Ambiophonics es un método de dominio público que emplea procesamiento de señal digital (DSP) y dos altavoces directamente frente al oyente para mejorar la reproducción de sonido envolvente estereofónico y 5.1 para música, películas y juegos en salas de cine en casa, PC para juegos, estaciones de trabajo o aplicaciones de monitoreo de estudio. Implementado por primera vez utilizando medios mecánicos en 1986, [1] [2] hoy en día una serie de fabricantes de hardware y complementos VST ofrecen DSP Ambiophonic. [3] Ambiophonics elimina la diafonía inherente a la colocación convencional de altavoces triangulares estéreo y, por lo tanto, genera un campo sonoro binaural de altavoz que emula el sonido binaural de auriculares y crea para el oyente una percepción mejorada de la realidad de las escenas auditivas grabadas. Se puede agregar un segundo par de altavoces en la parte posterior para permitir la reproducción de sonido envolvente de 360°. Se pueden usar altavoces envolventes adicionales para el ambiente de la sala, incluida la altura, si se desea.
En la estereofonia, el sonido reproducido se distorsiona por diafonía, donde las señales de cualquiera de los altavoces llegan no solo al oído deseado, sino también al oído opuesto, lo que provoca un filtrado en peine que distorsiona el timbre de las voces centrales y crea falsas "reflexiones tempranas" debido al retraso del sonido que llega al oído opuesto. Además, las imágenes auditivas están limitadas entre los altavoces izquierdo (L) y derecho (R), generalmente ubicados a ±30° con respecto al oyente, lo que incluye 60°, solo 1/6 del círculo horizontal, con el oyente en el centro. El oído humano puede localizar el sonido desde direcciones no solo en un círculo de 360°, sino en una esfera completa.
La ambiofónica elimina la diafonía entre altavoces y sus efectos nocivos. Con la ambiofónica, las imágenes auditivas pueden extenderse en teoría hasta los lados, a ±90° a izquierda y derecha e incluyendo el hemicírculo frontal de 180°, dependiendo de la acústica de escucha y del grado en que la grabación haya capturado las diferencias de nivel interaural (ILD) y las diferencias de tiempo interaural (ITD) que caracterizan la audición humana con dos oídos. La mayoría de los discos de dos canales existentes (LP y CD) incluyen datos ILD e ITD que no pueden ser reproducidos por el "triángulo" de altavoces estéreo debido a la diafonía inherente. Cuando se reproducen con ambiofónica, se revelan las verdaderas cualidades de dichas grabaciones existentes, con voces solistas naturales e imágenes más amplias, hasta 150° en la práctica.
También es posible hacer nuevas grabaciones utilizando micrófonos principales basados en binauralidad, como un ambiofono, [3] que está optimizado para reproducción ambiofónica (compatible con estéreo) ya que captura y preserva el mismo ILD e ITD que uno experimentaría con sus propios oídos en la sesión de grabación. Junto con cualidades espaciales realistas, se preserva el timbre (color de tono) más correcto de los sonidos. El uso de ORTF , Jecklin Disk y micrófonos de esfera sin pabellón auricular (oído externo) puede producir resultados similares. (Tenga en cuenta que las técnicas de micrófono como estas que se basan en binaural pero sin pabellón auricular también producen resultados compatibles utilizando reproductores de mp3, surround 5.1 y estéreo de altavoz convencionales).
