Пространственная конструкция для звуковоспроизводящих устройств

Настоящее изобретение относится к пространственной конструкции для звуковоспроизводящих устройств на сцене для представлений, такой как сцена концертного зала или сцена для фестиваля под открытым небом. Техническим результатом изобретения является оптимизация распространения звукового сигнала и, таким образом, замена традиционных стереосистем. Многоканальная звукоусилительная система содержит пространственную конструкцию (1000), выполненную с возможностью распространения пространственно распределенного звукового сигнала, содержащего N отличающихся друг от друга аудиосигналов, где N является целым числом, которое строго больше чем 3. Каждый из указанных N отличающихся друг от друга аудиосигналов содержит различную звуковую информацию. Пространственная конструкция (1000) содержит набор, состоящий из N звуковоспроизводящих устройств (100), рассредоточенных по всей ширине сцены (1) и обеспечивающих общую зону покрытия для многоканальной звукоусилительной системы. Каждое звуковоспроизводящее устройство (100) принимает аудиосигнал, который оно усиливает и распространяет в виде передаваемого звука. В частности, каждое звуковоспроизводящее устройство (100) специально выполнено с возможностью репродуцирования и представления характеристик звука, передаваемого принятым аудиосигналом, в частности диапазонов звуковых частот и интенсивности звучания на этих частотах. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 20 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[001] Настоящее изобретение относится к пространственной конструкции для звуковоспроизводящих устройств на сцене для представлений, такой как сцена концертного зала или сцена для фестиваля под открытым небом.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[002] В настоящее время концертная звукоусилительная аппаратура для выступлений в основном состоит из двух поднятых вещательных точек, расположенных слева и справа от зеркала сцены. На ФИГ. 1а изображена такая конструкция 10 для стереофонических средств.

[003] В указанном примере вертикальный пакет 3 из М звуковых колонок размещен в левой части G сцены 1, и такой же пакет 3 размещен в правой части D сцены 1, причем М является целым числом, которое больше или равно 1. В данном случае указанные вертикальные группы звуковых колонок подвешены в левой части G и правой части D сцены 1, в целом оставаясь на расстоянии L ширины сцены друг от друга.

[004] Указанное конструкция 10 для стереофонических средств также содержит два идентичных набора 4 сабвуферов, один из которых размещен в левой части G, и другой размещен в правой части D зеркала сцены ниже пакетов 3 звуковых колонок, причем каждый набор 4 содержит Y сабвуферов, где Y является целым числом, которое больше или равно 1.

[005] Указанные наборы 4 сабвуферов могут быть подняты или размещены на полу, или даже рассредоточены вдоль линии, коллинеарной со сценой 1, на полу, где расположены слушатели 2.

[006] Конструкция 10 для стереофонических средств, такая как изображено на ФИГ. 1а, выполнена с возможностью воспроизведения двух идентичных или различных аудиосигналов.

[007] Когда указанные два сигнала, воспроизводимые конструкцией 10 для стереофонических средств, являются идентичными по содержанию и интенсивности, эквивалентный источник воспринимается посредине между двумя пакетами 3 звуковых колонок, когда слушатель находится на перпендикуляре через середину линии, образованной двумя точками: левой звуковоспроизводящей точкой G и правой звуковоспроизводящей точкой D.

[008] Кроме того, слушатели, находящиеся на этой линии, могут определять пространственное расположение указанных источников при воспроизведении сигнала, поданного в указанные два пакета 3 звуковых колонок с соотносимой интенсивностью.

[009] Пространственное распределение звука следует понимать как факт возможности определения местоположения в пространстве зоны излучения конкретного звука, такого как звук, испускаемый музыкальным инструментом, расположенным на сцене 1. В случае источника, звук которого захвачен, усилен и затем воспроизведен набором звуковых устройств, говорят о "хорошем пространственном распределении звука", если зона пространства, в которой расположен источник звука, соответствует зоне пространства, которую слушатель воспринимает как указанный источник излученного звука.

[010] Интенсивностная стереофония позволяет модифицировать пространственное расположение источника путем изменения интенсивности сигнала, воспроизводимого левым пакетом 3, и/или интенсивность сигнала, воспроизводимого правым пакетом 3. Эквивалентный источник в этом случае может быть пространственно распределен между двумя пакетами 3 звуковых колонок. Однако пространственное распределение звука является правильным только для слушателей, находящихся на серединном перпендикуляре. Для слушателей, находящихся за пределами серединного перпендикуляра, пространственное распределение звука является плохим.

[011] Использование двух аудиосигналов, идентичных по своему содержанию (источник, размещенный, например, в центре), воспроизводимых двумя левым и правым пакетами 3 звуковых колонок, приводит к созданию взаимных помех, которые могут быть восприняты, если слушатель не находится на серединном перпендикуляре. Указанные взаимные помехи вызывают эффект значительного ухудшения качества воспроизведения и, прежде всего, разборчивости сообщения, подлежащего воспроизведению. В этом случае звукорежиссер, естественно, будет избегать перекрытия зон покрытия двух пакетов 3 звуковых колонок для ограничения степени взаимных помех.

[012] Когда указанные два воспроизводимых аудиосигнала являются различными по содержанию, взаимные помехи проявляются намного слабее, и также имеется возможность определения пространственного местоположения двух источников в двух различных точках. Когда взаимные помехи больше не создают проблему (в крайнем случае, когда каждый пакет 3 звуковых колонок воспроизводят конкретный аудиосигнал), звукорежиссер пытается максимизировать общую зону покрытия двух пакетов 3 звуковых колонок таким образом, чтобы слушатели могли слышать как аудиосигнал, воспроизводимый пакетом 3, расположенным справа, так и аудиосигнал, воспроизводимый пакетом 3, расположенным слева. Слушатели, находящиеся за пределами общей зоны покрытия, не будут слышать указанные два аудиосигнала, но будут слышать один или другой из указанных аудиосигналов, воспроизводимых левым и правым пакетами 3 звуковых колонок.

