Виртуальный звук 7.1 в наушниках: что говорят прогеймеры?
Что это вообще такое и кому понравится
Когда-то игровая гарнитура была только одного формата — стерео. Потом появились более прогрессивные 5.1 и даже 7.1. Но если в комнате можно расставить колонки по разным углам и получить настоящий объемный звук, то что происходит с наушниками? В гарнитуре звук — виртуальный.
Виртуальный звук: что это значит?
В обычной жизни если кто-то разговаривает, скажем, слева сзади от нас, мы воспринимаем его речь двумя ушами одновременно и ощущаем реальное направление, откуда приходит звук.
То же самое — в полноценных аудиосистемах 5.1 или 7.1: за счет размещения дополнительных колонок мы физически можем услышать звуки в нужном направлении. Кроме того, волны отражаются от стен, и это тоже создает более целостную звуковую картину.
А что в наушниках? У нас по два уха, каждое накрыто чашкой с хорошей звукоизоляцией. Чтобы создать ощущение, что разговор идет слева сзади, нужно подать в оба уха сигналы с определенной частотой и задержкой по времени. Эти сигналы синтезируются искусственно, поэтому объемный звук и называется виртуальным. Подавая звук таким образом, мы обманываем собственный мозг, который естественным путем определяет местонахождение источника.
Есть и модели наушников с несколькими излучателями. Например, в Asus ROG Theta 7.1 их реально 8. Но такие аксессуары дороги, к тому же, тяжеловаты для продолжительных игр. Поэтому чаще используют более простую схему с парой качественных динамиков. По сути — стереозвук, но программным путем разведенный до формата 7.1.
Реальный эффект от виртуального 7.1 зависит от точности расчета звуковой картины. А алгоритмы ее расчета ориентированы на среднестатистического пользователя. В них не учитываются особенности строения уха конкретного человека, а оно может сильно отличаться. Поэтому в зависимости от анатомических особенностей разные люди воспринимают виртуальный 7.1 по-разному: у некоторых объем просто теряется.
Кроме того, попытка создать пространственную картину часто приводит к странному результату. Например, звук, который вы должны воспринимать как исходящий слева сзади, по факту слышится как слева спереди или просто где-то слева, и трудно понять, где именно.
Если вы играете в шутер, такая дезориентация критична: вы просто не поймете, откуда стреляют или где находится противник. В этом и есть главная проблема виртуального звука.
Кому это важно?
Данила Goose Гусев, прогеймер
Есть мнение, что в шутерах виртуальный звук 7.1 помогает точнее определить направление звука, например, сориентироваться, откуда стреляли. Так вот не верьте! Я играю только в стереогарнитуре: только она дает на 100% четкое понимание направления, откуда исходит звук. Хотя не сомневаюсь, что кому-то виртуальный звук 7.1 в наушниках может нравиться.
Даниил molz Ионов, прогеймер
В шутерах вроде CS важен очень строгий звук. Я пробовал играть в гарнитуре с виртуальным 7.1 на одном официальном соревновании и очень пожалел об этом. Ты элементарно можешь неправильно понять, откуда кто-то бежит или где стреляют.
С точки зрения комфорта игры ничего лучше обычной качественной стереогарнитуры для шутеров нет. Допускаю, что слушать музыку или играть в какие-то другие игры, не требующие точного позиционирования, с 7.1 интереснее. Либо нужно рассматривать пару «хорошая звуковая карта» + реальный, неэмулированный 7.1.
В общем, проигроки в CS виртуальный 7.1 не оценили. А что про технологию думает рядовой игрок в World of Tanks?
Алексей Федоров, геймер, играет в World of Tanks
WoT — игра атмосферная. В ней значительное внимание уделено звуковому оформлению: в процессе боя где-то пролетают самолеты, где-то строчит пулемет, где-то рвутся бомбы… Все эти звуки неигровые, то есть просто фоновые. Но они (вместе с соответствующим видеорядом) позволяют лучше проникнуться игрой, глубже погрузиться в игровую реальность.
