El sonido envolvente es una técnica para enriquecer la fidelidad y profundidad de la reproducción del sonido mediante el uso de múltiples canales de audio desde altavoces que rodean al oyente ( canales envolventes ). Su primera aplicación fue en salas de cine . Antes del sonido envolvente, los sistemas de sonido de los cines solían tener tres canales de sonido en pantalla que se reproducían desde tres altavoces (izquierdo, central y derecho) ubicados frente a la audiencia. El sonido envolvente añade uno o más canales desde los altavoces situados a un lado o detrás del oyente que son capaces de crear la sensación de sonido procedente de cualquier dirección horizontal (a nivel del suelo) alrededor del oyente.
La técnica mejora la percepción de la espacialización del sonido al explotar la localización del sonido : la capacidad del oyente para identificar la ubicación u origen de un sonido detectado en dirección y distancia. Esto se logra mediante el uso de múltiples canales de audio discretos enrutados a una serie de altavoces . [1] El sonido envolvente normalmente tiene una ubicación para el oyente ( punto óptimo ) donde los efectos de audio funcionan mejor y presenta una perspectiva fija o directa del campo sonoro al oyente en esta ubicación.
Los formatos de sonido envolvente varían en los métodos de reproducción y grabación, junto con el número y la ubicación de canales adicionales. La especificación de sonido envolvente más común, el estándar 5.1 de la UIT , requiere 6 parlantes: central (C), frente al oyente; Izquierda (L) y Derecha (R), en ángulos de 60°; Sonido envolvente izquierdo (LS) y sonido envolvente derecho (RS) en ángulos de 100 a 120°; y un subwoofer , cuya posición no es crítica. [2]
Aunque el cine y las bandas sonoras representan los principales usos de las técnicas envolventes, su ámbito de aplicación es más amplio, ya que el sonido envolvente permite la creación de un entorno de audio para todo tipo de propósitos. Se pueden utilizar técnicas de audio multicanal para reproducir contenidos tan variados como música, voz, sonidos naturales o sintéticos para cine, televisión , radiodifusión o ordenadores. En términos de contenido musical, por ejemplo, una actuación en directo puede utilizar técnicas multicanal en el contexto de un concierto al aire libre, de una representación de teatro musical o para su retransmisión ; [3] para una película , se adaptan técnicas específicas al cine o al hogar (por ejemplo, sistemas de cine en casa ). [4] El espacio narrativo es también un contenido que puede potenciarse mediante técnicas multicanal. Esto se aplica principalmente a narrativas cinematográficas, por ejemplo, el discurso de los personajes de una película, [5] [6] [7] pero también se puede aplicar a obras representadas en un teatro, a una conferencia o para integrar comentarios basados en voz. en un sitio o monumento arqueológico. Por ejemplo, una exposición puede mejorarse con sonidos ambientales actuales como el agua, los pájaros, el tren o el ruido de las máquinas. Los sonidos naturales tópicos también se pueden utilizar en aplicaciones educativas. [8] Otros campos de aplicación incluyen consolas de videojuegos, ordenadores personales y otras plataformas. [9] [10] [11] [12] En tales aplicaciones, el contenido normalmente sería ruido sintético producido por el dispositivo informático en interacción con su usuario. También se ha realizado un trabajo importante utilizando sonido envolvente para mejorar la conciencia de la situación en aplicaciones militares y de seguridad pública. [13]
Los medios de sonido envolvente comerciales incluyen videocasetes, DVD y transmisiones SDTV codificadas como Dolby Digital y DTS comprimidos , y audio sin pérdidas como DTS HD Master Audio y Dolby TrueHD en HDTV Blu-ray Disc y HD DVD , que son idénticos al master de estudio. Otros formatos comerciales incluyen los formatos competitivos DVD-Audio (DVD-A) y Super Audio CD (SACD), y MP3 Surround . Los formatos envolventes Cinema 5.1 incluyen Dolby Digital y DTS . Sony Dynamic Digital Sound (SDDS) es una configuración de cine de 8 canales que cuenta con 5 canales de audio independientes en el frente con dos canales envolventes independientes y un canal de efectos de baja frecuencia . La configuración tradicional de altavoces envolventes 7.1 introduce dos altavoces traseros adicionales a la disposición 5.1 convencional, para un total de cuatro canales envolventes y tres canales frontales, para crear un campo sonoro de más de 360°.
