Dolby Atmos w warunkach domowych

Dolby Atmos w warunkach domowych

Dolby Atmos w warunkach domowych 960 932 Cinematic

Dźwięk 3D – czyli czego nowego się dowiesz?

Czyli wszystko co chciałbyś wiedzieć o Dolby Atmos i innych formatach przestrzennych dźwięku 3D, ale nie wiedziałeś gdzie i kogo zapytać…


Po zapoznaniu się z niniejszym dokumentem powinieneś umieć odpowiedzieć m.in. na pytania:

  • Jakie głośniki do Dolby Atmos najlepiej zastosować?
  • Jak rozmieścić głośniki do Dolby Atmos i pozostałych formatów przestrzennych?
  • Co to jest Dolby Atmos i jaki jest sens i cel formatu?
  • Czy instalacja głośników Dolby Atmos ma sens?
  • Jakie urządzenia zastosować do kina domowego Dolby Atmos?
  • Jak zaplanować kino domowe Dolby Atmos?
  • Czy można połączyć systemy Dolby Atmos i DTS:X w warunkach domowych?
  • Gdzie zainstalować głośniki, aby uzyskać dźwięk 3D?

Artykuł powstał w oparciu m.in. o:

  • szkolenie Immersive Audio – Unified 3d Speaker Layouts For Multiple Listeners
  • seminaria Trinnov – twórcy referencyjnego procesora kinowego do dźwięku 3D
  • dokumentacje techniczne Dolby Atmos, Auro-3D, DTS:X
  • serię artykułów autorstwa Jon Herron’a :Recommended Loudspeaker Positions For Optimal Immersive Sound Reproduction / Screen Loudspeakers / Surround Loudspeakers / Wide And Upper Loudspeakers

Sala kinowa z systemem Dolby Atmos - wizualizacja

Kino domowe Dolby Atmos

Artykuł, a właściwie bazę wiedzy dotyczącą formatów immersyjnych, czyli dźwięku przestrzennego – polecamy wszystkim osobom, które chcą wykonać pokój kinowy i posiadać własne, profesjonalne kino domowe z dźwiękiem przestrzennym. Skupiamy się na kluczowych aspektach, z punktu widzenia lokalizacji poszczególnych elementów. Wyjaśniamy jaka idea przyświecała twórcom formatów dźwięku przestrzennego oraz jak uniknąć najważniejszych problemów i pułapek. Kino domowe Dolby Atmos potrafi zapewnić niezapomnianych wrażeń i emocji, wobec czego warto zrobić to porządnie.

Terminologia

głośnik – dla uproszczenia stosujemy nazewnictwo w odniesieniu zarówno do poszczególnego głośnika (np. niskotonowy, coaksjalny) jak i do zespołu głośnikowego (kolumna głośnikowa).

MLP – z języka angielskiego “main listening position”, czyli główne miejsce odsłuchu. Oferuje najlepszy odbiór dźwięku i obrazu. Zlokalizowane w osi głównej ekranu w idealnej odległości i kątem względem głośników.

kąt słyszenia – pomiędzy lewym głośnikiem, widzem, a głośnikiem prawym. Podawany na 2 sposoby. Sposób 1 odnosi się do kąta pomiędzy głośnikiem bocznym, widzem a głośnikiem centralnym – przy założeniu że układ Lewego i Prawego głośnika jest symetryczny względem głośnika Centralnego. Kąt taki wyraża się jako ±22°. Sposób drugi to relacja pomiędzy lewym głośnikiem, widzem, a głośnikiem prawym  i wyrażona jako 44°. Obie wartości oznaczają dokładnie to samo.

kąt widzenia poziomy – tworzy go lewa krawędź ekranu, widz i prawa krawędź ekranu. Identycznie jak w przypadku kąta słyszenia wyrażany jest na 2 sposoby. Punktem odniesienia może być środek ekranu lub jego prawa krawędź. Publikując dane dotyczące kątów widzenia, domyślnie zakładamy ze chodzi o kąty poziome.

kąt widzenia pionowy – tworzy linia wzroku widza patrzącego na dolną i na górną krawędź ekranu.

ekran transparentny – powierzchnię projekcyjna (materiał) umożliwiająca montaż głośników za ekranem. Rozwiązanie stosowane w każdym kinie komercyjnym i w kinach domowych premium.  Dzięki precyzyjnej lokalizacji głośników podczas seansu dźwięk dochodzi do widzów bezpośrednio z obrazu, co gwarantuje większy realizm i naturalność przekazu.

scena dźwiękowa – zdolność do odtwarzania dźwięków z różnych kierunków i odległości. Często odnosi się do obrazu fantomowego tworzonego przez 2 głośniki, które przy odpowiednich warunkach są w stanie stworzyć spójny obraz dźwiękowy postrzegany przez słuchacza jako przestrzenna scena muzyczna. Z nakreśloną głębią i różnym rozmieszczeniem elementów muzycznych. W przypadku dwóch głośników muzycznych scena powinna powstać równo pomiędzy głośnikami, a przed słuchaczem.

Oznaczenia układu głośników

Nazewnictwo konfiguracji dla systemów 3D bazuje na standardowej nomenklaturze (stereo, 5.1, 7.1) dodając jedynie na końcu ilość głośników powyżej linii słuchu. Dla przykładu kiedy odnosimy się do konfiguracji 5.1.4 to

  • 5 oznacza: lewy (L), centralny (C), prawy (R), lewy boczny efektowy (Ls / SL), prawy boczny efektowy (Rs / SR), lewy tylny efektowy (Lrs / SBL) oraz prawy tylny efektowy (Rrs / SBR)
  • .1 wskazuje na subwoofer
  • .4 wskazuje na 4 głośniki znajdujące się nad głowami: lewy górny przedni (Ltf), prawy górny przedni (Rtf), lewy górny tylny (Ltr) i prawy górny tylny (Rtr)

Dlaczego powstały formaty dźwięku 3D?

Przez dekady dźwięk ewoluował od systemów monofonicznych, stereo, cztero-kanałowych aż do znanych już nam systemów 5.1 i 7.1 znajdujące się na większości ścieżek filmowych. Dotychczas dźwięk był rozprowadzany i odtwarzany za pomocą kolumn głośnikowych w jednej płaszczyźnie. Wszystkie głośniki znajdowały się mniej więcej w linii uszu widzów. Dopiero formaty tzw. immersyjne wprowadziły widzów w 3-ci wymiar. Wprowadzając nowe lokacje głośników znajdujących się nad głowami widzów uzyskaliśmy znacznie większy stopień realizmu, który dotąd był niespotykany.

Twórcy nowych formatów immersyjnych (Auro-3D, Dolby, DTS) są zgodni co do zasady umiejscowienia 5 lub 7 kanałów w płaszczyźnie linii słuchu (tak, jak to miało miejsce dotychczas). problemem jest jednak brak zgody co do optymalnej lokalizacji kanałów powyżej linii uszu (z angielskiego „height”). Jakby tego było mało, Dolby Atmos, Auro-3D and DTS:X mają wyraźnie odmienne stanowisko, gdzie powinniśmy umieścić dodatkowe głośniki. Uniemożliwia to tym samym montaż głośników, który byłby zgodny ze wszystkimi nowymi standardami. Uwzględnienie wszystkich nowych lokalizacji sprowadza się do kompromisu jaki musi podjąć instalator lub projektant systemu. Zwykle decydujemy się na jeden rozkład, który w naszym mniemaniu będzie dla nas najlepszy. Godząc się na ograniczenia w przestrzenności odtwarzania dwóch pozostałych treści. Dlatego też kluczowe stało się opracowanie sensownego układu rozmieszczenia głośników, który łączyłby w sobie technologie i pozwolił na odtworzenie z najwyższą precyzją wszystkich 3 formatów.

Potrzebujemy sensownego układu rozmieszczenia głośników, który uwzględniałby wszystkie 3 formaty immersyjne. I jednocześnie był w stanie wydobyć z nich potencjał przestrzenny, jaki każdy z nich z osobna byłby w stanie zaoferować.

Cechy wspólne systemów Audio 3D

Na szczęście trend w dźwięku 3D jest skierowany w stronę projekcji obiektowej. Jak przekroczymy typowe standardy 7.1, czy nawet 9.1, które lokalizują głośniki w okolicy linii słuchu, to każdy dodatkowy dźwięk w mixach Dolby Atmos czy DTS:X (lub DTS:X Pro) jest zakodowany w postaci danych przestrzennych. Oznacza to, że każdy dźwięk (muzyka, efekty specjalne, podkład) zawiera informację o lokalizacji i umiejscowieniu tego dźwięku w przestrzeni. Gdzie punktem odniesienia są miejsca odsłuchu. Dźwięki 3D mogą być odpowiednio skupione (łatwe do zlokalizowania) lub rozproszone. Dzięki takiemu podejściu piorun nad naszymi głowami może rozbrzmiewać „wszędzie” i otaczać nas. Zaś rykoszet od kuli rewolweru może się delikatnie odbić tuż nad naszą głową.

