Trinnov — мастера 3D-звука
Французская компания Trinnov существует с 2000-го года, основали ее три инженера Арно Лабори (Arnaud Laborie), Себастьян Монтойя (Sébastien Montoya) и Реми Бруно (Rémy Bruno). Инженерное трио заинтересовалось вопросами записи и воспроизведения 3D-звука с максимально полным сохранением и воссозданием пространственной информации. В первые годы Trinnov занималась исследованиями, получив в 2002-ом году награду от французского министерства науки как одна из самых инновационных молодых компаний страны. В 2003-ем вышла первая научная публикация, напечатанная в специализированном журнале общества звукоинженеров (JAES). В статье был представлен математический аппарат, разработанный Trinnov для записи и цифровой обработки трехмерного звукового поля с использованием набора из нескольких микрофонов (технология High Spatial Resolution). Новый подход позволял не только улучшить пространственное разрешение записи, но и отвязать процедуру звукозаписи от жестких требований, предъявляемых к расположению и типу микрофонов.
Оформив все патенты, французы перешли от теории к практике: в 2004-ом году появился первый продукт Trinnov для профессионального рынка – платформа для высококачественной многоканальной записи SRP, состоящая из особой стойки для восьми омниполярных микрофонов и связанного с ними звукового процессора. Через год появилась первая версия устройства Optimizer – прецизионной системы коррекции звука в помещении и состоялась ее презентация на 118-ом конгрессе AES в Барселоне. В 2006-ом компания получила первые заказы на «оптимайзеры» от европейских вещательных и звукозаписывающих студий, в дальнейшем клиентская база компании непрерывно росла.
С 2008-го года технологии цифровой коррекции звука Trinnov стали применяться сторонними производителями: в AV-ресиверах и процессорах фирм Sherwood, Outlaw и ADA. С 2010-го года французы начали делать звуковые процессоры для цифрового кино (Doremi & DMS) и домашних аудиосистем (ST2-HiFi).
Сегодня Trinnov успешно работает на рынках профессиональной и домашней электроники, выпуская системы записи и контроля качества для звукоинженеров, а также разные варианты процессоров для студий и дома, кино и музыки. Все процессоры Trinnov обладают впечатляющей функциональностью, объединяя в одном устройстве возможности ЦАП, АЦП, активных фильтров, многопараметрических эквалайзеров и систем коррекции звука с автоматической настройкой, в некоторые модели (Amethyst) встроен модуль предварительного усиления и сетевой проигрыватель.
Концепция 3D-звука Trinnov
Многоканальные записи сначала нашли применение в индустрии кино, а затем закрепились и в музыке. При этом распространенные техники многоканальной звукозаписи являются расширением стереофонических методов, предполагая использование одного микрофона на канал: информация об окружающем звуке сохраняется за счет временных сдвигов и разницы в интенсивности сигналов в каналах. Однако с психоакустической точки зрения трактовка многоканальной записи как набора нескольких стерео каналов не совсем верна. Компания Trinnov разработала новый метод многоканальной записи, названный HRS (High Spatial Resolution). По аналогии с записями Hi-Fi, обеспечивающими хорошее частотное разрешение с помощью высокой дискретизации сигнала во временной области, цель HRS – высокое пространственное разрешение, достичь которого можно за счет улучшения направленности звукозаписи. Вот только современные микрофоны сами по себе не дают требуемой точности углового разрешения, нужно создавать специальные конфигурации, состоящие из большого числа микрофонных капсюлей. Тем не менее Trinnov доказала, что проблемы можно обойти с помощью сложной, но вполне реализуемой процессорной обработки звука.
Математический подход Trinnov основан на разложении Фурье-Бесселя, которое позволяет рассматривать трехмерное звуковое пространство в виде суммы элементарных акустических полей. В данном представлении к традиционному для акустики спектральному разложению Фурье, дающему частотную информацию о сигнале, добавляются новые множители – функции, зависящие от пространственных координат. Поэтому после математического преобразования Фурье-Бесселя и определения его коэффициентов у специалистов Trinnov остается информация не только о частотном спектре сигнала, но и данные о распределении звукового поля в пространстве. Оценивая изменения звукового поля во времени можно с очень высокой точностью определить направление распространения звуковых волн в каждый момент, а затем получить локализацию всех источников звука.
Заметим, что похожие на HRS подходы пытались внедрять и раньше, но они уступали методу Trinnov в практичности и разрешении. Например, предтеча HRS, разработанный еще в начале 70-ых годов, метод Ambisonics также частично учитывал пространственные координаты звукового поля, но только угловые, HRS же учитывает истинную трехмерность.
Мощная математическая модель обработки параметров звукового поля помогла французам решить и обратную задачу: восстановление из полученных функций и коэффициентов записанного звукового поля с помощью акустических систем. Причем, как и в случае с микрофонами для записи, технологии звуковых процессоров Trinnov позволяют создать исходное звуковое поле, управляя несколькими почти произвольно расположенными источниками (колонками). В теории метод без проблем допускает расширение системы вплоть до сотен громкоговорителей, повышая пространственную точность воспроизведения. Технологиям Trinnov можно найти и еще одно применение – редактор звука с огромными возможностями. Так как при записи в отдельных параметрах сохраняется не только спектральная информация о звуке, но и пространственная, теперь можно выделить отдельный музыкальный инструмент в оркестре усилить или ослабить его интенсивность, поработать с тембрами или даже передвинуть его на новое место.
