Первые попытки применения стереофонии в звукозаписи относятся к 30-м гг. 20 века, но массовое производство стереофонограмм - к вонцу 50-х. В 1955 г. появились первые стереомагнитофоны, а в 1958 году вышла первая коммерческая стерео грампластинка. Однако, до конца 1960-х гг. значительное число грампластинок выходило в моно, несмотря на студийную стереозапись.
Различают два принципиально разных способа получения стереофонической записи.В первом случае используются два (в самом простом случае) микрофона, разнесённых на определённое расстояние друг от друга, и сигнал каждого записывается на отдельный канал (пример: стереопара и портастудия). При воспроизведении звук, полученный от каждого из микрофонов, подаётся на отдельный громкоговоритель, и таким образом воссоздаётся звуковая картина, соответствующая существовавшей в момент записи:
Идеальным способом воспроизведения звукового поля считается условная плоскость, состоящая из бесконечно малых динамиков, передающих звук от расположенных таким же образом микрофонов.
Второй способ получил название псевдостерео, в этом случае стереофоническая фонограмма создаётся путём распределения по разным каналам исходной монофонической записи при помощи «панорамного микшера».
При этом эффект локализации источников звука создаётся:
- регулировкой уровня записи в разных каналах,
- коррекцией частотной характеристики (в канале, соответствующем локализации звука, подчёркивались высокие частоты, а в другом они заглушались при сохранении уровня низкочастотных сигналов).
- регулировкой интенсивности отражённого звука и степени запаздывания с помощью линий задержки.
При таком подходе для разных источников звука устанавливаются отдельные микрофоны. Затем в процессе сведения полученные сигналы распределяются по каналам фонограммы.
В 1960-е годы в США часто практиковался выпуск так называемых «дуофонических» грампластинок, в которых изначально монофоническим записям придавался эффект стерео. Монозапись распределялась по двум каналам с одновременной коррекцией частотной характеристики. Звукозаписывающие компании поступали так с одноканальными записями, сделанными перед внедрением стереотехнологии (пластинки Элвиса Пресли, Фрэнка Синатры), или в силу каких-либо технических причин записанных по одноканальной системе, несмотря на возможность стереофонии (The Beatles, The Beach Boys; так называемый fake stereo).
Бинауральная запись
Обычная стереозапись не учитывает расстояние между ушами и отражения звука от головы и ушных раковин, хотя они вносят свои изменения в звуковую картину (акустическую временную разницу и акустическую уровневую разницу).
Поэтому, для получения по-настоящему трехмерного звука применяется метод звукозаписи, при котором используется специальное расположение микрофонов или специальный манекен, повторяющий анатомическое строение человеческой головы. Разработаны различные способы бинауральной звукозаписи, помимо использование манекена, это, например, диск Джеклина и внутриушные микрофоны (когда в качестве манекена выступает голова записывающего):
диск Джеклина
AT&T's Oscar, an early binaural recording dummy.
3Dio's omni-binaural recording set-up
Thom Yorke recording with a Neumann dummy head.
Такая запись предназначена для воспроизведение через наушники или через специальные колонки в специально оборудованной студии. Причем, для получения идеальной бинауральной записи при записи и воспроизведении должны использоваться идентичные ушные раковины и «тень от головы».
Объемный звук (Surround sound, 3D Sound)
Существует несколько путей создания объёмного звука:
- многоканальная стереофония (в том числе системы Surround Sound)
- бинауральная стереофония (см. выше)
- системы синтеза звукового поля вокруг слушателя
Первый и самый простой метод — многоканальная стереофония — запись и сведение звука для систем громкоговорителей, окружающих слушателя при воспроизведении звука с разных сторон. Существует множество форматов многоканальной записи, приводим их в виде таблицы распределения динамиков в пространстве.
Третья технология представляет собой попытку восстановить звуковое поле, записанное с помощью распределенной системы микрофонов. Одна из систем, основанная на синтезе звукового поля - Wave field synthesis или WFS - воспроизводит виртуальное акустическое поле за счет акустического фронта, созданного системой распределённых на поверхности громкоговорителей:
Коммерческие системы WFS требуют большого количества громкоговорителей и значительной вычислительной мощности.
Лабораторная установка для WFS в Дельфтском Университете
Различные виды излучателей для WFS
Лаборатория виртуальной реальности в Фраунгофер-институте
Система WFS для компьютера