Wszystkie 3 formaty immersyjne (dźwięku 3D) zostały zaprojektowane z założeniem, że głośniki są idealnie zlokalizowane w relacji do pojedynczego, głównego miejsca odsłuchu (tzw. „sweet spot” lub MPL). I chociaż to uproszczenie musiało być niezbędne do prac nad systemami i rozwojem technologii dźwięku 3D, to niestety stwarza potencjalne problemy w sytuacjach, gdzie widzowie siedzą na szerszym obszarze niż kanapa.

W artykule staramy się ustalić, jakie rozmieszczenie i lokacje głośników pozwolą na wydobycie optymalnej jakości przestrzennej dla wszystkich słuchaczy. Jest to szczególnie kluczowe dla salek kinowych z 2 lub więcej rzędami foteli. Uwzględniamy 3 główne formaty: Dolby Atmos (najpopularniejszy), DTS:X oraz Auro 3D.

Dźwięk nad głową słuchacza

W świecie rzeczywistym dźwięk dochodzi do nas ze wszystkich kierunków. Nie tylko z płaszczyzny poziomej. Z tego względu, abyśmy mogli mówić o realizmie sceny dźwiękowej należało dodać nagłośnienie powyżej głowy widza, tworząc tym samym tzw. górną półkulę dźwięku.  Obrazowym przykładem jest lot helikoptera przelatującego nad głowami widzów. Użycie tradycyjnych lokalizacji dla systemów 7.1 pozwala na zlokalizowanie helikoptera w ruchu od przodu do tyłu.  Dodanie zaś głośników powyżej głowy stwarza już wrażenie helikoptera przenoszącego się powyżej naszymi głowami. W ten sposób poruszamy we wszystkich płaszczyznach obiekty dźwiękowe – w tym przypadku helikopter.

sens głośników atmos i bocznych

Lepsze uprzestrzennienie dźwięku

Od wielu lat kino korzysta z kanałów dyskretnych w formie lewego (L), prawego (R), centralnego (C) oraz kanałów efektowych (SR/SL/SBR/SBL). Źródła te dysponowały zwykle wystarczającą odpowiedzią częstotliwościową i mocą, aby móc dość precyzyjnie umieścić różnego typu elementy dźwiękowe “na”, jak i “poza” ekranem. Dopasowanie tonalne głośników pozwala na płynne przejście dźwięku z jednej lokalizacji do drugiej. Stąd ważne, aby wszystkie głośniki były w tej samej technologii i miały podobną charakterystykę częstotliwościową…

W tradycyjnym kinie 1 głośnik efektowy nie byłby w stanie nagłośnić kilku, a nie mówiąc już o kilkunastu rzędach siedzeń. W przypadku konfiguracji 5.1 w salach kinowych i dużych pokojach kinowych mamy najczęściej wiele głośników przypisanych do jednego kanału. Tworząc w ten sposób strefę lewego kanały efektowego i prawego kanału efektowego. Strefy te pozwalają na wprowadzenie zjawiska przestrzenności, ale robią to w bardzo ograniczonym zakresie.

Wiele głośników = wiele różnych dźwięków

Rozważmy sytuację, kiedy jesteśmy w restauracji. Poza dźwiękiem otaczającym nas ze wszystkich stron, poszczególne dźwięki dochodzące do nas z różnych miejsc znacznie się od siebie różnią. Jedna osoba będzie rozmawiała z drugą. W innym miejscu znajdzie się dźwięk noża, który kroi potrawę na talerzu, a jeszcze w innym ktoś będzie jadł zupę. Możliwość umiejscowienia wielu delikatnych dźwięków znajdujących się w naszej przestrzeni dodaje realizmu sytuacji.

Innym, mniej subtelnym przykładem byłyby strzały z karabinu dobiegające do nas gdzieś spoza ekranu. Zdolność wychwycenia tych strzałów w różnej przestrzeni otwiera nowe możliwości w zakresie kreowania świata filmowego.

Fundamentalną rolą dźwięku kinowego jest wspomaganie historii opowiadanej na ekranie. Przypisanie lokalizacji dźwięku do dowolnego miejsca w sali urzeczywistnia zjawisko przenoszenia się efektów z ekranu na salę. Jeśli przykładowo bohater na ekranie patrzy się z ekranu w stronę sali, to osoba odpowiedzialna za dźwięk kinowy możne odpowiednio nakierować dźwięk do konkretnych głośników. I zrobi to w zupełnie inny sposób, niż gdyby nasz bohater patrzył się nie w kierunku środka sali, a na lewą i do tego przednią część ekranu (czyli ta sama lewa część sali, ale różna odległość od widza). Nowe formaty dźwięku 3D przenoszą tradycyjne formaty na zupełnie nowy poziom.

Oznaczenia układu głośników

Nazewnictwo konfiguracji dla systemów 3D bazuje na standardowej nomenklaturze (stereo, 5.1, 7.1) dodając jedynie na końcu ilość głośników powyżej linii słuchu. Dla przykładu kiedy odnosimy się do konfiguracji 5.1.4 to

  • 5 oznacza: lewy, centralny, prawy, lewy boczny efektowy (Ls / SL), prawy boczny efektowy (Rs / SR), lewy tylny efektowy (Lrs / SBL) oraz prawy tylny efektowy (Rrs / SBR)
  • .1 wskazuje na subwoofer
  • .4 wskazuje na 4 głośniki znajdujące się nad głowami: lewy górny przedni (Ltf), prawy górny przedni (Rtf), lewy górny tylny (Ltr) i prawy górny tylny (Rtr)

Techniczne wymogi dla głośników w systemie kinowym

Dokumentacja kinowa do systemu Dolby Atmos rekomenduje aby zestawy kinowe przednie były w stanie wytworzyć ciągłe ciśnienie akustyczne wynoszące 105dB w miejscu odsłuchu (MLP) lub w odległości wynoszącej 2/3 długości sali kinowej. Oczywiście mowa o dźwięku pozbawionym kompresji i zniekształceń. Co praktycznie znacząco ogranicza ilość rozwiązań które możemy zastosować, gdybyśmy na poważanie chcieli zrealizować domową salkę kinową.  Dodatkowo zalecany jest zapas wynoszący +3dB (tzw. headroom) na zapewnienie komfortu pracy zestawom głośnikowym.

Subwoofer powinien zapewnić płaską odpowiedź częstotliwościową w zakresie od 31.5 do 120Hz (+/-3dB).

Głośniki efektowe razem ze wzmacniaczami powinny być w stanie odtworzyć ciśnienie ciągłe wynoszące 99dB w MPL. Najlepiej z +3dB zapasem i odpowiedzą częstotliwościową 40-16kHz. Ten ostatni warunek jest praktycznie niespotykany z racji na trudność realizacji w warunkach domowych. Ponieważ głośniki efektowe mają za zadanie pokrycie dźwiękiem większej powierzchni, specyfikacja określa kąty propagacji jakie są pożądane.

  1. głośniki przednie boczne mają mieć poziome pokrycie dźwiękiem wynoszące min. 60°, zaś pionowe min. 40°.
  2. zestawy boczne, efektowe powinny mieć pokrycie poziome min. 90° (większe niż 100° zalecane) , zaś pionowe min. 50°.
  3. głośniki górne znajdujące się nad widzami powinny mieć pokrycie w pionie i poziomie większe niż 100°…

Idealne proporcje dla Immersyjnej Sali Kinowej 3D

Optymalne rozmieszczenie głośników pod kątem uwzględnienia różnych formatów Immersyjnych musi spełniać wiele kryteriów i wymagań. Często sprzecznych ze sobą. Dodatkowo, jako że głośniki są umiejscowione w pomieszczeniu, sam pokój ma olbrzymi wpływ na możliwość ich montażu. Stąd niektóre pomieszczenia lepiej od innych nadają się do kin 3D.

Ta część artykułu skupia się na generalnych wytycznych z głównym celem ustaleniu takich proporcji, aby dźwięk spełniał założenia twórców formatu. Kwestię umiejscowienia samych głośników poruszymy w dalszej części.