[013] Таким образом, можно заметить, что имеется несоответствие с рекомендацией для случая идентичных аудиосигналов.

[014] Таким образом, объединение хорошего пространственного распределения звука и разборчивости аудиосигналов, пространственно распределенных для всех слушателей в конструкции 10 для стереофонических средств, кажется невозможным.

[015] На ФИГ. 1b изображен вид сверху концертного зала, оборудованного конструкцией 10 для стереофонических средств по ФИГ. 1а, при излучении идентичного аудиосигнала слева и справа от сцены 1. На ФИГ. 1b качество пространственного распределения звука показано светло-серым тоном для области хорошего пространственного распределения звука, соответствующего зоне ZBS рядом со серединным перпендикуляром 5, темно-серым тоном для зоны ZMS со средним качеством пространственного распределения звука и белым тоном для зоны ZFS плохого качества пространственного распределения звука, в которой слушатель не воспринимает ни одного из пакетов 3 звуковых колонок.

[016] На ФИГ. 1 с изображена диаграмма уровня звука, генерируемого левой точкой G и правой точкой D излучения звука в конструкции 10 для стереофонических средств по ФИГ. 1а, в конкретном диапазоне от 20 Гц до 63 Гц. На этом чертеже также наблюдаются типичные потери уровня звука в интерференционной области. Качество звука значительно ухудшено.

[017] Концертная звукоусилительная аппаратура для выступлений предназначена для воспроизведения с максимальным насколько возможно качеством музыкального содержания для большого количества слушателей 2, которые в основном размещены за пределами указанного серединного перпендикуляра 5. На основании этого наблюдения начинают использовать многоканальную звукоусилительную аппаратуру для выступлений, которая образована заменой двух звуковоспроизводящих точек, т.е. левой точки G и правой точки D, набором идентичных (по техническим характеристикам и количеству звуковых колонок) звуковоспроизводящих точек, рассредоточенных коллинеарно сцене.

[018] Указанная схема расположения позволяет звукорежиссеру расположить аудиосигналы, представляющие пространственно распределенные источники звука, в звуковоспроизводящих точках, которые являются самыми близкими к указанным источникам звука. Таким образом, можно говорить о пространственно распределенных аудиосигналах.

[019] Если слушатели 2 находятся в общей зоне покрытия указанных звуковоспроизводящих точек, трудности, описанные выше, устранены. Следовательно, необходимо максимизировать площадь общей зоны покрытия звуковоспроизводящих точек для многоканальной звукоусилительной аппаратуры.

[020] Действительно, каждый источник может быть воспроизведен одиночной звуковоспроизводящей точкой, расположенной насколько возможно ближе к нему. Следовательно, звук испускается когерентно с физическим местоположением источника, что указывает на достижение хорошего местоположения. Наконец, поскольку указанное воспроизведение в основном осуществляется из звуковоспроизводящей точки, качество звука является оптимальным и свободным от взаимных помех.

[021] Однако указанная конфигурация не является оптимальной для воспроизведения динамичной громкой современной музыки с перегруженным спектральным содержанием в басовом регистре.

[022] В частности, нерационально как по бюджетным причинам, так и с точки зрения загораживания сцены размещать слишком много звуковых колонок в каждой многоканальной звуковоспроизводящей точке, как это сделано в левой/правой конфигурациях.

[023] Таким образом, существует действительная необходимость принимать во внимание требования, связанные с пространственным распределением звука при воспроизведении музыки через звукоусилительные системы для выступлений, например, требования к использованию инструментов различных типов и характеристик, плотности размещения инструментов и т.п., для преодоления ошибок, недостатков и затруднений уровня техники, в частности, в отношении пространственной конструкции для управления указанными различными параметрами.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[024] Для устранения одного или более из указанных выше недостатков предложено настоящее изобретение, которое относится к пространственной конструкции для звуковоспроизводящих устройств на сцене, выполненному с возможностью распространения пространственно распределенного звукового сигнала, содержащего N отличающихся друг от друга аудиосигналов, где N является целым числом, которое строго больше чем 3, при этом пространственная конструкция содержит набор, состоящий из N звуковоспроизводящих устройств, преимущественно рассредоточенных по всей ширине сцены, и каждое звуковоспроизводящее устройство принимает аудиосигнал, причем звуковоспроизводящие устройства выполнены с возможностью усиления и распространения аудиосигналов, отличающихся тем, что каждое звуковоспроизводящее устройство, в частности, выполнено с возможностью репродуцирования и сохранения характеристик аудиосигнала, принятого в конкретных диапазонах звуковой частоты, и интенсивности звучания указанного аудиосигнала в указанных диапазонах частот.

[025] Предпочтительно звуковоспроизводящие устройства относятся по меньшей мере к двум различным типам по своим акустическим признакам, и на сцене определены по меньшей мере одна центральная зона и по меньшей мере две боковых зоны, причем центральная зона содержит по меньшей мере два звуковоспроизводящих устройства первого типа, и каждая из боковых зон содержит по меньшей мере одно звуковоспроизводящее устройство второго типа.

[026] Для ограничения зрительного восприятия звуковоспроизводящих устройств на краю сцены и избежания воздействия на людей, находящихся вблизи сцены, звукового давления слишком высоких уровней звуковоспроизводящие устройства в целом выровнены с краем сцены и расположены над сценой, в целом будучи установленными на стандартных несущих конструкциях, используемых в концертных залах.

