Глава десятая пространственное воспроизведение (амбиофония, квадрафония)

Наиболее простой, а сегодня уже можно сказать классический способ воспроизведения звука — это монауральный (монофониче­ский) (рис. 128, а).

Рис. 128. Схематические изображения систем воспроизведения.

Звук, принимаемый микрофоном в одном пространстве (напри­мер, в концертном зале), переносится (с помощью радиовещания, граммофонной или магнитной записи) в другое пространство (напри­мер, в помещение слушателя), а в нем воспроизводится одним или несколькими соединенными параллельно громкоговорителями. Мо­науральный способ передачи и воспроизведения даже при высоком техническом качестве (т. е. при малых искажениях и достаточном диапазоне частот) не передает всей информации о первоначальном источнике звука. Отсутствует, например, информация о размещении источников звука, о расстоянии и направлении от них до слушате­ля — микрофона). Воспроизводимый звук исходит от одной точки (громкоговорителя), в то время как первоначальный звук в кон-цертном зале исходил с целой площади (глубины и ширины) ор­кестра.

Около 20 лет тому назад было опробовано так называемое трех­мерное воспроизведение, обозначаемое как 3D (рис. 128,6). Пере­дача принимаемого звука была по-прежнему- монауральной (одноканальной), но расположенные по сторонам громкоговорители созда­вали за счет отраженного звука, который достигал ушей слушателя с определенным запаздыванием, впечатление большого пространства. Боковые громкоговорители подключались через простые переходные устройства (конденсаторы) так, чтобы воспроизводились только средние и высшие частоты. Для большинства музыкальных записей воспроизведение способом 3D было более приятным, чем воспроиз­ведение одним громкоговорителем. При некоторых музыкальных произведениях, особенно сольных, или при монологах воспроизведение способом 3D может звучать неестественно. Поэтому радиовеща­тельные приемники снабжались кнопкой для выключения и включе­ния системы 3D.

В настоящее время двухканальная стереофония сделала возмож­ным передачу и воспроизведение з=ука, при которых слушатель слы­шит звук, приходящий слева, с середины, справа или с близкого расстояния или издалека. На рис. 128,0 для наглядности приведен простой пример. Звук от источника X приходит к обоим микрофонам с одинаковой громкостью, а следовательно, с одинаковой же гром­костью воспроизводится и обоими громкоговорителями, что вос­принимается слушателями так, как если бы воображаемый источник звука X' был прямо перед ним. Звук от источника У приходит к микрофону Л с большей громкостью, чем к микрофону В, от которого он больше удален, и воспроизводится с пропорциональными громко-стями громкоговорителями Лий.

Слушатель слышит воображаемый источник звука У слева. Так же воспринимает слушатель и взаимную удаленность отдельных ис­точников звука.

Слушатель, находящийся в концертном зале, слышит не только прямой звук, исходящий от отдельных инструментов оркестра, но прежде всего звук, отраженный от стен и потолка помещения (так называемый диффузный звук), который дорисовывает общее впечат­ление. Запоздание, с которым диффузный звук достигает ушей слу­шателя, зависит от размера пространства и отражающих свойств стен. Для приема и передачи диффузного звука или, можно сказать, всего пространства были разработаны многоканальные способы пе­редачи. На рис. 128, д изображена так называемая амбиофония. Два стереофонических канала дополнены третьим. Микрофон, размещен­ный сзади, развернут таким образом, чтобы не захватывался прямой, а только отраженный звук. Точно так же и громкоговоритель, поме­щенный за слушателем, не направляет звук прямо на слушателя, а рассеивает его в пространстве. Это может быть достигнуто тем, что громкоговоритель направляется на заднюю стенку или потолок по­мещения, от которых отражается, или применяется громкоговоритель с круговой характеристикой воспроизведения.

Амбиофоническое воспроизведение может быть расширено с по­мощью использования двух каналов для передачи диффузного звука сзади, как это изображено на рис. 128, д. Задние громкоговорители и принадлежащие им усилители рассчитаны на меньшую мощность, чем в передних каналах; кроме того, их частотный диапазон может быть ограничен (особенно в области низших частот).

Квадрафоническая передача и воспроизведение звука изображе­ны на рис. 128, е. Все четыре канала оборудованы равноценно, т. е. могут передавать весь диапазон частот и полную мощность. Квадра­фоническая система позволяет осуществлять весьма точное воспроиз­ведение размещения отдельных источников звука (слева — справа — спереди — сзади).

Устройство для квадрафонической передачи значительно более сложно, чем используемые сегодня устройства для стереофонической передачи. Для упрощения, а также с целью достижения совместимо­сти стереофонической и квадрафонической техники изготовители раз­работали несколько способов передачи. Общий принцип одного из этих способов иллюстрирует рис. 129.

Принимаемый квадрафонический . сигнал (четырехканальный) совмещен в кодере в два сигнала, левый и правый, которые могут быть переданы существующим в настоящее время стереофоническим устройством (передатчик — приемник или грампластинка — звуко­сниматель, магнитная лента — магнитофон), и после обработки в де­кодере вновь получены четыре первичных сигнала (левый передний, правый передний, левый задний и правый задний).

Кодирование и декодирование производятся так называемыми, матричными схемами, конструкция и принцип работы которых могут быть настолько различными, что записи (например, на грампластин­ке), выполненные кодером одной системы, не могут быть декодиро­ваны другой системой. В настоящее время во всем мире изготавли­ваются устройства воспроизведения и записи совершенно не взаимо­заменяемые.

Западногерманская фирма Elac разработала новый способ вос­произведения стереофонических программ при помощи четырех гром­коговорителей (или систем громкоговорителей), размещаемых так же, как и при квадрафоническом воспроизведении. Сигнал для зад­них громкоговорителей искусственно получен из обычного двухка-нального стереофонического сигнала весьма простым способом. Зад­ние громкоговорители питаются сигналом, который содержит пространственную информацию. Поскольку при таком способе воспроизведения речь идет о псевдоквадрафонии, фирма Elac использо­вала для своей системы другое название — kvadrosound. Остальные изготовители последовали этому примеру и появилось следующее новое название — система 4D.

Рис. 129. Совместимая квадрафоническая и сте­реофоническая передача.