Ponieważ w życiowych sytuacjach stworzenie pomieszczenia o idealnych wymiarach może być niemożliwe, inne części artykułu skupią się w jaki sposób zaadoptować rekomendowany układ głośników do typowych, dalekich od ideałów proporcji pomieszczeń (szerokie / wąskie pomieszczenia; wysokie i niskie sufity)

Umiejscowienie głośników (układ) według Dolby Atmos, Auro 3D oraz DTS:X

Trzech twórców formatów dźwięku 3D stworzyły zupełnie odrębny i niekompatybilny ze sobą układ. Umiejscowienie głośników, które zakłada stosowne pochylenia i kąty propagacji dźwięku (kąt pod jakim dźwięk rozprzestrzenia się z kolumny). Lokalizacja dodatkowych głośników oczywiście podawane jest w stosunku do głównego punktu odsłuchu. Pozycje te zostały przez twórców z uwzględnieniem różnego rodzaju treści – telewizja, muzyka bez obrazu, gry, wirtualna rzeczywistość. Jak również z uwzględnieniem bardzo szerokich możliwości zastosowań lokalowych – studia filmowe, sale kinowe high-end, masowe instalacje w domach.

W rezultacie te standardowe rekomendacje odnoszą się do „wzorcowej sytuacji”, kiedy jeden słuchacz jest otoczony przez głośniki bez uwzględnienia wielkości pomieszczenia, ekranu, innych słuchaczy itd. Dlatego też zamiast odczytywać dokumenty twórców formatów dźwiękowych jako absolutne wytyczne dla każdego z głośników systemu, ważniejsze jest, aby zrozumieć filozofię i pomysł jaki stoi za danym formatem. Rozumiejąc go łatwiej będzie znaleźć umiejscowienie głośników.

Nawet jeśli układy głośników w 3 standardach dźwięku przestrzennego są w stanie odtworzyć dźwięk dochodzący z dowolnego kierunku w ramach półkola nad głowami słuchaczy to filozofia każdego z twórców jest zupełnie inna.

W codziennych sytuacjach stworzenie pomieszczenia o idealnych wymiarach może być niemożliwe. Dlatego w dalszej części artykułu skupimy się na tym, w jaki sposób zaadoptować rekomendowany układ głośników do typowych, dalekich od ideałów proporcji pomieszczeń (szerokie/wąskie pomieszczenia; wysokie i niskie sufity)

Dlaczego na rzutach z góry głośniki są umiejscowione w okręgu?

Twórcy formatów dźwiękowych tworzą wytyczne dla studiów nagraniowych i post-produkcji. Określają najważniejsze czynniki i elementy, które muszą zostać spełnione przez studio. Tak, aby inżynier był w stanie nagrać i edytować dźwięk zgodnie z założeniami formatu. W przypadku edycji dźwięku dla potrzeb rozrywki domowej (Blu-ray, UHD, TV) technologia Dolby Atmos sugeruje twórcom aby miksowanie dźwięku (siedzisko inżyniera) odbywało się w równej odległości (tzw. “równoległy układ”) względem wszystkich głośników. Tworząc tym samym okrąg. Gdyby doszło do różnic w odległościach to należy je cyfrowo wyrównać stosując nie więcej niż 10ms opóźnienia.

Co ciekawe do pracy nad systemami immersyjnymi zalecana jest wysokość pomieszczenia minimum 240cm, zaś szerokość pomieszczenia minimum 300cm. Jeśli zaś chodzi o kryterium hałasu to poziom tła powinien wynosić poniżej krzywej NC25 z wszystkimi urządzeniami włączonymi.

Dolby Atmos – idea systemu

Atmos bazuje na głośnikach znajdujących się na warstwie znajdującej się w dookoła uszu (w okręgu) słuchacza oraz 2 liniach  sufitowych głośników górnych. System obsługuje do 34 głośników i w zależności od lokalizacji głośników jest w stanie odpowiednio przypisać sygnał. Spośród wszystkich głośników 24 pozycje są dystrybuowane w linii słuchacza (poziom uszu) po okręgu, zaś 10 pozycji dźwiękowych może zostać przesłanych do głośników rozmieszczonych w warstwie powyżej głowy słuchacza.

Widz usłyszy dźwięk pochodzący z dowolnego miejsca znajdującego się w półkuli powyżej linii uszu. Sam zaś układ rozmieszczenia głośników Atmos pozwala na odtworzenie przestrzennego dźwięku dookoła widza w zakresie 360 stopni. Z bardzo wysoką rozdzielczością przestrzenną i dźwiękami nad głowami widzów począwszy od ekranu, aż do tyłu pomieszczenia. Dolby w swoich materiałach kina domowego rekomenduje konkretne rozmieszczenie i pozycje głośników dla maksymalnie 15 głośników – konfiguracja 9.1.6.

Poniżej przedstawiamy proponowane przez standard Dolby Atmos konfiguracje do zastosowań w salonie. Wykorzystują one zarówno głośniki tradycyjne, sufitowe (ceiling)  jak i modułowe (Atmos-enabled), które pozwalają na dystrybucję dźwięku w kierunku sufitu celem późniejszego odbicia dźwięku i kreacji efektu dźwięku dochodzącego do nas z góry.

Formaty Dolby Atmos głośniki

Kolor niebieski obrazu linię głośników na linii uszu widzów (efektowe). Kolor czerwony to warstwa górna obrazująca głośniku powyżej linii uszu. Głośniki są zlokalizowane wzdłuż 2 linii nad głowami słuchaczy.

Idea Dolby Atmos
rozmieszczenie Dolby Atmos

Auro-3D – idea systemu

Twórca formatu rekomenduje zestawienie 2 warstw głośników. Jedna na poziomie linii uszu (kolor niebieski), druga (kolor czerwony) podniesiona zawierająca dodatkowo jeden głośnik. Układ głośników jest zoptymalizowany nie tylko do reprodukcji dwóch warstw dźwięku, ale także do reprodukcji dźwięków pomiędzy dwoma warstwami. Przede wszystkim w celu osiągnięcia efektu ciągłość w reprodukcji w osi pionowej i uzyskania tym samym wrażenia dookólnego i otaczającego dźwięku.

W przypadku Auro-3D kluczowe jest zachowanie właściwego kąta pomiędzy dwoma warstwami, który powinien się zamykać w zakresie pomiędzy 25 a 40 stopni, z kątem 30 stopni jako wzorcowym punktem odniesienia. System Auro-3D obsługuje do 13 kanałów głośnikowych odpowiadających stosownym układom głośników nazywanych odpowiednio: 9,1, 10.1 i 13.1

W odróżnieniu od formatu Dolby Atmos, standard Auro-3D nie jest formatem obiektowym. Co znaczy, że każda lokalizacja głośnika jest ściśle określona i narzucona przez format. Dekoder przesyła konkretną ścieżkę do konkretnej lokalizacji, nie analizując jego położenia.

Auro 3D
linie głośnikowe auro 3D

DTS:X – idea systemu

W dokumentacji rekomendowanych układów głośników, DTS stawia na bardziej równomierny rozkład dookoła słuchacza. Składający się z 4 warstw głośników (jedna na linii uszu, dwie podniesione oraz jedna poniżej uszu słuchacza) oraz jednego pojedynczego głośnika na górze. Taka ilość i układ nagłośnienia pozwalają na płynne przemieszczanie się dźwięku we wszystkich kierunkach ze stałą rozdzielczością.

Standard DTS:X obsługuje do 11 głośników co odpowiada predefiniowanemu układowi oznaczonemu jako 7.1.4. Nowy format DTS:X Pro renderuje (ponieważ tak jak Dolby Atmos DTS:X jest formatem obiektowym – to przypisuje dźwięki do istniejących i zdefiniowanych głośników) zaś, aż do 30 lokalizacji.

Oczywiście układ głośników dla dźwięku przestrzennego dla każdego z 3 formatów jest zupełnie inny i niekompatybilny ze sobą. Każdy z nich wymaga innego ustawienia głośników (miejsce) co jest zupełnie niepraktyczne dla konsumenta. Dlatego najlepszym możliwym rozwiązaniem jest połączenie zoptymalizowanego rozmieszczenia uwzględniającego wytyczne każdego z dostawców kodeków 3D oraz zastosowanie rozwiązań typu Trinnov Remapping (o czym więcej na stronie producenta).

idea głośników DTS X
kino DTS:X

Spójność dźwięku z obrazem – referencyjne kąty widzenia

Jak już wyjaśniliśmy wcześniej formaty dźwięku 3D pozwalają na dokładnie umieszczenie dźwięku w przestrzeni, przez co spójność obrazu z dźwiękiem jest znacznie bardziej kluczowa niż kiedykolwiek.

Spasowanie dźwięku z obrazem osiągamy, kiedy kąt pomiędzy lewym a prawym głośnikiem względem widza jest równy kątowi widzenia. Innymi słowy kąt względem głośników L i R a widzem, jest taki sam jak pomiędzy widzem, a lewą i prawą krawędzią ekranu. W praktyce głośnik lewy i prawy powinny być tak blisko, jak tylko to możliwe krawędzi ekranu. W przypadku ekranów projekcyjnych za materiałem ekranu lub po bokach ekranu jeśli stosujemy telewizor.

