Dwukanałowy dźwięk 3D - wirtualna reprodukcja dźwięku przestrzennego

W kinie domowym do reprodukcji dźwięku używa się przeważnie 5 lub 6 głośników. Wydatki związane z zakupem tylu głośników i kłopoty związane z ich instalacją mogą wielu zniechęcić. Jednak istnieje inne rozwiązanie - wirtualna reprodukcja dźwięku za pomocą dwóch głośników. Jest to tańsze i łatwiejsze w stosowaniu rozwiązanie.

Jak zmysł słuchu określa położenie źródła dźwięku? Człowiek ma dwoje uszu więc wszystkie dźwięki docierające z otoczenia mieszają się i są odbierane przez tylko dwoje uszu. Pomimo tego potrafimy precyzyjnie ocenić położenie źródła dźwięku. Kierunek przychodzenia dźwięku jest określany na podstawie oceny przesunięcia czasowego między dotarciem sygnału do jednego i drugiego ucha. Czyli gdy źródło dźwięku znajduje się na lewo to sygnał zostanie odebrany najpierw przez lewe ucho a później prawe. Mózg analizując tę różnicę określa kierunek źródła dźwięku. To nie wystarczy aby wiedzieć czy źródło znajduje się z przodu czy z tyłu. Dopiero dzięki analizie rodzaju i stopnia tłumienia nadchodzącego dźwięku mózg może określić położenie przód/tył. Tłumienie to jest samoczynnym zjawiskiem powstającym na skutek pochłaniania niektórych częstotliwości przez układ twarzy, kształt głowy i włosów, oraz oczywiście przez muszle uszną. U każdego człowieka to tłumienie jest trochę inne ponieważ każdy ma inny kształt głowy. Mózg analizując zmianę charakterystyki częstotliwości dźwięku docierającego do ucha i porównując tą zmianę z poprzednio odnotowanymi w pamięci doświadczeniami ocenia położenie dźwięku.

Dwukanałowy dźwięk 3D
Rys. 1 Konfiguracja głośników w systemie kina domowego
Rys. 2 Konf. głośników w systemie wirtualnego dźwięku 3D
(2 rzeczywiste źródła dźwięku i 3 pozorne)

Wirtualny procesor musi zredukować liczbę kanałów z 5 lub 6 (pochodzących z dekodera Dolby Surround Pro-Logic, Dolby Digital, DTS lub innego) do dwóch, zawierających wszystkie informacje z sygnału pierwotnego. Sygnały prawy i lewy nie są zmieniane, sygnał kanału centralnego jest osłabiany i dodawany do sygnału lewego i prawego. Sygnały kanałów surround są poddawane skomplikowanej obróbce i później również dodawane do lewego i prawego. Dźwięk po takich przekształceniach jest reprodukowany przez dwa głośniki ustawione z przodu, ale ucho odbiera go jakby pochodził z pięciu głośników. Po prostu wirtualny procesor oszukuje nasz zmysł słuchu.

Wirtualny procesor nie zastąpi jednak w pełni systemu głośnikowego kina domowego ponieważ nie reprodukuje dźwięku tak wiernie i ma mniejszy obszar najlepszego odsłuchu (sweet spot). Z wirtualnej reprodukcji będą korzystały raczej mniej wymagające osoby. Wirtualne procesory są stosowane również tam gdzie nie potrzebna jest duża wierność reprodukcji lub nie ma miejsca na kilka głośników (np. multimedialne komputery) albo do odsłuchu przez słuchawki (wystarczą zwykłe słuchawki stereo). Oczywiście korzystając ze słuchawek nie trzeba się martwić o strefę najlepszego odsłuchu, dzięki procesorowi dźwięk nie jest tak "przyklejony" do uszu i nie odczuwa się lokalizacji jego źródła wewnątrz głowy.