La mayoría de las grabaciones de sonido envolvente son creadas por productoras cinematográficas o productores de videojuegos; sin embargo, algunas videocámaras de consumo tienen dicha capacidad incorporada o disponible por separado. Las tecnologías de sonido envolvente también se pueden utilizar en la música para permitir nuevos métodos de expresión artística. Después del fracaso del audio cuadrafónico en la década de 1970, la música multicanal se ha reintroducido lentamente desde 1999 con la ayuda de los formatos SACD y DVD-Audio. Algunos receptores AV , sistemas estereofónicos y tarjetas de sonido de computadora contienen procesadores de señal digital integrales o procesadores de audio digital para simular el sonido envolvente de una fuente estereofónica (consulte estéreo falso ).
En 1967, el grupo de rock Pink Floyd realizó el primer concierto con sonido envolvente en "Games for May", un fastuoso evento en el Queen Elizabeth Hall de Londres , donde la banda estrenó su sistema de altavoces cuadrafónicos hecho a medida . [14] El dispositivo de control que habían fabricado, el Azimuth Co-ordinator , se exhibe ahora en el Victoria and Albert Museum de Londres , como parte de su galería Theatre Collections. [15]
El primer uso documentado del sonido envolvente fue en 1940, para la película animada Fantasía del estudio Disney . Walt Disney se inspiró en la pieza operística de Nikolai Rimsky-Korsakov El vuelo del abejorro para incluir un abejorro en su musical Fantasía y también sonar como si estuviera volando en todas partes del teatro. La aplicación de audio multicanal inicial se llamó ' Fantasound ' y constaba de tres canales de audio y altavoces. El sonido se difundió por todo el cine, controlado por un ingeniero mediante unos 54 altavoces. El sonido envolvente se logró utilizando la suma y la diferencia de la fase del sonido. Sin embargo, este uso experimental del sonido envolvente fue excluido de la película en proyecciones posteriores. En 1952, el "sonido envolvente" reapareció con éxito con la película "This is Cinerama", utilizando sonido discreto de siete canales, y despegó la carrera por desarrollar otros métodos de sonido envolvente. [16] [17]
En la década de 1950, el compositor alemán Karlheinz Stockhausen experimentó y produjo composiciones electrónicas innovadoras como Gesang der Jünglinge y Kontakte , esta última utilizando sonidos cuadrafónicos totalmente discretos y giratorios generados con equipos electrónicos industriales en el estudio de Herbert Eimert en Westdeutscher Rundfunk. (WDR). El Poème électronique de Edgar Varese , creado para el Pabellón Philips diseñado por Iannis Xenakis en la Exposición Universal de Bruselas de 1958 , también utilizó audio espacial con 425 altavoces utilizados para mover el sonido por todo el pabellón.
En 1957, trabajando con el artista Jordan Belson , Henry Jacobs produjo Vortex: Experiments in Sound and Light, una serie de conciertos con música nueva, incluida parte del propio Jacobs, la de Karlheinz Stockhausen y muchos otros, que tuvieron lugar en el Morrison. Planetario en el Golden Gate Park, San Francisco. Los diseñadores de sonido suelen considerar esto como el origen del concepto (ahora estándar) de "sonido envolvente". El programa fue popular y Jacobs y Belson fueron invitados a reproducirlo en la Exposición Universal de 1958 en Bruselas. [18] También hay muchos otros compositores que crearon obras innovadoras de sonido envolvente en el mismo período de tiempo.
En 1978, se probó con la película Superman un concepto ideado por Max Bell para Dolby Laboratories llamado "split surround" . Esto llevó al lanzamiento del sonido envolvente estéreo de 70 mm de Apocalypse Now , que se convirtió en uno de los primeros estrenos formales en cines con tres canales en la parte delantera y dos en la parte trasera. [19] Normalmente había cinco altavoces detrás de las pantallas de los cines con capacidad de 70 mm, pero sólo el izquierdo, el central y el derecho se utilizaban en frecuencia completa, mientras que el centro-izquierda y el centro-derecha sólo se utilizaban para las frecuencias graves (como es habitual). actualmente común). El codificador/descodificador de Apocalypse Now fue diseñado por Michael Karagosian, también para Dolby Laboratories . La mezcla envolvente fue producida por un equipo ganador del Oscar dirigido por Walter Murch para American Zoetrope . El formato también se implementó en 1982 con el lanzamiento estéreo envolvente de Blade Runner .