[027] Конкретные признаки или варианты реализации, которые могут использоваться по отдельности или в сочетании, следующие:

пространственная конструкция дополнительно содержит звуковоспроизводящие устройства третьего типа, выполненные с возможностью распространения басов и инфрабасов звуков, передаваемых аудиосигналом или аудиосигналами, принятыми звуковоспроизводящими устройствами третьего типа;

звуковоспроизводящие устройства третьего типа расположены в центральной зоне;

пространственная конструкция содержит:

X звуковоспроизводящих устройств первого типа, расположенных в центральной зоне и содержащих 2М/Х или меньше звуковых колонок, где X является целым числом, которое больше или равно 2, для замены конструкции для стереофонических средств, содержащей первый вертикальный пакет, состоящий из М звуковых колонок, расположенных слева от сцены, и второй вертикальный пакет, состоящий из М звуковых колонок, расположенных справа от сцены, идентичный первому пакету, где М является целым числом, которое больше или равно 1; или

X звуковоспроизводящих устройств первого типа, расположенных в центральной зоне и содержащих 2М/Х или меньше звуковых колонок, где X является целым числом, которое больше или равно 2, а также 2Y или меньше сабвуферных звуковых колонок, представляющих звуковоспроизводящие устройства третьего типа для замены конструкции для стереофонических средств, содержащей первый вертикальный пакет, состоящий из М звуковых колонок, расположенных слева от сцены, и второй вертикальный пакет, состоящий из М звуковых колонок, расположенных справа от сцены, идентичный первому пакету, и два идентичных набора, каждый из которых содержит Y сабвуферных звуковых колонок, причем один из наборов размещен слева от сцены, и другой набор размещен справа от сцены, где М и Y являются двумя целыми числами, которые больше или равны 1;

звуковоспроизводящие устройства второго типа обеспечивают собственную максимальную акустическую мощность, которая меньше или равна собственной максимальной акустической мощности звуковоспроизводящих устройств первого типа в среднечастотном/высокочастотном диапазонах; и/или

звуковоспроизводящие устройства второго типа обеспечивают собственную максимальную акустическую мощность, которая меньше или равна по меньшей мере 2 дБ относительно собственной максимальной акустической мощности звуковоспроизводящих устройств первого типа в диапазоне низких частот.

[028] Согласно второму аспекту настоящее изобретение относится к способу получения оптимизированной пространственной конструкции для звуковоспроизводящих устройств на сцене для замещения конструкции для стереофонических средств,

причем конструкция для стереофонических средств содержит первый вертикальный пакет, состоящий из М звуковых колонок, расположенных слева от сцены, и второй вертикальный пакет, состоящий из М звуковых колонок, расположенных справа от сцены, идентичный первому пакету, где М является целым числом, которое больше или равно 1,

при этом оптимизированное пространственная конструкция содержит N звуковоспроизводящих устройств и выполнено с возможностью распространения пространственно распределенного звукового сигнала, содержащего N отличающихся друг от друга аудиосигналов, где N является целым числом, которое строго больше чем 3, причем пространственно распределенный звуковой сигнал получен в процессе создания звука перед его распространением, и каждое звуковоспроизводящее устройство, принимающее аудиосигнал, выполнено с возможностью усиления и распространения аудиосигналов,

включающему:

этап выбора, на котором выбирают звуковоспроизводящие устройства, относящиеся по меньшей мере к двум типам, различающимся по своим акустическим признакам;

этап деления всей ширины сцены, на котором определяют по меньшей мере одну центральную зону и по меньшей мере две боковых зоны;

этап расстановки звуковоспроизводящих устройств, на котором X звуковоспроизводящих устройств первого типа размещают в центральной зоне, причем указанные звуковоспроизводящие устройства первого типа А содержат 2М/Х или меньше звуковых колонок, где X является целым числом, которое больше или равно 2, и в боковых зонах размещают N-X звуковоспроизводящих устройств второго типа.

[029] Когда конструкция для стереофонических средств также содержит два идентичных набора, каждый из которых содержит Y сабвуферных звуковых колонок, причем один из наборов размещен слева от сцены, и другой набор размещен справа от сцены, где Y является целым числом, которое больше или равно 1, способ предпочтительно настраивают следующим образом:

на этапе выбора выбирают звуковоспроизводящие устройства также третьего типа, отличающиеся по своим акустическим признакам от устройств первого и второго типов; и

на этапе расстановки звуковоспроизводящих устройств в центральной зоне размещают 2Y или меньше сабвуферных звуковых колонок для представления звуковоспроизводящих устройств третьего типа.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[030] Настоящее изобретение будет лучше понято после прочтения следующего описания, приведенного только в качестве примера, со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

На ФИГ. 1а изображена традиционная конструкция для стереофонических средств;

На ФИГ. 1b и 1с изображены виды сверху традиционной конструкции для стереофонических средств с распространяющимся идентичным аудиосигналом каждого из левого и правого пакетов звуковых колонок, как изображено на ФИГ. 1а, показывающие соответственно качество пространственного распределения звука, воспроизводимого точками излучения звука, и уровень звука, генерируемого точками излучения звука в частотном диапазоне от 20 Гц до 63 Гц;

На ФИГ. 2а и 2b изображено пространственная конструкция согласно первому варианту реализации настоящего изобретения;

На ФИГ. 3а изображено пространственная конструкция согласно второму варианту реализации настоящего изобретения, и на ФИГ. 3b изображена частотная характеристика в дБ SPL (уровня звукового давления) в зависимости от частоты звуковоспроизводящих устройств различных типов, используемых в пространственной конструкции по ФИГ. 3а;

На ФИГ. 4 изображено пространственная конструкция согласно третьему варианту реализации настоящего изобретения;

На ФИГ. 5 и 6 изображена диаграмма амплитуды в дБн различных музыкальных инструментов (или источников звука);

На ФИГ. 7 изображена диаграмма распространения энергии в дБн семи пространственно распределенных аудиосигналов;

На ФИГ. 8а изображена конструкции для стереофонических средств, и на ФИГ. 8b изображено пространственная конструкция согласно четвертому варианту реализации настоящего изобретения, предназначенное для замещения конструкции для стереофонических средств по ФИГ. 8а;

На ФИГ. 9а изображена конструкция для стереофонических средств, и на ФИГ. 9b изображена пространственная конструкция согласно альтернативному четвертому варианту реализации настоящего изобретения, предназначенному для замещения конструкции для стереофонических средств по ФИГ. 9а;

На ФИГ. 10 и 11 изображены пространственные конструкции согласно пятому и шестому вариантам реализации настоящего изобретения;

На ФИГ. 12а-12с изображены различные блок-схемы способа получения пространственной конструкции согласно настоящему изобретению с целью замены конструкции для стереофонических средств;

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

[031] В остальной части описания термин "зеркало сцены" означает пространство, определенное поверхностью, которую занимает сцена, а также пространство, расположенное над указанной поверхностью.

