Ambisonic UHJ-format

Huvudartikel: Ambisonics

Ambisonic UHJ-format är en utveckling av Ambisonics surroundljudsystem designat för att vara kompatibelt med mono- och stereomedia. Det är en hierarki av system där det inspelade ljudfältet kommer att återges med en grad av noggrannhet som varierar beroende på tillgängliga kanaler. Även om UHJ tillåter användning av upp till fyra kanaler (som bär full sfär med höjd surround), är endast 2-kanalsvarianten i nuvarande användning (eftersom den är kompatibel med för närvarande tillgängliga 2-kanals media). Inom Ambisonics är UHJ även känt som "C-Format".

UHJ hierarki

Ambisonic B-Format är standardformatet för användning i studion. Även om det är möjligt att distribuera inspelningar i B-format för avkodning och lyssnande av slutanvändare, börjar detta bli mer utbrett med tillkomsten av mjukvarubaserade spelare. [ när? ] Traditionellt har Ambisonic-inspelningar distribuerats i form av tvåkanalsskivor, CD-skivor etc. med hjälp av tvåkanalsversionen av UHJ-kodningshierarkin, som, till skillnad från B-Format, är designad för att vara stereokompatibel .

UHJ utvecklades av Ambisonic-teamet, med arbete utfört av BBC (på deras quadraphonic system, Matrix H ) och Duane H. Cooper (på Nippon Columbias UD-4/UMX quadraphonic system) och andra, och bygger på det då nuvarande version av Ambisonics, System 45J. Initialerna indikerar några av källorna som ingår i systemet: U från Universal (UD-4); H från matris H; och J från System 45J.

Den teoretiska vägen från B-format till de olika stereo/mono-kompatibla UHJ-varianterna. Faktum är att många mixningstillämpningar gick direkt från multitrack till 2-kanals UHJ innan tillkomsten av digitala ljudarbetsstationer och aktuella Ambisonic mixningsutvecklingar.

UHJ är ett unikt hierarkiskt system för kodning och avkodning av riktad ljudinformation inom Ambisonics teknologi. Beroende på antalet tillgängliga kanaler kan systemet bära mer eller mindre information – men UHJ är hela tiden helt stereo- och monokompatibelt. Upp till fyra kanaler (L, R, T, Q) kan användas.

I sin mest grundläggande form kan tvåkanals (L, R) UHJ, horisontell (eller "planar") surroundinformation överföras av normala stereosignalkanaler – CD, FM eller digitalradio, etc. – som kan återställas genom att använda en UHJ-avkodare i avlyssningsändan. Att summera de två kanalerna ger en mycket kompatibel monosignal som är en mer exakt representation av tvåkanalsversionen än att summera en konventionell "panpotted mono"-källa. Om en tredje kanal (T) är tillgänglig kan den användas för att ge förbättrad lokaliseringsnoggrannhet till den plana surroundeffekten när den avkodas via en tre-kanals UHJ-avkodare. Den tredje kanalen behöver inte ha full ljudbandbredd för detta ändamål, vilket leder till möjligheten för så kallade "2½-kanals" system, där den tredje kanalen är bandbreddsbegränsad till 5 kHz. Den tredje kanalen kan sändas via FM-radio, till exempel med hjälp av fas-kvadraturmodulering. Denna konfiguration testades av Independent Broadcasting Authority (IBA) i Storbritannien som en metod för att sända surroundinspelningar. 2½ eller tre-kanals UHJ ger samma noggrannhet som tre-kanals (WXY) B-format. Att lägga till en fjärde kanal (Q) till UHJ-systemet möjliggör kodning av fullt surroundljud med höjd, känd som Periphony, med en noggrannhetsnivå som är identisk med fyra-kanals B-format.

Även om det finns vissa kompromisser med lokaliseringsnoggrannheten i tvåkanals UHJ-systemet, är tvåkanals UHJ det format som vanligtvis används för distribution av Ambisonic-inspelningar. Tvåkanals UHJ-inspelningar kan sändas via alla vanliga stereokanaler och vilket som helst av de vanliga tvåkanaliga medierna kan användas utan ändring.

Den är stereokompatibel genom att lyssnaren utan avkodning uppfattar en stereobild, men en som är betydligt bredare än konventionell stereo (se Super Stereo ). De vänstra och högra kanalerna kan också summeras för en mycket hög grad av monokompatibilitet. Uppspelad via en UHJ-dekoder avslöjas surroundförmågan.

