Višekanalni okružujući zvuk

Šta je okružujući (surround) zvuk, kako se ostvaruje i gde se sve koristi

Postavka zvučnika u 6.1 (levo) i 7.1 (desno) sistemu

Višekanalni zvuk ili, kako ga popularnije nazivaju, okružujući zvuk (surround sound) predstavlja tehniku kojom se obogaćuje kvalitet standardne zvučne reprodukcije audio izvora dodatnim kanalima, tj. zvučnim izvorima koji okružuju slušaoca, čime se obezbeđuje da zvuk dolazi u skoro savršenom radijusu od 360 stepeni u horizontalnoj ravni (2D), za razliku od standardnih „stereo” tehnika koje su činila dva kanala/zvučnika i koje su davale zvuk samo s prednje strane (180 stepeni).

Okružujući zvuk karakteriše centralna lokacija slušaoca u zvučnom prostoru. Doživljaj prostornosti zvuka poboljšava se korišćenjem tehnike lokalizacije zvuka, tj. sposobnosti slušaoca da odredi lokaciju sa koje je zvuk potekao na osnovu usmerenja zvuka i razdaljine od zvučnog izvora. Tipično, to se postiže korišćenjem više diskretnih (odvojenih) audio kanala, prosleđenih do niza zvučnika i spregnutih na određeni način.

Dodavanjem četiri zvučnika (levi i desni visoki, levi i desni široki) zvučna slika se širi po horizontali i vertikali

Postoje različiti formati i tehnike okružujućeg zvuka, koje se razlikuju po načinima snimanja i reprodukcije, te po broju i rasporedu dodatnih kanala/zvučnika.

Istorijat

Prva zabeležena upotreba okružujućeg zvuka datira iz 1940. godine, a rađena je za Disneyjev animirani film „Fantazija”. Ideja je bila da animirani bumbar zvuči kao da proleće iznad publike. Iako je ova eksperimentalna primena bila neuspešna, smatra se da je to bila polazna stepenica koja je dovela do daljeg razvoja okružujućeg zvuka.

Složeni 10.2 sistem koji se koristi u bioskopskim salama

Disneyjeva tehnologija višekanalnog zvuka zvala se Fantasound i sastojala se od tri audio kanala. Zvuk je bio distribuiran u bioskopsku salu putem 54 zvučnika, podeljenih u zvučničke grupe, a sistemom se upravljalo ručno. U takvoj postavci, okružujući zvuk postignut je korišćenjem faznog zbira i razlike pojedinih kanala.

Pedesetih godina prošlog veka, nemački kompozitor Karlhajnc Štokhauzen eksperimentisao je sa kompozicijama elektronske muzike, revolucionarnim za to doba, koristeći kvadrofonske zvuke generisane industrijskom elektronskom opremom, dok je na svetskom sajmu u Briselu 1958. godine, u Philipsovom paviljonu, takođe korišćen okružujući zvuk izveden sa 425 zvučnika, pomoću kojih se zvuk „pomerao” po celom paviljonu.

Godine 1967, rok grupa „Pink Floyd” izvela je prvi koncert sa okružujućim zvukom na svetu. Radilo se o kvadrofonskom sistemu, napravljenom specijalno za taj događaj.

Godine 1974. na Međunarodnom samitu frankofonskih država u Senegalu prvi put je upotrebljen 3.1 sistem, dok je već 1978. godine koncept podeljenog okružujućeg zvuka, osmišljen od strane Maksa Bela (Dolby Laboratories), testiran na filmu „Supermen”, što je kasnije dovelo i do pojave prvog bioskopskog filma sa tri prednja i dva zadnja kanala – „Apokalipsa danas”.

Digitalni 5.1 okružujući zvuk potiče iz 1987. godine i prvi put je upotrebljen u francuskom kabareu „Mulen ruž”. Tu je bila upotrebljena i specijalno za tu priliku napravljena audio mikseta firme Solid State Logic sa šest kanala (prednji levi, prednji desni, centralni, zadnji levi, zadnji desni i bas).

Specifikacije okružujućeg zvuka

Opis specifikacija okružujućeg zvuka razlikuje broj diskretnih (odvojenih) kanala enkodiranih u surround signal, kao i broj kanala puštenih na reprodukciju. Broj kanala puštenih na reprodukciju može se promeniti korišćenjem tzv. matričnog dekodiranja (vidi tekst u posebnom okviru). Razlika može da postoji i između broja kanala puštenih na reprodukciju i zvučnika upotrebljenih za reprodukciju, jer se svaki kanal može odnositi ili na jedan zvučnik ili na grupu zvučnika.

Označavanje x.x odnosi se na broj diskretnih kanala i broj tzv. LFE kanala. Broj pre tačke je ukupan broj diskretnih kanala, a broj posle tačke – ukupan broj tzv. LFE kanala (Low Frequency Effects, efekti na niskim frekvencijama). Na primer, notacija 5.1 označava reprodukciju sa pet diskretnih kanala i jednim LFE kanalom. Na priloženim slikama prikazane su neke uobičajene postavke, uključujući i bioskopsku tehnologiju 10.2, koju ćemo ukratko opisati u daljem tekstu.