[032] Термин "пространственно распределенный звуковой сигнал" соответствует звуковому сигналу, составленному с возможностью воспроизведения пространственного впечатления в зоне прослушивания, когда он воспроизводится и распространяется.

[033] Предугадывание физического расположения звуковоспроизводящих устройств, используемых во время сценического события или в других случаях в режиме реального времени, может быть результатом процесса воспроизведения звука, полученного от звукозахватных устройств на сцене (ситуация прямой трансляции) и/или записанного ранее, перед его распространением среди слушателей.

[034] В любом случае это предполагает ассоциирование пространственной информации (азимута, расстояния, высоты, ширины источника и т.п.) с каждым звуком, таким образом образующее "источник звука". Затем устройство (процессор, компьютерная программа) обеспечивает возможность создания аудиосигналов, которые могут быть переданы одному или более звуковоспроизводящим устройствам в зависимости от их местоположения, пространственно распределенного звукового сигнала и пространственной информации, ассоциированной с каждым источником звука.

[035] Для этого процессор/программа выполнены с возможностью реализации способов пространственного распределения звука, примеры которых приведены ниже:

расширение интенсивностной стереофонии (например: векторное панорамирование амплитуды);

способ, основанный на ортогональных решениях волнового уравнения (например: звукозапись с эффектом присутствия (амбиофония) высокого порядка в трехмерном пространстве для сферических координат, в двухмерном пространстве для полярных координат);

способ, основанный на граничной формулировке (например: синтезе волнового поля).

[036] Все указанные способы задают операцию фильтрации для модифицирования сигнала, связанного с каждым из источников звука, для создания аудиосигналов, которые должны быть переданы одному или более звуковоспроизводящим устройствам, и создания требуемого пространственного ощущение. Таким образом, аудиосигнал может содержать пространственно распределенный звук множества музыкальных инструментов, ретранслируемый звуковоспроизводящим устройством, в которое подают указанный аудиосигнал.

[037] Сигналы множества источников звука могут быть объединены для воссоздания пространственной звуковой сцены, которая может быть воспроизведена путем конкретного расположения (только позиционного) звуковоспроизводящих устройств, задаваемых во время генерации их аудиосигналов.

[038] Так называемое "звуковоспроизводящее устройство" может состоять из множества источников или звуковых колонок, у которого полосы или диапазоны частот могут быть идентичными или различными.

[039] Путем произвольного, но часто используемого в данной области техники сегментирования весь спектр звуковых частот, перекрывающий по меньшей мере частично слышимый человеком спектр от 20 Гц до 20 кГц, может быть разделен на три или четыре диапазона частот. Высокочастотный (HF) диапазон охватывает самые высокие частоты, соответствующие звукам, которые называются резкими, обычно лежащие в интервале от 20 кГц до 1 кГц. Среднечастотный (MF) диапазон охватывает промежуточные частоты, обычно лежащие в интервале от 1 кГц до 200 Гц. Низкочастотный (LF) диапазон охватывает низкие частоты, соответствующие звукам, которые называются басами, обычно лежащие в интервале от 200 Гц до 60 Гц. Наконец, диапазон очень низких частот (VLF), соответствующий звукам, которые называются басами низкой частоты или инфра басами, дополнительно охватывает самые низкие частоты, обычно меньше чем 60 Гц.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[040] На ФИГ. 2а изображен первый вариант реализации пространственной конструкции 1000 для звуковоспроизводящих устройств 100 для сцены 1 согласно настоящему изобретению.

[041] Сценой 1 может быть сцена того же типа, что и в концертных залах, или сцена для фестивалей под открытым небом. Как правило, сцена указанного типа имеет ширину от 10 м до 40 м и глубину от 5 м до 40 м.

[042] Пространственная конструкция 1000 выполнена с возможностью распространения пространственно распределенного звукового сигнала, содержащего отличающиеся друг от друга N аудиосигналов, т.е. отличающиеся друг от друга в отношении звуковой информации, которую они содержат, причем N является целым числом, которое строго больше 3. В качестве напоминания, следует отметить, что известные стереосистемы, подобные системам, описанным выше со ссылкой на ФИГ. 1а, воспроизводят только два аудиосигнала, один из которых предназначен для левой звуковоспроизводящей точки G, и другой предназначен для правой звуковоспроизводящей точки D. Сабвуферные устройства могут принимать выделенный сигнал.

[043] Кроме того, пространственная конструкция 1000 содержит набор N звуковоспроизводящих устройств 100, в основном рассредоточенных по всей ширине сцены 1.

[044] Каждое звуковоспроизводящее устройство 100 принимает аудиосигнал, причем звуковоспроизводящие устройства 100 выполнены с возможностью усиления и распространения принятых аудиосигналов.

[045] Кроме того, для учета специфики воспроизведения музыки, в частности, музыкальными инструментами различных типов, а также интенсивности их звучания и соответствующих частотных диапазонов этих инструментов, каждое звуковоспроизводящее устройство 100, в частности, выполнено с возможностью репродуцирования и сохранения характеристик аудиосигнала или аудиосигналов, принимаемых в конкретных диапазонах звуковых частот, а также интенсивности звучания в указанных полосах частот передаваемого звука.

[046] Чтобы быть ближе к традиционным пространственным конфигурациям, в которых плотность размещения музыкальных инструментов является более высокой в центре сцены 1, предпочтительно звуковоспроизводящие устройства 100 могут относиться по меньшей мере к двум различным типам А и В по своим акустическим признакам, в частности, по своей собственной максимальной акустической мощности и определять на сцене 1 по меньшей мере одну центральную зону ZC и по меньшей мере две боковых зоны ZL1 и ZL2 таким образом, что центральная зона ZC содержит по меньшей мере два звуковоспроизводящих устройства 100 первого типа А, и каждая из боковых зон ZL1 и ZL2 содержит по меньшей мере одно звуковоспроизводящее устройство второго типа В, как изображено на ФИГ. 2b.