Sugerujemy nie przekraczać kąta widzenia ±30.5° dla materiału UHD 4k, co zwykle przekłada się na ±30° dla kąta pomiędzy głośnikami (zapraszamy do innego wpisu na naszym blogu – optymalna odległość oglądania).

Te rekomendacje pochodzą z badań nad możliwościami ludzkiego oka w zakresie percepcji szczegółów. Zwiększona rozdzielczość standardu UHD 4K pozwala na powiększenie obrazu (i większy kąt względem widza) bez widocznej struktury piksela. Kąty zalecane wynikają nie tylko z założeń niewidzialnej struktury obrazu, ale również komforcie widza. Wysokiej klasy sala kinowa powinna oferować wrażenia i doświadczenia jakie chciał nam “zaserwować” twórca filmu. W efekcie kąty widzenia dla filmu kinowego powinny odpowiadać rekomendacjom dla kin komercyjnych, post-produkcji filmowej oraz sal dla pokazów przedpremierowych.

Rekomendacje kątów widzenia

Francuska firma Trinnov zajmująca się badaniem nad dźwiękiem 3D i produkcją procesorów kinowych 3D, w swojej publikacji z połowy 2019 roku powołuje się na następujące rekomendacje:

  • Idealny kąt widzenia w poziomie : ±22° (44°)
  • Najmniejszy kąt widzenia w poziomie: ±16.5°
  • Maksymalny kąt widzenia w poziomie: ±31° (62°)

Pamiętajmy, że są to jedynie rekomendacje i znajdziemy źródła sugerujące odmienne, ale dość zbliżone wartości. Generalnie jednak preferowane jest założenie, że maksymalny kąt wynosi ±31° ponieważ filmy są z takim założeniem kręcone. W przeciwnym razie obraz będzie zbyt daleko od widza i będzie on musiał skanować wzrokiem ekran celem wyszukania szczegółów. Co tworzy dyskomfort i zmęczenie.

Pokój do kina domowego – wymiary

Planując kino domowe dolby atmos, najczęściej mamy do czynienia z istniejącym już pomieszczeniem. Gdzie większość pokoi nie ma idealnych proporcji i wymiarów. Minimalna szerokość pokoju kinowego jest  narzucana przez ekran, z szerokością umożliwiającą uzyskanie optymalnych ±22° stopni widzenia z MLP.

Jeśli to możliwe, MLP sadowimy w okolicy 2.3 długości pomieszczenia. Oczywiście miejsce to nie powinno być kompromisem, ani dla kąta widzenia (obraz), ani dla kąta słyszenia (dźwięk). Spójność obrazu z dźwiękiem musi zostać zachowana.

Wysokość salki kinowej jest ograniczona przez sufit i grubość paneli akustycznych jeśli takowe są do niego zamocowane. Dla rezydencji i luksusowych kin domowych wynosi ona zwykle ok 2.8m-3.5m. Niektóre głośniki muszą zostać przeniesione z idealnych pozycji ze względów praktycznych. Może to być instalacja wentylacji, okno, czy też wejście do salki.

Optymalna orientacja / pochylenie głośników

Jeśli chcemy uzyskać wierną, high-endową jakość dźwięku to główna zasada brzmi, aby głośniki nakierować na główne miejsce odsłuchu (MLP). Tak brzmi rekomendacja dla profesjonalnych kin oraz studiów nagraniowych odpowiadających za dźwięk 3D. Wynika to z faktu, że odpowiedź częstotliwościowa (naturalność) głośnika jest zawsze najlepsza w jego osi. Stąd taki nacisk kładziemy na stosowanie głośników o równomiernej propagacji dźwięku. Dodatkowo poszerzamy obszar odsłuchu, w którym dźwięk jest precyzyjny i najlepiej zrównoważony.

Jeśli chcemy uniknąć wyrafinowanych metod montażowych, specjalnych uchwytów czy też konstrukcji. Poszukajmy zestawów głośnikowych do montażu w ścianie, suficie czy też na ścianie, które mają fabrycznie ustawiony kąt pochylenia. Część producentów oferuje specjalistyczne głośniki z pochyleniem ścianki głośnika pod stosownym kątem. Przykładem takich konstrukcji dla systemów audio 3D to Procella P1 lub też sufitowy P8iW.

Znacznie mniej high-endowym rozwiązaniem jest montaż tradycyjnych (nie pochylonych) konstrukcji do ściany lub sufitu. Powinny mieć one jednak szeroki kąt propagacji dźwięku. Niezbędny, do pokrycia wielu miejsc siedzących. Stosunkowo dobrze sprawdzają się koaksjalne konstrukcje głośnikowe, jaki ma w swojej ofercie m.in. KEF, Tannoy DC.

Jeszcze inną metodą na uzyskanie dobrych efektów przestrzennych i dźwięku przestrzennego na szerszym miejscu odsłuchu jest skierowanie głośnika na przeciwległe miejsce obszaru odsłuchowego. Stosując ten zabieg mamy wszystkie głośniki w układzie krzyżowym nad obszarem widzów. Doskonale sprawdza się w pomieszczeniach z dużą ilością miejsc siedzących. Uwzględnić należy oczywiście zarówno kierunkowość, charakterystykę częstotliwościową w osi i poza nią, jak i akustykę pomieszczenia.

Sala kinowa – zalecane wymiary

Domowa sala kinowa z dźwiękiem przestrzennym jest zwykle projektowana z myślą o odtwarzaniu filmów. Układ pomieszczenia jak i miejsca siedzące są dostosowane do uzyskania najlepszej jakości obrazu. Ze współczesnymi projektorami i materiałem 4K bez większych problemów możemy celować w kąt widzenia ±22°. Taki sam jak znajdziemy w wielu profesjonalnych salach kinowych.

Szerokość ściany ekranowej powinna być większa od szerokości ramy ekranu. Instalując ekran ramowy zbyt blisko ścian bocznych zdani jesteśmy na liczne odbicia od ścian i pogorszenie odbioru.

Z drugiej strony pokój nie powinien być znacznie szerszy od szerokości ekranu, aby głośniki na suficie były wystarczająco blisko ścian. Co zapewnić ma większą kompatybilność z systemem Auro-3D.

W idealnym scenariuszu szerokość pomieszczenia powinna być około 30cm szersza od ekranu z każdej ze strony. Długość pomieszczenia powinna pozwolić na dobranie optymalnej odległości względem ekranu. W głównym miejscu odsłuchu (MLP) chcemy uzyskać kąt widzenia ±22°. Pozostałe miejsca powinny gwarantować akceptowalne wrażenia wizualne, z kątem widzenia nie szerszym niż ±31°. Co przekłada się na odległość pierwszego rzędu siedzeń do ekranu jako 0.84x szerokość ekranu. Dla ekranu o szerokości 300cm widzowie powinni siedzieć najbliżej w odległości 252 cm. Dla tylnych widzów, kąt widzenia powinien być nie mniejszy niż ±16.5°. Co lokuje tylny rząd w odległości 1.8x szerokość ekranu. Dla ekranu o szerokości 300cm będzie to odpowiednio 540cm.

Ponadto, jeśli uwzględnimy zależności akustyczne i umiejscowienie tylnych głośników, to zalecamy, aby ostatni rząd znajdował się minimum 1m od tylnej ściany. Wtedy jakość dźwięku przestrzennego jest najlepsza.

Pomieszczenie wielofunkcyjne

Jeśli kino domowe dolby atmos znajduje się w pomieszczeniu pełniącym kilka funkcji, warto strefę kinową potraktować jako wirtualne kino. I skupić się na optymalizacji tej części. Rekomendowana wysokość sufitu to 3m dla systemów Dolby Atmos. Wyższy sufit jest lepszym rozwiązaniem, ponieważ będą mniejsze różnice pomiędzy odległościami każdego z głośników do poszczególnych widzów. Ciśnienie akustyczne będzie bardziej wyrównane na całym obszarze miejsc siedzących. Uwzględniwszy wymagania i warunki systemów dźwięku immersyjnego 3D – powinniśmy unikać pomieszczeń z sufitem niższym niż 2.5m. Wtedy uzyskujemy niższą jakość dźwięku przestrzennego. Większą uwagę powinniśmy skupić wtedy na prawidłowym pochyleniu głośników oraz dobraniu głośników o bardzo szerokim kącie propagacji dźwięku.

Różne zadania i cele głośników kinowych

Zamysłem systemów immersyjnych 3D jest stworzenie unikalnego, trójwymiarowego obszaru dźwiękowego. W którym każdy z głośników pełni ściśle określoną rolę i jest częścią całego systemu audio 3D.  Celem systemu nagłośnienia kinowego jest wsparcie obrazu wyświetlanego na ekranie. Dźwiękiem skoncentrowanym na widzach znajdujących się w ściśle określonych miejscach. Z głowami skierowanymi w stronę środka ekranu. Technologia Dolby Atmos, DTS:X oraz Auro-3D zakłada, że widz powinien znaleźć się w “bańce dźwiękowej”, gdzie dźwięk przestrzenny otacza widzów tworząc iluzję rzeczywistego stanu.

