Здравствуйте, друзья !
В этой статье я хочу поделиться с вами своим очередным изобретением в области звукозаписи, которое, по моему мнению, может найти широкое применение при записи живой музыки как в концертном зале так и студии, так же возможно использование в домашних условиях. Не исключено применение в робототехнике, в качестве ушей для роботов .
Идея успешно прошла патентный поиск и сейчас проходит стадии оформления в ФИПС в качестве изобретения. Конечно, для реализации понадобится НИОКР и прочие стадии для коммерциализации. Одному, мне не под силу, а помощи от гос-ва, к сожалению ждать не приходится, поэтому выкладываю свои идеи здесь, на Хабре с целью заинтересовать бизнес.
Описание работы устройства:
Для осуществления бинауральной записи звука вокруг, используется система микрофонов, имеющих свой отдельный канал записи: фронтальный правый, фронтальный левый, боковой правый, боковой левый, тыловой правый, тыловой левый, верхний правый, верхний левый, нижний правый и нижний левый, всего 10 шт. Капсюльные электретные микрофоны имеют кардиоидную или суперкардиоидную диаграмму направленности, для работы в конкретном звуковом поле . Так же стоит отметить, что каждый микрофон размещен в рупоре, что позволяет сфокусироваться на восприятии звуковых волн в целевом пространственном звуковом поле, а именно, фронтальном, боковом левом, боковом правом, тыловом, верхнем и нижнем. Для обеспечения бинаурального эффекта, микрофоны размещены в двух блоках, находящихся на одной горизонтальной линии, на расстоянии 13 см друг от друга, что соответствует среднему расстоянию между ушными раковинами взрослого человека. Таким образом, становится возможным сделать приближенную к человеческому восприятию запись источников звука и их направления, как статичных, так и динамичных объектов, с любой точки пространства (сферы), ограниченного эффективным радиусом действия модели.
Качественная позиция инструментов и глубина звуковой сцены осуществляется за счёт естественной разницы по амплитуде и фазовым сдвигам, распределяемой звуковыми волнами от источников, между микрофонами.
Для работы устройства, так же необходима программно-аппаратная часть, которая включает в себя: - блок усиления на каждый микрофон - блок с десятиканальным аналогово-цифровым преобразователем, с синхронной выборкой, для осуществления многоканальной параллельной записи со всех микрофонов одновременно . - программный микшер, для сведения оцифрованных каналов в файл, в необходимом звуковом формате и блок записи полученного файла на электронный носитель .
Описание микрофонного блока
Корпус каждого блока выполнен в виде кубической фигуры со скругленными краями . Корпус блока может быть выполнен из полимерного материала, с высокой плотностью. Толщина стенок корпуса не менее 10 мм, для препятствия прохождения звуковой волны. Внутри корпуса имеется полость, для размещения проводов, идущих от микрофонов, с наружным отверстием для вывода, по центру боковой правой стороны . В центре каждой из пяти сторон куба, фронтальной, боковой левой, тыловой, верхней и нижней, сделаны углубления конической формы, с углом стенок 45 . Наружная грань углублений, переходящая на корпус, имеет скругление. В нижних точках конических углублений сделаны посадочные гнезда цилиндрической формы с отверстием для вывода проводов, для установки микрофонов. Микрофоны электретные, однонаправленные с кардиоидной, либо суперкардиоидной диаграммой направленности , представляют собой капсюли цилиндрической формы, устанавливаются в посадочные гнёзда, таким образом, что мембрана расположена наружу, параллельно данной плоскости . Микрофонный блок фиксируется боковой правой стороной к держателю, прикреплённому к микрофонной стойке. Держатель имеет два посадочных места под левый и правый блоки с расстоянием между ними, 15 см . Таким образом, оба блока находятся на одной горизонтальной линии, в зафиксированном положении. Правый блок выполнен аналогично левому
Идея проста, не требует высокотехнологичных компонентов, за исключением блока электроники, но я не думаю, что он выйдет золотым по стоимости. Кого заинтересовало, пишите, обсудим.