La versión 5.1 del sonido envolvente se originó en 1987 en el famoso Cabaret francés Moulin Rouge . El ingeniero francés Dominique Bertrand utilizó una mesa de mezclas especialmente diseñada en colaboración con Solid State Logic , basada en la serie 5000 y que incluye seis canales. Respectivamente: A izquierda, B derecha, C centro, D trasera izquierda, E trasera derecha, F bajo. El mismo ingeniero ya había realizado un sistema 3.1 en 1974, para la Cumbre Internacional de los Estados Francófonos en Dakar , Senegal.
El sonido envolvente se crea de varias formas. El primer método, y el más sencillo, consiste en utilizar una técnica de grabación de sonido envolvente: capturar dos imágenes estéreo distintas, una para la parte delantera y otra para la parte trasera, o utilizar una configuración dedicada, por ejemplo, un árbol Decca aumentado [20] , o mezclar sonido envolvente. Sonido para reproducción en un sistema de audio que utiliza altavoces que rodean al oyente para reproducir audio desde diferentes direcciones. Un segundo enfoque es procesar el audio con métodos de localización de sonido psicoacústico para simular un campo sonoro bidimensional (2-D) con auriculares. Un tercer enfoque, basado en el principio de Huygens , intenta reconstruir los frentes de onda del campo sonoro grabado dentro del espacio de escucha; una forma de "holograma de audio". Una forma, la síntesis de campo ondulatorio (WFS), produce un campo sonoro con un campo de error uniforme en toda el área. Los sistemas comerciales WFS, comercializados actualmente por las empresas Sonic Emotion e Iosono , requieren muchos altavoces y una importante potencia informática. El cuarto enfoque consiste en utilizar tres micrófonos, uno frontal, uno lateral y otro trasero, también llamado grabación Double MS .
La forma Ambisonics , también basada en el principio de Huygens , proporciona una reconstrucción sonora exacta en el punto central; sin embargo, es menos preciso lejos del punto central. Hay muchos programas de software comerciales y gratuitos disponibles para Ambisonics, que domina la mayor parte del mercado de consumo, especialmente los músicos que utilizan música electrónica e informática. Además, los productos Ambisonics son el estándar en hardware de sonido envolvente vendido por Meridian Audio . En su forma más simple, Ambisonics consume pocos recursos; sin embargo, esto no es cierto para desarrollos recientes, como los Ambisonics de orden superior con compensación de campo cercano. [21] Hace algunos años se demostró que, en el límite, WFS y Ambisonics convergen. [22]
Finalmente, el sonido envolvente también se puede lograr mediante la masterización del nivel, a partir de fuentes estereofónicas como con Penteo, que utiliza el análisis de procesamiento de señales digitales de una grabación estéreo para analizar los sonidos individuales en posiciones panorámicas de los componentes y luego los coloca, en consecuencia, en un sistema de cinco canales. campo. Sin embargo, hay más formas de crear sonido envolvente en estéreo, por ejemplo con las rutinas basadas en QS y SQ para codificar sonido Quad , donde los instrumentos se dividían en 4 altavoces en el estudio. Esta forma de crear sonido envolvente con rutinas de software normalmente se conoce como "mezcla ascendente", [23] , que fue particularmente exitosa en los decodificadores de la serie Sansui QSD que tenían un modo en el que asignaba el estéreo L ↔ R a un arco ∩. [ cita necesaria ]
Hay muchas configuraciones alternativas disponibles para una experiencia de sonido envolvente, siendo la configuración 3-2 (3 altavoces frontales, 2 traseros y un canal de efectos de baja frecuencia) (más comúnmente conocida como sonido envolvente 5.1) el estándar para la mayoría de las aplicaciones de sonido envolvente. incluyendo cine, televisión y aplicaciones de consumo. [2] [24] Se trata de un compromiso entre la creación de la imagen ideal de una habitación y la practicidad y compatibilidad con el estéreo de dos canales. [25] Debido a que la mayoría de las mezclas de sonido envolvente se producen para sonido envolvente 5.1 (6 canales), las configuraciones más grandes requieren matrices o procesadores para alimentar los altavoces adicionales. [25]