Мне очень понравилось играть в наушниках с объемным звуком 7.1, хотя и виртуальным. Фоновые звуки воспринимаются иначе, и некоторые настолько реалистичны, что иногда хочется обернуться и посмотреть, не упало ли что-то с полки или еще откуда. Если ты не видишь противника на карте, вычислить его по звуку не получится. А если видишь, так это и не нужно.
Итог: виртуальный 7.1 подходит не для всех
Как включить и использовать объемный звук «Windows Sonic»
По умолчанию Windows Sonic for Headphones отключена, но вы можете включить её для виртуального объемного звука. Эта опция доступна и на Xbox One.
Как включить Windows Sonic
Вы можете легко включить или отключить эту функцию с помощью значка звука в области уведомлений. Щелкните правой кнопкой мыши значок динамика, выберите пространственный звук и выберите Windows Sonic for Headphones, чтобы включить его. Выберите Выключить здесь же, чтобы отключить Windows Sonic.
Если Вы не видите здесь или на панели управления опции для включения пространственного звука, значит ваше звуковое устройство не поддерживает его. Например, эта опция будет недоступна при использовании встроенных динамиков ноутбука.
Вы также можете получить доступ к этой функции из Панели управления. Чтобы запустить его, перейдите на Панель управления → Оборудование и звук → Звук.
Дважды щелкните устройство воспроизведения, для которого требуется включить Windows Sonic, перейдите на вкладку Пространственный звук и выберите Windows Sonic for Headphones в раскрывающемся списке.
Вы также можете включить Dolby Atmos для наушников в том же выпадающем меню. Это аналогичная технология пространственного звука для наушников, но она использует технологию Dolby и требует покупки в приложения для разблокировки.
Вы также можете включить или отключить параметр Включить виртуальный объемный звук 7.1 на вкладке пространственный звук.
На консоли Xbox One этот параметр находится в меню Система → Настройки → Экран и звук → Аудиовыход. Выберите Windows Sonic для наушников под Headset audio.
Что такое пространственный звук
Как отмечается в документации разработчиков Microsoft, Windows Sonic является «платформенным решением для пространственной поддержки звука в Xbox и Windows». Разработчики приложений могут использовать API пространственных звуков для «создания аудио-объектов, которые испускают звук с позиций в трехмерном пространстве». Все приложения могут воспользоваться новыми приложениями UWP, традиционными настольными приложениями Windows, стандартными компьютерными играми и играми Xbox One.
Это такие же данные, которые получает Dolby Atmos, поэтому Windows Sonic обеспечивает полную поддержку Dolby Atmos в последних версиях Windows 10. В сочетании с приемником и акустической системой с поддержкой Dolby Atmos, Вы будете слышать звуки, словно они исходят из трехмерного пространства – как по вертикали, так и по горизонтали – для улучшения эффекта объемного звучания.
Так, например, если звук идет сверху и справа, относительно вашей позиции в кино, телешоу или видеоигре, потолочный динамик на правой стороне будет издавать этот звук громче и раньше.
Приложение Dolby Access из магазина Windows поможет вам настроить звук домашнего кинотеатра Dolby Atmos на ПК с Windows 10.
Как работает пространственный звук в наушниках
Пространственные данные будут полезны только в том случае, если у вас есть система Dolby Atmos, которая действительно может их использовать. Даже если у вас есть традиционная система объемного звучания 7.1, вы просто получаете нормальный объемный звук с восемью каналами аудио – семь динамиков плюс сабвуфер.
Однако, эти позиционные данные могут обеспечивать пространственный звук в любой паре наушников. Вам просто нужно включить либо «Windows Sonic для наушников», либо «Dolby Atmos для наушников». Оба работают аналогично, но версия Dolby использует технологию Dolby и требует покупки приложения, в то время как Windows Sonic использует только технологию Microsoft и поставляется бесплатно с Windows 10 и Xbox One.
Когда Вы включаете одну из этих функций, ваш ПК с ОС Windows (или Xbox One) будет смешивать звук с использованием позиционных данных, обеспечивая виртуальный пространственный звук. Итак, если вы играете в игру, и звук идёт сверху вашего персонажа и справа, звук будет смешиваться до того, как он будет отправлен в ваши наушники, чтобы вы услышали этот звук как сверху, так и справа.
