De comeback van 3D-geluid: wat is het en hoe werkt het?

39 reacties
Inhoudsopgave
  1. 1. Inleiding
  2. 2. 2D versus 3D
  3. 3. Hoe hoort een mens 3D?
  4. 4. Reflecties
  5. 5. 3D-geluid
  6. 6. Koptelefoon
  7. 7. Complex
  8. 8. TrueAudio
  9. 9. Gaat TrueAudio het worden?
  10. 39 reacties

Hoe hoort een mens 3D?

Door de PC gegenereerd geluid, waarbij je exact kunt aanwijzen waar de geluidsbron zich in de ruimte om je heen zou moeten bevinden, ongeacht of dat boven, onder, voor of achter je is. Het klinkt bijna magisch, maar is wel degelijk mogelijk en sterker nog: het wordt al sinds jaar en dag in alle 3D-games toegepast. Het feit dat een PC of game-console 3D-geluid kan weergeven, is mogelijk doordat op een slimme manier gebruik gemaakt wordt van de manier waarop wij mensen in drie dimensies horen – feitelijk worden onze hersenen met 3D-geluid voor de gek gehouden.

Dat wij mensen in het dagelijks leven daadwerkelijk 3D horen – en dus als we iets horen kunnen inschatten waar de geluidsbron zich bevindt en hoe ver die van ons verwijderd is – komt in de basis door het feit dat we de gelukkige bezitters zijn van niet één, maar twee oren. Als we met onze twee oren erg accuraat kunnen bepalen waar geluiden vandaan komen, moet het ook mogelijk zijn om met twee luidsprekers geluid dat uit alle richtingen komt, weer te geven, zo was de hypothese bij onderzoekers die vorige eeuw voor het eerst experimenteerden met 3D-geluid. Daarin bleken ze gelijk te hebben.

Onze oren

Onze oren doen in feite dienst als microfoons voor onze hersenen. Beide oren vangen in feite een “mono” geluidssignaal op. Het zijn onze hersenen die op basis van de informatie die door de oren wordt aangeleverd de positie van een geluidsbron bepalen. De belangrijkste methodes die onze hersenen daarbij gebruiken zijn wat men in de wetenschap de IID (Interaural Intensity Difference) en ITD (Interaural Time Difference).

IID is de naam voor het gegeven dat onze oren het geluid afkomstig uit een bepaalde geluidsbron met een afwijkende geluidssterkte ontvangen. Ofwel: het geluid zal bij het ene oor altijd iets luider arriveren dan bij het andere oor. Onderstaande figuur laat dat duidelijk zien. Dit komt doordat onze oren zich een aantal centimeters van elkaar af bevinden en zodoende een geluidsbron die zich niet exact vóór of achter ons bevindt, altijd dichter bij één van de twee oren is en het geluid daar het hardst wordt opgevangen.

In de afbeelding is duidelijk te zien dat de geluidsbron, die voor de luisteraar zich aan de rechterkant bevindt, bij het rechteroor een stuk harder signaal dan aan de linkerkant genereert. Dit is te verklaren doordat de geluidsintensiteit kwadratisch afneemt bij vergroting van de afstand.


Interaural Intensity Difference – Onze beide oren horen geluiden met een ander volume.

Een tweede belangrijke factor is de ITD, de wetenschappelijke term voor het tijdsverschil tussen de aankomst van geluiden bij beide oren. De tweede afbeelding laat dit duidelijk zien.

Aangezien geluid een eindige snelheid heeft (in lucht ca. 343 m/s) zal een geluidssignaal vrijwel nooit tegelijkertijd bij beide oren aankomen. Aan de hand van het tijdsverschil kunnen de hersenen onder andere de juiste hoek van de geluidsbron bepalen. Indien de geluidsbron namelijk precies van links of van rechts komt is de ITD maximaal. Als de geluidsbron precies voor de luisteraar staat is de ITD gelijk aan 0. De waardes die hier tussen liggen zijn een maat voor de hoek van de geluidsbron. Als we de breedte van ons hoofd schatten op 15 cm zal de ITD maximaal 4,3*10-4 seconden bedragen.


Interaural Time Difference – Geluiden komen niet op hetzelfde moment aan bij onze oren.

0
*