La configuración envolvente estándar consta de tres altavoces frontales LCR (izquierdo, central y derecho), dos altavoces envolventes LS y RS (envolventes izquierdo y derecho respectivamente) y un subwoofer para el canal de efectos de baja frecuencia (LFE), que tiene filtro de paso bajo. a 120 Hz. Los ángulos entre los altavoces han sido estandarizados por la recomendación 775 de la UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones) y la AES (Sociedad de Ingeniería de Audio) de la siguiente manera: 60 grados entre los canales L y R (permite compatibilidad estéreo de dos canales) con el altavoz central directamente frente al oyente. Los canales envolventes se colocan entre 100 y 120 grados desde el canal central, y la posición del subwoofer no es crítica debido al bajo factor direccional de las frecuencias por debajo de 120 Hz. [26] El estándar de la UIT también permite altavoces envolventes adicionales, que deben distribuirse uniformemente entre 60 y 150 grados. [24] [26]
Se aceptan mezclas envolventes de más o menos canales, si son compatibles, tal como lo describe ITU-R BS. 775-1, [2] con sonido envolvente 5.1. La configuración de 3-1 canales (que consta de un canal envolvente monofónico) es un caso en el que tanto LS como RS son alimentados por la señal monofónica a un nivel atenuado de -3 dB. [25]
La función del canal central es anclar la señal de modo que las imágenes panorámicas centrales no cambien cuando un oyente se mueve o está sentado lejos del punto óptimo. [27] El canal central también evita que se produzcan modificaciones de timbre, lo cual es típico del estéreo de 2 canales, debido a diferencias de fase en los dos oídos del oyente. [24] El canal central se utiliza especialmente en películas y televisión, y el diálogo alimenta principalmente el canal central. [25] La función del canal central puede ser de naturaleza monofónica (como con el diálogo) o puede usarse en combinación con los canales izquierdo y derecho para un verdadero estéreo de tres canales. Las películas cinematográficas tienden a utilizar el canal central con fines monofónicos y el estéreo se reserva exclusivamente para los canales izquierdo y derecho. Sin embargo, se han desarrollado técnicas de micrófonos envolventes que aprovechan al máximo el potencial del estéreo de tres canales.
En sonido envolvente 5.1, las imágenes fantasma entre los altavoces frontales son bastante precisas, siendo las imágenes hacia atrás y especialmente hacia los lados inestables. [24] [25] La localización de una fuente virtual, basada en diferencias de nivel entre dos altavoces al lado de un oyente, muestra una gran inconsistencia en la configuración 5.1 estandarizada, y también se ve afectada en gran medida por el movimiento que se aleja de la posición de referencia. Por lo tanto, el sonido envolvente 5.1 tiene una capacidad limitada para transmitir sonido 3D, lo que hace que los canales envolventes sean más apropiados para el ambiente o los efectos. [24] )
El sonido envolvente 7.1 es otra configuración, más comúnmente utilizada en cines grandes, que es compatible con el sonido envolvente 5.1, aunque no está indicado en los estándares de la UIT. El sonido envolvente 7.1 agrega dos canales adicionales, centro izquierdo (CL) y centro derecho (CR) a la configuración envolvente 5.1, con los altavoces situados a 15 grados del centro del oyente. [24] Esta convención se utiliza para cubrir un ángulo mayor entre los altavoces frontales como producto de una pantalla más grande.
La mayoría de las técnicas de micrófono estereofónico de 2 canales son compatibles con una configuración de 3 canales (LCR), ya que muchas de estas técnicas ya contienen un micrófono central o un par de micrófonos. Sin embargo, las técnicas de micrófono para LCR deberían intentar obtener una mayor separación de canales para evitar imágenes fantasma conflictivas entre L/C y L/R, por ejemplo. [25] [27] [28] Por lo tanto, se han desarrollado técnicas especializadas para estéreo de 3 canales. Las técnicas de micrófono envolvente dependen en gran medida de la configuración utilizada, por lo que se inclinan hacia la configuración envolvente 5.1, ya que es el estándar. [24]
