Триколор ТВ «Спутниковый интернет»
 

Саундбары как решение проблемы качества звука телевизора

14.08.2020 > 10:15
Саундбары как решение проблемы качества звука телевизора
Фото: Shutterstock
Развивая тему звука в современных телевизорах, мы расскажем о саундбарах — компактных акустических системах, призванных улучшить звучание подключаемого к ним источника медиа (в нашем случае — телевизора). Их создание стало возможным благодаря появлению нового поколения высокоэффективных громкоговорителей, предназначенных для работы в акустических системах малого объема, разработке цифровых процессоров с алгоритмами создания пространственных звуковых эффектов, а также экономичных цифровых усилителей низкой частоты.

Из чего состоит саундбар

Саундбар включает в себя следующие составляющие:

  • корпус с установленными в него громкоговорителями;
  • усилители звуковой частоты (обычно цифровые класса D);
  • цифровой процессор звука для создания пространственных эффектов звучания (способен декодировать форматы многоканального звука Dolby Digital, Dolby True HD, DTS, DTS–HD Master, продвинутые модели поддерживают Dolby Atmos);
  • проводные (HDMI, оптический и коаксиальный цифровые входы, аналоговый вход) и беспроводные (Bluetooth) интерфейсы для подключения источников звуковых сигналов; процессор управления с пультом ДУ;
  • встроенный или внешний блок питания (как правило, импульсный);
  • отдельный активный сабвуфер — как правило, беспроводной, работающий по Bluetooth.

Для обеспечения максимально широкой диаграммы направленности излучения звуковых волн громкоговорители в корпусе саундбара расположены под разными углами для наиболее эффективного озвучивания своего сектора звуковой панорамы.

Устройство саундбара.jpg
Внутри типичного саундбара

Категории саундбаров

В зависимости от качества звучания и цены представленные на рынке модели саундбаров можно условно разделить на несколько категорий.

Бюджетные модели (цена до 10 тыс. рублей)

Обеспечивают лучшее качество звука, чем встроенная акустика большинства телевизоров. Однако часто поставляются без беспроводного сабвуфера, поэтому говорить о полноценных «низах» для этой категории не приходится. Функциональное оснащение и возможности подключения внешних устройств достаточно скромные. В этом сегменте представлены младшие модели JBL, LG, Samsung, Xiaomi.

Модели среднего класса (10–20 тыс. рублей)

Как правило, содержат встроенные цифровые звуковые процессоры, позволяющие воспроизводить пространственные эффекты с учетом размеров и акустических особенностей помещения. Для этого в комплект входит измерительный микрофон, с помощью которого по результатам анализа воспроизведения тестовых сигналов калибруется цифровой процессор. Применение саундбаров этого класса позволит обеспечить качественное и насыщенное звучание видеопрограмм. Кроме телевизора к такому саундбару по интерфейсу Bluetooth можно подключить мобильные устройства — смартфоны, планшеты, ноутбуки. В этом сегменте доступны модели JBL, LG, Samsung, Yamaha.

Модели высокого класса (20–30 тыс. рублей)

В этом классе представлены модели с высоким качеством звука, в том числе низкочастотного диапазона — за счет использования мощного (доходит до 100 Вт) сабвуфера. Продвинутые алгоритмы цифровой обработки звука и использование большого количества встроенных громкоговорителей с собственными усилителями позволяют добиться реалистичного объемного звучания. Этот сегмент представлен старшими моделями LG, Samsung, Yamaha.

Саундбары высшего (премиум) класса

Так как цена в данном сегменте не является определяющим параметром, производители применяют в своих моделях самые совершенные технологии и материалы, а также элементную базу высокого качества. В результате получаемое качество звука вплотную приближает эти модели к уровню компонентных AV-систем с отдельными акустическими системами, при этом сохраняя компактность и возможность размещения рядом с телевизором. Верхний уровень саундбаров представлен топовыми моделями Bose, Harman/Kardon и Polk Audio.

soundbars_crop.png
Слева саундбар без сабвуфера, справа — с активным сабвуфером

Звуковые проекторы как развитие саундбара

Саундбары обеспечивают сбалансированное по частотному диапазону и комфортное звучание, и их применение позволило вывести качество звука телевизоров на принципиально более высокий уровень по сравнению с их собственным аудиотрактом. Для просмотра ТВ-программ со стереозвуком этого, как правило, более чем достаточно. Однако при просмотре контента с объемным многоканальным звуком воспроизводимая саундбарами звуковая панорама не впечатляет.

В описаниях большинства саундбаров приводятся данные о том, что они оснащены встроенными декодерами объемного звука (Dolby и/или DTS), и поэтому считается, что они могут воспроизводить трехмерное звуковое поле. Как правило, в простых моделях саундбаров звуковой процессор задерживает сигнал тыловых каналов (иногда с изменением их фазы), а затем суммирует его с фронтальными каналами. Затем эти сигналы воспроизводятся левыми и правыми группами громкоговорителей. В результате интерференции излучаемых звуковых сигналов и их отражения от стен комнаты у слушателей действительно возникает некоторое ощущение объемности звучания. Однако в большинстве случаев получается пародия на настоящий многоканальный звук: мало того, что нарушается тональный баланс исходной фонограммы, так еще и ухудшается локализация источников звука даже во фронтальной стереопаре. Поэтому многие владельцы саундбаров часто отключают опцию 3D-звука и слушают их в режиме стерео.

