ambisonico - Ambisonics

Ex marchio Ambisonics

Ambisonics è un formato audio surround a sfera piena : oltre al piano orizzontale, copre le sorgenti sonore sopra e sotto l'ascoltatore.

A differenza di altri formati surround multicanale, i suoi canali di trasmissione non trasportano i segnali degli altoparlanti. Invece, contengono una rappresentazione indipendente dall'altoparlante di un campo sonoro chiamato B-format , che viene quindi decodificato nella configurazione degli altoparlanti dell'ascoltatore. Questo passaggio aggiuntivo consente al produttore di pensare in termini di direzioni della sorgente piuttosto che di posizioni degli altoparlanti e offre all'ascoltatore un notevole grado di flessibilità per quanto riguarda il layout e il numero di altoparlanti utilizzati per la riproduzione.

Ambisonics è stato sviluppato nel Regno Unito negli anni '70 sotto gli auspici della British National Research Development Corporation .

Nonostante le sue solide basi tecniche e molti vantaggi, l'Ambisonics non era stato un successo commerciale fino a poco tempo fa, ed è sopravvissuto solo in applicazioni di nicchia e tra gli appassionati di registrazione.

Con la facile disponibilità di una potente elaborazione del segnale digitale (al contrario dei circuiti analogici costosi e soggetti a errori che dovevano essere utilizzati durante i suoi primi anni) e la riuscita introduzione sul mercato dei sistemi audio surround home theater dagli anni '90, l'interesse per Ambisonics tra tecnici di registrazione, sound designer, compositori, società di media, emittenti e ricercatori è tornato e continua ad aumentare.

introduzione

L'ambisonica può essere intesa come un'estensione tridimensionale dello stereo M/S (mid/side) , aggiungendo ulteriori canali di differenza per altezza e profondità. Il set di segnali risultante è chiamato B-format . I suoi canali componenti sono etichettati per la pressione sonora (la M in M/S), per il gradiente di pressione sonora anteriore-meno-posteriore, per sinistra-meno-destra (la S in M/S) e per su-meno-giù . ${\displaystyle W}$${\displaystyle X}$${\displaystyle Y}$${\displaystyle Z}$

Il segnale corrisponde ad un microfono omnidirezionale, mentre sono le componenti che verrebbero captate da capsule a figura di otto orientate lungo i tre assi spaziali. ${\displaystyle W}$${\displaystyle XYZ}$

Panoramica di una fonte

Un semplice panner (o encoder ) Ambisonic prende un segnale sorgente e due parametri, l'angolo orizzontale e l'angolo di elevazione . Posiziona la sorgente all'angolazione desiderata distribuendo il segnale sui componenti Ambisonic con guadagni diversi: ${\displaystyle S}$${\displaystyle \theta}$${\displaystyle \phi}$

${\displaystyle W=S\cdot {\frac {1}{\sqrt {2}}}}$

${\displaystyle X=S\cdot \cos \theta \cos \phi}$

${\displaystyle Y=S\cdot \sin \theta \cos \phi}$

${\displaystyle Z=S\cdot \sin\phi }$

Essendo omnidirezionale, il canale riceve sempre lo stesso segnale di ingresso costante, indipendentemente dagli angoli. In modo che abbia più o meno la stessa energia media degli altri canali, W viene attenuato di circa 3 dB (appunto, diviso per la radice quadrata di due). I termini per effettivamente producono i modelli polari dei microfoni a figura di otto (vedi illustrazione a destra, seconda riga). Prendiamo il loro valore in e , e moltiplichiamo il risultato con il segnale di ingresso. Il risultato è che l'ingresso finisce in tutti i componenti esattamente come lo avrebbe rilevato il microfono corrispondente. ${\displaystyle W}$${\displaystyle XYZ}$${\displaystyle \theta}$${\displaystyle \phi}$

Microfoni virtuali

Morphing tra diversi modelli di microfoni virtuali.