Las técnicas de grabación envolvente se pueden diferenciar entre aquellas que utilizan conjuntos únicos de micrófonos colocados muy cerca y aquellas que tratan los canales delanteros y traseros con conjuntos separados. [24] [26] Los arreglos cercanos presentan imágenes fantasma más precisas, mientras que el tratamiento separado de los canales traseros generalmente se usa para el ambiente. [26] Para una representación precisa de un entorno acústico, como una sala, las reflexiones laterales son esenciales. Por lo tanto, si la impresión de la habitación es importante, se deben utilizar técnicas de micrófono adecuadas. Aunque la reproducción de imágenes laterales es muy inestable en la configuración envolvente 5.1, las impresiones de la habitación aún se pueden presentar con precisión. [25]
Algunas técnicas de micrófono utilizadas para la cobertura de tres canales frontales incluyen técnicas de doble estéreo, INA-3 (Arreglo cardioide ideal), la configuración Decca Tree y OCT (Triángulo cardioide óptimo). [25] [28] Las técnicas envolventes se basan en gran medida en técnicas de 3 canales con micrófonos adicionales utilizados para los canales envolventes. Un factor distintivo para la captación de los canales frontales en sonido envolvente es que se debe captar menos reverberación, ya que los micrófonos envolventes serán responsables de la captación de la reverberación. [24] Por lo tanto, los patrones polares cardioides, hipercardioides o supercardioides a menudo reemplazarán a los patrones polares omnidireccionales para las grabaciones envolventes. Para compensar la pérdida de graves de los micrófonos direccionales (gradiente de presión), se pueden agregar micrófonos omnidireccionales (micrófonos de presión) adicionales, que exhiben una respuesta extendida de graves. La salida del micrófono suele tener un filtro de paso bajo. [25] [28] Una configuración de micrófono envolvente simple implica el uso de un conjunto frontal en combinación con dos micrófonos de sala omnidireccionales orientados hacia atrás colocados a unos 10 a 15 metros de distancia del conjunto frontal. Si los ecos son notables, el conjunto frontal se puede retrasar adecuadamente. Alternativamente, los micrófonos cardioides orientados hacia atrás se pueden colocar más cerca del conjunto frontal para obtener una captación de reverberación similar. [26]
El INA-5 (Arreglo cardioide ideal) es un conjunto de micrófonos envolventes que utiliza cinco micrófonos cardioides que se asemejan a los ángulos de la configuración de altavoces envolventes estandarizada definida por la Rec. ITU. 775. [26] Las dimensiones entre los tres micrófonos frontales, así como los patrones polares de los micrófonos, se pueden cambiar para diferentes ángulos de captación y respuesta ambiental. [24] Por lo tanto, esta técnica permite una gran flexibilidad.
Un conjunto de micrófonos bien establecido es el Fukada Tree, que es una variante modificada de la técnica estéreo Decca Tree. El conjunto consta de cinco micrófonos cardioides espaciados, tres micrófonos frontales que se asemejan a un árbol de Decca y dos micrófonos envolventes. Se pueden agregar dos estabilizadores omnidireccionales adicionales para ampliar el tamaño percibido de la orquesta o para integrar mejor los canales frontal y envolvente. [24] [25] Los micrófonos L, R, LS y RS deben colocarse en formación cuadrada, con L/R y LS/RS en ángulos de 45 grados y 135 grados desde el micrófono central respectivamente. El espacio entre estos micrófonos debe ser de aproximadamente 1,8 metros. Esta formación cuadrada es responsable de la impresión de la habitación. El canal central se coloca un metro delante de los canales L y R, lo que produce una imagen central intensa. Los micrófonos envolventes suelen colocarse a una distancia crítica (donde el campo directo y el reverberante son iguales), y el conjunto completo suele situarse varios metros por encima y detrás del conductor. [24] [25]
La NHK (compañía de radiodifusión japonesa) desarrolló una técnica alternativa que también utiliza cinco micrófonos cardioides. Aquí se utiliza un deflector para separar los canales delanteros izquierdo y derecho, que están separados 30 cm. [24] Los micrófonos omnidireccionales con estabilizadores, filtrados de paso bajo a 250 Hz, están espaciados a 3 metros en línea con los cardioides L y R. Estos compensan la caída de graves de los micrófonos cardioides y también añaden amplitud. [27] Para los canales envolventes se utiliza un par de micrófonos espaciados de 3 metros, situados entre 2 y 3 metros detrás del conjunto frontal. [24] El canal central se coloca nuevamente ligeramente hacia adelante, con L/R y LS/RS nuevamente en ángulo a 45 y 135 grados respectivamente.
