDS. Kina tomu říkala SDDS. Logo jste pravděpodobně viděli na obrazovce ještě před začátkem filmu. Vypadá jako malý čtverec, z něhož vycházejí vlny.
SDDS byla odpověď Sony na Dolby a DTS.
Zde je podivná část: SDDS měl více kanálů než Dolby Digital.
Dolby Digital vám poskytl 5.1 kanálů (plus LFE). DTS dal 5,1. SDDS poskytla 8,0.
Počkejte. Osm kanálů?
Ano.
SDDS přidal další dva zadní kanály. Jeden pro krajní levou zadní a jeden pro krajní pravou zadní. Takže jste neměli jen levý a pravý zadní kanál. Celkem jste měli čtyři zadní reproduktory.
Jedná se o 7 širokopásmových reproduktorů plus subwoofer.
Většina kin nepoužívala všech osm kanálů.
Proč? Protože instalace čtyř zadních reproduktorů je drahá. A většina filmů byla smíchána ve formátu 5.1.
Takže SDDS často hrál stejný 5.1 mix. Ale mohl udělat víc.
Pokud by byl film namixován speciálně pro SDDS, slyšeli byste širší zadní zvukovou kulisu. Nejen vlevo a vpravo. Spíš celý kruh zvuků za vámi.
Ale tady je háček: SDDS byl uložen na samotném 35mm filmu. Totiž na vnějších okrajích filmové pásky.
Dolby Digital a DTS používají digitální zvuk. Dolby – na magnetickém proužku. DTS – ve stopě CD-ROM synchronizované s páskou.
SDDS ukryl svá data do filmové emulze. Drobné tečky. Těžko se počítají.
Pokud je páska poškozena, zvuk SDDS zmizí. Dolby a DTS byly spolehlivější.
To je jeden z důvodů, proč SDDS zmizel.
Dolby Digital
Skryté datové stopy ve vašem kině
Sony se nechtělo jen tak dostat do závodu o digitální audio. Chtěla to vyhrát tím, že vytvoří něco spolehlivějšího než konkurence. Zadejte Sony Dynamic Digital Sound (SDDS). Je to starší formát, ale jeho architektura ukazuje, proč na zvukovém inženýrství záleží, když zhasnou světla.
Většina lidí zná Dolby Digital. SDDS funguje podle podobných pravidel, ale s jinou fyzickou implementací. Rozděluje zvuk do osmi samostatných kanálů. Pět z nich je umístěno v přední části haly. Dvě jsou zodpovědné za prostorový zvuk. Jeden ovládá subwoofer. Celkem osm kanálů. Tato distribuce vytváří širší zvukovou scénu než předchozí systémy.
Data se ukládají přímo na film. Ne na pevném disku. Ne na optickém disku. Na celuloidovém proužku. SDDS kóduje informace pomocí vysoce kontrastních vzorů. Světlé oblasti. Tmavé oblasti. Fyzický čárový kód pro vaše uši.
Zde začíná být hardware zajímavý. Čtečka používá laser na jedné straně fólie. Na druhé straně je řada foto senzorů. Laser prochází průhlednými oblastmi. Narazí na senzory. Neprůhledné oblasti blokují paprsek. Senzory, které nepřijímají světlo, procházejí malým proudem. Osvětlené senzory zůstávají „tiché“. Procesor čte tento vzor zapnutí/vypnutí. Převádí impulsy na zvuk. Jednoduchá fyzika. Komplexní výsledek.
Ale skutečný rozdíl není v laseru. Toto je redundance. SDDS obsahuje dvě identické digitální stopy na pásce. za co? K opravě chyb. Pokud se na film dostane prach. Pokud je rám poškrábaný. Pokud laser zvažuje selhání. Systém má záložní kopii. Zkontroluje data. Doplňuje prázdná místa. Jiné formáty té doby se spoléhaly na jednotlivé stopy. SDDS upřednostnila redundanci.
To je důležité, protože film degraduje. Ušpiní se. Už se to opotřebovává. Jednostopý systém může přeskakovat nebo koktat. SDDS často dokáže tyto vady vyhladit. Zachovala čistotu zvuku i při nedokonalosti fyzického média.
Tohle v nových kinech neuvidíte. Průmysl přešel na DCP (Digital Cinema Package). SDDS však dokázal, že analogová média mohou zprostředkovat digitální složitost. Ukázalo se, že redundance není jen softwarová funkce. Lze jej vložit přímo do filmu.
Takže až příště uslyšíte o „8.0kanálovém“ zvuku, pamatujte, že některé z těchto technologií začaly světlem procházejícím plastem. A proč. Protože ticho je drahé. Zvlášť, když to potřebuje být objemné.
Digitální posun v domácím přehrávání zvuku
Dolby a DTS nebyly omezeny pouze na vydání v kinech. Své oblíbené formáty upravili pro domácí použití. Spotřebitelům je k dispozici také formát SDDS Surround 7.1. Tento systém používá sedm audio kanálů plus nízkofrekvenční kanál (subwoofer). Dodává hloubku zážitku z poslechu.
Digitální zvuk nelze nahrát na videokazetu. Běžné kabelové vysílání to také nenese. DVD je jediné médium, které tyto informace zakóduje. Satelitní systémy také vysílají digitální zvuk. Digitální kabelová televize dělá to samé.
Pokud chcete lépe porozumět těmto domácím systémům, podívejte se na Jak funguje domácí kino.
Proč záleží na prostorovém zvuku
Pro milovníky filmů je prostorový zvuk nutností. Je to součást filmového zážitku. Režiséři a zvukaři to vědí. Do výrobního procesu začleňují stopu prostorového zvuku. Toto je důležitá fáze.
Prostorový zvuk rozšiřuje filmový zážitek do tří rozměrů. Publikum se ocitá v centru dění. Nic jiného nevytváří takový efekt.
Kde se dozvíte více
Další informace o prostorovém zvuku. Odkazy na další stránce pokrývají jeho historii. Podrobně také popisují technické aspekty konkrétních systémů.
Související články HowStuffWorks
- Jak funguje domácí kino?
- Jak funguje zvuk v kině?
- Jak fungují reproduktory
- Jak funguje THX
- Jak funguje IMAX
- Jak funguje digitální televize
- Jak funguje HDTV
- Jak fungují DVD
- Jak funguje analogově-digitální nahrávání
- Jak funguje sluch
- Přidružené odkazy
- Surround Sound System Rivalita
Další užitečné odkazy
- Dolby Laboratories
- Zdroj informací o prostorovém zvuku Chris Kantak
- Jak navrhnout digitální procesor prostorového zvuku
- Příběh filmu “Fantasia”
- ExtremeTech: Prostorový zvuk