Эти функции пространственного звука работают только с приложениями, которые предоставляют пространственные данные для Windows.
Как насчет виртуального объемного звука 7.1
При включении Windows Sonic для наушников функция Включить виртуальный объемный звук 7.1 на панели управления звуками также будет включена. На консоли Xbox One эта функция называется Использовать виртуальный объемный звук.
При включенном 7.1-канальном объемном звуке Windows будет использовать 7.1-канальное объемное звучание в видеоиграх или фильмах, а также смешать их со стереозвуком с учетом положения предметов перед отправкой в наушники, то есть объемный звук 5.1 также будет работать.
Чтобы правильно использовать эту функцию, вам необходимо настроить игру или видеоплеер для вывода объемного звука 7.1, даже если вы используете наушники. Ваши наушники будут функционировать как виртуальное устройство объемного звучания 7.1.
Но, в отличие от настоящего объемного звука, вы по-прежнему используете стандартную пару стереонаушников с двумя динамиками – по одному для каждого уха. Тем не менее, виртуальный объемный звук обеспечивает более качественное позиционирование звуковых сигналов, которые особенно полезны при игре на ПК или Xbox.
Функция виртуального объемного звука работает со всеми приложениями, обеспечивающими звук 7.1. Многие игры и фильмы, которые не обеспечивают пространственный звук, имеют поддержку объемного звука 7.1, поэтому это совместимо со многими другими приложениями.
Со всех сторон: зачем Apple виртуальный многоканал в наушниках
Технологические решения и инновации Apple могут выглядеть спорными с точки зрения логики, но у них есть одно неоспоримое преимущество: они становятся популярными и таким образом двигают прогресс вперед. В той или иной мере.
На прошедшей недавно конференции WWDC 2020 Apple сообщила, что с обновлением на iOS14 наушники AirPods Pro тоже обновятся и научатся эмулировать многоканальный звук. Причем не просто раскидают виртуальные каналы по правому и левому наушникам, но также будут учитывать положение головы слушателя с помощью гироскопов, встроенных в корпуса, и положение телефона, с которого воспроизводится контент.
Направлена эта фишка, ясное дело, на просмотр кино — чтобы погружение в процесс было более полноценным. Опустим тот момент, что смотреть что-то, кроме коротких роликов с YouTube, на крохотном экранчике не очень удобно — все-таки на iPhone доступны самые разные приложения онлайн-кинотеатров и стриминговых сервисов.
А лучше задумаемся о том, почему большинство улучшайзеров, создающих псевдомногоканальный звук в наушниках, ведут себя не совсем так, как хочется, и что может предпринять Apple для того, чтобы наконец пнуть всех в нужном направлении.
Зачем нужен этот ваш сурраунд?
Есть небольшая загвоздка в терминологии, все путаются: то трехмерное звучание, то объемное, то окружающее. Технически, именно окружающее звучание — это тот самый surround, наклейки с которым серебрились на технике из 90-00-х. Именно в окружающем звучании используется многоканальная система, физически окружающая слушателя колонками со всех сторон — и каждая из этих колонок воспроизводит свой канал.
Трехмерного же звучания, по идее, можно достичь намного дешевле, не городя огромный многоканал — с использованием бинауральных записей в наушниках. Фактически, разница в том, что окружающее звучание воссоздает звуковую картину с точки зрения источника, а трехмерное бинауральное — с точки зрения слушателя. Но тут все не так просто.
Бинауральные записи, хоть и существуют уже более сотни лет, не так уж сильно распространены в массовой культуре — и фильмы с аудиодорожками в таком формате не выпускают.
Причина проста: фильмы делают для кинотеатров, где можно — и даже нужно! — разместить вагон и маленькую тележку колонок, озвучивающих отдельные каналы, а вовсе не для просмотра на маленьких телефонах в крохотных наушничках. В 40-х годах, когда окружающее звучание только зарождалось, о таком варианте просмотра кино никто и не задумывался.