[047] Например, звуковоспроизводящие устройства 100 второго типа В могут обеспечивать:

интенсивность в значении собственной максимальной акустической мощности меньше или равную интенсивности звуковоспроизводящих устройств 100 типа А в среднечастотном/высокочастотном диапазонах; и/или

интенсивность в значении собственной максимальной акустической мощности меньше чем или равную по меньшей мере 2 дБ относительно интенсивности звуковоспроизводящих устройств 100 типа А в диапазоне низких частот.

[048] Например, на ФИГ. 3а изображено пространственная конструкция 1000 согласно второму варианту реализации настоящего изобретения. На чертеже три звуковоспроизводящих устройства 100 первого типа А размещены в центральной зоне ZC сцены 1, и каждая боковая зона ZL1 и ZL2 содержит звуковоспроизводящее устройство 100 второго типа В.

[049] На ФИГ. 3d изображена частотная характеристика в децибелах SPL (уровня звукового давления) в зависимости от частоты звуковоспроизводящего устройства 100 первого типа А и та же характеристика звуковоспроизводящего устройства 100 второго типа В. Звуковоспроизводящее устройство 100 типа В имеет по существу то же усиление, что и звуковоспроизводящее устройство 100 типа А на частотах выше 300 Гц, на 8 дБ меньше на частоте 100 Гц и на 22 дБ меньше на частоте 50 Гц, что свидетельствует не только о снижении интенсивности на низких частотах, но также и о сужении полосы пропускания.

[050] Предпочтительно звуковоспроизводящие устройства 100 в целом выровнены с краем сцены 1 и расположены над сценой 1. Это, с одной стороны, позволяет ограничить зрительное восприятие звуковых устройств 100, расположенных на краю сцены 1, но прежде всего это позволяет не подвергать людей, находящихся вблизи сцены 1, воздействию звукового давления слишком высокого уровня.

[051] На ФИГ. 4 изображен третий вариант реализации настоящего изобретения.

[052] Согласно данному варианту реализации пространственная конструкция 1000 также содержит звуковоспроизводящие устройства 100 третьего типа С, отличающиеся от устройств первого и второго типов А и В. Указанные звуковоспроизводящие устройства 100 третьего типа С выполнены с возможностью воспроизведения басовых и инфрабасовых звуков, передаваемых аудиосигналом или аудиосигналами, принятыми звуковоспроизводящими устройствами 100 третьего типа С.

[053] Указанные звуковоспроизводящие устройства 100 типа С позволяют решить проблемы, связанные с общей неэффективностью распространения басов и инфрабасов звуков традиционными левой/правой системами, создающими очень сильные помехи из-за больших различий уровня между центральной частью зала (позицией эталонного уровня, звукорежиссером) и остальной частью зала, как показано выше на ФИГ. 1с.

[054] Предпочтительно звуковоспроизводящие устройства третьего типа С расположены в центральной зоне ZC. Действительно, в традиционных пространственных конфигурациях плотность размещения музыкальных инструментов по существу больше в центральной зоне. Тем не менее, указанные музыкальные инструменты обычно требуют больше ресурсов, в частности, при воспроизведении басовых/инфрабасовых звуков. Частотное содержание сигналов указанных музыкальных инструментов в целом больше выражено в басовых звуках.

[055] На ФИГ. 5 и 6 изображены диаграммы амплитуды в дБн (децибелах относительно уровня 0,775 В) некоторых музыкальных инструментов, т.е. амплитуды звуков, воспроизводимых такими музыкальными инструментами, перед этапом пространственного распределения звука (т.е. перед созданием пространственно распределенных аудиосигналов).

[056] Можно ясно видеть, что некоторые музыкальные инструменты значительно доминируют (>3 дБ относительно других). Указанные музыкальные инструменты в целом размещены в центре и являются неподвижными. Таким образом, используемые способы пространственного распределения звука имеют тенденцию к распределению энергии указанных музыкальных инструментов преимущественно в аудиосигналах, связанных со звуковоспроизводящими устройствами 100, расположенными в центральной зоне ZC.

[057] На ФИГ. 7 изображено распределение энергии в дБн среди звуковоспроизводящих устройств 100 в пространственном конструкции 10 для 00, которое в данном случае состоит из семи звуковоспроизводящих устройств 100 (т.е. N=7), которые принимают пространственно распределяемый звуковой сигнал, включающий отличающиеся друг от друга N аудиосигналов, каждое звуковоспроизводящее устройство 100 связано с одним аудиосигналом. Как указано выше, по очевидным причинам, связанным с озвучиваемым пространством, монтажными работами и затратами, очень редко назначают отдельное звуковоспроизводящее устройство каждому из музыкальных инструментов/звуковых источников, которое, кроме того, должно быть подвешено исключительно над этим музыкальным инструментом/звуковым источником. Таким образом, как указано в разделе ОПРЕДЕЛЕНИЯ, весь процесс создания звука происходит до общей трансляции концерта, зависящей помимо прочего от количества и местоположения устройств для захвата звука, а также количества и местоположения/размещения звуковоспроизводящих устройств на сцене 1.

[058] В целях замены конструкции 10 для стереофонических средств, содержащей первый вертикальный пакет 3 из М звуковых колонок, расположенный слева от сцены 1, и второй вертикальный пакет 3 из М звуковых колонок 3, расположенный справа от сцены 1, идентичный первому пакету 3, где М является целым числом, которое больше или равно 1, предпочтительно пространственная конструкция 1000 содержит X звуковоспроизводящих устройств 100 первого типа А, расположенных в центральной зоне ZC таким образом, что указанные звуковоспроизводящие устройства 100 первого типа А содержат 2М/Х или меньше звуковых колонок, где X является целым числом, которое больше или равно 2.

