CMSS-3DInteractive to nowa generacja trójwymiarowej technologii dźwięku Creative, w którą wyposażona jest platforma X-Fi. Opiera się ona na możliwościach pozycyjnego silnika dźwięku Audigy: wydajnym trójwymiarowym panoramicznym schemacie obsługującym dużą liczbę źródeł dźwięku trójwymiarowego, ścisłej integracji z silnikiem środowiska dźwiękowego EAX i kątowej kalibracji umożliwiającej dokładną reprodukcję przestrzenną przy wykorzystaniu niestandardowych układów głośników. Jedną z głównych dodatkowych innowacji w CMSS-3DInteractive jest silnik dwuusznego przetwarzania, który umożliwia dokładne tworzenie pozycyjnego dźwięku dla każdego jego źródła, przy zachowaniu wydajności wymaganej do obsługi dotąd nieosiągalnej liczby równoczesnych źródeł.
Dzięki własności intelektualnej Creative i mocy obliczeniowej platformy X-Fi, CMSS-3DInteractvie zapewnia niespotykaną wydajność w tworzeniu trójwymiarowego dźwięku pozycyjnego za pomocą słuchawek i zestawów składających się z dwóch lub więcej głośników:
- umożliwia tworzenie setek równoczesnych źródeł dźwięku,
- bezbłędnie tworzy trójwymiarowy dźwięk pozycyjny w słuchawkach i przez głośniki,
- obsługuje MacroFX: efekt realistycznej odległości dla bliskich źródeł,
- kątowa kalibracja umożliwiająca dokładne pozycjonowanie przy użyciu niestandardowych układów głośników,
- ścisła integracja z silnikiem środowiska dźwiękowego EAX dająca perfekcyjną zgodność z EAX.
W następnych paragrafach przyjrzymy się wyzwaniom jakie towarzyszyły projektowaniu i wprowadzaniu interaktywnych silników trójwymiarowego dźwięku pozycyjnego za pomocą słuchawek i głośników, a także jak wyzwania te mają się na tle CMSS-3DInteractive.
Interaktywny trójwymiarowy dźwięk w słuchawkach
Tworzenie trójwymiarowego dźwięku pozycyjnego wymaga silnika przetwarzającego sygnał, zdolnego do pozycjonowania wielu źródeł dźwięku w odrębnych i dynamicznych pozycjach wokół słuchacza. Aby stworzyć taką iluzję za pomocą słuchawek, konieczne jest użycie pary filtrów dla każdego źródła, tak aby zrekonstruować sygnały akustyczne, które zostałyby zarejestrowane przez lewe i prawe ucho w świecie rzeczywistym.
Zasada dwuusznego trójwymiarowego panoramowania dla jednego źródła dźwięku
Jak pokazuje powyższa ilustracja, proces ten można podzielić na 3 części:
- ITD (Interaural Time Difference) - różnica czasowa pomiędzy uszami. ITD to różnica w czasie zarejestrowania dźwięku przez uszy. Jest to główny sygnał konieczny do postrzegania stopnia lateralizacji czyli lokalizowania źródła dźwięku po lewej lub prawej stronie słuchacza.
- ILD (Interaural Level Difference). ILD to różnica w natężeniu dźwięku pomiędzy sygnałami docierającymi do uszu słuchacza ze źródła znajdującego się po jednej jego stronie. Zwiększa się ona znacząco gdy źródło zbliża się do głowy na mniej niż 1 metr.
- Filtr HRTF. Jest to najbardziej złożony efekt, jako że rejestruje wszystkie widmowe transformacje, którym zostaje poddany dźwięk zanim dotrze do kanału usznego (włączając akustyczną dyfrakcję wokół głowy oraz odbicia od ramion i krawędzi małżowiny usznej).
Z racji tego, że każde ze źródeł dźwięku (również ruchomego) może być usytuowane w dowolnym miejscu trójwymiarowej przestrzeni, aspekty przetwarzania wymagają przestrzennej interpolacji w czasie rzeczywistym, co składa się na złożoność systemu. Podczas gdy ITD I ILD są relatywnie proste do modelowania i reprodukcji, zastosowanie dokładnych filtrów HRTF oznacza wysokie zapotrzebowanie na moc obliczeniową dla danego źródła. Z tego też powodu trójwymiarowe silniki dźwięku pozycyjnego, takie jak karty dźwiękowe PC, były ograniczane przez liczbę trójwymiarowych źródeł i dokładność dźwięku.
Aby przezwyciężyć te ograniczenia, CMSS-3DInteractive platformy X-Fi wprowadza nowatorskie, wyjątkowe metody efektywnego i dokładnego tworzenia dwuusznej trójwymiarowej panoramy (patent w toku). Tak jak Audigy, X-Fi korzysta z ustalonego zasobu ukierunkowanych filtrów HRTF, który jest dzielony pomiędzy wszystkie źródła trójwymiarowe, a nie z par filtrów HRTF dla każdego źródła. Jednakże, silnik CMSS-3DInteractive zachowuje poprawne ITD i ILD dla każdego źródła w każdej pozycji.
Dzięki silnikowi dwuusznego przetwarzania, CMSS-3DInteractive dostarcza następujących korzyści interaktywnym aplikacjom, takim jak gry, odtwarzającym dźwięk trójwymiarowy za pomocą słuchawek:
- Bezkompromisowa dokładność filtra HRTF, bez względu na liczbę równoczesnych źródeł dźwięku trójwymiarowego. Wszystkie źródła dźwięku trójwymiarowego korzystają z tych samych, dokładnych filtrów HRTF, które są włączone w proces CMSS-3DHeadphone.
- Obsługa technologii MacroFX Sensaury, która oddaje efekt naturalnej odległości od źródeł znajdujących się blisko głowy.
- Wyraźne odwzorowywanie przestrzenne z poprawionym rozróżnieniem pomiędzy przodem i tyłem i bardziej przekonywającymi efektami dla źródeł umieszczonych ponad lub poniżej płaszczyzny horyzontu.
- Płynna interpolacja przestrzenna pomiędzy pozycjami, bez żadnych zjawisk takich jak uciążliwe zmiany barwy dźwięku podczas ruchu jego źródła.
Interaktywny dźwięk 3D przez głośniki
Wszystkie wyżej opisane korzyści dla CMSS-3DInteractive obecne przy korzystaniu ze słuchawek, odnoszą się także do konfiguracji odtwarzania za pomocą głośników wyposażonych w SMSS-3DVirtual. Oznacza to, że wszystkie źródła dźwięku 3D korzystają z poprawionego przetwarzania wirtualnego, przestrzennego dźwięku, który pozwala określić boczną i tylną lokalizację za pomocą głośników, zachowując barwę dźwięku.
W przypadku głośników 4.0, CMSS-3DVirtual wprowadza dodatkowo kasowanie przesłuchu dla tylnej pary głośników (tak jak w SoundBlaster Live! i Audigy, a także w technologii Sensaury MultiDrive. Sprawia to, że wydajność lokalizowania rośnie i staje się bardziej stabilna nie tylko dla tylnych źródeł, ale także dla bocznych lub podniesionych, nawet jeśli słuchacz przesuwa się z punktu pierwotnego.
Jeśli chodzi o głośniki 5.1, 6,1 lub 7,1, funkcje wielokanałowego panoramowania w silniku CMSS-3DInteractive zostały tak zaprojektowane, aby zapewnić sprawną lokalizację, dokładne pozycjonowanie i płynne poruszanie się po większej powierzchni (uwzględniając wielu słuchaczy w typowej konfiguracji kina domowego).