I componenti in formato B possono essere combinati per derivare microfoni virtuali con qualsiasi schema polare di primo ordine (omnidirezionale, cardioide, ipercardioide, a figura di otto o qualsiasi altra via di mezzo) che punta in qualsiasi direzione. Diversi microfoni di questo tipo con parametri diversi possono essere derivati ​​contemporaneamente, per creare coppie stereo coincidenti (come un Blumlein ) o array surround.

${\displaystyle p}$	Modello
${\displaystyle 0}$	Figura a otto
${\displaystyle (0,0.5)}$	Iper e Supercardioidi
${\displaystyle 0.5}$	cardioide
${\displaystyle (0.5,1.0)}$	Cardioidi larghi
${\displaystyle 1.0}$	Omnidirezionale

Un microfono virtuale orizzontale ad angolo orizzontale con motivo è dato da ${\displaystyle \Theta}$${\displaystyle 0\leq p\leq 1}$

${\displaystyle M(\Theta ,p)=p{\sqrt {2}}W+(1-p)(\cos \Theta X+\sin \Theta Y)}$.

Questo microfono virtuale è normalizzato in campo libero , il che significa che ha un guadagno costante di uno per i suoni in asse. L'illustrazione a sinistra mostra alcuni esempi creati con questa formula.

I microfoni virtuali possono essere manipolati in post-produzione: i suoni desiderati possono essere selezionati, quelli indesiderati soppressi e l'equilibrio tra suono diretto e riverberante può essere messo a punto durante il missaggio.

decodifica

Decodificatore in fase a banda singola ingenuo per un layout di altoparlanti quadrato.

Un decoder Ambisonic di base è molto simile a un set di microfoni virtuali. Per layout perfettamente regolari, è possibile generare un decoder semplificato puntando un microfono cardioide virtuale nella direzione di ciascun altoparlante. Ecco un quadrato:

${\displaystyle LF=({\sqrt {2}}W+X+Y){\sqrt {8}}}$

${\displaystyle LB=({\sqrt {2}}W-X+Y){\sqrt {8}}}$

${\displaystyle RB=({\sqrt {2}}WXY){\sqrt {8}}}$

${\displaystyle RF=({\sqrt {2}}W+XY){\sqrt {8}}}$

I segni dei componenti e sono la parte importante, il resto sono fattori di guadagno. Il componente viene scartato, perché non è possibile riprodurre i segnali di altezza con solo quattro altoparlanti su un piano. ${\displaystyle X}$${\displaystyle Y}$${\displaystyle Z}$

In pratica, un vero decoder Ambisonic richiede una serie di ottimizzazioni psicoacustiche per funzionare correttamente.

Ambisonics di ordine superiore

Rappresentazione visiva dei componenti Ambisonic B-format fino al terzo ordine. Le parti scure rappresentano le regioni in cui la polarità è invertita. Nota come le prime due righe corrispondano ai modelli polari del microfono omnidirezionale e a figura di otto.

La risoluzione spaziale dell'Ambisonics del primo ordine come descritto sopra è piuttosto bassa. In pratica, ciò si traduce in sorgenti leggermente sfocate, ma anche in un'area di ascolto utilizzabile relativamente piccola o in uno sweet spot . La risoluzione può essere aumentata e lo sweet spot ingrandito aggiungendo gruppi di componenti direzionali più selettivi al formato B. Questi non corrispondono più ai modelli polari convenzionali del microfono, ma sembrano piuttosto foglie di trifoglio. Impostato il segnale risultante viene poi chiamato di secondo , di terzo , o collettivamente, di ordine superiore Ambisonics .

Per un dato ordine , i sistemi a sfera intera richiedono componenti di segnale e i componenti sono necessari per la riproduzione solo orizzontale. ${\displaystyle \ell}$${\displaystyle (\ell +1)^{2}}$${\displaystyle 2\ell +1}$

Esistono diverse convenzioni di formato per Ambisonics di ordine superiore; per i dettagli vedere formati di scambio dati Ambisonic .