[059] Кроме того, если конструкция 10 для стереофонических средств содержит два идентичных набора 4, каждый из которых содержит Y сабвуферных звуковых колонок 4, причем один из наборов 4 размещен слева от сцены, и другой набор 4 размещен справа от сцены, где Y является целым числом, которое больше или равно 1, пространственная конструкция 1000 дополнительно может содержать 2Y или меньше сабвуферных звуковых колонок, представляющих звуковоспроизводящие устройства 100 третьего типа С.

[060] В качестве иллюстрации описанных выше двух случаев, на ФИГ. 8а изображено традиционное конструкция 10 для стереофонических средств. Конструкция 10 для стереофонических средств содержит М=18 звуковых колонок, сложенных вертикально в левой части G сцены, и М=18 звуковых колонок, сложенных вертикально в правой части D сцены. Кроме того, конструкция 10 для стереофонических средств также содержит 2Y=24 сабвуферных звуковых колонок, размещенных одинаково в левой части G сцены и в правой части G сцены на полу под вертикальными пакетами 3 звуковых колонок.

[061] На ФИГ. 8b представлен четвертый вариант реализации настоящего изобретения для замещения конструкции 10 для стереофонических средств. Согласно данному варианту реализации пространственная конструкция 1000 содержит Х=3 звуковоспроизводящих устройств 100 первого типа А, каждое из которых состоит из 12 звуковых колонок (т.е. в случае, когда количество колонок равно 2М/Х). Кроме того, пространственная конструкция 1000 также содержит 24 сабвуферных звуковых колонокы (т.е. в случае, когда количество сабвуферов равно 2Y), представляющие собой четыре звуковоспроизводящих устройства третьего типа С.Указанные звуковоспроизводящие устройства 100 третьего типа С размещены в центральной зоне ZC над сценой позади звуковоспроизводящих устройств первого типа А. Наконец, указанное пространственная конструкция 1000 также содержит два звуковоспроизводящих устройства второго типа В, расположенных в боковых зонах ZL1 и ZL2.

[062] Таким же образом, как и ранее, на ФИГ. 9а изображена традиционная конструкция 10 для стереофонических средств. Конструкция 10 для стереофонических средств содержит два вертикальных пакета 3, состоящее из М=12 звуковых колонок, размещенных в левой части G сцены и в правой части G сцены 1, а также два идентичных набора 4, состоящих из Y=6 сабвуферных звуковых колонок, размещенных в левой части G сцены и в правой части G сцены на полу под вертикальными пакетами 3 звуковых колонок.

[063] На ФИГ. 9b изображен вариант, альтернативный четвертому варианту реализации настоящего изобретения, для замещения конструкции 10 для стереофонических средств, изображенной на ФИГ. 9а. Согласно данному варианту реализации пространственная конструкция 1000 содержит Х=3 звуковоспроизводящих устройства 100 типа А, расположенных в центральной зоне ZC сцены 1, каждое из которых согласно данному варианту реализации состоит из 2М/Х=8 звуковых колонок. Каждая из боковых зон ZL1 и ZL2 содержит звуковоспроизводящее устройство второго типа В, в данном случае состоящее из 12 звуковых колонок. Наконец, пространственная конструкция 1000 также содержит 12 сабвуферных звуковых колонок, образующих два звуковоспроизводящих устройства третьего типа С.Указанные звуковоспроизводящие устройства 100 третьего типа С размещены в центральной зоне ZC над сценой позади звуковоспроизводящих устройств первого типа А.

[064] На ФИГ. 10 изображен пятый вариант реализации настоящего изобретения.

[065] В новой пространственной конструкции 1000 только два звуковоспроизводящих устройства 100 первого типа А размещены в центральной зоне ZC сцены 1. Каждая из боковых зон ZL1 и ZL2 содержит звуковоспроизводящее устройство 100 второго типа В, а также одно звуковоспроизводящее устройство четвертого типа Е.

[066] Звуковоспроизводящие устройства указанного четвертого типа Е в целом являются устройствами пониженной мощности и воспроизводят меньше басовых звуков, чем звуковоспроизводящие устройства второго типа В. Действительно, музыкальные инструменты как правило сконцентрированы в центре сцены 1, так что чем больше расстояние от центра сцены 1, тем меньшей мощности могут быть звуковоспроизводящие устройства 100 и/или иметь меньший размер для воспроизведения басовых звуков.

[067] Согласно шестому варианту реализации настоящего изобретения, представленному на ФИГ. 11, определены две дополнительных боковых зоны ZL3 и ZL4, в которых размещены звуковоспроизводящие устройства четвертого типа Е.

[068] В данном случае пространственная конструкция 1000 содержит три звуковоспроизводящих устройства первого типа А, расположенных в центральной зоне ZC, а также два звуковоспроизводящих устройства третьего типа С, в данном случае расположенных перед звуковоспроизводящими устройствами первого типа А. Наконец, как и на предыдущем чертеже, каждая из первой и второй боковых зон ZL1 и ZL2 содержит одно звуковоспроизводящее устройство второго типа В.

[069] Согласно указанному шестому варианту реализации распространение энергии, измеряемой в дБн, семи пространственно распределяемых аудиосигналов, представленных ранее на ФИГ. 7, может быть абсолютно применимым. Таким образом, аудиосигналы с номерами от 3 до 5 на ФИГ. 7 могут быть связаны со звуковоспроизводящими устройствами первого типа А, аудиосигналы с номерами от 2 до 6 могут быть связаны со звуковоспроизводящими устройствами второго типа В, и аудиосигналы с номерами от 1 до 7 могут быть связаны со звуковоспроизводящими устройствами четвертого типа Е.

[070] Один вариант реализации настоящего изобретения относится к второму этапу способа получения оптимизированного пространственного конструкция 10 для 00 звуковоспроизводящих устройств 100 для сцены 1, как описано выше, для замещения конструкции 10 для стереофонических средств.