UHJ hierarki

Antal kanaler 		Avkodare? Förmågor
Typiska applikationer 		Kanaler
B-format motsvarande
Originalbeteckning *
4 Ja Helsfäriskt surround DVD, HD-skiva LRTQ W X Y Z PHJ
3 Ja Full horisontell omgivning DVD, HD-skiva LRT WXY THJ
"2½" Ja Full horisontell omgivning FM-radio
LR bandbegränsad T 		WXY SHJ
2 Ja Horisontell ram
CD, Stereo Radio Allmänt 2-kanals media 		LR - BHJ
2 Nej Stereo
CD, Stereo Radio Allmänt 2-kanals media 		LR - -
1 Nej Mono Radio LR (summa) - -

*Dessa beteckningar används sällan idag

Avkodning UHJ

Grundläggande konturstruktur för en UHJ-avkodare.

En UHJ-avkodare, främst för 2-kanalsformatet, var den ursprungliga komponenten som krävdes för konsumentupplevelsen av Ambisonics. När systemet först marknadsfördes var trycket tvådelat: å ena sidan uppmuntrade skivbolagen att godkänna systemet och släppa skivor (detta var, i efterhand, olämpligt: ​​skivbolag hade bränts av quad-system och var inte på humör för att stödja vad som helst, och i vilket fall som helst var personerna att övertala ingenjörer, producenter och högprofilerade artister, som kunde använda Ambisonics mixerutrustning på sessioner efter behag, precis som de hade fria tyglar i att använda annan utombordsstudioutrustning ), medan de å andra sidan uppmuntrar hårdvarutillverkare att registrera sig som Ambisonic-licenstagare och inkludera avkodare i sin utrustning.

Inuti en UHJ-avkodare bearbetas signalerna i en fasamplitudmatris för att återställa en uppsättning signaler som liknar B-format. I de flesta fall kommer signalen faktiskt att vara B-Format, men i fallet med 2-kanals UHJ finns det otillräcklig information tillgänglig för att kunna rekonstruera en äkta B-Format signal, bara något som beter sig på ett liknande sätt.

Informationen skickas sedan vidare till en amplitudmatris som utvecklar högtalarmatningarna, via en uppsättning hyllfilter, som förbättrar dekoderns noggrannhet och prestanda i mindre lyssningsmiljöer (de kan utelämnas i större applikationer). Ambisonics designades för att passa faktiska vardagsrum och praktiska högtalarpositioner: de flesta vardagsrum är rektangulära och som ett resultat av detta designades grundsystemet för att avkoda till fyra högtalare i en rektangel, med sidor mellan 1:2 (bredden dubbelt så lång) och 2 :1 (längd två gånger bredden) på längden, vilket passar de flesta vardagsrum. En layoutkontroll tillhandahålls vanligtvis för att tillåta att avkodaren konfigureras för högtalarpositionerna - en viktig aspekt av Ambisonic-replay där den skiljer sig från andra surroundsystem: avkodaren är specifikt konfigurerad för storleken och layouten på högtalaruppsättningen. Layoutkontrollen kan ha formen av en vridknapp, en 2-vägs (1:2,2:1) eller en 3-vägs (1:2,1:1,2:1) omkopplare.

Fyra högtalare är det minimum som krävs för horisontell surroundavkodning och även om detta är lämpligt för en typisk konsumentmiljö, kräver större utrymmen fler högtalare för att ge full surroundlokalisering.

Ytterligare information: Ambisonic avkodning

Super stereo

En nackdel med användningen av 2-kanals UHJ är att lyssnaren kräver en Ambisonic UHJ-avkodare för att få en surroundeffekt. Dessa har traditionellt sett inte varit allmänt tillgängliga, men har blivit så som plugins på modern PC-utrustning. Men lyssnare på en 2-kanals UHJ-signal utan dekoder märker en "superstereo"-effekt. På grund av fasförhållandena mellan kanalerna som är inneboende i kodningsschemat, upplever lyssnaren stereo som ofta är betydligt bredare än högtalarna (se även § Okodad UHJ nedan).

Samtidigt har en funktion hos inhemska UHJ-avkodare varit införandet av en superstereofunktion . Detta gör att konventionella stereosignaler kan "lindas runt" lyssnaren, med hjälp av några av dekoderns funktioner. En kontroll tillhandahålls som gör att bredden kan varieras mellan monoliknande och full surround. Detta ger en användbar möjlighet för en lyssnare att få ut mer av sin befintliga stereosamling.