Confronto con altri formati surround

Ambisonics differisce da altri formati surround in una serie di aspetti:

• È isotropico : i suoni provenienti da qualsiasi direzione vengono trattati allo stesso modo, invece di presumere che le principali sorgenti sonore siano frontali e che i canali posteriori siano solo per l'ambiente o per effetti speciali.
• Richiede solo tre canali per il surround orizzontale di base e quattro canali per un campo sonoro a sfera completa. La riproduzione a sfera intera di base richiede un minimo di sei altoparlanti (un minimo di quattro per l'orizzontale).
• Il segnale Ambisonics è disaccoppiato dal sistema di riproduzione: il posizionamento degli altoparlanti è flessibile (entro limiti ragionevoli) e lo stesso materiale del programma può essere decodificato per un numero variabile di altoparlanti. Inoltre, un mix larghezza-altezza può essere riprodotto su sistemi solo orizzontali, stereo o anche mono senza perdere completamente il contenuto (verrà piegato rispettivamente sul piano orizzontale e sul quadrante frontale). Ciò consente ai produttori di abbracciare la produzione con altezza senza preoccuparsi della perdita di informazioni.
• L'ambisonico può essere scalato a qualsiasi risoluzione spaziale desiderata al costo di ulteriori canali di trasmissione e più altoparlanti per la riproduzione. Il materiale di ordine superiore rimane compatibile con le versioni precedenti e può essere riprodotto con una risoluzione spaziale inferiore senza richiedere un downmix speciale.
• La tecnologia di base di Ambisonics è priva di brevetti e una catena di strumenti completa per la produzione e l'ascolto è disponibile come software gratuito per tutti i principali sistemi operativi .

Sul lato negativo, Ambisonics è:

• È soggetto a sorgenti fantasma altamente instabili e a piccoli "sweet spot" nella riproduzione degli altoparlanti a causa dell'effetto di precedenza .
• È soggetto a forti colorazioni dovute agli artefatti del filtro a pettine a causa di fronti d'onda coerenti temporaneamente spostati quando prodotti su array di altoparlanti.
• Non accettato dagli ingegneri audio orientati alla qualità nonostante innumerevoli tentativi e possibili casi d'uso sin dal suo inizio negli anni '70.
• Spesso commercializzato con rappresentazioni fuorvianti che non corrispondono a casi d'uso pratici, ad esempio assumendo un array di canali strettamente sferico e un ascoltatore seduto esattamente nel mezzo o vincolando i grafici del campo d'onda a un intervallo di frequenza ridotto.
• Non supportato da nessuna delle principali etichette discografiche o media company. Sebbene un certo numero di tracce codificate in formato UHJ (principalmente classiche) Ambisonic (principalmente classiche) possano essere localizzate, anche se con qualche difficoltà, su servizi come Spotify. [1] .
• Concettualmente difficile da comprendere per le persone, in contrasto con il paradigma convenzionale "un canale, un altoparlante" .
• Più complicato da configurare per il consumatore, a causa della fase di decodifica.

Fondamenti teorici

Analisi del campo sonoro (codifica)

I segnali in formato B comprendono una scomposizione armonica sferica troncata del campo sonoro. Corrispondono alla pressione sonora e alle tre componenti del gradiente di pressione (da non confondere con la relativa velocità delle particelle ) in un punto dello spazio. Insieme, questi approssimano il campo sonoro su una sfera attorno al microfono; formalmente il troncamento del primo ordine dell'espansione multipolare . (il segnale mono) è l'informazione di ordine zero, corrispondente ad una funzione costante sulla sfera, mentre sono i termini di primo ordine (i dipoli o figure di otto). Questo troncamento del primo ordine è solo un'approssimazione del campo sonoro complessivo. ${\displaystyle W}$${\displaystyle XYZ}$${\displaystyle W}$${\displaystyle XYZ}$

Gli ordini superiori corrispondono ad ulteriori termini dell'espansione multipolare di una funzione sulla sfera in termini di armoniche sferiche. In pratica, ordini superiori richiedono più altoparlanti per la riproduzione, ma aumentano la risoluzione spaziale e allargano l'area in cui il campo sonoro viene riprodotto perfettamente (fino a una frequenza limite superiore).