[071] В случае, когда конструкция 10 для стереофонических средств содержит первый вертикальный пакет 3, состоящий из М звуковых колонок, расположенных слева от сцены, и второй вертикальный пакет 3, состоящий из М звуковых колонок, расположенных справа от сцены, идентичный первому пакету 3, где М является целым числом, которое больше или равно 1, и когда оптимизированное пространственная конструкция 1000 содержит N звуковоспроизводящих устройств 100 и выполнено с возможностью распространения пространственно распределенного звукового сигнала, содержащего N отличающихся друг от друга аудиосигналов (т.е. различных по своей звуковой информации, которую они содержат), где N является целым числом, которое строго больше чем 3, причем указанный пространственно распределенный звуковой сигнал получен в процессе создания звука перед его распространением, и каждое звуковоспроизводящее устройство 100, принимающее аудиосигнал, выполнено с возможностью усиления и распространения указанных аудиосигналов, способ в основном содержит три этапа, изображенные на ФИГ. 12а-12с.

[072] Первый этап S100 является этапом выбора, на котором выбирают звуковоспроизводящие устройства 100, относящиеся по меньшей мере к двум типам А и В, различающимся по своим акустическим признакам, в частности, по их собственной максимальной акустической мощности;

[073] Второй этап S200 является этапом деления всей ширины сцены 1, на котором определяют по меньшей мере одну центральную зону ZC и по меньшей мере две боковых зоны ZL1, ZL2.

[074] Как изображено на ФИГ. 12а-12с, указанные этапы S100 и S200 могут выполняться поочередно или параллельно, поскольку они являются независимыми друг от друга.

[075] Третий этап S300 является этапом расстановки звуковоспроизводящих устройств 100, на котором X звуковоспроизводящих устройств первого типа А размещают в центральной зоне ZC. Указанные звуковоспроизводящие устройства 100 первого типа А содержат 2М/Х или меньше звуковых колонок, где X является целым числом, которое больше или равно 2. Кроме того, в боковых зонах ZL1 и ZL2 размещают N-X звуковоспроизводящих устройств 100 второго типа В.

[076] В случае, когда конструкция 10 для стереофонических средств также содержит два идентичных набора 4, каждый из которых содержит Y сабвуферных звуковых колонок, причем один из наборов 4 размещен слева от сцены 1, и другой набор 4 размещен справа от сцены 1, где Y является целым числом, которое больше или равно 1, способ модифицируют следующим образом:

на этапе S100 выбора выбирают звуковоспроизводящие устройства 100 также третьего типа С, отличающиеся по своим акустическим признакам от устройств первого и второго типов А и В; и

на этапе S300 расстановки звуковоспроизводящих устройств 100 в центральной зоне ZC размещают 2Y или меньше сабвуферных звуковых колонок для представления звуковоспроизводящих устройств третьего типа С, размещенных в центральной зоне ZC.

СПИСОК ЭЛЕМЕНТОВ

1 - Сцена

2 - Слушатели

3 - Пакет звуковых колонок

4 - Набор сабвуферов

5 - Серединный перпендикуляр

10 - Конструкция для стереофонических средств

100 - Звуковоспроизводящее устройство

1000 - Пространственная конструкция согласно настоящему изобретению

А - Звуковоспроизводящее устройство типа А

В - Звуковоспроизводящее устройство типа В

С - Звуковоспроизводящее устройство типа С

D - Правая звуковоспроизводящая точка

Е - Звуковоспроизводящее устройство типа Е

G - Левая звуковоспроизводящая точка

L - Ширина сцены

SPL - Уровень звукового давления

ZBS - Зона "хорошего" пространственного распределения звука

ZC - Центральная зона

ZFS - Зона "плохого" пространственного распределения звука

ZL1 - Боковая зона 1

ZL2 - Боковая зона 2

ZL3 - Боковая зона 3

ZL4 - Боковая зона 4

ZMS - Зона "среднего" пространственного распределения звука

1. Многоканальная звукоусилительная система, содержащая пространственную конструкцию для звуковоспроизводящих устройств для сцены,

при этом пространственная конструкция выполнена с возможностью распространения пространственно распределенного звукового сигнала, содержащего N отличающихся друг от друга аудиосигналов, причем каждый из указанных N отличающихся друг от друга аудиосигналов содержит различную звуковую информацию, а N является целым числом, которое строго больше чем 3,

при этом пространственная конструкция содержит набор, состоящий из N звуковоспроизводящих устройств,

каждое из указанных звуковоспроизводящих устройств содержит одну или более звуковых колонок,

каждое звуковоспроизводящее устройство выполнено с возможностью приема одного из указанных N отличающихся друг от друга аудиосигналов,

причем набор, состоящий из N звуковоспроизводящих устройств, преимущественно рассредоточен по всей ширине сцены и обеспечивает общую зону покрытия для многоканальной звукоусилительной системы, причем звуковоспроизводящие устройства выполнены с возможностью усиления и распространения аудиосигналов,

причем каждое звуковоспроизводящее устройство, в частности, выполнено с возможностью репродуцирования и сохранения характеристик отличающегося принятого аудиосигнала, причем характеристики содержат диапазоны звуковой частоты и интенсивности звучания указанного аудиосигнала в указанных диапазонах частот,

причем звуковоспроизводящие устройства относятся по меньшей мере к двум различным типам (A, B) по звуковым акустическим признакам указанных различных типов звуковоспроизводящих устройств,

при этом указанная сцена содержит по меньшей мере одну центральную зону и по меньшей мере две боковых зоны,

причем центральная зона содержит по меньшей мере два звуковоспроизводящих устройства первого типа (A), и

каждая из боковых зон содержит по меньшей мере одно звуковоспроизводящее устройство второго типа (B).

2. Многоканальная звукоусилительная система по п.1, в которой звуковоспроизводящие устройства указанной пространственной конструкции звуковоспроизводящих устройств в целом выровнены с краем сцены и расположены над сценой.

