3D Geluid Uitgelegd

3 reacties
Inhoudsopgave
  1. 1. Inleiding
  2. 2. Wat is 3D geluid precies?
  3. 3. Hoe hoort een mens 3D?
  4. 4. De werking van A3D
  5. 5. A3D in de praktijk
  6. 3 reacties

Wat is 3D geluid precies?

Om aan te geven wat 3D geluid nu precies inhoudt, is het handiger om eerst te kijken wat allemaal niet beschouwd wordt als 3D geluid. In het verleden zijn er namelijk al veel audio-systemen op de markt gekomen die vaak onterecht met termen in de trant van 3D geluid werden betiteld. Door het gehele pad te doorlopen van 0D naar 3D geluid kunnen we precies te weten komen wat nu wel en niet tot de groep 3D geluid behoort.

0D geluid

Op het gebied van beeld zijn 0D en 1D natuurlijk compleet onzinnig. Op het gebied van geluid is dat natuurlijk niet waar. Uit de wiskunde van de middelbare school herinnert iedereen zich nog wel dat 0 dimensies gewoon 1 punt is, 1 dimensies een rechte lijn, 2 dimensies een plat vlak en 3 dimensies de gehele ruimte. 0D geluid is dus in principe standaard geluid uit maar 1 speaker. Het geluid komt maar van een enkele plaats en is altijd vanuit die plaats te lokaliseren. 0D geluid komen we tegenwoordig vrijwel alleen nog maar tegen in wekkerradio’s, etc. Probeer het maar eens: verstop je wekkerradio en doe je ogen dicht. Al het geluid hoor je duidelijk van een punt af komen.

1D geluid

1D geluid is wat we allemaal thuis in de vorm van de stereotoren hebben staan. De twee (stereo) speakers kunnen beide verschillende geluiden weergeven en door balansregeling kunnen geluiden gepositioneerd worden op een denkbeeldige lijn tussen beide speakers. (1D dus!) In het verleden zijn er al heel wat systemen ontwikkeld om het platte stereo geluid toch wat ruimtelijker te laten klinken. Systemen als spatialisers kunnen door o.a. faseverschuivingen stereo geluid een stukje ruimtelijker laten klinken. Onder namen als "extended stereo", "3D stereo", etc. is dit systeem nog vaak terug te vinden op o.a. stereo TV's e.d. Bedenk dat het nog steeds om 1D geluid blijft gaan, en dat dit systeem verre van interactief is.

2D geluid

Met 2D geluid komen we al aardig in de buurt. De bekendste vormen van 2D geluid zijn de verschillende surround sound systemen. D.m.v. het gebruiken van meerdere boxen (bijv. 4) wordt er niet alleen geluid vóór de luisteraar gegenereerd, maar ook er achter. Surround sound heeft zijn intrede gevonden in de bioscoop, waar en nog met veel meer verschillende boxen wordt gewerkt. Toch blijft men zo werken in een plat vlak. De toeschouwer in de bioscoop hoort een auto voor, achter of naast zich, maar zal nooit het verschil kunnen horen tussen iets wat onder of boven hem gebeurt. Iets anders wat we bij surround sound missen is een goede indicatie van de afstand van geluid. Bij surround sound zal de toehoorder nooit goed het verschil horen tussen een auto die op 1 meter of op 100 meter langs rijdt: het geluid is altijd gepositioneerd op een cirkel door alle speakers. Het nadeel van surround sound is ook weer dat het verre van interactief is: alle vormen van surround sound zijn altijd van te voren opgenomen en worden nooit real-time gegenereerd. (Er is overigens ook een systeem Virtual Surround, wat met slechts twee boxen een surround effect nabootst. Een soortgelijk systeem zit ook in A3D en heet A3D Surround. Zo kan met twee boxen toch genoten worden van het surround geluid bij bijvoorbeeld DVD-films.)

3D geluid

Dan zijn we nu aanbeland bij het echte werk. 3D geluid staat boven alle andere geluidstypen en wordt gekarakteriseerd door de volgende drie eigenschappen:

  • Er moet, om de luisteraar heen, een driedimensionale ruimte worden gecreëerd.
  • Er moet een mogelijkheid zijn om verschillende geluidsbronnen op verschillende plaatsen binnen deze ruimte te positioneren.
  • Alle berekeningen om dit waar te maken moeten real-time en volledig interactief kunnen plaatsvinden.

De bedoeling is dus dat de toehoorder een geluid hoort en precies moet kunnen aanwijzen waar dit vandaan lijkt te komen. Dit gebeurt niet in een plat vlak, maar in de gehele ruimte om hem heen. Een 3D geluid chip moet on-the-fly geluidsbronnen kunnen positioneren in de 3D ruimte om de luisteraar heen, dit aangezien in 3D games het geluid o.a. afhankelijk is van de input van de gebruiker. Sommige systemen ondersteunen een gedeelte van deze omschrijving. 3D geluids systemen die aan alle drie de kenmerken voldoen worden Positionele 3D Audio (Positional 3D Audio) systemen genoemd.

Een dusdanig systeem kan dus een ongekende realiteit bij bijvoorbeeld computer games mogelijk maken. Met positioneel 3D geluid is het in een spel als Quake mogelijk om precies te horen waar al je tegenstanders zitten. Later zal blijken dat bijvoorbeeld Creative’s Environmental Audio systeem alleen aan regel 1 en 3 voldoet.

Een overzicht

Om het overzichtelijk te houden heeft Aureal van bovenstaand verhaal een mooi overzicht gemaakt:

Type Geluid
Mogelijk met koptelefoon
Mogelijk met twee (stereo) speakers
Mogelijk met speaker-arrays (bijv. 4 speakers)
Dimensies
Interactiviteit
Geluidsplaatsing
Mono
Ja
Ja
n.v.t.
0D
Geen
een enkel punt
Stereo
Ja
Ja
n.v.t.
1D (links/rechts)
Balance-regeling
plaatsing op een lijn tussen beide speakers
"3D" Stereo Extender
Soms
Meestal
n.v.t.
1D (toegevoegde ruimtelijkheid)
Geen
plaatsing op een lijn tussen beide speakers en de ruimte daar omheen
Surround Sound
Nee
Nee
Ja
2D (links/rechts, voor/achter)
Geen (soundtracks zijn vantevoren opgenomen)
plaatsing op een cirkel door alle speakers
Virtual Surround Sound (A3D Surround)
Soms
Meestal
n.v.t.
2D (links/rechts, voor/achter)
Geen (soundtracks zijn vantevoren opgenomen)
plaatsing op een cirkel door alle (virtuele) speakers
Interactief 3D Geluid (A3D Interactive)
Meestal
Meestal
Soms
3D (links/rechts, voor/achter, boven/onder)
Volledige plaatsing van geluidsbronnen d.m.v. XYZ coordinaten
volledig vrije plaatsing op iedere afstand in iedere richting van de toehoorder

Nu iedereen vrijwel precies weet wat we in de verdere tekst bedoelen met volledig 3D geluid kunnen we verder met het analyseren van het menselijk gehoor.

0
*