En 1981, Carver Corporation incorporó un filtro para intentar eliminar la interferencia cruzada en su consola de control analógica Carver C4000 . Esto se denominó "holografía sónica". [4]
Un primer intento de hardware para compensar la diafonía entre el altavoz y el oído fue aplicar un pequeño desfase en el canal izquierdo a un controlador independiente en el gabinete del altavoz derecho, y viceversa. Polk Audio comercializó esto en 1982 como "estéreo real" en sus altavoces de las series SDA-SRS, SDA1 y SDA2 [5] [6] mediante la licencia de la patente de Carver Sonic Holography. [7]
En 1991, Roland Corporation lanzó Roland Sound Space, [8] un sistema que creaba un espacio sonoro en 3D utilizando altavoces estéreo. Funcionó mejor para algunos oyentes que para otros. [ cita requerida ]
La ambiofónica es una amalgama de nuevas investigaciones y principios psicoacústicos y tecnologías binaurales ya conocidos. Este conocimiento ha permitido la grabación y reproducción de audio que se acerca al campo sonoro realista en los oídos del oyente, comparable a lo que uno percibiría en una sala de conciertos, una escena de película o un entorno de juego. Este nivel de alta fidelidad no era alcanzable hasta que se investigaron a fondo los principios de la audición humana y la acústica, y se dispuso de PC asequibles con suficiente velocidad de procesamiento. En la Casa Della Musica de la Universidad de Parma, Italia, o en el laboratorio de escucha de Filmaker Technology, Pensilvania, EE. UU., se pueden comparar la ambiofónica, la ambisónica, la estereofónica, el sonido envolvente 5.1 2D y los sistemas híbridos de esfera completa 3D para determinar la capacidad de estos métodos para transmitir la espacialidad y el color tonal de la percepción real. Los desarrolladores han proporcionado muchos artículos científicos y herramientas descargables para implementar la ambiofónica de forma gratuita para uso personal. [9]
Al reposicionar los altavoces más cerca entre sí para crear un dipolo estéreo y usar procesamiento de señal digital (DSP) como RACE (Recursive Ambiophonic Crosstalk Elimination) o software similar, [10] la reproducción ambiofónica puede generar imágenes auditivas amplias a partir de la mayoría de los CD/LP/DVD o MP3 de música, películas o juegos comunes y, dependiendo de la grabación, restaurar la localización, espacialidad y color de tono realistas que han capturado. Para la mayoría de los sujetos de prueba, los resultados son espectaculares, lo que sugiere que Ambiophonics tiene el potencial de revitalizar el interés en la reproducción de sonido de alta fidelidad, tanto en estéreo como en sonido envolvente.
Además, la ambiofónica permite el uso opcional de la convolución de respuesta al impulso de ambiente de sala de conciertos u otro ambiente para generar señales de ambiente de sala para prácticamente cualquier número y cualquier ubicación de altavoces envolventes. [11] [12] Pero la ambiofónica no es para teatros, auditorios o cualquier grupo grande. La ambiofónica normalmente puede acomodar a más de un oyente ya que uno puede moverse hacia adelante y hacia atrás a lo largo de la línea que divide los altavoces. Precisamente debido al mayor nivel de envolvente a lo largo de esta línea, la pérdida de realismo cuando uno se aleja de la línea central es más dramática en el caso de la ambiofónica que en el estéreo. El área de escucha se puede ampliar con la convolución de ambiente, por lo que los altavoces envolventes imitan las contribuciones de las paredes de la sala de conciertos.
Los métodos ambiofónicos se pueden implementar en computadoras portátiles, PC, tarjetas de sonido, amplificadores de alta fidelidad e incluso altavoces modestos con una respuesta de fase constante, especialmente en cualquier región de cruce. No se requieren grabaciones binaurales reales (cabeza de maniquí con pabellón auricular) ni seguimiento de la cabeza, como ocurre con la escucha binaural con auriculares. Los productos comerciales ahora implementan DSP ambiofónicos, aunque también hay herramientas disponibles en línea para su uso en PC. [9]
En la práctica, en su implementación más simple con dos altavoces, la reproducción ambiofónica desbloquea pistas auditivas para imágenes de hasta 150° en sentido horizontal (acimut), dependiendo de las pistas binaurales capturadas en grabaciones estéreo existentes. Las grabaciones multicanal realizadas con conjuntos de micrófonos similares a los ambiófonos para realizar grabaciones de DVD / SACD compatibles con 5.1 se pueden reproducir utilizando solo cuatro altavoces (en los diseños ambiofónicos se evita el altavoz central). Teniendo en cuenta el “cono de confusión” de la audición humana en cada lado, se ha medido un círculo completo de 360° de localización del sonido percibido dentro de ±5° del acimut de la fuente real, reproduciendo una envolvente espacial y un timbre realistas (contribuidos por la procedencia direccional precisa de las reflexiones tempranas) de contenido de música, películas y juegos multicanal. [3] [13] [14]
Especialmente en el caso de contenido estéreo en el que el ambiente se ha reducido deliberadamente (porque un nivel natural que provenga únicamente de un ángulo de 60° frontal se percibe como demasiado), se pueden producir señales adicionales para los altavoces envolventes utilizando una respuesta de impulso de sala medida, convolucionada en una PC con las dos señales del canal frontal. Para una reproducción ambifónica completa, una PC puede proporcionar el DSP para la cancelación de diafonía de 4 canales y cuatro o más altavoces envolventes (hasta 16 según la PC). [15]
El desarrollo de la ambiofónica es obra de varios investigadores y empresas, entre ellos Ralph Glasgal, fundador del Ambiophonic Institute; el Dr. Angelo Farina, de la Universidad de Parma; Robin Miller, de Filmaker Technology; Waves Audio; el Dr. Roger West, de Soundlab; el Dr. Radomir Bozovic, de TacT Audio; y el profesor Edgar Choueiri , de la Universidad de Princeton.