Il raggio di quest'area per l'ordine e la frequenza ambisonico è dato da ${\displaystyle r}$${\displaystyle \ell}$${\displaystyle f}$

${\displaystyle r\circa {\frac {\ell c}{2\pi f}}}$,

dove indica la velocità del suono. ${\displaystyle c}$

Quest'area diventa più piccola di una testa umana sopra i 600 Hz per il primo ordine o 1800 Hz per il terzo ordine. Una riproduzione accurata in un volume di dimensioni fino a 20 kHz richiederebbe un ordine di 32 o più di 1000 altoparlanti.

A quelle frequenze e posizioni di ascolto in cui non è più possibile una perfetta ricostruzione del campo sonoro , la riproduzione di Ambisonics deve concentrarsi sulla fornitura di segnali direzionali corretti per consentire una buona localizzazione anche in presenza di errori di ricostruzione.

Psicoacustica

L'apparato uditivo umano ha una localizzazione molto acuta sul piano orizzontale (fino a una separazione della sorgente di 2° in alcuni esperimenti). Si possono identificare due spunti predominanti, per diverse gamme di frequenza:

Localizzazione a bassa frequenza

Alle basse frequenze, dove la lunghezza d'onda è grande rispetto alla testa umana, un suono in entrata viene diffratto intorno ad essa, in modo che non vi sia praticamente alcuna ombra acustica e quindi nessuna differenza di livello tra le orecchie. In questo intervallo, l'unica informazione disponibile è la relazione di fase tra i due segnali dell'orecchio, chiamata differenza di tempo interaurale , o ITD . La valutazione di questa differenza di tempo consente una localizzazione precisa all'interno di un cono di confusione : l'angolo di incidenza è univoco, ma l'ITD è lo stesso per i suoni anteriori o posteriori. Finché il suono non è completamente sconosciuto al soggetto, la confusione di solito può essere risolto percepire le variazioni fronte-retro timbriche causati dagli paraorecchie (o padiglioni auricolari ).

Localizzazione ad alta frequenza

Quando la lunghezza d'onda si avvicina al doppio della dimensione della testa, le relazioni di fase diventano ambigue, poiché non è più chiaro se la differenza di fase tra le orecchie corrisponda a uno, due o anche più periodi all'aumentare della frequenza. Fortunatamente, la testa creerà un'ombra acustica significativa in questa gamma, che provoca una leggera differenza di livello tra le orecchie. Questa è chiamata differenza di livello interaurale o ILD (si applica lo stesso cono di confusione). Combinati, questi due meccanismi forniscono la localizzazione sull'intero range uditivo.

Riproduzione ITD e ILD in Ambisonics

Gerzon ha dimostrato che la qualità dei segnali di localizzazione nel campo sonoro riprodotto corrisponde a due parametri oggettivi: la lunghezza del vettore velocità delle particelle per l'ITD e la lunghezza del vettore energia per l'ILD. Gerzon e Barton (1992) definiscono un decodificatore per il surround orizzontale come ambisonico se ${\displaystyle {\vec {r_{V}}}}$${\displaystyle {\vec {r_{E}}}}$

• le direzioni e concordare fino ad almeno 4 kHz,${\displaystyle {\vec {r_{V}}}}$${\displaystyle {\vec {r_{E}}}}$
• a frequenze inferiori a circa 400 Hz, per tutti gli angoli di azimut, e${\displaystyle \|{\vec {r_{V}}}\|=1}$
• a frequenze da circa 700 Hz a 4 kHz, l'ampiezza di è "sostanzialmente massimizzata su una parte quanto più ampia possibile del palcoscenico sonoro a 360°" .${\displaystyle {\vec {r_{E}}}}$

In pratica si ottengono risultati soddisfacenti a ordini moderati anche per aree di ascolto molto ampie.

