Звук Dolby Atmos: як працює технологія?

 

Dolby Atmos вводить замість каналів об'єкти, які можуть рухатися всередині віртуальної сцени за трьома осями координат. Це надає звукам у фільмах, іграх та музичних творах тривимірний ефект, причому досягти його можна на будь-якої конфігурації динаміків, включаючи систему 2.0. Однак контент спочатку має бути записаний в цьому аудіоформаті.

Dolby Atmos розробила однойменна компанія Dolby Lab, яка займається відтворенням та кодуванням звуку. Можливо, ви бачили їхній логотип на DVD- або Blue-ray-дисках або аудіотехніці. Менше ніж за 10 років технологія пройшла шлях від рішення для кінотеатрів до формату, який можна зустріти майже у всіх видах пристроїв: від смартфонів і навушників до ігрових консолей, саундбарів, ноутбуків і, звичайно, телевізорів.

Якщо спрощувати її опис, вона дозволяє насолоджуватися об'ємним звуком під час перегляду фільмів, прослуховування музики та у відеоіграх без прив'язки до кількості динаміків. Вона як би поміщає вас в 360-градусний міхур, де звуки рухаються не тільки в горизонтальній площині, але і по вертикалі.

Dolby Atmos - еволюція в розвитку звуку

Щоб глибше зрозуміти принцип роботи технології, корисно згадати історію відтворення та звукозапису. Її можна розбити на наступні етапи:

  • Монофонія - це коли всі звуки (наприклад, від оркестру) записують на один мікрофон і відтворюють одним масивом через динамік. Такий звук можна назвати одноканальним.
  • Стерео — запис на два незалежні мікрофони, розташовані навколо джерела звуку. Через те, що хвилі досягають кожного з мікрофонів з різницею по часі і частоті, це дозволяє грати з панорамуванням і створює ілюзію ширини і простору. Відтворюють двоканальний звук вже через два динаміки, але він залишається одномірним (оскільки обмежений лінією між двома динаміками).
  • Умовно об'ємне звучання - спроба створити двовимірне звукове поле, в якому звуки можна переміщати вперед і назад, а також вправо і вліво. Найбільш відомий формат Surround Sound у конфігурації 5.1 або 7.1 — у цьому випадку вас оточує 5 або 7 динаміків по периметру і один сабвуфер. Через кожну із джерел відтворюють різні доріжки, тому такий звук називають багатоканальним.

Dolby Atmos - черговий етап еволюції. Технологія пропонує повноцінний 3D-звук за рахунок двох особливостей формату:

  • По-перше, до двовимірного звукового поля додаються висотні канали. Відповідно, конфігурація 7.1 перетворюється на 7.1.2 (динаміки, сабвуфер і два динаміки на стелі або два динаміки, спрямованих в стелю). Це дозволяє сформувати сферичне звукове поле.
  • По-друге (і це найголовніше), замість каналів у Dolby Atmos застосовують об'єкти (тому говорять про об'єктно-орієнтований звук). Кожному звуку в міксі присвоюються координати у віртуальному просторі (по осях X, Y і Z). Положення звуків можуть змінюватися з часом (наприклад, звук гвинта вертольота в кіно може імітувати його реальний рух у вас над головою), а можуть бути нерухомими протягом всього таймлайну (голос оповідача зазвичай статичний).

Якщо проводити аналогію в термінах геометрії, моно це точка, стерео лінія, об'ємний звук плоскість, а Dolby Atmos 3D-об'єкт

Dolby Atmos міксує звук у реальному часі

Звук Dolby Atmos програмується звукорежисерами на етапі створення контенту. Усі координати об'єктів зберігаються в аудіофайлі у вазі метаданих — це своєрідні інструкції для вашого телевізора або ресивера, в яких пояснюється, як саме процесор повинен обробити аудіодані. Якщо говорити про технічні можливості формату, Dolby Atmos дозволяє запрограмувати до 118 об'єктів і до 128 звукових доріжок, які в домашній системі можна розподілити за 34 незалежними динаміками (24 підлогових + 10 стельових). При цьому можливості Dolby Atmos можна відчути навіть на відносно простому обладнанні.

Найцікавіше в тому, що мікшування звуку відбувається в реальному часі — під час відтворення контенту. Програма для декодування Dolby Atmos автоматично розподіляє звуки між доступними аудіоканалами, тому відтворювати відео або аудіо можна в системах з будь-якою компонуванням колонок: від звичайного стерео (як в смартфонах і навушниках) до 5.1, 7.1. Зручним рішенням для будинку можуть бути саундбари - моноколонки з декількома динаміками всередині. Вони використовують відображення звукових хвиль від стін і стелі для досягнення обсягу.

Dolby Atmos використовує бінауральний ефект

Бінауральний ефект називають сприйняття звуку двома вухами. Цього цілком достатньо, щоб точно визначати напрямок і джерело звуку і сприймати звукову сцену об'ємно. Наш мозок, використовуючи відстань між вухами, здатний порівнювати навіть невеликі відмінності в гучності, частоті та затримці між звуками, що надходять у кожне вухо. Наприклад, коли хвилі надходять до вух одночасно, вони знаходяться в одній фазі - значить, джерело звуку перед нами. Якщо хвиля дійшла до правого вуха раніше, ніж до лівого, фази коливань зрушені одна щодо одної. Обчисливши це зрушення, мозок визначає, під яким кутом до голови джерело.

За аналогією з цим ефектом існує бінауральний звук - особлива техніка звукозапису, коли мікрофони в прямому сенсі (або віртуально) поміщають в голову манекена, імітуючи людські вуха. Прослуховуючи такий звук, ми можемо отримати більш-менш точну реконструкцію місця запису.

Технологія Dolby Atmos звертається до бінаурального звучання при відтворенні контенту на системі з двома динаміками (це можуть бути як навушники, так і вбудовані динаміки телевізора або смартфона). Звичайно, результат у цьому випадку звучатиме не так ефектно, як у саундбарі або повноцінній системі з сабвуфером і стельовими колонками, але різницю ви все одно відчуєте.

Мала частина доступних конфігурацій для налаштування Dolby Atmos

Де шукати контент у форматі Dolby Atmos

Dolby Atmos багато в чому схожий на стандарт дозволу 4K. Це дуже перспективна технологія, вона впроваджується на все більшій кількості пристроїв і вже зробила свого роду революцію в домашньому споживанні контенту. Але щоб їй скористатися, потрібно дотриматись ряд умов (інакше ви отримаєте лише імітацію об'ємного звуку):

  • Ваш телевізор (або інший пристрій, який ви використовуєте) повинен підтримувати цей формат, в тому числі на апаратному рівні для декодування сигналу і його відтворення.
  • Сам контент повинен бути закодований за допомогою спеціальних програм (зазвичай застосовується один з двох кодеків: Dolby TrueHD або Dolby Digital Plus).
  • Додаток (у широкому сенсі), який ви використовуєте для відтворення контенту, повинен вміти передавати метадані на пристрій.