Оптимизация аудиосистемы
Технологии Trinnov оказались полезными не только для профессионалов, они прекрасно работают в домашних условиях. Функции коррекции заложены в программы всех звуковых процессоров Trinnov. Методы обработки аудио сигналов Trinnov дают пользователям гигантское количество вариантов настройки аудиосистемы. К счастью, хотя для профессионалов и опытных пользователей сохранена вся гибкость оптимизирующих программ, основные функции допускают автоматический режим настройки – эффективный и в то же время, избавляющий людей от необходимости изучения сложной науки тонкого моделирования звукового окружения.
1-ый этап: анализ акустических параметров аудиосистемы
Эта функция реализована с помощью измерительного модуля профессионального уровня с удобным и интуитивно понятным графическим представлением данных. Аккуратность анализа звукового поля поддерживается с помощью мульти-точечного измерения, в котором исследуются резонансы комнаты и реверберации (отражения от границ помещения), рассчитываются АЧХ и импульсные характеристики для каждой колонки. Кстати, в мульти-точечном режиме измерений пользователь может сам выбрать «вес» каждой позиции, в соответствии с ее важностью (например, зная, где будут сидеть зрители в домашнем кинотеатре).
Для повышения аккуратности измерений Trinnov разработала фирменный 3D-микрофон. Микрофон оснащен четырьмя капсюлями, образующими «тетраэдр» (треугольную пирамиду), такое расположение оптимально для получения фазовой информации о звуке. Каждый капсюль для конкретного микрофона тщательно отбирается специалистами Trinnov, на финальном этапе для микрофона готовится индивидуальный калибровочный файл, который можно загрузить в звуковой процессор из Интернета. В результате достигается очень высокая точность измерений: угловое разрешение в любом направлении – меньше чем +/-2º, частотный отклик – +/-0.1 дБ в диапазоне 20-24k Гц.
2-ой этап: коррекция проблем комнаты и громкоговорителей
Получив представление о комнате и расстановке громкоговорителей, программа оптимизации предлагает свое решение, рассчитав выгодную комбинацию фильтров (используются фильтры БИХ и КИХ типов). Настройка комнаты проходит в две стадии. Сначала программа оценивает характер первых, самых заметных на слух отражений от стен и компенсирует их вклад в звук. Второстепенные реверберации не трогаются – зачем превращать комнату в безэховую камеру. Затем проводится выравнивание частотного отклика: на нижних частотах убираются комнатные резонансы, в СЧ/ВЧ диапазоне устраняются окраски звучания, связанные с частотно неоднородным рассеянием акустических волн от стен, пола, потолка, мебели и т.д. Программа достаточно умна: исправляя одни параметры звучания, она постарается не навредить звуку в других аспектах. Например, в случае сильных комнатных резонансов, «оптимайзер» Trinnov не обязательно будет доводить частотный отклик до идеальной прямой, хотя многополосный параметрический эквалайзер французов на это способен. Если абсолютно ровная АЧХ в данной комнате, невозможна без проявления серьезных фазовых искажений звука, программа выберет стратегию наилучших поправок.
Идеальное воспроизведение современных многоканальных записей заметно ограничивает возможности инсталлятора по размещению колонок в комнате прослушивания. Если расстояние колонок до слушателя можно варьировать, настраивая затем громкость каналов, то углы должны фиксироваться как можно точнее: «центр» – 0º, фронты – +/-30º, тылы – +/-110º. Эти рекомендации выполнить удается не всегда, а значит, задуманная звуковая панорама будет деформироваться. Технология Spatial Remapping с помощью цифровой обработки сигнала перестраивает звуковое поле в помещении вне зависимости от расположения колонок, возвращая оптимальное звучание, как будто акустические системы стоят на идеальных позициях. Измерив звуковое поле в комнате и определив позиции громкоговорителей, «оптимайзер» выводит текущую матрицу излучения аудиосистемы, составленную из коэффициентов разложения Фурье-Бесселя. Меняя эти коэффициенты можно прямым образом и очень точно редактировать виртуальную локализацию источников звука. Поэтому далее все сравнительно просто: желаемая матрица излучения, связанная с идеальным расположением громкоговорителей известна, ее нужно сравнить с измеренной, а потом вычислить поправки и, вуаля, оптимальная конфигурация акустических систем в комнате получена! Эта простая в использовании и очень эффективная программа Trinnov имеет 2D и 3D режимы, кроме того, позволяет универсальное микширование записей в форматы с меньшим или большим числом каналов.
Дополнительные возможности: многополосный активный кроссовер
Еще одна полезная функция звуковых процессоров Trinnov – перестраиваемый активный кроссовер. Кроссовер позволяет автоматическое измерение и выравнивание частотной характеристики, выбор типа и порядка разделительных фильтров. Он предоставляет пользователю гораздо больше возможностей для настройки стереосистемы или домашнего кинотеатра, чем фильтры обычных AV-ресиверов.
Модульный подход
Trinnov внимательно прислушивается к клиентам. Для пользовательских проектов компания выпускает устройства с требуемым программным обеспечением, вычислительными мощностями и нужным числом каналов. Сделанные на заказ устройства могут поддерживать инсталляции с количеством каналов до 64-х, с любой комбинацией активных фильтров, акустических систем и сабвуферов.
Эксклюзивный дистрибьютор Trinnov Audio в России - компания "ММС"