3. Многоканальная звукоусилительная система по п.2, в которой указанная пространственная конструкция звуковоспроизводящих устройств дополнительно содержит звуковоспроизводящие устройства третьего типа (C), выполненные с возможностью распространения басов и инфрабасов звуков, передаваемых аудиосигналом или отличающимися аудиосигналами, принятыми звуковоспроизводящими устройствами третьего типа (C).

4. Многоканальная звукоусилительная система по п.3, в которой указанные звуковоспроизводящие устройства третьего типа (C) расположены в центральной зоне указанной сцены.

5. Многоканальная звукоусилительная система по п.1, содержащая X звуковоспроизводящих устройств первого типа (A), расположенных в центральной зоне указанной сцены и содержащих 2M/X или меньше звуковых колонок, где X является целым числом, которое больше или равно 2, для замены конструкции для стереофонических средств, содержащей первый вертикальный пакет, состоящий из М звуковых колонок, расположенных слева от сцены, и второй вертикальный пакет, состоящий из М звуковых колонок, расположенных справа от сцены, идентичный первому пакету, где М является целым числом, которое больше или равно 1.

6. Многоканальная звукоусилительная система по п.3, содержащая X звуковоспроизводящих устройств первого типа (A), расположенных в центральной зоне и содержащих 2M/X или меньше звуковых колонок, где X является целым числом, которое больше или равно 2, а также 2Y или меньше сабвуферных звуковых колонок, представляющих звуковоспроизводящие устройства третьего типа (C) для замены конструкции для стереофонических средств, содержащей первый вертикальный пакет, состоящий из М звуковых колонок, расположенных слева от сцены, и второй вертикальный пакет, состоящий из М звуковых колонок, расположенных справа от сцены, идентичный первому пакету, и два идентичных набора, каждый из которых содержит Y сабвуферных звуковых колонок, причем один из наборов размещен слева от сцены, а другой набор размещен справа от сцены, где М и Y являются двумя целыми числами, которые больше или равны 1.

7. Многоканальная звукоусилительная система по п.1, в которой среди указанных звуковых акустических признаков указанных различных типов звуковоспроизводящих устройств звуковоспроизводящие устройства второго типа (B) обеспечивают собственную максимальную акустическую мощность, которая меньше или равна собственной максимальной акустической мощности звуковоспроизводящих устройств первого типа (A) в среднечастотном/высокочастотном диапазонах.

8. Многоканальная звукоусилительная система по п.1, в которой среди указанных звуковых акустических признаков указанных различных типов звуковоспроизводящих устройств звуковоспроизводящие устройства второго типа (B) обеспечивают собственную максимальную акустическую мощность, которая меньше или равна по меньшей мере 2 дБ относительно собственной максимальной акустической мощности звуковоспроизводящих устройств первого типа (A) в диапазоне низких частот.

9. Многоканальная звукоусилительная система по п.1, в которой среди указанных звуковых акустических признаков указанных различных типов звуковоспроизводящих устройств звуковоспроизводящее устройство второго типа (B) имеет то же усиление, что и звуковоспроизводящее устройство первого типа (А) на частотах выше 300 Гц, на 8 дБ меньше на частоте 100 Гц и на 22 дБ меньше на частоте 50 Гц.

10. Способ получения оптимизированной пространственной конструкции для звуковоспроизводящих устройств для сцены многоканальной звукоусилительной системы для замещения конструкции для стереофонических средств,

причем расположение стереофонических средств содержит первый вертикальный пакет, состоящий из М звуковых колонок, расположенных слева от сцены, и второй вертикальный пакет, состоящий из М звуковых колонок, расположенных справа от сцены, идентичный первому пакету, где М является целым числом, которое больше или равно 1,

при этом оптимизированная пространственная конструкция содержит N звуковоспроизводящих устройств и выполнена с возможностью распространения пространственно распределенного звукового сигнала, содержащего N отличающихся друг от друга аудиосигналов, причем каждый из указанных N отличающихся друг от друга аудиосигналов содержит различную звуковую информацию, а N является целым числом, которое строго больше чем 3, причем пространственно распределенный звуковой сигнал получен в процессе создания звука перед его распространением, и каждое звуковоспроизводящее устройство выполнено с возможностью приема аудиосигнала, при этом каждое звуковоспроизводящее устройство содержит одну или более звуковых колонок и выполнено с возможностью приема одного из указанных N отличающихся друг от друга аудиосигналов, причем набор, состоящий из N звуковоспроизводящих устройств, преимущественно рассредоточен по всей ширине сцены и обеспечивает общую зону покрытия для многоканальной звукоусилительной системы, при этом звуковоспроизводящие устройства выполнены с возможностью усиления и распространения аудиосигналов,

причем способ включает:

этап выбора, на котором выбирают звуковоспроизводящие устройства, относящиеся по меньшей мере к двум типам (A, B), различающимся по звуковым акустическим признакам указанных различных типов звуковоспроизводящих устройств;

этап деления всей ширины указанной сцены, на котором определяют по меньшей мере одну центральную зону и по меньшей мере две боковых зоны;

этап расстановки звуковоспроизводящих устройств, на котором X звуковоспроизводящих устройств первого типа (A) размещают в центральной зоне, причем указанные звуковоспроизводящие устройства первого типа (А) содержат 2M/X или меньше звуковых колонок, где X является целым числом, которое больше или равно 2, и в боковых зонах размещают N-X звуковоспроизводящих устройств второго типа (В).

11. Способ по п.10, согласно которому:

когда расположение стереофонических средств также содержит два идентичных набора, каждый из которых содержит Y сабвуферных звуковых колонок, причем один из наборов размещен слева от сцены, а другой набор размещен справа от сцены, где Y является целым числом, которое больше или равно 1,

на этапе выбора выбирают звуковоспроизводящие устройства также третьего типа (C), отличающиеся по звуковым акустическим признакам указанных различных типов звуковоспроизводящих устройств от устройств первого и второго типов (A, B); и

на этапе расстановки звуковоспроизводящих устройств в центральной зоне указанной сцены размещают 2Y или меньше сабвуферных звуковых колонок для представления звуковоспроизводящих устройств третьего типа (C).