Beamformed Audio liefert Klang nur für Ihre Ohren

Die Welt ist laut. Wenn Sie durch einen belebten öffentlichen Raum gehen, werden Sie von Geräuschen überschwemmt, von denen Sie oft keine andere Wahl haben, als ihnen zu lauschen. Denken Sie an Verkehrsgeräusche, das Geplapper anderer Leute, Lautsprecherdurchsagen, in denen jemand, der nicht Sie ist, aufgefordert wird, ein Auto zu bewegen, das nicht Ihnen gehört. Wie ist es in diesem kakophonen Milieu möglich, eine gezielte Botschaft an eine bestimmte Person zu senden? ohne den Lärm zu verstärken und ohne dass sie ein Gerät tragen müssen, um zu hören, was Sie sagen Sprichwort?

HoloplotDas in Berlin ansässige Unternehmen beschäftigt sich seit Jahren mit einem solchen Problem – und das mit beeindruckenden Ergebnissen. Die Technologie von Holoplot nutzt 3D-Beamforming-Technologie und intelligente Algorithmen, um transformative Klangerlebnisse zu schaffen. Insbesondere ist seine Technologie in der Lage, mehrere Schallfelder gleichzeitig zu erzeugen, wobei jedes seinen eigenen Inhalt, seine eigene Entzerrung, seinen eigenen Pegel, seine eigene Form und seine eigene Position aufweist. Das bedeutet, dass Sie in einem Raum mehrere Klangerlebnisse schaffen können.

Stellen Sie sich zum Beispiel vor, Sie könnten einen schmalen Audiostrahl aussenden, der nur von einer bestimmten Person in einem bestimmten Bereich gehört werden kann. In Demos überträgt Holoplot zwei Audiosätze an zwei verschiedene Personen, die Seite an Seite stehen. Gelegentlich kann es vorkommen, dass Sie ein kleines Nebengeräusch hören, etwa die gedämpften Geräusche, die aus dem Lautsprecher kommen Kopfhörer Wenn Sie die Geräusche einer Person neben Ihnen wahrnehmen, sind diese Geräusche größtenteils auf den beabsichtigten Zuhörer beschränkt.

„Wir können verschiedene Zonen schaffen, sodass Sie, wenn Sie beispielsweise durch eine Themenparkinstallation gehen, … Vielleicht gibt es eine Ecke, in der man Tiere wie Löwen hören kann“, sagte Roman Sick, CEO von Holoplot, gegenüber Digital Trends. „Dann gehst du ein paar Meter und plötzlich bist du in einem ganz anderen Raum, [und jetzt kannst du hören] Wasser.“ Oder Sie könnten eine sehr persönliche, gezielte Stimme haben, die Ihnen etwas erklärt, was Sie gerade betrachten [in einer Museumsumgebung].“

Geben Sie Beamforming ein

Die Beamforming-Technologie gibt es schon seit Jahren und wird in Anwendungen wie Antennen und Unterwassersonar eingesetzt. In jüngerer Zeit wurde es in die Technologie integriert, die viele von uns täglich nutzen, oft auf eine Weise, von der wir vielleicht nicht einmal glauben, dass es sich um ein so hochtechnologisches Konzept handelt. Zum Beispiel, Laptops sind häufig mit einer Reihe von Mikrofonen ausgestattet, die eine Art Strahlformung anwenden, um Hintergrundgeräusche beim Aufnehmen eines Sprachsignals besser zu unterdrücken. Es wird auch zunehmend in Lautsprecher-Arrays verwendet, darunter im HomePod-Smart-Lautsprecher von Apple (der erste Generation davon ist inzwischen leider verstorben), das es nutzte, um dem Hörer eine bessere Qualität der Musikwiedergabe zu bieten.

„Kurz gesagt basiert Beamforming auf dem Prinzip der konstruktiven und destruktiven Welleninterferenz.“ Filippo Fazi, ein Professor der Signal Processing, Audio and Hearing Group am Institute of Sound and Vibration Research der britischen University of Southampton, sagte gegenüber Digital Trends. „Ein sofortiger Schnappschuss des von einem Lautsprecher erzeugten Schallfelds kann physikalisch als [ein] räumlicher Druck interpretiert werden Muster mit abwechselnden Zonen, in denen der Luftdruck entweder leicht über oder leicht unter dem Atmosphärendruck liegt Druck."

