Sädemuotoinen ääni tuottaa äänen vain korvillesi

Maailma on meluisa. Kävele vilkkaan julkisen tilan läpi ja tulvii äänet, joista monet sinulla ei ole muuta vaihtoehtoa kuin kuunnella. Ajattele liikenteen ääniä, muiden ihmisten puhetta, kaiutinilmoituksia, joissa joku muu kuin sinä pyydä siirtämään autoa, joka ei ole sinun. Miten tuossa kakofonisessa miljöössä on mahdollista lähettää kohdennettu viesti tietylle henkilölle lisäämättä melua ja ilman, että heidän tarvitsee kantaa mukanaan laitetta kuullakseen, mitä olet sanonta?

HoloplotBerliinissä toimiva yritys on työskennellyt juuri tällaisen ongelman parissa jo vuosia – ja vaikuttavin tuloksin. Holoplotin teknologia hyödyntää 3D-keilanmuodostustekniikkaa ja älykkäitä algoritmeja luomaan muuntavia äänikokemuksia. Erityisesti sen tekniikka pystyy tuottamaan useita äänikenttiä samanaikaisesti, joista jokaisella on oma sisältönsä, taajuuskorjauksensa, tasonsa, muotonsa ja asemansa. Tämä tarkoittaa, että voit luoda useita äänikokemuksia yhdessä huoneessa.

Kuvittele esimerkiksi, että pystyt lähettämään kapean äänisäteen, jonka vain yksi tietty henkilö voi kuulla tietyllä alueella. Demoissa Holoplot lähettää kaksi äänisarjaa kahdelle eri ihmiselle, jotka seisovat rinta rinnan. Vaikka saatat ajoittain kuulla pienen määrän spilloveria, kuten vaimennettuja ääniä, jotka tulevat kuulokkeet vieressäsi olevan henkilön äänet rajoittuvat enimmäkseen tarkoitettuun kuuntelijaan.

”Voimme luoda erilaisia ​​vyöhykkeitä niin, että kun kävelet läpi – esimerkiksi – teemapuistoinstallaation, sinä saattaa olla yksi nurkka, jossa voit kuulla eläimiä, kuten leijonia”, Roman Sick, Holoplotin toimitusjohtaja, kertoi Digitalille. Trendit. "Sitten kävelet muutaman metrin ja yhtäkkiä olet aivan eri tilassa, [ja nyt voit kuulla] vettä. Tai sinulla voi olla hyvin henkilökohtainen, kohdennettu ääni, joka selittää sinulle jotain, mitä katsot [museoympäristössä]."

Syötä säteenmuodostus

Säteenmuodostustekniikka on ollut olemassa jo vuosia, ja sitä on käytetty sovelluksissa, kuten antenneissa ja vedenalaisissa luotain. Viime aikoina se on sisällytetty teknologiaan, jota monet meistä käyttävät päivittäin, usein tavoilla, joilla emme ehkä edes usko, että se sisältää niin korkean teknologian konseptia. Esimerkiksi, kannettavat tietokoneet on usein varustettu joukolla mikrofoneja, jotka soveltavat jonkinlaista säteenmuodostusta taustamelun hylkäämiseksi paremmin äänisignaalia poimiessaan. Sitä on myös käytetty yhä enemmän kaiutinryhmissä, mukaan lukien Applen HomePod-älykaiuttimet ( joista ensimmäinen sukupolvi on nyt valitettavasti kuollut), joka käytti sitä tarjotakseen kuuntelijalle paremman musiikin toistokokemuksen.

"Pähkinänkuoressa keilanmuodostus perustuu rakentavan ja tuhoavan aaltohäiriön periaatteeseen." Filippo Fazi, Iso-Britannian Southamptonin yliopiston Sound and Vibration Researchin instituutin Signal Processing, Audio and Hearing Groupin professori kertoi Digital Trendsille. "Välitön tilannekuva kaiuttimen tuottamasta äänikentästä voidaan fyysisesti tulkita [a] tilapaineeksi kuvio, jossa on vuorottelevia vyöhykkeitä, joissa ilmanpaine on joko hieman ilmakehän ylä- tai alapuolella paine."

Ääntä voidaan kuvata paineen nopeaksi vaihteluksi tilassa ja ajassa. Jos otetaan kaksi kaiutinta ja ohjataan niitä huolellisesti suunnitelluilla signaaleilla, on mahdollista varmistaa, että molemmat synnyttävät akustisen paineen nousun tietyssä pisteessä avaruudessa. Tätä äänisignaalien summaa kutsutaan "konstruktiviksi häiriöiksi" ja sitä voidaan käyttää äänenpainetason maksimoimiseen halutussa avaruuden kohdassa.