Båda funktionerna användes som försäljningsargument i Ambisonics tidiga dagar, och speciellt Ambisonic mixning. De hjälpte till att övervinna en "kyckling och ägg"-situation där skivbolagen var ovilliga att släppa Ambisonic-inspelningar eftersom det fanns få avkodare på marknaden, medan hi-fi-tillverkare var ovilliga att licensiera och införliva Ambisonic UHJ-avkodare i sin utrustning eftersom det inte fanns mycket mainstream släppt innehåll. Dels var det värt att ha en dekoder eftersom man kunde få ut mer av sin befintliga (stereo) skivsamling; medan det å andra sidan var värt att göra UHJ-inspelningar eftersom även personer utan dekoder kunde få avsevärda fördelar.

Okodad UHJ

I en värld där majoriteten av lyssnarna inte har Ambisonic-avkodare, kommer de flesta lyssnare på 2-kanals UHJ-kodat material att lyssna okodat.

Vissa ingenjörer har föredragit den upplevda extra rymligheten, bredden och stabiliteten hos okodad 2-kanals UHJ framför konventionella panpotted stereomixtekniker. Den sene John Timperley använde till exempel UHJ Transcoder (en enkel metod för Ambisonic mixning ) i stor utsträckning och producerade flera serier av UHJ-inspelningar även om han var fullt medveten om att få människor någonsin skulle höra dem avkodade och blandat material medvetet för det bästa oavkodat resultat. Tyvärr är dessa inspelningar ännu inte helt dokumenterade.

På samma sätt, på Tina Turner-albumet, Break Every Rule , är bakgrundssången i själva verket UHJ-kodad - och i det här fallet är det ingen mening med att lyssnaren avkodar spåren, eftersom resten av mixen är i vanlig panpottad stereo och innehåller ingen surroundinformation - sången kodades enbart för den rymliga effekten utan avkodning.

När man lyssnar på okodat 2-kanals UHJ-material viks den bakre informationen ner över frontscenen med 3dB ner, så att ljudbilden behåller ett visst mått av "avstånd" mellan fram och bak. Till exempel, ett ljud som panoreras runt lyssnaren i surround kommer, när det provspelas okodat, att verka mer avlägset när det passerar över "baksidan"; dessutom gör de interkanaliga fasförhållandena som är associerade med bakre lokalisering att ljudet försöker dyka upp bakom lyssnaren som ett resultat av en form av "audiell avkodning". Men även om detta i allmänhet är effektivt i fallet med ambisoniskt blandat innehåll, i fallet med material inspelat med ett ljudfältsmikrofonsystem (SFM) kan atmosfären, till exempel i en konsertsal, vara tillräckligt hög i nivå när den är okodad för att få inspelningen att verka överklangande, där detta inte är fallet när UHJ avkodas till surround. Detta har tidigare nämnts som en kritik av vissa SFM-inspelningar av vissa skivrecensenter: problemet kan åtgärdas genom noggrann placering av mikrofonmatrisen (t.ex. en position närmare musikerna).

UHJ produktionsteknik

Att skapa (vanligtvis 2-kanals) UHJ-inspelningar är en enkel fråga om att skicka B-Format-signaler genom en UHJ-kodare och spela in resultatet. Dessa kan härledas från ljudfältsmikrofoninspelningar eller från mixdown. Dessutom kan mixar skapas direkt i UHJ genom att använda en UHJ Transcoder, som den som erbjuds av Audio & Design Recordings på 1980-talet, tillsammans med annan Ambisonic mixning hårdvara (se Ambisonic mixning: Legacy hårdvara ) . Transcodern kodade både B-format till 2-kanals UHJ och gjorde det dessutom möjligt för en stereoframscen och en stereobakre scen (båda med justerbara bredder) att omkodas direkt till 2-kanals UHJ, medan andra enheter underlättade produktionen av B- Formatera blandningar som kan kodas till UHJ med Transcoder.

Ett betydande antal 2-kanalssläpp gjordes med denna utrustning, inklusive flera album på KPM-produktionsmusikbiblioteksetiketten och kommersiella släpp som Steve Hacketts Till We Have Faces , The Alan Parsons Projects Stereotomy , Paul McCartneys Liverpool Oratorio , Frank Perrys Zodiac , en serie album på Collins Classics-etiketten, och andra, varav de flesta är tillgängliga på CD.