Do realizacji tego celu potrzebne są głośniki, pogrupowane w sekcje, z których każda pełni swoje funkcje.

Wyróżniamy 5 sekcji, grup głośników celowych:

  • ekranowe głośniki;
  • efektowe głośniki;
  • przednie szerokie (front wide) głośniki;
  • górne głośniki;
  • subwoofery.

Kroki projektowe

Rekomendowana metodologia procesu projektowania pomieszczenia kinowego z immersyjnym dźwiękiem Dolby Atmos (i pozostałymi formatami) sprowadza się odpowiednio:

  1. Umiejscowić głośniki ekranowe, aby spasować dźwięk z obrazem i zapewnić spójność przekazu
  2. Zdefiniować ilość i miejsce głośników efektowych w oparciu o obszar odsłuchowy (miejsca widzów)
  3. Zaplanować miejsce dla głośników przednich szerokich, aby połączyć dźwięk ekranowy z dźwiękiem efektowym
  4. I finalnie określić ilość i miejsce głośników górnych w oparciu o wysokość pomieszczenia i obszar odsłuchowy

Krok 1 – głośniki ekranowe

Poza wszelkimi różnicami pomiędzy formatami dźwięku 3D na szczęście wszyscy są zgodni co do lokalizacji kanałów ekranowych. Zwykle rekomendują one kąt poziomy w zakresie ±22° do ±30°. Studia nagrań i post-produkcji dla Dolby Atmos dla pomieszczeń w których są różne odległości głośników od słuchacza (inżyniera dźwięku) dopuszczają nieco szersze kąty: 20° do 40° (L/R); 90° do 110° oaz 120° do 150° Odpowiada to rekomendacjom świata kinowego I zaleceń telewizji. Zatem mamy spójność i zgodność w wcześniejszymi opracowaniami.

wzorcowe rozmieszczenie głośników kąty

Wskazówka 1 – kąt głośników przednich powinien odpowiadać kątowi widzenia

Kąt instalacji dla kanałów Lewy i Prawy powinny być zbliżone do kąta widzenia stworzonego przez szerokość ekranu względem widza (MPL). W kinie domowym i salach kinowych głośniki przednie POWINNY znajdować się za ekranem transparentnym akustycznie. Możliwie jak najbliżej krawędzi ekranu. Dźwięk powinien dochodzić zza ekranu.

Jeśli system będzie również wykorzystywany do słuchania muzyki to głośniki Lewy (L)  i Prawy (R)  mogą znajdować się po bokach ekranu, aby uniknąć odbić od ekranu i poprawić przejrzystość dźwięku. W tym wariancie kąt poziomy dla systemu audio będzie nieco większy niż kąt widzenia. Bliżej mu będzie do uzyskania idealnego dla systemów stereo kąta ±30°. Pamiętajmy, że decydując się na montaż głośników Lewy i Prawy blisko ścian bocznych powinniśmy zadbać o odpowiednie pochłanianie dźwięku.

W pomieszczeniu zaadoptowanym akustycznie umiejscowienie głośników L i R może być lekko modyfikowane celem poprawy kontroli pierwszych odbić, które będą od ścian bocznych.

Wskazówka 2 – ilość głośników ekranowych 3 czy 5?

Ta informacja zapewne zaskoczy wiele osób, ale zarówno w kinach komercyjnych jak i dużych domowych salach kinowych często stosuje się 5 głośników przednich. Głównie po to, aby zmniejszyć “przeskoki” dźwięku pomiędzy kanałami frontowymi.

Generalna zasada brzmi:

  • Jeśli kąt widzenia jest mniejszy lub równy ±20° to 3 głośniki są wystarczające
  • Gdy kąt widzenia jest większy lub równy ±35° to 5 głośników jest zalecanych

Głośniki wewnętrzne (Lc/Rc) powinny znajdować się w połowie kąta pomiędzy centralnym i przednimi L / R. Wyrówna to dystrybucję dźwięku wzdłuż ekranu zapewniając płynne pejzaże dźwiękowe. Zwykle wewnętrzne głośniki (Lc/Rc) są bliżej głośnika centralnego niż głośników bocznych (L/R).

A co, jeśli nasz kąt widzenia znajduje się pomiędzy ±20° a ±35°? W takich sytuacjach zalecane są 3 głośniku przednie, jeśli ilość głośników efektowych jest mniejsza lub równa 8. Z kolei 5 głośników ekranowych jest wskazanych, kiedy mamy minimum 10 głośników efektowych.

Wskazówka 3 – wysokości głośników za ekranem

W związku ze zwiększającą się rozdzielczością obrazu jest tendencja do stosowania coraz większych ekranów. Gdzie kąt widzenia w pionie wynosi pomiędzy 18° a 34°. Dla uniknięcia problemów zasłaniania wzajemnego widzom stosuje się podesty. Zalecamy stosowanie podestów dla drugiego rzędu oraz / lub podniesienie ekranu. Tak, aby nie dochodziło do kolizji linii wzroku widzów.


Dla zachowania spójności dźwięku z obrazem, kanały ekranowe muszą znajdować się na odpowiedniej wysokości. Rozsądnym rozwiązaniem dla większości sytuacji jest umiejscowienie ich na środku ekranu. Natomiast według norm kinowych powinniśmy je zainstalować na wysokości 5/8 wysokości ekranu (licząc od dołu ramy ekranu). Oczywiście należy te wytyczne dostosować do naszej sytuacji i rozkładu foteli. Natomiast powinniśmy celować, aby głośniki zaekranowe nie schodziły niżej niż 1/3 wysokości ekranu od dołu patrząc. Taka pozycja poprawia subiektywnie komfort i ułatwia rozróżnienie dźwięków efektowych.

Wskazówka 4 – jak nakierować głośniki przednie na widzów?

Do dyspozycji mamy kilka metod które możemy zastosować podczas procesu wyboru sposobu montażu głośnika. Sam sposób montażu jest wypadkową wymagań projektowych, stosowanych głośników i budżetu jakim dysponujemy.

głośniki ścienne w kinie

Na wprost słuchacza

Głośniki instalacyjne montowane w ścianie oraz montowane „na płask” do ściany sprawdzają się w prostych instalacjach Dolby Atmos. Dlaczego? Immersyjne wrażenia są nieco gorsze dla widzów znajdujących się po bokach od środku ekranu. Jednym z zadań głośników L i R jest tworzenie spójnej sceny dźwiękowej. Grając razem słuchacz znajdujący się na środku (MLP) słyszy przestrzenną scenę muzyczną z elementami muzycznymi zlokalizowanym w różnych odległościach. W wyniku zjawiska kierunkowości głośników widz znajdujący się po lewej będzie lepiej słyszał dźwięk z lewego głośnika niż z prawego. Przez co przesunie się scena muzyczna. Dźwięk z lewego głośnika dociera szybciej niż z prawego, co prowadzi do zaburzenia sceny dźwiękowej.

Metoda pochylenia i skierowania głośników kinowych jest mocno uzależniona od akustyki pomieszczenia kinowego. Część energii z głośnika zostanie odbita od sąsiadujących ścian, zwiększając tym samym niepożądane odbicia fal dźwiękowych i wydłużenie czasu pogłosu. W sytuacjach, kiedy tylne ściany mamy „gołe”, głośniki frontowe mogą generować tzw. echo trzepoczące.

W kierunku słuchacza

Głośniki pochylone w kierunku MLP są najczęściej optymalnym rozwiązaniem. Możemy wybrać kolumny, które posiadają fabrycznie ustalone kąty montażowe lub zastosować uchwyty montażowe. Takie podejście oferuje najlepszą lokalizację dźwięku, przestrzenność oraz balans tonalny w MLP. Minimalizując tym samym dobicia od sąsiadującej ściany bocznej oraz przesunięcie sceny dźwiękowej dla widzów z boku. Podejście to mniej zależne jest od akustyki pomieszczenia, ponieważ energia jest kierowana w kierunku obszaru odsłuchowego.

w kierunku słuchacza Dolby Atmos
DTS:X planowanie

W przeciwległego słuchacza

Technika krzyżowa jest rekomendowana, kiedy chcemy uzyskać najlepszą lokalizację i efekt immersji dla wielu miejsc siedzących kosztem MLP. Dla lepszego zobrazowania sensu przyjmijmy, że głośnik L i R grają identyczny sygnał tworząc nieistniejące źródło dźwięku dokładnie w połowie pomiędzy głośnikami (czyli miejscu MLP). Słuchacz siedzący po lewej stronie ekranu znajdzie się bliżej głośnika L (przesunięcie sceny dźwiękowej na lewo), ale w tym samym czasie słuchacz będzie siedział w osi głośnika R (prawego). Jednocześnie siedząc poza osią głośnika L, który jest bliżej niego. Głośnik w osi (na wprost) zagra głośniej niż poza osią. Taka sytuacja z powrotem przesunie obraz muzyczny na swoje miejsce. Ustabilizuje się scena dźwiękowa na szerszym polu odsłuchowym.