Первопроходцем сурраунд-индустрии стал Уолт Дисней — его «Фантазия», над звуком которой потрудились инженеры Bell Labs, стала первой картиной, в которой звук гулял туда-сюда из канала в канал, создавая полноценное окружающее звучание. Шмель жужжал по всему залу — и спасибо стоит сказать специальной многомикрофонной системе, разработанной инженерами Bell Labs, а также аудиосистеме под названием Fantasound.
Это была пятиканальная система: правый, центральный и левый фронтальные каналы плюс правый и левый тыловые. Основной саундтрек воспроизводили на фронтальных каналах, а звук для тыловых записали на отдельной ленте и включали запись в нужные моменты.
Как и с современным качественным суррандом, проблема была в цене: всего в мире установили две системы Fantasound — в Нью-Йорке и в Лос-Анджелесе — и каждая из них стоила 85 000 долларов США. Плюсом ко всему Дисней выпустил еще несколько дорожных вариаций системы по 45 000 долларов, но они не включали в себя колонки окружающего звука.
Fantasound была огромной и дико дорогой
На смену дорогущему формату от Диснея пришла более доступная многоканальная технология от Cinerama и CinemaScope — экраны стали шире, под ними вмещалось больше динамиков, поэтому пришлось создавать стену звука. На пленку магнитным способом удавалось записать до шести звуковых дорожек.
В 4-дорожечном варианте, например, три работали с фронтальными каналами — правым, левым и центральным, а еще одна в формате моно транслировалась на все остальные колонки в кинозале — это была дорожка окружающего звучания, на которую чаще всего записывали звуки эффектов и фоновые шумы. Но и эта система оказалась недостаточно дешевой и потому быстро забылась.
Настоящий фурор произошел в 70-х: пришел Dolby Stereo, который на деле не стерео, а четырехканальный — причем звук записывался оптически. Эту технологию всему миру продали «Звездные войны», вышедшие в 1977 году и поразившие зрителей, помимо прочего, звуком из тыловых каналов — так что владельцы кинотеатров срочно побежали обновлять свои кинозалы, стремясь внедрить Dolby Stereo.
Дальнейшее развитие окружающего звучания тоже связано с Джорджем Лукасом — появилась сертификация THX, а после и новый четырехканальный формат Dolby SR. Но самое раздолье пришлось на 90-е — править бал стала цифра. А с ней и Dolby Digital Surround, DTS, SDDS и EX.
Низким частотам отдали свой собственный канал, который из кинотеатральных систем больше никуда не убегал, а для более высоких частот каналов стало пять — три фронтальных и два боковых канала окружающего звука. Sony пошла дальше и в своем формате SDDS добавила еще два фронтальных канала, дорастив конфигурацию до 7.1, а Dolby в Digital Surround EX поставила отдельный тыловой канал — и получилось 6.1. А иногда ставила и два тыловых — видимо, не желая уступать Sony с ее 7.1.
Вот тогда число каналов в системах — хоть в больших кинотеатрах, хоть в домашних — начало неуклонно расти. Цифра все упростила — с ее приходом воспроизводить многоканальные миксы дома стало проще. Но проблема того, что многоканальная система занимает место и стоит денег, никуда не делась.
И тут на помощь приходят наиболее компактные средства звуковоспроизведения — наушники.
И куда же его запихнуть?
В сущности, от наушников добиться многоканального звука можно двумя способами. Первый — очень сложный с точки зрения конструктива: в две чашки необходимо встроить нужное число излучателей, практически соответствующее числу каналов. В этой сфере все начиналось с квадрозвука, а потом уже пошли более привычные для нас 5.1 и 7.1.
У современных наушников Asus Strix 7.1 по пять динамиков в чашке — они и отыгрывают все эти каналы
Второй же требует большего изящества в области ПО: в нем никто не покушается на стереоприроду наушников, а многоканальность достигается с помощью виртуализации. За это отвечают встроенные или внешние системы, которые разделяют аудиосигнал на составляющие и модифицируют его, чтобы он звучал так, будто бы доносится из нескольких источников.
У первого способа есть один потенциальный плюс: по идее, он выдает более реалистичное объемное звучание. Минусов — причем не потенциальных, а очевидных — больше: такие наушники более тяжелые и дорогие, чем те, которые полагаются на виртуализацию, поскольку их сложнее производить. К тому же, использование нескольких маленьких динамиков вместо одного большого может негативно сказаться на общем качестве звука. Баталии о превосходстве того или иного способа разворачиваются нешуточные — примерно такие же, как между винилом и цифрой.