Dessutom har en enorm samling UHJ-utgivningar, ursprungligen på vinyl och senare på CD, som fortfarande läggs till idag, skapats av det brittiska oberoende klassiska skivbolaget Nimbus Records . Nimbus var en av de tidigaste Ambisonic-licenstagarna.

Se The Ambisonic Discography i de externa länkarna för mer information.

Bristen på tillgänglighet av 4-spårs masteringutrustning ledde till en tendens (som nu ångras av några av de inblandade) att mixa direkt till 2-kanals UHJ istället för att spela in B-format och sedan konvertera det till UHJ för release. Det faktum att man kunde mixa direkt till 2-kanals UHJ med inget annat än transkodern gjorde detta ännu mer lockande. Som ett resultat av detta finns det en brist på äldre inspelningar i B-format med ambisoniskt mixade som skulle kunna släppas idag i mer avancerade format (som G-Format ). Remastringen - och i vissa fall släppningen - av original 2-kanals UHJ-inspelningar i G-format har dock visat sig vara förvånansvärt effektiv, och gett resultat minst lika bra som de ursprungliga studiouppspelningarna, främst tack vare den betydligt högre kvaliteten på nuvarande avkodningssystem (som filbaserade mjukvaruavkodare) jämfört med de som fanns tillgängliga när inspelningarna gjordes.

UHJ-kodnings- och avkodningsekvationer

Kodning 

S = 0,9396926*W + 0,1855740*X D = j(-0,3420201*W + 0,5098604*X) + 0,6554516*Y Vänster = (S + D)/2,0 Höger = (S - D)/2,0 T4 j(2,0. W + 0,6512*X) - 0,7071*Y Q = 0,9772*Z där j är en +90° fasförskjutning

Avkodning

För UHJ med fyra kanaler:

S = (Vänster + Höger)/2,0 D = (Vänster - Höger)/2,0 W = 0,982*S + j*0,197(0,828*D + 0,768*T) X = 0,419*S - j(0,828*D + 0,768* T) Y = 0,796*D - 0,676*T + j*0,187*S Z = 1,023*Q där j är en +90° fasförskjutning

För tre-kanals UHJ:

S = (Vänster + Höger)/2,0 D = (Vänster - Höger)/2,0 W = 0,982*S + j*0,197(0,828*D + 0,768*T) X = 0,419*S - j(0,828*D + 0,768* T) Y = 0,796*D - 0,676*T + j*0,187*S där j är en +90° fasförskjutning

För två-kanals UHJ:

S = (Vänster + Höger)/2,0 D = (Vänster - Höger)/2,0 W' = 0,982*S + j*0,164*D X' = 0,419*S - j*0,828*D Y' = 0,763*D + j*0,385 *S där j är en +90° fasförskjutning

Observera att två-kanals UHJ kräver att spelaren använder andra hyllfilter än för tre- och fyrkanals UHJ (och B-format); W', X' och Y' används för att indikera att resultatet av avkodningen inte är detsamma som det ursprungliga B-formatet (Gerzon refererar till detta som E-format).

Anteckningar

Se även

  • Gerzon, Michael A. (november 1985). "Ambisonics i flerkanalssändning och video". Journal of the Audio Engineering Society . AES . 33 (11): 859–871.
  • Gerzon, Michael (11 december 1975). "Kompatibel 2-kanals kodning av surroundljud". Elektronikbrev . Omtryckt av NRDC . 11 (25/26). doi : 10.1049/el:19750469 .
  • Cooper, Duane H. ; Shiga, Takeo (juni 1972). "Discrete-Matrix Multichannel Stereo" (PDF) . Journal of the Audio Engineering Society . AES . 20 (5): 346–360 . Hämtad 28 september 2018 .
  • Daubney, Chris (augusti 1982). "Ambisonics - en operativ insikt". Studioljud : 52–58.
  • Gerzon, Michael A. (1973). "Perifoni: ljudåtergivning med höjd". Journal of the Audio Engineering Society . AES . 21 (1): 2–10.
  • Peter, Felgett (augusti 1975). "Ambisonics. Del ett: Allmän systembeskrivning". Studioljud . 1 : 20–22, 40.
  • Gerzon, Michael A. (oktober 1975). "Ambisonics. Del två: Studiotekniker". Studioljud : 24–30, 60.

externa länkar

Hämtad från " https://sv.wikipedia.org/w/index.php?title=Ambisonic_UHJ_format&oldid=1139989149 "