Metoda krzyżowa wymaga doboru głośników z doskonałą kierunkowością, charakterystyką poza osią oraz doskonale zrównoważoną energią generowaną w różnych kierunkach. Efekt końcowy rozwiązania bazuje w dużej mierze na projekcie akustycznym i możliwościach absorpcji tylnej części pomieszczenia. W tym wariancie głośniki sporą część energii projektują w kierunku przeciwległych ścian. Metoda powinna być stosowana z rozwagą i jedynie w pomieszczeniach kontrolowanych akustycznie, gdzie odbicia od ścian bocznych mogą być pochłaniane szerokopasmowo. Powinniśmy unikać tej metody w pokojach kinowych niezaadoptowanych. Energia odbita od głośników znajdujących się na przeciwległych ścianach spowoduje pogorszenie czytelności i głębi sceny muzycznej.

Krok 2 – głośniki boczne na linii odsłuchu

Standard Dolby Atmos nie polega jedynie dodaniu głośników sufitowych jak wiele osób zakłada, ale przede wszystkim całościowym efekcie stworzenia dźwięku dookólnego. Wiąże się to również z rozsądnym dobraniem głośników na linii odsłuchu. Wypełniając puste przestrzenie unikamy “dziur” i przeskoków dźwięku z jednego głośnika do następnego.

Ile i gdzie powinienem zainstalować głośników efektowych aby efekt Dolby Atmos był najlepszy?

Zanim odpowiemy na pytanie miejmy na uwadze fakt, że wszystkie 3 formaty powstały w idealnych warunkach laboratoryjnych. I rzadko kiedy uda nam się je odtworzyć w domowych warunkach.

Rekomendacje głośników efektowych dla pojedynczego słuchacza

Wszystkie formaty 3D mają zbliżone podejście do rozmieszczenia głośników efektowych. Proponują układ bazujący na bocznych i tylnych lokacjach względem miejsca odsłuchu. W zbliżonych do siebie odstępach.

Dolby_Atmos_Home_Entertainment_Studio_Certification_Technical_Specification

Dolby Atmos Home_Entertainment Studio Certification Technical Specification

Głośniki efektowe dla wielu miejsc siedzących

Salki kinowe i kina domowe klasy premium są zwykle projektowane dla wielu widzów. Zrozumiałe jest, że przesuwając się w bok od głównego miejsca odsłuchowego (MLP) efekt przestrzenny zostaje zaburzony. Uniknięcie zaburzenia sceny dźwiękowej osiągamy dobierając starannie ilość i miejsce instalacji głośników w relacji do obszaru odsłuchowego.

Wskazówka 1 – dostosuj liczbę głośników efektowych do obszaru odsłuchowego

Rekomendowana ilość głośników jest wypadkową:

  • wielkości obszaru, na którym znajdują się widzowie (obszar odsłuchowy). Zrozumiałe jest, że dysponując większym pomieszczeniem z dużą ilością widzów – musimy zapewnić większą ilość głośników niż przy 1 widzu.
  • odległości widzów od ścian. Siedząc blisko ściany, na której znajduje się głośnik widz wyraźnie go usłyszy. Dźwięk ten będzie dominujący. Zwiększając odległość możemy dźwięk rozdzielić na większą ilość głośników i rozproszyć go.

Wyobraźmy sobie osobę, która siedzi blisko głośnika Ls (lewy boczny efektowy) w tradycyjnym układzie 7.1 i 4 widzami siedzącymi w 1 rzędzie. Obiekt dźwiękowy porusza się wzdłuż lewej ściany. Począwszy od głośnika L do Ls. Osoba siedząca blisko głośnika LS słyszy dźwięk znacznie szybciej niż pozostali widzowie, ponieważ znajduje się najbliżej. Dźwięk ten będzie też dłużej rozbrzmiewał w czasie dla tego widza, ponieważ będzie głośniejszy z racji na bliskość. Dopiero jak obiekt dźwiękowy przeniesie się do głośnika Lrs (lewy boczny tył) sytuacja się ustabilizuje dla tego widza.

Dla kontrastu wyobraźmy sobie ten sam pokój ze znacznie większą ilością głośników wzdłuż ściany. Dźwięk porusza się od głośnika L do Lw, następnie Ls1, do Ls, po chwili do Ls2 a na końcu lądując w Lrs. Z 4 głośnikami kinowymi pomiędzy L i Lrs obiekt porusza się z właściwą prędkością i pozostaje na odpowiednim poziomie głośności poza krótkim okresem czasu, w którym odtwarzany jest przez Ls. Dla naszego widza, to będzie nadal zbyt głośny dźwięk, jednak potrwa znacznie krótszą chwilę i będzie poruszał się znacznie szybciej niż przy scenariuszu 1.

Stąd najlepszym rozwiązaniem jest montaż większej ilości głośników, aby przypisać do nich dźwięk z niewielką porcją sceny dźwiękowej 3D. Zagwarantowanie spójnej sceny dźwiękowej i gładkiego przejścia pomiędzy głośnikami wymaga, aby kąt pomiędzy dwoma sąsiadującymi ze sobą głośnikami bocznymi nie przekraczał 60°. Nawet w przypadku słuchaczy znajdujących się blisko głośników bocznych.

Wskazówka 2 – dostosuj typ głośników efektowych do obszaru odsłuchowego

Fundamentalną zasadą nagłośnienia kinowego jest zagwarantowanie wszystkim widzom identycznych przeżyć związanych ze słuchaniem ścieżki dźwiękowej. To ważne dla zrozumienia zasad towarzyszących zaplanowaniu miejsc głośników. Jeśli efekt dźwiękowy jest zaplanowany na daną stronę boku sali – wszyscy widzowie powinni słyszeć go z tej strony. Żadna osoba nie może go usłyszeć jako dźwięk z tyłu! Analogicznie, jeśli dźwięk ma się pojawić z tyłu, to musi on być z tyłu słyszalny dla wszystkich widzów (a nie dla niektórych z boku).

W kinach komercyjnych (multipleksy) cel ten osiągany jest przez odniesienie obiektu względem wymiarów pomieszczenia. W prostokątnym pomieszczeniu (wyobraźmy sobie karton na buty) obiekt dźwiękowy może być umieszczony na dowolnej z 6 ścian (podłoga i sufit) w trójwymiarowej przestrzeni określonej przez współrzędne X, Y, Z. Gdzie X oznacza przesuniecie dźwięku z Lewej do Prawej, „Y” z przodu do tyłu, zaś „Z” góry do dołu relatywnie do pomieszczenia. Dla dźwięku kinowego (kina komercyjne) istnieje założenie, że obszar odsłuchu jest niemal tak duży jak pomieszczenie (poza obszarem przy ekranowym).

W warunkach kina domowego obszar odsłuchu jest mniejszy niż cały pokój, zatem czynnikiem determinującym dla głośników efektowych będzie nie sama wielkość pomieszczenia tylko obszar, na którym znajdują się widzowie. Jednocześnie miejsce głośników nie powinno być wyłącznie ustalone w oparciu o referencyjne kąty w relacji do głównego miejsca odsłuchowego ignorując tym samym obszar odsłuchu i resztę widzów.

Pomieszczenie wąskie i długie

Kiedy obszar odsłuchu jest długi to musimy unikać sytuacji, w której tylny głośnik przez niektórych może być postrzegany jako przedni. Przykład, kiedy głośnik tylny dla MLP jest jednocześnie przednim głośnikiem dla X.

Poniżej przykład, w którym boczne i tylne głośniki będą „pracowały” dla wszystkich widzów. A zaraz pod grafiką 2 przykłady sytuacji których musimy za wszelką cenę unikać.

Głośniki boczne dolby atmos

Pomieszczenie wąskie i długie

Kiedy obszar odsłuchu jest długi to musimy unikać sytuacji, w której tylny głośnik przez niektórych może być postrzegany jako przedni. Przykład, kiedy głośnik tylny dla MLP jest jednocześnie przednim głośnikiem dla X.

Szeroki obszar odsłuchu

Przy szerokimi polu odsłuchu zwracamy uwagę na sytuację, w której prawy boczny głośnik może być jednocześnie lewym boczny dla osoby siedzącej na skrajnym siedzeniu. Sytuacja dotyczy widza Y.

Dolby Atmos szeroki pokój kinowy

Chociaż w obu przypadkach zostały zachowane zasady kątowe dla MPL to nie została zachowana logika działania systemu. Pamiętajmy o tym.

