Beamformed Audio přináší zvuk pouze pro vaše uši

Svět je hlučný. Projděte se rušným veřejným prostorem a budete zaplaveni zvuky, z nichž mnohé nemáte jinou možnost než je poslouchat. Vzpomeňte si na dopravní zvuky, klábosení ostatních lidí, hlášení z reproduktoru, která žádají někoho, kdo nejste vy, aby přesunul auto, které není vaše. Jak je možné v tom kakofonním prostředí poslat cílenou zprávu konkrétní osobě aniž by se přidali k rámusu a aniž by museli nosit zařízení, aby slyšeli, co jste rčení?

Holoplot, společnost se sídlem v Berlíně, na takovém problému pracuje již léta — a s některými působivými výsledky. Technologie Holoplot využívá technologii 3D beamforming a chytré algoritmy k vytvoření transformativních zvukových zážitků. Konkrétně je jeho technologie schopna generovat více zvukových polí současně, z nichž každé má svůj vlastní obsah, ekvalizaci, úroveň, tvar a polohu. To znamená možnost vytvořit více zvukových zážitků v jedné místnosti.

Představte si například, že dokážete vyslat úzký paprsek zvuku, který může slyšet pouze jedna konkrétní osoba stojící v jedné konkrétní oblasti. V ukázkách Holoplot vysílá dvě sady zvuku dvěma různým lidem, kteří stojí bok po boku. I když občas můžete slyšet malé množství přelivů, jako jsou tlumené zvuky vycházející z

sluchátka osoby vedle vás jsou tyto zvuky většinou omezeny na zamýšleného posluchače.

„Můžeme vytvořit různé zóny, takže když budete procházet – například – instalací zábavního parku, vy může mít jeden kout, kde můžete slyšet zvířata, jako jsou lvi,“ řekl Roman Sick, generální ředitel společnosti Holoplot, Digital. Trendy. „Pak ujdete pár metrů a najednou jste v úplně jiném prostoru [a teď slyšíte] vodu. Nebo můžete mít velmi osobní, cílený hlas, který vám vysvětlí něco, na co se díváte [v muzeu].“

Zadejte tvarování paprsku

Technologie Beamforming existuje již léta a používá se v aplikacích, jako jsou antény a podvodní sonar. V poslední době se to stalo součástí technologie, kterou mnozí z nás každodenně používají, často způsobem, o kterém si možná ani nemyslíme, že zahrnuje tak high-tech koncept. Například, notebooky jsou často vybaveny řadou mikrofonů, které používají určitý způsob tvarování paprsku pro lepší potlačení hluku pozadí při zachycování hlasového signálu. Stále častěji se také používá v reproduktorových polích, včetně chytrého reproduktoru HomePod od Apple (t z nichž první generace je nyní bohužel zesnulý), který jej používal k poskytování lepší kvality zážitku z přehrávání hudby pro posluchače.

„Stručně řečeno, paprsek se opírá o princip konstruktivní a destruktivní interference vln,“ Filippo Fazi, profesor se Signal Processing, Audio and Hearing Group na Institutu pro výzkum zvuku a vibrací na University of Southampton ve Spojeném království řekl Digital Trends. „Okamžitý snímek zvukového pole generovaného reproduktorem lze fyzicky interpretovat jako prostorový tlak. vzor se střídajícími se zónami, kde je tlak vzduchu buď mírně nad, nebo mírně pod atmosférickým tlak."

Zvuk lze popsat jako rychlou změnu tlaku v prostoru a čase. Pokud vezmete dva reproduktory a budete je napájet pečlivě navrženými signály, je možné zajistit, aby oba generovaly zvýšení akustického tlaku v určitém bodě prostoru. Tato suma zvukových signálů se nazývá „konstruktivní interference“ a lze ji použít k maximalizaci hladiny akustického tlaku v požadovaném bodě prostoru.

Technologie Holoplot využívá technologii tvarování paprsku a demonstruje ji v působivém měřítku. Před pár lety byla na frankfurtském hlavním nádraží, nejrušnějším vlakovém nádraží v Německu, provedena zkouška jeho technologie. Návštěvníci, kteří se dostali na dno eskalátoru, najednou slyšeli jasné pokyny, které jim říkaly, kam mají jít dál. Lidé jen pár stop za nimi žádnou takovou zprávu neslyšeli – ačkoli posluchač nebyl o nic moudřejší.

"Je zajímavé, že osoba, která přijímá zvuk, vždy neví, že ne všichni ostatní mají stejnou zkušenost," pokračoval Sick. „Protože je to tak [jasné], myslí si, že všichni lidé vedle [nich] dostali totéž. Ale ve skutečnosti jsou to jen oni nebo malá skupina lidí, kteří přijali zvukový signál. Jiní mohli dostat něco jiného nebo vůbec nic."

Nedávno Holoplot debutoval svou novou produktovou řadou X1, vytvářející reproduktory zaměřené na vysoce výkonné scénáře, od koncertů po zábavní parky. „Nyní můžete cílit na podmnožiny publika konkrétním obsahem… kde [můžete] mít jeden jazyk v jedné části a v jiném jazyce v jiné části, všechny pocházejí ze stejného zdroje ve stejnou dobu,“ řekl řekl.

Transformace zvuku k dobru

Beamforming má potenciál proměnit zvuk navždy. Tam, kde byl dříve zvuk chaotický a rozléval se do okolních oblastí, lze nyní akustiku zaostřit jako laser. "Funguje tvarování paprsku s reproduktorovými soustavami?" řekl Filippo Fazi. "Ano, je to tak a je to docela působivé."

Jakkoli je Holoplotovo dílo oslnivé, není to jediná skupina, která v tomto prostoru dělá fascinující práci. Ve Faziho laboratoři například tým odvádí úžasnou práci pomocí tvarování paprsku k vytvoření jednotlivých poslechových zón v jediném voze. „To umožňuje například řidiči jasně poslouchat pokyny satelitní navigace, zatímco cestující si mohou užívat svou oblíbenou hudbu, aniž by slyšeli hlas navigačního systému,“ řekl. "Toho můžeme dosáhnout i bez reproduktorů namontovaných na opěrce hlavy autosedačky."

Stručně řečeno, beamforming znamená, že poprvé je možné umístit jednotlivce do jejich vlastních zvukových bublin – aniž by museli nosit sluchátka, aby si tento zážitek užili. "Je to nová éra toho, co můžete dělat [zvukově]," řekl Roman Sick. „[V 80. letech 20. století] byl Walkman novou érou, protože najednou jste mohli vytvořit tyto osobní bubliny [zvuku], se kterými by mohl chodit každý. Věříme, že s naší technologií je to podobný kvantový skok. Můžete vytvořit zcela nové zážitky, z nichž o některých pravděpodobně ještě ani nevíme.“

Doporučení redakce

• Může nás superpočítač zachránit před koronavirem? Mluvili jsme s mužem, který to ví
• Zapomeňte na otisky prstů. Tato sluchátka mohou skenovat váš zvukovod pro identifikaci
• Myslíte si, že vaše dítě může mít infekci ucha? Tato aplikace to může potvrdit
• Kdo potřebuje robodoga, když si můžete postavit psího kentaura?
• Kdo potřebuje inkoustové kazety? Harvardova akustická tiskárna dokáže vyplivnout med nebo buňky