Sintesi del campo sonoro (decodifica)

In linea di principio, i segnali dell'altoparlante sono derivati ​​utilizzando una combinazione lineare dei segnali della componente Ambisonic, dove ogni segnale dipende dalla posizione effettiva dell'altoparlante rispetto al centro di una sfera immaginaria la cui superficie attraversa tutti gli altoparlanti disponibili. In pratica, distanze leggermente irregolari degli altoparlanti possono essere compensate con ritardo .

La decodifica True Ambisonics richiede tuttavia l'equalizzazione spaziale dei segnali per tenere conto delle differenze nei meccanismi di localizzazione del suono ad alta e bassa frequenza nell'udito umano. Un ulteriore affinamento tiene conto della distanza dell'ascoltatore dagli altoparlanti ( compensazione del campo vicino ).

Compatibilità con i canali di distribuzione esistenti

I decoder Ambisonics non vengono attualmente commercializzati in modo significativo agli utenti finali e non sono disponibili in commercio registrazioni Ambisonic native. Pertanto, i contenuti prodotti in Ambisonics devono essere resi disponibili ai consumatori in formati stereo o multicanale discreti.

Stereo

I contenuti ambisonics possono essere convertiti in stereo automaticamente, senza richiedere un downmix dedicato. L'approccio più semplice consiste nel campionare il formato B con un microfono stereo virtuale . Il risultato è equivalente a una registrazione stereo coincidente. L'immagine dipenderà dalla geometria del microfono, ma di solito le sorgenti posteriori verranno riprodotte in modo più morbido e diffuso. Le informazioni verticali (dal canale) vengono omesse. ${\displaystyle Z}$

In alternativa, il formato B può essere codificato a matrice nel formato UHJ , adatto per la riproduzione diretta su sistemi stereo. Come prima, le informazioni verticali verranno scartate, ma oltre alla riproduzione sinistra-destra, UHJ cerca di conservare alcune delle informazioni surround orizzontali traducendo le sorgenti nella parte posteriore in segnali fuori fase. Questo dà all'ascoltatore un senso di localizzazione posteriore.

UHJ a due canali può anche essere decodificato in Ambisonics orizzontale (con una certa perdita di precisione), se è disponibile un sistema di riproduzione Ambisonic. Esiste un UHJ senza perdita fino a quattro canali (incluse le informazioni sull'altezza), ma non ha mai visto un ampio utilizzo. In tutti gli schemi UHJ, i primi due canali sono i tradizionali feed degli altoparlanti sinistro e destro.

Formati multicanale

Allo stesso modo, è possibile pre-decodificare il materiale Ambisonics in layout di altoparlanti arbitrari, come Quad , 5.1 , 7.1 , Auro 11.1 o anche 22.2 , sempre senza intervento manuale. Il canale LFE viene omesso o viene creato manualmente un mix speciale. La pre-decodifica su supporti 5.1 era nota come G-Format durante i primi giorni dell'audio DVD, sebbene il termine non sia più di uso comune.

L'ovvio vantaggio della pre-decodifica è che qualsiasi ascoltatore surround può essere in grado di sperimentare l'Ambisonics; non è richiesto hardware speciale oltre a quello che si trova in un comune sistema home theater. Lo svantaggio principale è che la flessibilità di rendere un singolo segnale standard Ambisonics a qualsiasi array di altoparlanti target viene persa: il segnale assume un layout "standard" specifico e chiunque ascolti con un array diverso potrebbe riscontrare un degrado dell'accuratezza della localizzazione.

I layout dei bersagli da 5.1 in su di solito superano la risoluzione spaziale degli Ambisonics di primo ordine, almeno nel quadrante frontale. Per una risoluzione ottimale, per evitare un'eccessiva diafonia e per aggirare le irregolarità del layout del target, le pre-decodificazioni per tali target dovrebbero essere derivate dal materiale sorgente in Ambisonics di ordine superiore.

Flusso di lavoro di produzione

Il contenuto ambisonico può essere creato in due modi fondamentali: registrando un suono con un microfono adatto di primo o di ordine superiore, oppure prendendo sorgenti monofoniche separate e spostandole nelle posizioni desiderate. Il contenuto può anche essere manipolato mentre è in formato B.