El conjunto de micrófonos OCT-Surround (Triángulo envolvente cardioide óptimo) es una técnica aumentada de la técnica OCT estéreo que utiliza el mismo conjunto frontal con micrófonos envolventes adicionales. El conjunto frontal está diseñado para una diafonía mínima, con los micrófonos frontales izquierdo y derecho teniendo patrones polares supercardioides y en un ángulo de 90 grados con respecto al micrófono central. [24] [25] Es importante que se utilicen micrófonos de diafragma pequeño de alta calidad para los canales L y R para reducir la coloración fuera del eje. [26] La ecualización también se puede utilizar para aplanar la respuesta de los micrófonos supercardioides a señales que llegan hasta aproximadamente 30 grados desde el frente del conjunto. [24] El canal central está colocado ligeramente hacia adelante. Los micrófonos envolventes son micrófonos cardioides orientados hacia atrás, que se colocan a 40 cm de los micrófonos L y R. Los micrófonos L, R, LS y RS captan las reflexiones tempranas de ambos lados y la parte posterior de un lugar acústico, brindando así impresiones significativas en la sala. [25] El espacio entre los micrófonos L y R se puede variar para obtener el ancho estéreo requerido. [25]
Se han desarrollado conjuntos de micrófonos especializados para grabar únicamente el ambiente de un espacio. Estos arreglos se usan en combinación con arreglos frontales adecuados, o pueden agregarse a las técnicas envolventes mencionadas anteriormente. [26] El cuadrado Hamasaki (también propuesto por NHK) es un conjunto de micrófonos bien establecido que se utiliza para captar el ambiente de la sala. Cuatro micrófonos en forma de ocho están dispuestos en un cuadrado, idealmente ubicados en lo alto y lejos de la sala. El espacio entre los micrófonos debe ser de entre 1 y 3 metros. [25] Los micrófonos nulos (punto de captación cero) están configurados para mirar hacia la fuente de sonido principal con polaridades positivas hacia afuera, por lo tanto, minimizan de manera muy efectiva la captación directa del sonido, así como los ecos desde el fondo de la sala. [26] Los dos micrófonos posteriores se mezclan con los canales envolventes, y los dos canales frontales se mezclan en combinación con el conjunto frontal en L y R.
Otra técnica ambiental es el cruce IRT (Institut für Rundfunktechnik). Aquí se colocan cuatro micrófonos cardioides, a 90 grados entre sí, en formación cuadrada, separados por 21-25 cm. [26] [28] Los dos micrófonos frontales deben colocarse a 45 grados del eje de la fuente de sonido. Por lo tanto, esta técnica se asemeja a pares estéreo consecutivos casi coincidentes. Las salidas de micrófonos se alimentan a los canales L, R y LS, RS. La desventaja de este enfoque es que la captación directa del sonido es bastante significativa.
Muchas grabaciones no requieren la captación de reflejos laterales. Para conciertos de música pop en vivo, una matriz más apropiada para captar el ambiente es el trapecio cardioide. [25] Los cuatro micrófonos cardioides están orientados hacia atrás y en un ángulo de 60 grados entre sí, por lo que son similares a un semicírculo. Esto es eficaz para captar la audiencia y el ambiente.
Todos los conjuntos de micrófonos mencionados anteriormente ocupan un espacio considerable, lo que los hace bastante ineficaces para grabaciones de campo. En este sentido, la técnica del doble MS (Mid Side) resulta bastante ventajosa. Este conjunto utiliza micrófonos cardioides consecutivos, uno mirando hacia adelante y el otro hacia atrás, combinados con uno o dos micrófonos en forma de ocho. Se obtienen diferentes canales mediante la suma y diferencia de los patrones cardioide y en forma de ocho. [25] [26] Cuando se utiliza un solo micrófono en forma de ocho, la técnica de doble MS es extremadamente compacta y, por lo tanto, también perfectamente compatible con la reproducción monofónica. Esta técnica también permite cambios de posproducción en el ángulo de captación.
Los sistemas de reproducción envolvente pueden hacer uso de la gestión de graves , cuyo principio fundamental es que el contenido de graves de la señal entrante, independientemente del canal, debe dirigirse únicamente a los altavoces capaces de gestionarlos, ya sean estos últimos los altavoces principales del sistema o uno o Altavoces más especiales de baja frecuencia llamados subwoofers .
Hay una diferencia de notación antes y después del sistema de gestión de bajos. Antes del sistema de gestión de graves hay un canal de efectos de baja frecuencia (LFE). Después del sistema de gestión de graves hay una señal de subwoofer. Un malentendido común es la creencia de que el canal LFE es el "canal de subwoofer". El sistema de gestión de graves puede dirigir los graves a uno o más subwoofers (si están presentes) desde cualquier canal, no sólo desde el canal LFE. Además, si no hay ningún altavoz subwoofer presente, el sistema de gestión de graves puede dirigir el canal LFE a uno o más de los altavoces principales.