Schall kann als eine schnelle Veränderung des Drucks in Raum und Zeit beschrieben werden. Wenn man zwei Lautsprecher nimmt und sie mit sorgfältig konzipierten Signalen ansteuert, kann man dafür sorgen, dass beide an einem bestimmten Punkt im Raum einen Anstieg des Schalldrucks erzeugen. Diese Summe von Schallsignalen wird als „konstruktive Interferenz“ bezeichnet und kann zur Maximierung des Schalldruckpegels an einem gewünschten Punkt im Raum genutzt werden.

Die Technologie von Holoplot greift die Beamforming-Technologie auf und demonstriert sie in beeindruckendem Maßstab. Vor ein paar Jahren wurde die Technologie am Frankfurter Hauptbahnhof, dem verkehrsreichsten Bahnhof Deutschlands, getestet. Besucher, die das Ende einer Rolltreppe erreichten, hörten plötzlich klare Anweisungen, die ihnen sagten, wohin sie als nächstes gehen sollten. Die Menschen nur wenige Meter hinter ihnen hörten diese Botschaft nicht – obwohl der Hörer sich dieser Tatsache nicht bewusst war.

„Interessanterweise weiß die Person, die den Ton empfängt, nicht immer, dass nicht alle anderen die gleiche Erfahrung machen“, fuhr Sick fort. „Weil das so [klar] ist, denken sie, dass alle Menschen neben ihnen das Gleiche erhalten haben. Aber eigentlich haben nur sie oder eine kleine Gruppe von Menschen das Audiosignal empfangen. Andere hätten möglicherweise etwas anderes oder gar nichts erhalten.“

Kürzlich stellte Holoplot seine neue X1-Produktlinie vor, die Lautsprecher für Hochleistungsszenarien entwickelt, die von Konzerten bis hin zu Themenparks reichen. „Sie können jetzt Teilgruppen der Zielgruppe mit spezifischen Inhalten ansprechen … wo Sie [vielleicht] eine Sprache haben in einem Teil und eine andere Sprache in einem anderen Teil, die alle zur gleichen Zeit aus derselben Quelle stammen“, sagte er sagte.

Klang nachhaltig verändern

Beamforming hat das Potenzial, Klang nachhaltig zu verändern. Wo früher der Schall chaotisch war und in die Umgebung ausstrahlte, kann die Akustik jetzt wie ein Laser fokussiert werden. „Funktioniert Beamforming mit Lautsprecher-Arrays?“ sagte Filippo Fazi. „Ja, das tut es, und es ist ziemlich beeindruckend.“

So schillernd die Arbeit von Holoplot auch ist, es ist nicht die einzige Gruppe, die in diesem Bereich faszinierende Arbeit leistet. In Fazis Labor leistet das Team beispielsweise erstaunliche Arbeit, indem es Beamforming nutzt, um individuelle Hörzonen in einem einzigen Auto zu schaffen. „Dadurch kann der Fahrer beispielsweise klar und deutlich den Anweisungen des Navigationssystems zuhören, während die Passagiere ihre Lieblingsmusik genießen können, ohne die Stimme des Navigationssystems zu hören“, sagte er. „Das können wir auch ohne an der Kopfstütze des Autositzes montierte Lautsprecher erreichen.“

Kurz gesagt bedeutet Beamforming, dass es zum ersten Mal möglich ist, Personen in ihre eigenen Klangblasen zu versetzen – ohne dass sie Kopfhörer tragen müssen, um das Erlebnis zu genießen. „Es ist eine neue Ära dessen, was man [klanglich] tun kann“, sagte Roman Sick. „[In den 1980er Jahren] war der Walkman eine neue Ära, denn plötzlich konnte man diese persönlichen Klangblasen erzeugen, mit denen jeder herumlaufen konnte. Wir glauben, dass es mit unserer Technologie ein ähnlicher Quantensprung ist. Man kann völlig neue Erfahrungen schaffen, von denen wir manche wahrscheinlich noch gar nicht kennen.“

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