Забавно, что наушники с виртуализацией окружающего звучания появились в первую очередь из-за фильмов, однако огромный пинок этому сегменту аудиоиндустрии дали видеоигры: окружающее звучание позволяло лучше понимать, где находятся противники, лучше чувствовать игровой мир и происходящие в нем события.
В 2011 году Sony выпустила MDR-DS7500 с собственным предусилителем-микшером, который обрабатывал полноценную многоканальную цифровую аудиодорожку, и назвала их первыми 3D-сурраунд наушниками, однако еще в 2008 году увидела свет гарнитура Razer Megalodon. Она выдавала звук в форматах 5.1 и 7.1 — а если источник не поддерживал эти форматы, то ограничивалась обычным стерео.
В свое время Megalodon стала культовой — нельзя сказать, что она была первой в своем роде, но очарование Razer вместе с крутым дизайном и действительно продуманным подходом к виртуализации звучания сделали свое дело. У этой гарнитуры был пульт, позволяющий по отдельности регулировать громкость каждого виртуального канала, а к источнику — компьютеру — она подключалась по USB.
Поступающий сигнал обрабатывался встроенным DSP: система, используемая Razer, называлась Razer Maelstrom Audio Engine, и в ее основе лежали передаточные функции головы (HRTF), которые она обрабатывала быстрее конкурентов за счет использования фирменных алгоритмов. В общем-то, ничего прорывного в ее системе не было: основа и концепция та же, просто реализация на тот момент оказалась наиболее отточенной — и с широкими возможностями персонализации.
Конец нулевых и начало десятых стали временем расцвета как для гарнитур с полноценными сурраунд-системами (кучей динамиков в чашках), так и для гарнитур с виртуализацией. Сейчас на рынке непросто встретить гарнитуру, в названии которой нет приписки «5.1», «7.1» или еще какой — простое стерео в играх почти не котируется.
Свои собственные алгоритмы для создания виртуального многоканала в наушниках представили и отцы оригинальной технологии: Dolby и DTS выпустили Dolby Headphone и DTS Headphone: X, причем Dolby эту технологию получила еще аж в 1998 году, но в игровую технику ее начали внедрять в 2010-м, а DTS — в 2011-м.
Если Dolby поначалу использовалась лишь несколькими производителями по лицензии, то технология от DTS обещала реалистичный звук формата 11.1 в любых наушниках (но поддерживают ее все-таки не все).
В свое время Headphone:X воспользовался Ханс Циммер: на iOS вышли приложения Z+ Apps, в которых с помощью системы виртуализации звучания от DTS можно было послушать саундтреки композитора в наушниках, но в формате 11.1. Сейчас же ее можно встретить и в новейших моделях геймерских гарнитур.
На смену Dolby Headphone пришла Dolby Atmos for Headphones — стало еще больше эмуляции каналов. Недавно вышло приложение Razer THX Spatial Audio для Windows 10, которое позволяет вручную расставить вокруг себя семь виртуальных колонок и эмулировать их в любых наушниках и любых программах. Программ, на самом деле, много — вот здесь можно найти список, да и то не самый полный.
Почему не работает?
Проблема одна: мозг не так-то просто обдурить. В принципе, игры создают намного больший эффект погружения за счет того, что игрок сам является участником происходящих на экране событий, так что некоторые кривоватости алгоритма виртуализации звучания сглаживаются: главное, что ясно, кто откуда идет и что откуда падает. Однако качественного ощущения расстояния и объема, сопоставимого с полноценной системой, системы наушникового объемного звучания пока создать не могут. При просмотре кино морок рассеивается окончательно.
В тех же «полноценных сурраунд-наушниках» — у которых по несколько динамиков в чашке — эффект не очень осязаем из-за того, что сами динамики расположены слишком близко друг к другу, и разный угол их наклона по отношению к уху, в общем-то, сильной роли не играет.
