アンビオフォニックス

アンビオフォニックスは、パブリック ドメインの手法であり、デジタル信号処理(DSP) とリスナーの正面に直接配置された 2 つのスピーカーを使用して、ホーム シアター、ゲーミング PC、ワークステーション、またはスタジオ モニタリング アプリケーションでの音楽、映画、ゲームのステレオおよび 5.1 サラウンド サウンドの再現性を向上させます。1986 年に機械的な手段を使用して初めて実装され、[ ^{1] [2]}現在では、多くのハードウェアおよびVSTプラグイン メーカーがアンビオフォニック DSP を提供しています。^{[3]アンビオフォニックスは、従来の}ステレオ トライアングルスピーカー配置に固有のクロストークを排除し、それによってヘッドフォンのバイノーラルサウンドをエミュレートするスピーカーのバイノーラル サウンドフィールドを生成し、録音された聴覚シーンのリアリティを向上させたリスナーを作成します。2 つ目のスピーカー ペアを背面に追加して、360° サラウンド サウンドの再生を有効にできます。必要に応じて、高さを含むホールの雰囲気を出すために、追加のサラウンド スピーカーを使用できます。

ステレオ音響では、再生された音はクロストークによって歪んでしまいます。クロストークとは、どちらかのスピーカーからの信号が、意図した耳だけでなく反対側の耳にも届くことで、中央の声の音色を歪めるコムフィルタリングを引き起こし、反対側の耳に音が届くまでの遅延によって偽の「初期反射」を作り出すことです。さらに、聴覚イメージは左 (L) スピーカーと右 (R) スピーカーの間に限定されます。通常、左 (L) スピーカーと右 (R) スピーカーはリスナーに対して ±3​​0° に配置され、リスナーを中心に水平円の 6 分の 1 にあたる 60° しか含まれません。人間の聴覚は、360° 円だけでなく、完全な球面の方向から音を見つけることができます。

アンビオフォニックスは、スピーカーのクロストークとその悪影響を排除します。アンビオフォニックスを使用すると、聴覚イメージは理論的には左右±90°、前方半円180°を含む側面まで拡張できます。これは、聴取音響と、両耳の聴覚を特徴付ける両耳間レベル差(ILD) と両耳間時間差(ITD) が録音でどの程度捉えられているかによって異なります。既存の2チャンネルディスクのほとんど (LP と CD) には、固有のクロストークのためステレオスピーカーの「三角形」では再生できない ILD と ITD データが含まれています。アンビオフォニックスを使用して再生すると、このような既存の録音の真の品質が明らかになり、自然なソロボーカルと実際には最大150°の広いイメージが得られます。

^{また、アンビオフォン[3]}などのバイノーラルベースのメインマイクを使用して新しい録音を行うこともできます。アンビオフォンは、録音セッションで自分の耳で体験するのと同じ ILD と ITD をキャプチャして保存するため、アンビオフォニック再生 (ステレオ互換) に最適化されています。リアルな空間品質とともに、音のより正確な音色 (音色) が保存されます。耳介(外耳) のないORTF、ジェクリン ディスク、球形マイクを使用すると、同様の結果が得られます。(耳介のないバイノーラルベースのこれらのマイク技術は、従来のスピーカー ステレオ、5.1 サラウンド、および MP3 プレーヤーを使用しても互換性のある結果が得られることに注意してください。)

1981年、カーバー社はアナログのカーバーC4000コントロールコンソールにアンチクロストークを事前に除去するフィルタリングを組み込みました。これは「ソニックホログラフィー」と呼ばれていました。^[4]

スピーカーと耳の間のクロストークを補正するための初期のハードウェアの試みは、わずかに位相のずれた左チャンネルを右スピーカーキャビネットの別のドライバーに適用し、その逆も行うことでした。これは、1982年にPolk AudioによってCarver Sonic Holography特許のライセンスを受けて、SDA-SRS、SDA1、SDA2シリーズのスピーカー^{[5] [6]}で「真のステレオ」として販売されました。^[7]

1991年、ローランド社はステレオスピーカーを使用して3D音響空間を作り出すシステムであるローランドサウンドスペース^[8]を発売した。これは、リスナーによってはより優れた効果を発揮したが、他のリスナーにはより優れた効果を発揮しなかった。^[要出典]

