3DSound

Что ж, друзья, не вышло у меня победить в конкурсе изобретений, организованный всероссийским Фондом Содействия Инновациям. Моя мечта о создании российского бренда лучших игровых наушников в мире, остаётся мечтой. За спиной осталась огромная работа моего НИОКР, надоедают бесконечными звонками и угрозами коллекторы Сбербанка =) .Но иного пути найти денег на разработку в РФ, увы нет...

Тем не менее, мне удалось добиться основной задачи - создать наушники с объёмным звуком, которые оставляют позади практически всё, что сейчас есть на рынке, как по позиционированию, так и по качеству звука. Громкое заявление, но у него есть все основания .

Больше нет смысла прятать своё ноу-хау от популяризации, да и может она всё-таки воплотится в виде товара на прилавках под российским брендом, рядом с китайской продукцией . На формирование идеи  у меня ушло 3 года, затем оформил патент на первый прототип. Последние пол года полностью себя посвятил проекту, взяв кредит и даже ушёл с работы. Но не срослось с инвесторами и помощью от государства. Но для меня самое главное, что сама полученная технология полностью себя оправдала . И я убеждён, что она способна изменить само представление о 3D звуке и вывести его на качественно новый уровень .

Итак, кратко, основные моменты:

1. В моей модели основным фактором, формирующем звук вокруг , являются направленные с разных сторон посредством динамиков звуковые волны. Собственно такая модель давно и широко используется в кинотеатрах.

Многие пишут про бинаурал, задержки и т.п., два уха а не десять . Так вот так называемый бинаруал - это прежде всего стерео, подача звуковой волны идёт только с двух направлений, боковой левой и правой плоскости, да есть полный звуковой охват, потому что динамики практически вплотную к уху, но вот с направлением беда и с нашим естественным восприятием звука эта технология имеет мало общего . Попробуйте домашний кинотеатр расположить только справа и слева от себя, боюсь что вам ни одна программа не поможет изменить звуковые волны, чтобы они подавались спереди или сзади . Направление звуковой волны- вот основная инновационная идея моего проекта . И самое главное, моя гипотеза полностью оправдала себя при тестах . Я же не зря проводил сравнения, сравнивал как с многоканальниками так и с бинауральным звуком. И с уверенностью могу заявить, что они и рядом не стоят по качеству позиционирования! Ничего подобного вы ещё не слышали !

2. Выбраны четыре основных направления - фронт, тыл, сбоку, верх и низ, таким образом, чтобы стало возможным определять источник звука в сферическом виртуальном звуковом пространстве.

3. Выбраны динамики 40 мм, 500мВт 32 Ом, 20Hz-20kHz, 112 dB (как написал продавец), те которые наиболее распространены в наушниках. Большой диаметр был взят не случайно, так как в модели большое фокусное расстояние от динамиков до уха, плюс 40 мм вполне обеспечивают комфортный диапазон частот.

4. Акустические камеры (долго с ними возился) выбраны в форме усечённого конуса, так чтобы в них можно было разместить динамики, с углом наклона стенки 30 градусов, таким образом обеспечив фокусировку на ухе слушателя и сохранить направление от источника звука. В качестве демпфирующего материала внутрь камеры я уложил 2 мм листовой фетр, он оказался наиболее эффективным .

5. Для избавления гулкости внутри камер, стоячих волн и прочих негативных эффектов, а так же для достижения комфортного соотношения НЧ\СЧ\ВЧ я применил перфорацию на стенках камер. Причём, как выяснилось, диаметр и количество отверстий имеет корреляцию с получаемым качеством звука в камерах. Путём подбора, я определил нужный диаметр и количество. В случае производства, такую калибровку будет просто необходимо производить, если изменится поставщик динамиков.

6. Программно-аппаратная часть

В качестве источника была выбрана внешняя звуковая карта от Creative, имеющая аналоговые выводы под 7.1 и необходимое усиление аудио-тракта, в том числе на каналах surround, что обеспечило необходимый запас по громкости.