Microfoni ambisonici

Array in formato B nativi

L'array progettato e realizzato dal dottor Jonathan Halliday di Nimbus Records

Poiché i componenti dell'Ambisonics di primo ordine corrispondono a modelli di pickup fisici del microfono, è del tutto pratico registrare direttamente in formato B, con tre microfoni coincidenti: una capsula omnidirezionale, una capsula a forma di 8 rivolta in avanti e una a figura rivolta a sinistra -8 capsule, che producono i componenti , e . Questo è indicato come array di microfoni nativi o Nimbus/Halliday , dal nome del suo progettista Dr Jonathan Halliday della Nimbus Records , dove viene utilizzato per registrare la loro vasta e continua serie di pubblicazioni Ambisonic. Microfono in formato B nativo integrato, il C700S è prodotto e venduto da Josephson Engineering dal 1990. ${\displaystyle W}$${\displaystyle X}$${\displaystyle Y}$

La difficoltà principale inerente a questo approccio è che la localizzazione e la chiarezza ad alta frequenza si basano sui diaframmi che si avvicinano alla vera coincidenza. Impilando verticalmente le capsule si ottiene una perfetta coincidenza per sorgenti orizzontali. Tuttavia, il suono dall'alto o dal basso in teoria soffrirà di sottili effetti di filtraggio a pettine nelle frequenze più alte. Nella maggior parte dei casi questa non è una limitazione, poiché le sorgenti sonore lontane dal piano orizzontale provengono tipicamente dal riverbero della stanza. Inoltre, gli elementi microfonici a figura 8 impilati hanno un profondo zero nella direzione del loro asse di impilamento in modo tale che il trasduttore principale in quelle direzioni sia il microfono omnidirezionale centrale. In pratica questo può produrre meno errori di localizzazione rispetto a una delle alternative (array tetraedrici con elaborazione o un quarto microfono per l'asse Z).

Gli array nativi sono più comunemente usati per il surround solo orizzontale, a causa dell'aumento degli errori di posizione e degli effetti di ombreggiatura quando si aggiunge un quarto microfono.

Il microfono tetraedrico

Poiché è impossibile costruire un array di microfoni perfettamente coincidenti, l'approccio migliore consiste nel ridurre al minimo e distribuire l'errore di posizione nel modo più uniforme possibile. Ciò può essere ottenuto disponendo quattro capsule cardioidi o sub-cardioidi in un tetraedro ed equalizzando per una risposta uniforme del campo diffuso. I segnali della capsula vengono quindi convertiti in formato B con un'operazione a matrice.

Al di fuori di Ambisonics, i microfoni tetraedrici sono diventati popolari tra gli ingegneri di location recording che lavorano in stereo o 5.1 per la loro flessibilità nella post-produzione; qui, il formato B viene utilizzato solo come intermediario per derivare microfoni virtuali .

Microfoni di ordine superiore

Al di sopra del primo ordine, non è più possibile ottenere componenti Ambisonic direttamente con singole capsule microfoniche. Invece, i segnali di differenza di ordine superiore sono derivati ​​da diverse capsule distribuite nello spazio (solitamente omnidirezionali) utilizzando un'elaborazione del segnale digitale molto sofisticata.

L'em32 Eigenmike è un array di microfoni ambisonico a 32 canali disponibile in commercio.

Un recente articolo di Peter Craven et al. (successivamente brevettato) descrive l'uso di capsule bidirezionali per microfoni di ordine superiore per ridurre l'estremità dell'equalizzazione coinvolta. Nessun microfono è stato ancora realizzato utilizzando questa idea.

Panoramica ambisonica

Il modo più semplice per produrre mix ambisonico di ordine arbitrariamente elevato è prendere sorgenti monofoniche e posizionarle con un codificatore ambisonico.