С уважением,
Николай.
e-mail: technicno15@gmail.com
Комментарии (20)
GennPen
14.06.2022 12:44+2Где то читал, что уши в принципе не могут определять верх-низ, только по горизонтальной плоскости. А верх-низ уже имитируется в мозгу, на основе накопленного опыта, т.е. например звук грома всегда будет казаться сверху, а звуки собственных шагов всегда снизу.
3DSound Автор
14.06.2022 14:47-2Звук грома не может позиционироваться априори, так как имеет низкочастотную составляющую. И я тоже где-то читал, если бы мы в принципе не могли определять верх-низ, нас бы сожрали хищники ещё в Неолите . Более того, наше восприятие звука с верхней полусферы гораздо острее чем с фронта. Простой эксперимент - наклоните голову даже на 45 градусов к стереопаре и вы услышите более детальный звук.
GennPen
14.06.2022 19:07Включите хорошую запись дождя с громом, например под спойлером. Хороший пример когда гром и капли о зонт ощущаются всегда сверху. Но используется то стерео-запись. Как вы это объясните?
Hidden text
Можете еще плотно закрыть глаза и уши, покрутиться в одну-другую сторону несколько раз, наклонить голову на 90 градусов, открыть уши и определить направление звука не двигая головой. Уверен, в большинстве случаев вы ошибетесь.
3DSound Автор
15.06.2022 08:20Уберите зонт и гром будет слышен ото всюду. И давайте не отходить от темы, если вам есть что сказать по микрофону.
Mangy
14.06.2022 13:24+2Амбео от Сенхов работает программно-аппаратно, для этого достаточно пары микрофонов.
Реализация долби атмос на телефонах Самсунг Галакси с двух динамиков работает прикольно, неполноценно, но виртуализация некоторая присутствует.
От 7.1 как таковых отказались в пользу Атмос, ДТС, все таки каналов там больше.
Тот же СтимАудио вообще заточен на виртуальные каналы.
Два микрофона в голове для бинауралки вполне работают, тот же 3dio или zoom.
Человек в мозгах имеет все таки более совершенный звуковой процессор, а алгоритмы обработки вообще вне конкуренции. Уха тоже два.
Задумка хорошая, но вот требуется еще и программная обработка для восприятия.
С наушниками тоже самое, хоть как размести 20-30 динамиков, объемный звук от этого не появится.
3DSound Автор
14.06.2022 13:27-3Наоборот, моя модель не требует какой-либо обработки. И 20-30 направленных с разных сторон динамиков, не в наушниках, а во внешней АС создадут объём гораздо более качественный, нежели чем 10, либо 7. Идеальная модель кинотеатра - сфера из динамиков, обращённая к слушателю, где практически будут отсутствовать швы при переходе сигнала.
yar3333
Позволю себе некоторый скепсис: всегда казалось, что в бинауральном звуке главное - прохождение звука через голову. Т.е. качественно записать искажение звука, который, например, шёл слева от головы к правому уху. Поэтому ждал в статье о том, что это как-то по-хитрому выполняет горизонтальная перемычка между микрофонами или же про программное решение этого вопроса...
3DSound Автор
При прослушивании фонограммы, полученной данным способом, с внешней многоканальной АС, либо в многоканальных наушниках, предложенных мной, у вас будут задействованы все перечисленные вами механизмы восприятия.
yar3333
Так вот как раз интересно, каким образом. На мой взгляд, это как раз и могло бы являться техническим новшеством, которое было бы смысл патентовать. Программный алгоритм существует [в западных компаниях] и наверняка запатентован где-то, не знаю как в РФ с этим. Просто записать звук кучей направленных микрофонов и подать на наушники с кучей динамиков проблему не решают - звуки не проходят у вас через голову под разными углами, соответственно, не имеют нужных искажений.