Okružujući zvuk 10.2 razvili su TMH laboratorija i Univerzitet Južne Kalifornije. Koristi se kod sistema IMAX za video reprodukciju u bioskopima. Kod ovog sistema levi i desni okružujući kanal poboljšani su sa po još dva kanala, što omogućava finiju manipulaciju zvukom. IMAX koristi pet prednjih kanala (levi široki, levi, centralni, desni i desni široki), tri zadnja kanala (levi, srednji i desni), dva visinska (levi i desni) i dva LFE (levi i desni). Ovakvim sistemom postiže se raspored zvuka i po visini.

Tipovi nosača i tehnologija

Komercijalni nosači višekanalnog zvuka uključuju video kasete, DVD, enkodirane HDTV prenose (komprimovani Dolby Digital i DTS), Blu-ray i HD DVD (nekomprimovani DTS HD Master Audio i Dolby True HD). Drugi komercijalni formati su DVD Audio (DVD-A) i Super Audio CD (SACD), kao i manje korišćeni MP3 Surround. Bioskopski 5.1 formati okružujućeg zvuka su Dolby Digital i DTS, a tradicionalne 7.1 konfiguracije okružujućeg zvuka dodaju još dva zadnja kanala na konvencionalne 5.1 postavke, sa ukupno četiri surround kanala i tri prednja za poboljšanje zvučnog polja u 360 stepeni. Iz ove priče izdvaja se Sony Dynamic Digital Sound (SDDS), osmokanalna filmska konfiguracija koja ima pet zasebnih audio kanala s prednje strane, dva zasebna surround kanala i LFE kanal.

Mapiranje kanala na zvučnike

Kod sistema okružujućeg zvuka, u početku je svaki izvorni kanal imao sopstveni zvučnik ili grupu zvučnika. Kod ovakvih diskretnih sistema broj kanala na izvoru i destinaciji je isti. Kasnije su razvijeni matrični (Matrix) sistemi, kod kojih se zapisuje ili prenosi manje kanala nago što je izvorno postojalo, a informacije o ostalim kanalima „umetnute” su (enkodirane) u postojeće kanale i definišu, u većoj ili manjoj meri, originalno zvučno polje. Pre reprodukcije signal se dekodira, čime se regeneriše broj i konfiguracija kanala radi reprodukcije.

Upravljanje zvukom niskih frekvencija

Kod sistema za okružujući zvuk prvi put se pojavila mogućnost da se napravi tzv. „sistem za upravljanje zvukom niskih frekvencija” (Bass Management System) radi preusmeravanja „basova” iz svih kanala na one zvučnike koji mogu fizički da ih reprodukuju, recimo trosistemske zvučne kutije ili specijalizovane zvučnike predviđene za reprodukciju niskih frekvencija (popularno nazvanim sabvuferi – subwoofers).

Posle obrade u sistemu za upravljanje basom, menja se način reprodukcije niskih frekvencija. Na ulaz sistema dovodi se LFE kanal (Low Frequency Effects), a na izlazu se dobija tzv. subwoofer signal. Mnogi misle da je to isto, ali nisu u pravu. Razlika je u tome što sistem za upravljanje basom može da preusmeri basove u jedan ili više sabvufera u sistemu iz bilo kog kanala, a ne samo iz LFE kanala. Ako pak u sistemu nema sabvufera, onda se LFE kanal usmerava na jedan ili više zvučnika sposobnih za njegovu reprodukciju.

Kanal za efekte niskih frekvencija (LFE)

LFE kanal se, zbog korišćenja samo jednog dela propusnog opsega audio kanala, smatra 0.1 kanalom (recimo, kod sistema 2.1, 5.1 i slično). Ovaj kanal je prvobitno napravljen da bi prenosio ekstremno niske frekvencije (sub bass) efekata za bioskope, poput udara groma ili eksplozija. Na takvom kanalu mogao je odvojeno da se kontroliše nivo kako bi celokupni zvučni efekat mogao da se prilagodi akustici svake bioskopske sale, kao i samom razglasnom sistemu.

Polja primene

Iako bioskop predstavlja najveće polje primene tehnika višekanalnog zvuka, opseg primene daleko je širi, zato što višekanalni zvuk dozvoljava kreiranje audio okruženja za razne svrhe i upotrebe. Tehnike okružujućeg zvuka mogu se koristiti za reprodukciju raznovrsnih materijala kao što su muzika, govor, prirodni ili sintetizovani zvuci, koji nalaze primenu na filmu, televiziji, razglasu ili na računarima.

Kada govorimo o muzičkim sadržajima, višekanalne tehnike mogu da se koriste, recimo, pri ozvučavanju koncerata na otvorenom prostoru, u pozorištu, za snimanje ili emitovanje. Kada se govori o filmu, posebne tehnike se primenjuju za bioskope, a posebne za kućne bioskope. Narativni materijali takođe se mogu poboljšati upotrebom višekanalnih tehnika, bilo da se radi o dijalozima za film i pozorište, konferencijama ili glasovnim komentarima na izložbama. Primera radi, izložba se može dopuniti tematskim, ambijentalnim zvucima. Na računarima se ovakav zvuk najviše koristi u edukativne svrhe, ali i za igre, kao i za virtuelnu stvarnost, tj. određene simulacije, poput simulacija svesnosti u određenim situacijama za vojsku ili simulatora letenja za obuku pilota.

• • •

Iako ova generalizovana priča ne zvuči kao da je vezana za računare, svi moderni sistemi za okružujući zvuk oslanjaju se, od snimanja, preko miksa, pa sve do reprodukcije na računarske sisteme, bilo da se radi o snimačima, koderima, dekoderima ili integrisanim uređajima.

Petar LONČAREVIĆ