Stąd łatwo wysnuć następujące zasady dla głośników efektowych:

  • wszystkie boczne głośniki powinny być na bocznych stronach odsłuchu. Tak, aby żaden widz nie mógł usłyszeć głośnika przypisanego do prawego strony z lewej. I odwrotnie.
  • tylne głośniki powinny znajdować się za widzami. Czyli, dla żadnego widzów tylny głośnik nie może być przednim.
  • nieco mniej krytyczna, ale równie ważna zasada – wszystkie tylne boczne głośniki przypisane do prawej strony powinny być słyszane z prawej.

zasada instalacji efektowych w dolby atmos

Wskazówka 3 – widzowie siedzący w 3 rzędach

Jeśli kąt pomiędzy 3 głośnikami bocznymi jest większy niż kąt pomiędzy jakimi innymi głośnikami, to zaleca się dołożyć dodatkowe Ls i Rs głośniki w szeregu, aby uzyskać bardziej spójne pokrycie dźwiękiem. Szereg głośników musi mieć stałą i jednakową moc. Czyli, jeśli ustawiamy parę głośników Rs to każdy z nich powinien być ustawiony -3dB, aby ich łączna suma dawała właściwą wartość ciśnienia. Niektóre bardziej zaawansowane procesory radzą z tym sobie samoczynnie. Łączenie w szereg głośników poprawia pokrycie dźwiękiem obszaru odsłuchowego, ale dzieje się to kosztem rozdzielczości ruchomych obiektów.

Wskazówka 4 – widzowie nie mogą blokować dźwięku innym widzom

We wszystkich scenariuszach, gdzie mamy kilku widzów – unikamy sytuacji w której jeden widz blokuje głową innym uczestnikom dźwięk z jakiegokolwiek głośnika. Widz z rzędu 1 nie może pod żadnym pozorem blokować obrazu głową widzowi z rzędu drugiego. Ta sama zasad dotyczy dźwięku. W przypadku wielokanałowych systemów mamy do czynienia z dużą ilością głośników.

Zaburzenie lokalizacji oraz równowagi tonalnej wpływają bardzo negatywnie na odbiór dźwięku. Jest to tym bardziej skomplikowane, że widzowie mogą ruszać głowami podczas seansu i dźwięk okresowo może ulec modyfikacji. Najprostszym rozwiązaniem jest podniesienie głośników delikatnie powyżej linii odsłuchu (linia łącząca uszy wszystkich widzów).  Metoda wyznaczanie linii odsłuchu jest identyczna dla systemów Dolby Atmos jak dla tradycyjnych 5.1-7.1. Z tą różnicą, że poziom instalacji głośników bocznych jest podniesiony o ok. 30 cm, a nie 60 cm. Obniżenie głośników bocznych zostawia więcej miejsca dla głośników górnych. Dodatkowo sprawia, że nie wszystkie dźwięki dochodzą do widza znacząco powyżej linii uszu. Montaż głośników bocznych blisko górnych znacząco utrudniłaby sferyczną prezentację dźwięku.

Sztuka polega zatem na zminimalizowaniu wpływu blokowania dźwięku z kanałów bocznych przez głowy uczestników. Przy jednoczesnym zmaksymalizowaniu różnicy pomiędzy głośnikami bocznymi dookoła widza, a głośnikami górnymi znajdującymi się powyżej.

Podniesienie głośników bocznych jest wskazane w sytuacji, kiedy obszar odsłuchu jest stosunkowo duży w stosunku do pomieszczenia oraz kiedy widzowie znajdują się blisko sąsiadujących głośników bocznych. W tym drugim wariancie dźwięk punktowy i łatwy do zlokalizowania utrudni stworzenie immersji. Podniesienie głośników bocznych obniży różnice w poziomie głośności oraz odległości. Uzyskamy tym samym bardziej wyrównaną projekcję dźwięku dla wszystkich miejsc siedzących.

Ustalenie miejsca głośników bocznych wymaga rozwagi i przemyślenia. A połączenie 2 celów może być nie lada wyzwaniem. Osoba tworząca projekt kina powinna tę kwestię dokładnie przeanalizować.

linia głośników

Wskazówka 5 – orientacja głośników bocznych

Dobierając zestawy boczne do naszego systemu możemy zdecydować się na kilka typów głośników i różne sposoby instalacji.

Głośniki ścienne typu in-wall do montażu w ścianach gips-karton, a także głośniki naścienne montowane na płasko są dobrym rozwiązaniem do najprostszych systemów. Ich plusem jest prostota instalacji. Minusem zaś lokalizacja dźwięku i zdolność do tworzenia przestrzeni dźwiękowej.

W wyniku kierunkowości głośników, widz siedzący w najbliższej odległości względem głośnika usłyszy dźwięk najgłośniej. Zaburzając tym samym scenę dźwiękową i przesuwając ją w kierunku najbliżej siedzącego widza.

Drugą ważną rzeczą jest akustyka pomieszczenia. Głośnik kieruje całą swoją energię na wprost, w kierunku przeciwległej ściany. Co wzmaga niepożądane odbicia i wydłuża czas pogłosu, wybrzmiewania dźwięku.

mocno przesunieta scena
Skierowanie głośników w kierunku MLP jest zalecaną opcją, jeśli pozwalają na to głośniki, sposób instalacji lub zestawy głośnikowe są fabrycznie przystosowane do mocowań pod kątem. Zyskujemy najlepszą lokalizację, przestrzenność i równowagę tonalną. Jednocześnie minimalizujemy przesunięcie sceny pomiędzy bocznymi siedziskami. Rozwiązanie to nieco mniej zależne jest od akustyki pomieszczenia (nie oznacza to w żaden sposób, że jest ona mniej istotna). Energia dźwiękowa jest w mniejszym stopniu przesyłana poza obszar odsłuchu.

W tej konkretnej sytuacji, analizy rozmieszczenia głośników bocznych, metoda krzyżowa może dawać bardzo zbliżone rezultaty do metody MLP. Ponieważ kolumny boczne są zlokalizowane blisko poziomu uszu, a ponadto MLP jest najczęściej gdzieś w środku obszaru odsłuchu – głośniki skierowane na przeciwległe siedzenie będzie “niejako” nakierowane na MLP.

lekko przesunięta

Krok 3 – głośniki szerokie

Głośniki przednie szerokie wypełniają przestrzeń pomiędzy głośnikami frontowymi a bocznymi. Co ma logiczny sens i uzasadnienie. Dolby i DTS sugerują, aby głośniki szerokie boczne umieścić na linii odsłuchu bocznych pod kątem ±60 stopni. Oczywiście przy założeniu, że zgodnie z uproszczeniem dokumentacji mamy jedno MLP.

 

Wskazówki dla kina domowego High End

Wiemy już, że głośniki boczne wypełniają lukę pomiędzy sąsiadującymi bocznymi a frontowymi. To jednak jest pewne wyzwanie:

  • Ludzie słabo rozpoznają lokalizację dźwięków z boku przedniej strefy.
  • Kąt pomiędzy głośnikami frontowymi, a bocznymi jest bardzo szeroki. Dźwięk fantomowy jest rozmyty i niestabilny.

Dlatego rozwiązaniem tego problemu jest umiejscowienie głośników przednich szerokich w połowie kąta jaki powstaje pomiędzy głośnikiem przednim, a pierwszym bocznym względem MPL. Miejsce to w łatwy sposób wyznaczymy domowymi sposobami rozciągając taśmę od głośnika frontowego bocznego do pierwszego głośnika efektowego bocznego. W połowie tej taśmy wypadnie miejsce, w którym powinniśmy zainstalować na ścianie nasz głośnik frontowy szeroki (Lw).

Na rysunku poniżej kąt pomiędzy głośnikiem L a C wynosi 27°, kąt do pierwszego głośnika efektowego bocznego Ls wynosi 100°. Zatem kąt pomiędzy L a Ls wynosi 73° (100-27). W ten sposób nasz kąt pomiędzy L a nowym głośnikiem Lw powinien wynieść ok. 50% z 73°.

jak zrobić atmosa

Krok 4 – głośniki “górne” i “szczytowe”

I wreszcie na końcu dochodzimy do rozmieszczenia głośników, na których skupiają się wszyscy miłośnicy systemów Dolby Atmos. W tym obszarze różnice pomiędzy standardami dźwięku immersyjnego są największe.

Rozdzielmy tą sekcję na 2 części:

  • kiedy mamy 1 widza;
  • wielu widzów.