3DSound Автор
Ну почему же не проходит ). Куча динамиков во внешней АС расположена к слушателю под разными углами с разных направлений. Куча динамиков в моей модели наушников имеют ту же технологию . И все эти динамики имеют свою кучу по разности амплитуды и фазового сдвига.
yar3333
Если вы нарисуете себе две схемы:
1) вид сверху на голову + источник звука, например, прямо впереди головы + вторичные волны + прохождение их через носовые пазухи до одного и другого уха
2) аналогично только с наушниками
вы увидите, что есть волны, которые идут до ушей через голову с разных направлений (и получают разное искажение), а в ваших наушниках волны идут через голову только по линии ушей - искажения будут совсем другими.
3DSound Автор
Порой мне хочется мелком очертить вокруг себя от подобных "экспертных" мнений.
Просто зажмите свой нос пальцами и к вашему удивлению, позиция и глубина сцены никак не изменится )) . Да! И не забудте сесть на стул, для чистоты эксперимента )).
yar3333
Да, неточно выразился про нос :) И, конечно, я не эксперт, просто интересовался как вообще получается качественный бинауральный звук несколько лет назад. Вижу по вашим статьям, что вы и правда гениальный изобретатель. Надеюсь, вы найдёте инвесторов для своего проекта и вместе с ними перевернёте мир!
DDroll
Позволю себе много скепсиса — человек просто повесил много микрофонов на палку и назвал это изобретением. Та же история с его наушниками. Небольшое лирическое отступление — когда-то на даче, от скуки ознакомился с парой произведений госпожи Донцовой. Это была просто феерическая чушь — и в то же время изданная титаническими тиражами, принесшая своему автору нешуточные гонорары. Я тогда задумался — почему я, или кто-то другой не может обеспечивать себя, занимаясь написанием подобной ерунды? Ответ был прост — не хватает запредельно серьезного отношения к себе (либо воли преодолеть самокритику — как у умной и образованной Донцовой). Я думаю, никому до автора не пришло в голову патентовать очевидное техническое решение (на уровне — колесо должно быть круглым), как изобретение. Знаю одно — китайскими наушниками с 4 динамиками на ухо, которые должны были заменять систему 7.1, я пользовался еще в начале 2000-х. Если бы автор предложил некоторое программное обеспечение, специальную, математически выведенную форму размещения или принципиально новые материалы — респект, но повесить 4 микрофона, которые смотрят во все стороны и назвать это прорывом в записи звука — призраки великих изобретателей, как джедаи в кино, выстроились и кивают с одобрением (сарказм)
yar3333
Согласен - есть ощущение, что автор пытается запатентовать квадратное колесо :) В принципе можно, но зачем? :)
3DSound Автор
Вы являетесь экспертом в области звука, у вас есть какие-то собственные разработки в области звука или питаетесь коммерческими статьями ? Нет, тогда пожалуйста обоснуйте, в чём моя модель не соответствует. Мне будет приятно обсудить недостатки со специалистом .
И опишите, пожалуйста модель китайских наушников с четырьмя динамиками .
jaguard
Да тысячи их. Даже у «уважаемой компании» типа Apple — Slide to Unlock, Magsafe, Pinch to Zoom и круглые иконки. У EA, кажется, был патент на миниигры во время загрузки основной игры. А уж сколько случайных людей с идеями квадратных колес — бесконечно.
3DSound Автор
И это не скепсис, а самое настоящее хамство и невежество. И мне удивительно, что сюда на технический форум приходит целая армия таких как вы нагадить, наставить минусов там, в чём вы абсолютно не соображаете. Я пришёл не к вам ! И будьте любезны, не хамите, и вытрите грязь, что вы тут натоптали !
И вместо Донцовой, почитайте на своей даче учебники по физике, потом приходите, сняв колхозные керзачи перед входом .