Debido a que el canal de efectos de baja frecuencia (LFE) requiere sólo una fracción del ancho de banda de los otros canales de audio, se lo conoce como canal .1 ; por ejemplo 5.1 o 7.1 . [ cita necesaria ]
El canal LFE es fuente de cierta confusión en el sonido envolvente. Originalmente fue desarrollado para transmitir efectos de sonido cinematográfico de subgraves extremadamente bajos (por ejemplo, el fuerte estruendo de un trueno o explosiones) en su propio canal. Esto permitió a los cines controlar el volumen de estos efectos para adaptarse al entorno acústico y al sistema de reproducción de sonido del cine en particular. El control independiente de los efectos de subgraves también redujo el problema de la distorsión de intermodulación en la reproducción de sonido de películas analógicas.
En la implementación original del cine, el LFE era un canal separado que alimentaba a uno o más subwoofers. Sin embargo, es posible que los sistemas de reproducción domésticos no tengan un subwoofer independiente, por lo que los decodificadores y sistemas envolventes domésticos modernos a menudo incluyen un sistema de gestión de graves que permite que los graves de cualquier canal (principal o LFE) se transmitan sólo a los altavoces que pueden manejar las bajas frecuencias. señales. El punto saliente aquí es que el canal LFE no es el canal del subwoofer ; puede que no haya un subwoofer y, si lo hay, puede que esté manejando mucho más que efectos. [29]
Algunos sellos discográficos como Telarc y Chesky han argumentado que los canales LFE no son necesarios en un sistema de entretenimiento digital multicanal moderno. [ cita necesaria ] Argumentan que, dados los altavoces que tienen una respuesta de baja frecuencia de 30 Hz, todos los canales disponibles tienen un rango de frecuencia completo y, como tal, no hay necesidad de un LFE en la producción de música envolvente, porque todas las frecuencias están disponibles. en todos los canales principales. Estas etiquetas a veces utilizan el canal LFE para llevar un canal de altura. [ cita necesaria ] El sello BIS Records generalmente utiliza una mezcla de 5.0 canales.
La notación de canales indica la cantidad de canales discretos codificados en la señal de audio, no necesariamente la cantidad de canales reproducidos para reproducción. El número de canales de reproducción se puede aumentar mediante el uso de decodificación matricial . La cantidad de canales de reproducción también puede diferir de la cantidad de altavoces utilizados para reproducirlos si uno o más canales controlan un grupo de altavoces. La notación representa la cantidad de canales, no la cantidad de hablantes.
El primer dígito en "5.1" es el número de canales de rango completo. El ".1" refleja el rango de frecuencia limitado del canal LFE.
Por ejemplo, dos altavoces estéreo sin canal LFE = 2,0
5 canales de rango completo + 1 canal LFE = 5,1
Una notación alternativa muestra la cantidad de canales de rango completo frente al oyente, separados por una barra del número de canales de rango completo al lado o detrás del oyente, con un punto decimal que marca la cantidad de canales LFE de rango limitado.
Por ejemplo, 3 canales frontales + 2 canales laterales + un canal LFE = 3/2,1
La notación se puede ampliar para incluir Matrix Decoders . Dolby Digital EX, por ejemplo, tiene un sexto canal de rango completo incorporado a los dos canales traseros con una matriz . Esto se expresa:
3 canales frontales + 2 canales traseros + 3 canales reproducidos en la parte trasera en total + 1 canal LFE = 3/2:3.1
El término estéreo , aunque popularizado en referencia al audio de dos canales, históricamente también se refería al sonido envolvente, ya que significa estrictamente sonido "sólido" (tridimensional). Sin embargo, esto ya no es un uso común y "sonido estéreo" significa casi exclusivamente dos canales, izquierdo y derecho.
De acuerdo con ANSI/CEA-863-A [30]
En 2002, Dolby estrenó una versión maestra de We Were Soldiers que incluía una banda sonora de Sonic Whole Overhead Sound. Esta combinación incluyó un nuevo canal de altura montado en el techo .