Holoplotin tekniikka ottaa säteenmuodostustekniikan ja osoittaa sen vaikuttavassa mittakaavassa. Pari vuotta sitten sen teknologiaa kokeiltiin Frankfurtin päärautatieasemalla, Saksan vilkkaimmalla rautatieasemalla. Liukuportaiden pohjalle saapuvat vierailijat kuulivat yhtäkkiä selkeät ohjeet, jotka kertoivat heille, minne heidän pitäisi mennä seuraavaksi. Ihmiset vain muutaman metrin päässä heistä eivät kuulleet tällaista viestiä – vaikka kuulija ei ollutkaan sen viisaampi.

"Mielenkiintoista on, että äänen vastaanottava henkilö ei aina tiedä, että kaikilla muilla ei ole samaa kokemusta", Sick jatkoi. "Koska se on niin [selkeää], he ajattelevat, että kaikki [heidän] vieressä olevat ihmiset ovat saaneet saman. Mutta itse asiassa vain he tai pieni ryhmä ihmisiä ovat vastaanottaneet äänisignaalin. Muut ovat saattaneet saada jotain muuta tai ei mitään.”

Holoplot esitteli äskettäin uuden X1-tuotesarjansa, joka loi kaiuttimet, jotka on tarkoitettu korkean suorituskyvyn skenaarioihin, aina konserteista teemapuistoihin. "Voit nyt kohdistaa yleisön osajoukkoja tietyllä sisällöllä… jos sinulla [saattaa] olla yksi kieli toisessa osassa ja toisessa kielessä toisessa, kaikki tulevat samasta lähteestä samaan aikaan", hän sanoi.

Muuttava ääni parempaan

Beamformingilla on potentiaalia muuttaa ääntä lopullisesti. Kun aiemmin ääni oli sotkuista ja levisi ympäröiville alueille, akustiikka voidaan nyt tarkentaa kuin laser. "Toimiiko säteen muodostaminen kaiutinryhmillä?" Filippo Fazi sanoi. "Kyllä, se tekee, ja se on melko vaikuttava."

Niin häikäisevää kuin Holoplotin työ onkin, se ei kuitenkaan ole ainoa ryhmä, joka tekee kiehtovaa työtä tässä tilassa. Esimerkiksi Fazin laboratoriossa tiimi tekee hämmästyttävää työtä käyttämällä säteenmuodostusta luodakseen yksittäisiä kuuntelualueita yhdessä autossa. "Tämä mahdollistaa esimerkiksi sen, että kuljettaja voi kuunnella selkeästi navigointiohjeita, kun taas matkustajat voivat nauttia lempimusiikkistaan ​​kuulematta navigointijärjestelmän ääntä", hän sanoi. "Voimme saavuttaa tämän jopa ilman kaiuttimia, jotka on asennettu auton istuimen niskatukeen."

Lyhyesti sanottuna säteenmuodostus tarkoittaa sitä, että ensimmäistä kertaa on mahdollista sijoittaa yksilöitä omiin äänikupliinsa ilman, että heidän tarvitsee käyttää kuulokkeita nauttiakseen kokemuksesta. "Se on uusi aikakausi siinä, mitä voit tehdä [äänisesti]", Roman Sick sanoi. "[1980-luvulla] Walkman oli uusi aikakausi, koska yhtäkkiä voit luoda näitä henkilökohtaisia ​​[äänikuplia], joiden kanssa kaikki saattoivat kävellä. Uskomme, että teknologiamme kanssa se on samanlainen kvanttihyppy. Voit luoda täysin uusia kokemuksia, joista emme ehkä edes tiedä vielä.”

Toimittajien suositukset

• Voiko supertietokone pelastaa meidät koronavirukselta? Puhuimme miehen kanssa, joka tietää
• Unohda sormenjäljet. Nämä kuulokkeet voivat skannata korvakäytäväsi tunnistaakseen
• Luuletko, että lapsellasi on korvatulehdus? Tämä sovellus voi vahvistaa sen
• Kuka tarvitsee robodogin, kun voit rakentaa koiran kentaurirobotin?
• Kuka tarvitsee mustekasetteja? Harvardin akustinen tulostin voi sylkeä hunajaa tai soluja