Центральный канал в наушниках излишен, поэтому я его перенаправил с помощью одной бесплатной программы, на фронтальные левый и правый каналы .

Ещё одним ноу-хау является добавление кросс-каналов, я их назвал теневыми. Дело в том, что любой источник звука, скажем правую колонку стерео-пары, мы слышим обоими ушами, тогда как в наушниках каналы разделены, что вызывает некоторый дискомфорт, например, когда у нас в игре объект справа, повернувшись правой стороной звук пойдёт только на правый канал, левый останется глухим.

Чтобы исправить данную ситуацию, я добавил теневые каналы, которые будут дублировать свои кросс каналы, с пониженной громкостью. Например, к боковому правому каналу я добавил тень от левого с 20% громкости, а к боковому левому, тень от правого с 20% от громкости. Таким образом, объём стал более реалистичным. Задержки добавлять не стал, слишком большие искажения, звук теряет свою естественность. Может сама программа не доработана, не знаю. Теневых каналов вполне хватило.

7. Подключение к звуковой сделал через обычные mini jack 3.5" stereo, в качестве проводов выбрал два шести жильных кабеля, сами провода очень тонкие, но вполне выдерживают перегибы и нагрузку на разрыв. Провода заправил в декоративную оплётку, получилось довольно изящно .

8. Тип наушников выбрал охватывающие, с открытой и закрытой конструкцией корпуса. Открытый тип дал более пространственный звук, но и закрытый тип вполне применим .

Внешние корпуса открытого типа хотелось бы сделать из хромированного алюминия, чтобы и смотрелись дорого, богато =) и урон на пол выдерживали.

Оголовье однозначно с металлическими несущими элементами, болезнь практически всех наушников это перелом в области перехода от оголовья к вилке .

9. Тестирование

Источником многоканального звука служила внешняя звуковая карта от компании Creative, в режиме прямого (direct) вывода. Для сравнения результата использовал гарнитуру ROG Theta 7.1от компании Asus в качестве многоканального аналога и стерео наушники HD 569 от компании Sennheiser.

Игры:

В основном - тестировал в игрушках с форматом 7.1 , не только самолично, но и по возможности приглашал для оценки различных людей .

Очень понравился звук по объёму в играх Soma, Kindome Come: Deliverance, The Bard's Tale IV: Barrows Deep. Так же стоит отметить прекрасное позиционирование в шутерах PBUG, CS , очень жаль, что нет многоканальной поддержки в Escape from Tarkov, в этой игре позиционирование одно из главных преимуществ.

Музыка:

тесты проводились с помощью проигрывателя AIMP, через WASAPI. Использовались как многоканальные фонограммы, так и стерео с дублированием сигнала по соответственным каналам . Звук вполне комфортный, с ощутимой разницей от стерео наушников .

Кино:

так же смотрится совсем иначе, очень понравился объем в Бегущем по лезвию 2022, сцена с пчёлами, сцена с голографической девицей на мосту.

Даже кино в формате 5.1 смотрится вполне достойно, из пересмотренных по звуку понравилось Спасение рядового Райна, Грань будущего .

Жаль у звуковой карты нет аналогового выхода для Dolby Atmos , уверен с верхней стерео-парой звук стал был бы ещё более захватывающим.

Вот, собственно и вся технология. В идеале она рассчитана на звук с шести плоскостей, но на данный момент модель я адаптировал  к имеющимся на сегодняшний день распространённым форматам .

Может быть, моя статья дойдёт до какого-нибудь инвестора или производителя. Тем более, есть рабочий прототип, полностью оправдывающий ноу-хау =). Умалчивать о технологии с моей стороны просто глупо, поэтому выложил практически всё в соц.сеть. Есть патент, безалаберно оформленный Московским патентным бюро Гардиум=), модель описана топорно, но тем не менее технические моменты соблюдены .

С уважением,

изобретатель из небольшого наукограда Обнинск,

Николай