Un codificatore a sfera intera di solito ha due parametri, azimut (o orizzonte) e angolo di elevazione. L'encoder distribuirà il segnale sorgente ai componenti Ambisonic in modo tale che, una volta decodificato, la sorgente appaia nella posizione desiderata. Panner più sofisticati forniranno inoltre un parametro del raggio che si occuperà dell'attenuazione dipendente dalla distanza e dell'aumento dei bassi dovuto all'effetto del campo vicino.

Le unità di panning hardware e i mixer per Ambisonics di primo ordine sono disponibili dagli anni '80 e sono stati utilizzati commercialmente. Oggi, plug-in di panoramica e altri strumenti software correlati sono disponibili per tutte le principali workstation audio digitali, spesso come software gratuito . Tuttavia, a causa di restrizioni arbitrarie sulla larghezza del bus, poche workstation audio digitali professionali (DAW) supportano ordini superiori al secondo. Eccezioni notevoli sono REAPER , Pyramix , ProTools , Nuendo e Ardour .

Manipolazione ambisonica

Il formato B del primo ordine può essere manipolato in vari modi per modificare il contenuto di una scena uditiva. Le manipolazioni ben note includono "rotazione" e "dominanza" (spostare le fonti verso o lontano da una particolare direzione).

Inoltre, l' elaborazione del segnale lineare tempo-invariante come l' equalizzazione può essere applicata al formato B senza interrompere le direzioni del suono, purché si applichi ugualmente a tutti i canali dei componenti.

Sviluppi più recenti in Ambisonics di ordine superiore consentono un'ampia gamma di manipolazioni tra cui rotazione, riflessione, movimento, riverbero 3D , upmix da formati legacy come 5.1 o primo ordine, visualizzazione e mascheramento ed equalizzazione dipendenti dalla direzione.

Scambio di dati

La trasmissione del formato Ambisonic B tra i dispositivi e agli utenti finali richiede un formato di scambio standardizzato. Sebbene il tradizionale formato B di primo ordine sia ben definito e universalmente compreso, esistono convenzioni contrastanti per l'ambisonico di ordine superiore, che differiscono sia nell'ordine dei canali che nella ponderazione, che potrebbe dover essere supportato per un po' di tempo. Tradizionalmente, il più diffuso è il formato di ordine superiore Furse-Malham nel .ambcontenitore basato sul formato di file WAVE-EX di Microsoft. Si ridimensiona fino al terzo ordine e ha un limite di dimensione del file di 4 GB.

Nuove implementazioni e produzioni potrebbero voler prendere in considerazione la proposta AmbiX, che adotta il .cafformato file ed elimina il limite di 4GB. Si adatta a ordini arbitrariamente elevati e si basa sulla codifica SN3D. La codifica SN3D è stata adottata da Google come base per il suo formato YouTube 360.

Sviluppo attuale

Open Source

Dal 2018 esiste un'implementazione gratuita e open source nel codec audio Opus .

Interesse aziendale

Dalla sua adozione da parte di Google e di altri produttori come formato audio preferito per la realtà virtuale , Ambisonics ha registrato un'ondata di interesse.

Nel 2018, Sennheiser ha rilasciato il suo microfono VR e Zoom ha rilasciato un registratore di campo Ambisonics. Entrambe sono implementazioni del design del microfono tetraedrico che produce ambisonica di primo ordine.

Un certo numero di aziende stanno attualmente conducendo ricerche in Ambisonics:

• BBC
• Technicolor Ricerca e Innovazione/Licensing Thomson

I Dolby Laboratories hanno espresso "interesse" per Ambisonics acquisendo (e liquidando) lo specialista Ambisonics di Barcellona imm sound prima del lancio di Dolby Atmos , che, sebbene il suo preciso funzionamento non sia stato divulgato, implementa il disaccoppiamento tra la direzione della sorgente e le posizioni effettive degli altoparlanti. Atmos adotta un approccio fondamentalmente diverso in quanto non tenta di trasmettere un campo sonoro; trasmette premiscelati discreti o radici (cioè flussi grezzi di dati sonori) insieme a metadati su quale posizione e direzione dovrebbero sembrare provenire. Gli stem vengono quindi decodificati, mixati e renderizzati in tempo reale utilizzando qualsiasi altoparlante disponibile nella posizione di riproduzione.