Rozmieszczenie głośników górnych względem 1 widza

Standard Dolby Atmos jak wspominaliśmy wcześniej ma jedną dodatkową warstwę głośników powyżej linii uszu słuchacza.

głośniki sufitowe dolby atmos
głośniki na suficie Atmos

DTS:X

DTS:X zakłada 2 warstwy głośników powyżej linii uszu. Kolumny z niższym kątem nazwiemy “wysokie” zaś te na kolejnej, wyższej warstwie o większym kącie elewacji nazwiemy “szczytowe”.
Na warstwie bazowej może być maksymalnie 17 niezależnych kolumn. Warstwa “wysoka” składa się maksymalnie z 8 głośników, podczas gdy warstwa szczytowa z 4. Dodatkowo na środku może znajdować się 1 głośnik oznaczony jako 0h.

DTS-X jak oglądać
Auro-3D sufitowe

Auro-3D

Auro-3D wykorzystuje 3 warstwy. Bazową (pierwsza) na linii uszu. Wysoką (druga), która odpowiada za dźwięki które słyszymy zwykle pod kątem około 30 stopni. Mogą to być ptaki, drzewa i inne ruchome obiekty w oddali. Trzecią warstwą “szczytową” znajdującą się bezpośrednio nad naszą głową będą samoloty i inne obiekty które mają przekazywać wrażenia bliskiej obecności bezpośrednio i centralnie nad naszą głową.

Rozmieszczenie głośników górnych względem wielu widzów

Jak wspominaliśmy wcześniej Dolby Atmos ma jedną dodatkową warstwę głośników, powyżej linii uszu słuchacza.

Wskazówka 1 – dobierz ilość głośników górnych sugerując się długością pomieszczenia

Ilość głośników górnych powinna być wypadkową:

  • długości obszaru odsłuchu – co dość oczywiste, że większa ilość rzędów lub dłuższy obszar będzie wymagał większej ilości głośników;
  • przestrzeni oddzielającej pole odsłuchu od sufitu – ilość głośników zwiększa się im bliżej widzowie mają do sufitu. Wynika to z faktu, że kiedy widz siedzi blisko głośnika, ten zdominuje odsłuch i będzie wiodącym źródłem. Czyli efekty i muzyka stają się bardziej sfokusowane i punktowe. Rozwiązanie jest “rozciągnąć” dźwięk na większą ilość punktów (kolumn) w taki sposób, że bliskość głośnika będzie miała niewielki wpływ na scenę 3D.

Dla zachowania stabilności pionowej sceny dźwiękowej należy zadbać, aby kąt pomiędzy dwoma występującymi po sobie głośnikami górnymi nigdy nie przekraczał 60°. Zarówno dla widzów siedzących z przodu (pierwszy rząd) jak i z tyłu (ostatni) obszaru odsłuchu.

Ponownie odzywa się zasada dominującego głośnika, który jest zbyt blisko naszych uszu. Tak jak była ona kluczowa dla głośników bocznych, tak samo jest ważna dla głośników górnych.

Wskazówka 2 – dostosuj miejsca głośników górnych do kształtu obszaru odsłuchu

Fundamentalną zasadą dobrze działającego kina domowego 3D jest sytuacja, w której wszyscy widzowie dzielą te same wrażenia audiowizualne. Upraszczając – jeśli efekt jest nagrany w głośniku przednim górny to każdy widz słyszy go z góry i przodu. Kiedy dźwięk jest nagrany z tyłu u góry – każdy słyszy go z tyłu i z góry. Dla nikogo ten dźwięk nie będzie dochodził z żadnej innej lokalizacji. Niby oczywiste, ale jeśli instalujemy głośniki wyłącznie w oparciu o specyfikację standardów, to możemy doprowadzić do odwrotnych od zamierzonych przez twórców efektów.

Dwie sytuacje których unikamy jak ognia:

  • kiedy obszar odsłuchu jest długi, unikamy mocowania górnych kolumn w taki sposób, aby dla jednych widzów były one z przodu, zaś dla innych z tyłu (rysunek poniżej)

Dla widza w środku sytuacja wygląda prawidłowo, natomiast dla widza w pierwszym i trzecim rzędzie już nie. Głośnik przedni dla widza w drugim i trzecim rzędzie jest tylni dla widza w rzędzie pierwszym.

błędy instalacji Atmos

  • kiedy obszar odsłuchu jest szeroki to unikamy montażu głośnika górnego prawego, tak aby był on dla niektórych widzów lewym. Analogicznie głośnik lewy góry nie powinien być dla żadnego z widzów głośnikiem prawym górnym. Obrazuje to rysunek poniżej.

wady atmosa

I ta sama sytuacja dotyczy wszystkich innych głośników z określoną lokalizacją. Czyli przednie muszą być zawsze przednimi, tylne tylnymi, lewe lewymi itd.

To sprowadza się do prostej zasady przedstawionej na rysunku poniżej.

  • Dla 3 rzędów widzów

Zasady głośników sufitowych w dolby atmos

zasady doboru głośników

  • dla 2 rzędów widzów

2 rzędy widzów w kinie

widzowie w 2 rzędach

Wskazówka 3 – zachowaj ciągłość pomiędzy poziomem głośników linii uszu a górnej warstwy

Nawet jeśli rozpatrujemy poszczególne grupy głośników według ich funkcji i zasad lokalizacji to musimy zawsze odnosić ich miejsce do pozostałych głośników. W przypadku rozpatrywania warstw górnych miejsce głośników musi być w relacji do głośników warstwy bazowej, która znajduje się na linii uszu.

  • w prostej konfiguracji, kiedy mamy z tyłu jedynie 2 głośniki, powinny być one zainstalowane blisko środka kąta utworzonego przez głośniki boczne. W tak prostej sytuacji, frontowe górne głośniki nie są dostępne, zaś przednie górne służą do reprodukcji kanałów frontowych górnych dla Auro-3D. W którym kąt podniesienia pomiędzy linią LCR a głośnikami Ltf/HC/Rtf jest większy niż 25° ale mniejszy niż 40°

nagłośnienie kinowe
kino domowe atmos

Wskazówka 4 – orientacja głośników górnych

W przypadku rozmieszczenia głośników przednich skupiliśmy się na 3 wariantach:

  • na wprost słuchacza
  • w kierunku słuchacza
  • w przeciwległego słuchacza

Skupiając głośniki górne na wprost słuchacza dźwięk dochodzi bezpośrednio z góry i kierowany jest w dół. Zaburza to istotnie efekt immersji i trójwymiarową scenę. Podejście to pozwala na montaż popularnych i tanich głośników instalacyjnych i sufitowych w systemie Atmos, ale wprowadza sporo ograniczeń.

Nakierowanie głośników w kierunku słuchacza (MLP) daje najlepszy efekt przestrzenny 3D i taka koncepcja przyświecała twórcom standardów. Zyskujemy najlepszą lokalizację głośników, balans tonalny, kierunkowość głośników i ograniczone promieniowanie dźwięku w boki.

Ustawienie głośników w kierunku przeciwległego słuchacza może dać dobry efekt w sytuacji, kiedy dysponujemy niskim pomieszczeniem i nasze głośniki mają dobrą charakterystykę częstotliwościową poza osią główną. Innymi słowy dysponując dobrej klasy kolumnami, przy tym rozwiązaniu zyskujemy dobry efekt przestrzenny 3D.

Przy każdym z tych rozwiązań odpowiednio przesuwa się scena dźwiękowa.

montaż głośników sufitowych do atmosa

Podsumowanie

Prawdziwie immersyjne nagłośnienie kina domowego 3D dodaje realizmu każdej projekcji kinowej. Chociaż technologie nagłośnienia immersyjnego wydają się mocno różnić od siebie, to po przeczytaniu niniejszego artykułu powinniśmy zrozumieć kilka podstawowych kwestii.

Przede wszystkim kierujemy się zdrowym rozsądkiem. Kiedy dany głośnik jest w specyfikacji określony jako przedni – to musi być przednim głośnikiem dla wszystkich widzów. Prowadzi to do nakreślenia obszarów granicznych w których mogą znajdować się głośniki pełniące określone role.

O rozmieszczeniu myślimy w kategorii pola odsłuchu, a nie tylko jednej głównej pozycji odsłuchowej. Każdy widz jest tak samo ważny i powinien doznawać tych samych wrażeń co pozostali widzowie.

Duża salka kinowa (zawierająca sporo miejsc siedzących) potrzebuje większej ilości głośników niż mała. Tak samo jak większy obszar odsłuchu, składający się z kilku rzędów będzie potrzebował większej ilości kolumn kinowych.

Kina z dużą ilością widzów powinny mieć podesty, które pozwalają na złagodzenie niedogodności.

W formatach nagłośnienia 3D powinniśmy zawsze dokładnie przemyśleć i zaplanować wszystkie aspekty rozmieszczenia ekranu, projektora oraz samych głośników. Stąd projekt kina powinien być zawsze punktem rozpoczynającym proces powstawania kina domowego 3D.

CINEMATIC