Система виртуализации объемного звука, в первую очередь, построена на умном использовании задержек: звук доходит до ушей с небольшой паузой, будто бы имитируя расстояние, которое ему требуется преодолеть для того, чтобы каждое ухо — правое и левое — его поймало. Изменение в уровне звукового давления позволяет понять, откуда доносится звук — и здесь тоже нужно работать с обоими ушами.
Старые добрые HRTF-функции зависят от параметров головы: именно за счет этого звук приобретает объем
Главная причина, по которой в звучании таких систем чувствуется ненатуральность — их универсальность. Фишка классического многоканала в том, что мы воспринимаем его всем телом — всей головой и ушами, да даже рост на это дело влияет. Слушатель — это часть аудиосистемы, он тоже в некоторой степени создает ее звучание. Точнее, его физические особенности влияют на то, как он воспринимает звук — и магия пропадает, если убрать его из уравнения.
В большинстве систем виртуализации многоканала, да и в многоканальных наушниках с кучей динамиков, особенности конкретного слушателя не учитываются. Только недавно появились технологии — например, у Creative и Sony, — которые предлагают сфотографировать ухо и уже на основе формы раковины корректируют звучание, персонализируют его под конкретного слушателя. Но таких систем пока еще мало и они не слишком распространены.
Если вернуться к фильмам, то на данный момент на рынке есть, пожалуй, только одни наушники для воспроизведения многоканальных аудиодорожек фильмов — это Sony WH-L600 (и еще вся линейка DS) с поддержкой декодирования Dolby Pro Logic II. Даже родные наушники Dolby — Dimension — не обещают многоканального кинозвука. Однако в них уже дебютировала технология, которую планирует использовать Apple, превращая свои крошечные AirPods в портативный сурраунд-сетап: они отслеживают положение головы и подстраивают звучание в соответствии с ним.
Соотнося положение наушников и экрана портативного устройства, технология будет регулировать звучание относительно изображения и выстраивать виртуальную звуковую сцену на основе этих данных. Конечно, эта функция не даст дополнительной персонализации звучания, но вполне может создать очень качественный погружающий эффект за счет точной локализации источников в пространстве именно по направлению.
Предложит ли Apple фотографировать уши, вводить рост-вес и обхват головы в сантиметрах? Неясно, особенно при том, насколько щепетильно сегодня пользователи относятся к своим личным данным. Но именно эта особенность — учет физических параметров слушателя — отделяет настоящий многоканал от виртуального.
По словам Apple, после обновления ПО, запланированного на осень, в наушниках AirPods Pro можно будет смотреть фильмы с дорожками в форматах 5.1, 7.1 и даже Dolby Atmos. Обновить наушники будет недостаточно — придется обновлять и систему.
Все не просто так
В своих анонсах этой системы виртуализации звучания Apple упирала на то, что создает ее для фильмов — но кто знает, будет ли тот же функционал доступен, например, в мобильных играх. Или в музыкальных приложениях.
И это самый интересный момент, потому что сейчас развитие виртуального многоканала в наушниках идет в первую очередь в играх. Саундбары с тремя динамиками играючи декодируют Dolby Atmos и раскидывают его по крохотным широкополосникам (хоть и с мнимой эффективностью) — а наушникам еще учиться и учиться. Впрочем, появляются различные 360 Audio и Dolby Atmos в Tidal, а также прочие штуки, ориентированные на прослушивание музыки, но популярность они набирают очень медленно.
В принципе, сейчас наблюдается тенденция минимизации сетапов. Персональный звук набирает популярность — проще выбрать себе наушники, чем поставить стереопару, а о многоканале и говорить нечего. И если Apple продемонстрирует технологию виртуализации многоканального звучания, работающую при просмотре видеоконтента хотя бы на средненьком уровне, другие компании начнут за ней повторять.
Нас ожидает вал наушников, ориентированных на декодирование самых разных форматов Dolby и DTS, рост популярности видеостриминговых сервисов, какие-нибудь портативные домашние кинотеатры и прочее. Вполне может быть, что именно геймерские компании первыми начнут выпускать уши, подходящие для кинопросмотра — все-таки какой-то опыт у них уже есть, да и большинство технологий виртуализации заметнее всего внедряются именно в этой сфере.