アンビオフォニックスは、新しい研究と、これまで知られていた心理音響の原理およびバイノーラル技術の融合です。この知識により、コンサートホール、映画のシーン、またはゲーム環境で知覚されるものに匹敵する、リスナーの耳のリアルな音場に近づくオーディオ録音と再生が可能になりました。このレベルの高忠実度は、人間の聴覚と音響の原理が徹底的に研究され、十分な処理速度を備えた手頃な価格の PC が利用可能になるまで実現できませんでした。イタリアのパルマ大学の Casa Della Musica や、米国ペンシルベニア州の Filmaker Technology のリスニング ラボでは、アンビオフォニックス、アンビソニックス、ステレオフォニックス、5.1 2D サラウンド、ハイブリッド フルスフィア 3D システムを比較して、これらの手法が実際の知覚の空間性と音色を伝える能力を評価できます。開発者は、アンビオフォニックスを実装するための科学論文やダウンロード可能なツールを個人使用のために無料で提供しています。^[9]

スピーカーをより近くに配置してステレオダイポールを作成し、無料のRACE（Recursive Ambiophonic Crosstalk Elimination）などのデジタル信号処理（DSP）または同様のソフトウェアを使用することにより、 ^[10]アンビオフォニック再生は、音楽、映画、ゲームのほとんどの一般的なCD / LP / DVDまたはMP3から幅広い聴覚イメージを生成し、録音に応じて、キャプチャされたリアルな定位、空間性、および音色を復元できます。ほとんどの被験者にとって結果は劇的であり、アンビオフォニックスはステレオとサラウンドの両方で高忠実度のサウンド再生への関心を再活性化させる可能性があることを示唆しています。

さらに、アンビオフォニックスでは、コンサートホールやその他のアンビエンス・インパルス応答畳み込みをオプションで使用して、事実上あらゆる数や配置のサラウンド・スピーカーに対してホールのアンビエンス信号を生成することができます。^{[11] [12]}しかし、アンビオフォニックスは劇場や講堂、または大規模なグループ向けではありません。アンビオフォニックスは、スピーカーを二等分する線に沿ってリスナーが前後に移動できるため、通常、複数のリスナーを収容できます。この線に沿った包み込まれるような感覚が高いため、アンビオフォニックスの場合は、センター・ラインから離れたときのリアリティの損失がステレオよりも劇的になります。アンビエンス畳み込みによりリスニング・エリアを拡大することができ、サラウンド・スピーカーがコンサートホールの壁の寄与を模倣します。

アンビオフォニックス法は、通常のラップトップ、PC、サウンドカード、Hi-Fiアンプ、さらにはクロスオーバー領域で一貫した位相応答を持つ控えめなスピーカーでも実装できます。ヘッドフォンバイノーラルリスニングの場合のように、真のバイノーラル（耳介付きダミーヘッド）録音やヘッドトラッキングは必要ありません。現在、市販の製品にはアンビオフォニックスDSPが実装されていますが、PCで使用するためのツールもオンラインで入手できます。^[9]

実際には、最も単純な 2 つのスピーカーの実装で、アンビオフォニック再生は、既存のステレオ録音でキャプチャされたバイノーラル キューに応じて、水平方向 (方位角) に最大 150 度までのイメージの聴覚キューを解放します。5.1 互換のDVD / SACD録音を作成するためにアンビオフォンのようなマイク アレ​​イで作成されたマルチチャンネル録音は、スピーカー 4 つだけで再生できます (アンビオフォニック レイアウトではセンター スピーカーは不要です)。各サイドの人間の聴覚の「混乱円錐」を考慮すると、知覚される音の定位は、実際の音源方位角の ±5 度以内で 360 度の円周に測定され、マルチチャンネルの音楽、映画、ゲーム コンテンツのリアルな空間の包容力と音色 (正確な方向の起源による初期反射による) を再現します。^{[3] [13] [14]}

特に、アンビエンスが意図的に低減されているステレオコンテンツの場合（前方60°からの自然なレベルのみでは大きすぎると感じられるため）、測定されたホールインパルス応答を使用して、サラウンドスピーカー用の追加信号を生成し、PCで2つのフロントチャンネル信号と畳み込むことができます。完全なアンビオフォニック再生のために、1台のPCで4チャンネルのクロストークキャンセル用のDSPと4台以上（PCによっては最大16台）のサラウンドスピーカーを提供できます。^[15]

アンビオフォニックスの開発は、アンビオフォニック研究所の創設者ラルフ・グラスガル氏、パルマ大学のアンジェロ・ファリーナ博士、フィルムメーカー・テクノロジーのロビン・ミラー氏、Waves Audio、Soundlabのロジャー・ウェスト博士、TacT Audioのラドミール・ボゾビッチ博士、プリ​​ンストン大学のエドガー・シュエイリ教授など、複数の研究者や企業の協力によるものです。

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