Ambisonics es una técnica de grabación y reproducción que utiliza mezcla multicanal que se puede utilizar en vivo o en el estudio y que recrea el campo sonoro tal como existía en el espacio, en contraste con los sistemas envolventes tradicionales, que solo pueden crear una ilusión del campo sonoro si el oyente está ubicado en un punto dulce muy estrecho entre los altavoces. Se puede utilizar cualquier número de altavoces en cualquier disposición física para recrear un campo sonoro. Con 6 o más altavoces dispuestos alrededor de un oyente, se puede presentar un campo sonoro tridimensional ("perifónico" o de esfera completa). La ambisónica fue inventada por Michael Gerzon .
La grabación binaural es un método de grabación de sonido que utiliza dos micrófonos, dispuestos con la intención de crear la experiencia estéreo tridimensional de estar presente en la sala con los intérpretes o instrumentos. La idea de una forma de sonido tridimensional o "interna" se ha convertido en tecnología para estetoscopios que crean acústica "en la cabeza" y películas IMAX que crean una experiencia acústica tridimensional.
PanAmbio combina un dipolo estéreo y cancelación de diafonía delante y un segundo conjunto detrás del oyente (un total de cuatro altavoces) para una reproducción envolvente 2D de 360°. Las grabaciones de cuatro canales, especialmente aquellas que contienen señales binaurales, crean un sonido envolvente binaural de altavoz. Las grabaciones de 5.1 canales, incluidos los DVD de películas, son compatibles mezclando contenido del canal C con el par de altavoces frontales. 6.1 se puede jugar mezclando SC con el par trasero.
Generalmente se utilizan varias configuraciones de altavoces para equipos de consumo. El orden y los identificadores son los especificados para la máscara de canal en el formato de archivo WAV sin comprimir estándar (que contiene una secuencia PCM multicanal sin procesar ) y se utilizan de acuerdo con la misma especificación para la mayoría de los sistemas operativos y hardware de sonido digital conectables a PC capaces de manejar múltiples canales. [38] [39] Si bien es posible crear cualquier configuración de altavoces, existe poco contenido comercial de películas o música para configuraciones de altavoces alternativas. Sin embargo, los canales de origen se pueden remezclar para los canales de los altavoces utilizando una tabla matricial que especifica cuánto de cada canal de contenido se reproduce a través de cada canal de los altavoces.
La mayoría de las configuraciones de canales pueden incluir un canal de efectos de baja frecuencia (LFE) (el canal que se reproduce a través del subwoofer ). Esto hace que la configuración sea ".1" en lugar de ".0". La mayoría de las mezclas multicanal modernas contienen un LFE, algunas usan dos.
El sonido envolvente 7.1 es un formato popular en los cines y el cine en casa, incluidos los Blu-ray, siendo Dolby y DTS los principales actores. [43]
El sonido inmersivo 7.1.2 y 7.1.4 junto con el formato 5.1.2 y 5.1.4 agrega 2 o 4 parlantes superiores para permitir que los objetos sonoros y los sonidos de efectos especiales se muestren en lo alto para el oyente. Introducido para estrenos de películas en cines en 2012 por Dolby Laboratories bajo el nombre comercial Dolby Atmos . [44]
Dolby Atmos (y otros motores de Microsoft Spatial Sound; ver AudioObjectTypeen SpatialAudioClient.h) también admiten una configuración virtual "8.1.4.4", que será procesada por un HRTF . [45] La configuración se suma a 7.1.4 con un altavoz central detrás del oyente y 4 altavoces debajo. [46]
10.2 es el formato de sonido envolvente desarrollado por el creador de THX, Tomlinson Holman , de TMH Labs y la Universidad del Sur de California (escuelas de Cine/Televisión e Ingeniería). Desarrollado junto con Chris Kyriakakis de la Escuela de Ingeniería Viterbi de la USC , 10.2 hace referencia al eslogan promocional del formato: "Dos veces tan bueno como 5.1". Los defensores de 10.2 argumentan que es el equivalente en audio de IMAX . [ palabras de comadreja ]
BARCO admite el sonido 11.1 con instalaciones en cines de todo el mundo. [47]
22.2 es el componente de sonido envolvente de la televisión de ultra alta definición , desarrollado por NHK Science & Technical Research Laboratories. Como sugiere su nombre, utiliza 24 parlantes. Estos están dispuestos en tres capas: una capa intermedia de diez parlantes, una capa superior de nueve parlantes y una capa inferior de tres parlantes y dos subwoofers. El sistema se demostró en la Expo 2005 , Aichi , Japón , las ferias NAB 2006 y 2009, Las Vegas , y las ferias comerciales IBC 2006 y 2008, Ámsterdam , Países Bajos .
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