Звуковой луч
Новая технология разделения звуковых потоков позволяет сидящим рядом людям слушать разную музыку или получать разную информацию. Точно рассчитанный ультразвуковой сигнал создает волны, которые воспринимают только те уши, на которые этот сигнал был направлен. Окружающие люди передаваемых звуков не слышат.
В конце XIX века человечество научилось сохранять и затем воспроизводить звук в том виде, в котором он был сохранен. За прошедшие с тех пор сто с лишним лет технологии в области сохранения звука стремительно развивались.
Граммофон и его внуки
Особенно быстрые изменения были во второй половине ХХ века – одна за другой появились технологии записи звука на грампластинку («винил»), магнитную ленту, компакт-диск. В конце ХХ века появились цифровые форматы записи звука (например, mp3). Научная мысль не стоит на месте – в последние годы появились технологии записи DVD-Audio и SACD.
Но в области воспроизведения уже записанного звука в течение ХХ века столь стремительных изменений не наблюдалось. Заставить технику воспроизводить звук оказалось куда сложнее, чем его записывать. Фактически применялись лишь две технологии: рупорная (раструб граммофона), изобретенная в конце XIX века и до сих пор используемая в некоторых очень дорогих акустических системах, и диффузорная. Вторая появилась в 1925 году, и на ее основе построены динамики, окружающие современного человека повсюду. Попытки усовершенствовать технологию воспроизведения звука предпринимались постоянно. В ХХ веке появились новые способы получения более естественного, объемного звучания (стереозвук, многоканальный звук), при этом сами принципы воспроизведения звука оставались неизменными.
Параллельно шла работа и над индивидуальным звуковоспроизведением, чтобы звук мог слышать только тот, кто хотел. В этом вопросе тоже долгое время обходилось без инноваций. Самое простое решение – надеть динамики прямо на уши человека – оставалось и единственно верным.
Как услышать ультразвук?
На рубеже ХХ и ХХI веков общественности было представлено сразу несколько новых технологий воспроизведения звука – например, были предложены абсолютно плоские динамики, другое предложение касалось использования в качестве резонатора оконного стекла. Технологии эти наделали много шума, но пока не нашли своей коммерческой ниши.
В 2001 году появилась интересная, можно сказать, революционная технология, которая уже начинает применяться в коммерческих продуктах. Речь идет о технологии «направленного звука», продвигаемой под названием AudioSpotlight. Ассоциация понятна – создатели технологии проводят аналогию со световым потоком. Свет можно рассеивать во все стороны, а можно максимально узким лучом концентрировать в одной точке. Теперь то же самое предполагается делать и со звуком.
Направленность любого волнового потока зависит от соотношения длины волны и размера источника колебания. Волны, образующие слышимый человеческим ухом звук, имеют длину от нескольких сантиметров до нескольких метров, что сравнимо с размерами большинства динамиков или рупоров. Поэтому звук распространяется сразу во все стороны. Чтобы создать направленный поток звука, размер источника должен намного превышать длину волны, но использование в быту динамиков диаметром двадцать метров явно не станет коммерчески успешным решением. Ученым тогда пришла в голову идея – зачем увеличивать размер источника, когда проще уменьшить размер волны?
Звуковые волны очень короткой длины называются «ультразвуком» («ультра» – поскольку находятся выше чувствительности человеческого уха). И для того, чтобы создать чрезвычайно узкий направленный поток ультразвука достаточно источника очень небольшого размера. Другой вопрос, что, каким бы направленным не получился звук, человек его не услышит. Однако, пока «луч звука» проходит сквозь воздушную среду, он претерпевает некоторые изменения и сам создает колебания. А их человеческое ухо уже способно уловить. Задача была следующей: рассчитать сигнал и точно направить в указанную точку, чтобы он создал в ней не рассеивающиеся звуковые колебания.
Разумеется, между этой точкой и источником звука не должно было быть никаких преград, способных исказить или отразить волну.
Первые эксперименты в этой области начали проводиться еще в 60-х годах ХХ века. С середины 1970-х и до начала 1980-х такие известные компании, как Matsushita, Denon и Ricoh пытались воплотить технологии на практике. Однако общий уровень развития технологий 20 – 30 лет назад не позволял достичь коммерчески жизнеспособных результатов. Все полученные действующие образцы были как чрезвычайно дорогостоящими в производстве, так и обладали весьма низким КПД, поскольку более 50% волн рассеивалось в сторону от слушателя. Постепенно про технологию направленного звука забыли.
И только в конце 1990-х сотрудник Массачусетского технологического института Джозеф Помпей вернулся к изучению направленного звука. Сделав новые расчеты с учетом шагнувших далеко вперед технических возможностей, он в 2001 году представил практически готовую технологию под названием AudioSpotlight, впечатлявшую качеством получаемого звука и предполагаемой дешевизной.
Уши на очереди
Для продвижения этой технологии была основана компания Holosonic. В 2002 году она объявила о заключении контрактов сразу с несколькими известными компаниями, которые собираются использовать новую технологию в своих продуктах. Банальное применение – возможность каждому пассажиру в автомобиле слушать отдельный звуковой поток. Автомобильные гиганты – DaimlerChrysler, Toyota, Ford и GeneralMotors – уже выпустили концепт-кары, в аудиосистемах которых используется AudioSpotlight, и планируют в ближайшие несколько лет перейти от концептов к конвейерным образцам. Водитель сможет, например, получать по радио информацию о пробках, в то время как остальные пассажиры продолжат слушать музыку.
Аналогичные разработки внедряет BritishAirways. Подобная технология очень удобна для салонов пассажирских самолетов.
В 2003 году Бостонский научный музей уже установил у себя работающую систему направленного звука – теперь у каждого экспоната и информационного дисплея будет звуковое сопровождение, слышимое лишь тем, кто стоит непосредственно перед рассматриваемым объектом.
В планах компании Holosonic есть и более смелые проекты – например, сейчас компания работает совместно с легендарной рок-группой U2 для того, чтобы уже в ближайших концертных турах музыканты представили публике звуковые эффекты, «примерно аналогичные световым», обычно используемым на концертах. Как это будет выглядеть (точнее звучать) на практике, представить пока довольно трудно, ясно только, что публику ждут необычные ощущения. Следующим шагом, вероятно, станет использование новой технологии в рекламе, в том числе и уличной – по крайней мере некоторые крупные западные рекламные и медийные компании тоже проявляют серьезную заинтересованность. Они уже научились мозолить глаза людям. Теперь на очереди – уши.
Подписывайтесь на нас:
Еще по теме