Однако это не означает, что при помощи моноблочного фронтального излучателя добиться иллюзии объемного звука принципиально невозможно. Возможно, но только с помощью гораздо более сложного по принципу действия, чем саундбар, устройства, называемого звуковым проектором. Принцип его действия заключается в том, что с помощью большого количества независимых излучателей звука с узкой диаграммой направленности устройство формирует звуковые лучи, которые отражаются от стен и потолка помещения и приходят в точку прослушивания с заранее рассчитанными задержками и фазовыми сдвигами. В результате в месте прослушивания формируется звуковое поле, подобное создаваемому AV-системой с комплектом акустических систем.

Sound projector.jpg
Принцип действия звукового проектора

Для того чтобы реализовать на практике подобное устройство, требуется иметь десятки независимых каналов звука, то есть громкоговорителей с собственным усилителем. Плюс к тому — продвинутый цифровой процессор, рассчитывающий в реальном времени не только уровень и фазу сигнала для каждого громкоговорителя, но и время его задержки для того, чтобы обеспечить требуемое соотношение параметров звуковых лучей с учетом их отражений.

Собственно говоря, в пространственном взаимодействии звуковых волн и заключается принцип работы проектора. При совпадении фазы громкость увеличивается, а в противофазе, наоборот, уменьшается. Таким образом в любой точке помещения можно сфокусировать звуковые лучи псевдотыловых каналов. Отразившись от стен комнаты, они придут к слушателю сзади, как от реальных акустических систем.

Sound projector 2.jpg
Схема формирования лучей в звуковом проекторе

Первой столь сложную задачу удалось решить компании Yamaha, которая на выставке IFA–2005 показала первый в мире звуковой проектор YSP-1 (откроется PDF-файл), созданный совместно с британской компанией 1 Limited (сегодня Cambridge Mechatronics, владелец ключевых патентов этой технологии). Внешне устройство выглядело как обычный саундбар, правда, довольно большого размера. О сложности устройства YSP-1 свидетельствует тот факт, что под сеткой его фронтальной панели было спрятано 42 миниатюрных громкоговорителя, которые воспроизводили СЧ- и ВЧ-диапазоны, при этом каждый работал от собственного усилителя. За нижний (НЧ) диапазон отвечали два отдельных динамика, установленных по бокам корпуса устройства. Для получения иллюзии трехмерного звучания сигналы с выхода встроенного декодера Dolby Digital/DTS подавались на специализированный цифровой сигнальный процессор. Тот в режиме реального времени формировал индивидуальный сигнал для каждого из 42 излучателей с различной амплитудой и фазой. Принципиально важно, что при диаметре диффузора 40 мм они, по сути, являлись точечными источниками звука.

Коммерческие модели звукового проектора появились лишь несколько лет спустя: в 2018-м Yamaha выпустила модель YSP-5600. Проектор состоит из фронтального моноблока и активного беспроводного сабвуфера. Во фронтальном моноблоке установлено 46 динамических излучателей (то есть больше, чем у прототипа), каждый из которых снабжен отдельным усилительным модулем, получающим от процессора сигнал с индивидуально сформированными частотными, фазовыми и амплитудными характеристиками. Для привязки к акустическим параметрам помещения и правильного формирования звуковых лучей перед началом работы требуется откалибровать YSP-5600 с помощью встроенной системы автоматической калибровки и входящего в комплект поставки измерительного микрофона, помещаемого в точку прослушивания. Помимо декодирования форматов моногоканального звука Dolby Digital/DTS и их воспроизведения, проектор поддерживает также продвинутые форматы Dolby Atmos и DTS:X. Благодаря этому модель оказалась востребованной даже несмотря на высокую цену — свыше 100 тысяч рублей.

Заключение

В результате развития дисплейных технологий и уменьшения толщины приборов размещение в корпусе телевизора акустического тракта высокого качества становится все более сложной технической задачей. В то же время в связи с улучшением качества телевизионного изображения, в частности с появлением форматов высокого разрешения, требования к качеству звучания телевизоров также возрастают. Современные технологии позволяют решить эту задачу различными способами, в том числе при помощи саундбаров и звуковых проекторов.


Рубрика: Технологии
Все Статьи
Триколор ТВ «Спутниковый интернет»

Уважаемый Читатель!

Мы используем рекламную модель монетизации, чтобы доступ к нашему ресурсу оставался для Вас бесплатным.

Вы видите это окно, поскольку Ваш браузер использует блокировщик рекламных баннеров.

Пожалуйста, внесите сайт telesputnik.ru в список исключений. Это позволит нам и дальше создавать интересный и важный контент.

Благодарим за понимание и поддержку проекта!
С уважением, команда «Телеспутника».