Utilizzare nei giochi

L'Ambisonics di livello superiore ha trovato un mercato di nicchia nei videogiochi sviluppati da Codemasters . Il loro primo gioco ad utilizzare un motore audio Ambisonic è stato Colin McRae: DiRT , tuttavia, questo utilizzava solo Ambisonics sulla piattaforma PlayStation 3 . Il loro gioco Race Driver: GRID ha esteso l'uso di Ambisonics alla piattaforma Xbox 360 e Colin McRae: DiRT 2 utilizza Ambisonics su tutte le piattaforme compreso il PC.

I recenti giochi di Codemasters, F1 2010 , Dirt 3 , F1 2011 e Dirt: Showdown , utilizzano Ambisonics di quarto ordine su PC più veloci, renderizzati dal driver Rapture3D OpenAL di Blue Ripple Sound e audio Ambisonic pre-mixato prodotto utilizzando WigWare di Bruce Wiggins Plug-in ambisonici.

OpenAL Soft [2] , un'implementazione gratuita e open source della specifica OpenAL, utilizza anche Ambisonics per il rendering dell'audio 3D. OpenAL Soft può essere spesso utilizzato come sostituto per altre implementazioni OpenAL, consentendo a diversi giochi che utilizzano l'API OpenAL di trarre vantaggio dal rendering dell'audio con Ambisonics.

Per molti giochi che non utilizzano l'API OpenAL in modo nativo, l'uso di un wrapper o di una catena di wrapper può aiutare a far sì che questi giochi utilizzino indirettamente l'API OpenAL. In definitiva, questo porta al rendering del suono in Ambisonics se viene utilizzato un driver OpenAL capace come OpenAL Soft.

Brevetti e marchi

La maggior parte dei brevetti che coprono gli sviluppi Ambisonic sono ormai scaduti (compresi quelli che coprono il microfono Soundfield ) e, di conseguenza, la tecnologia di base è disponibile per chiunque possa implementarla. Le eccezioni a questo includono la tecnologia Trifield del Dr Geoffrey Barton , che è un sistema di rendering stereo a tre altoparlanti basato sulla teoria Ambisonic ( US 5594800  ), e i cosiddetti decoder "Vienna", basati sul documento AES Vienna 1992 di Gerzon e Barton, che sono destinati per la decodifica in array di altoparlanti irregolari ( US 5757927  ).

Il "pool" di brevetti che comprende la tecnologia Ambisonics è stato originariamente assemblato dalla National Research & Development Corporation (NRDC) del governo britannico, che esisteva fino alla fine degli anni '70 per sviluppare e promuovere le invenzioni britanniche e concederle in licenza a produttori commerciali, idealmente a un singolo licenziatario. Il sistema è stato infine concesso in licenza a Nimbus Records (ora di proprietà di Wyastone Estate Ltd).

Il logo Ambisonic "interlocking circles" (marchi britannici UK00001113276 e UK00001113277 ) e i marchi di testo "AMBISONIC" e "AMBISO N" (marchi britannici UK00001500177 e UK00001112259 ), precedentemente di proprietà di Wyastone Estate Ltd., sono scaduti a partire dal 2010.

Guarda anche

• Sistemi di riproduzione ambisonica
• Decodifica ambisonica
• Formato UHJ ambisonico
• Elenco di hardware ambisonico
• Elenco dei sistemi di riproduzione Ambisonic permanenti
• Nimbus Records
• Microfono per campo sonoro

Appunti

Riferimenti

link esterno

• Sito Ambisonic.net
• Ambisonia , un archivio di registrazioni e composizioni ambisoniche
• Ambisonic.info , sito web di Ambisonic field recordist Paul Hodges
• Risorse Ambisonics all'Università di Parma
• Risorse ambisoniche presso l'Università di York
• Note tecniche ambisoniche di ordine superiore su Blue Ripple Sound