Человеческий фактор. Том 5 - Крёмер К.
ISBN 5-03-001817-4
Скачать (прямая ссылка):
Стереофонические дисплеи
Восприятие звука обоими ушами в аудиодисплейной системе является фундаментальной чертой стереофонических методов передачи звука. Следовало бы рассмотреть два аспекта локализации звука и стереофонии. Первый аспект получил название «эффект предшествования» [17]. Второй аспект имеет отношение к признакам, которые существенны для воспроизведения полного стереофонического впечатления с помощью головных телефонов.
Эффект предшествования является свойством слуховой системы, позволяющим намного лучше локализовать звук по сравнению с тем, что можно было бы ожидать в обычной физической среде. В нормальной комнатной ситуации существует множество поверхностей, от которых звук отражается и реверберирует. Звук, достигающий головы слушателя, из-за этого множества поверхностей представляет собой сложную смесь интерауральных временных и амплитудных дифференциальных признаков. Наиболее ценная информация об истинном источнике звука содержится во временных и амплитудных признаках самой первой звуковой волны, которая достигает ушей слушателя. Волны, прибывающие позже, в дополнение к исходному
Представление слуховой и тактильной информации
195
?сигналу включают признаки, связанные с множественными эхо-сигналами. Эффект предшествования показывает способность слуховой системы обычно подавлять все локализационные признаки, за исключением тех, что связаны с первым волновым •фронтом.
Этот феномен может быть легко воспроизведен читателем с помощью стереосистемы, соединенной со спаренными громкоговорителями. Сидя посередине между громкоговорителями, установите систему в монауральное положение, так чтобы в каждое ухо поступали идентичные сигналы. Источник звука будет казаться локализованным в середине между двумя громкоговорителями. Теперь сместите положение тела немного влево — звук станет казаться идущим только от левого громкоговорителя. Это создает проблему для «стереофонических» систем, в которых воспроизведение звука осуществляется с помощью громкоговорителей; достигающие ушей слушателя звуки (за исключением очень специальных систем) содержат временные и амплитудные признаки, связанные с положением громкоговорителей и в то же время не связанные с положением источника регистрируемого звука.
Второй аспект стереофонических дисплеев имеет отношение к предъявлению с помощью головных телефонов. Если воспроизведение посредством громкоговорителей всегда сталкивается с проблемами положения головы слушателя, то вполне возможно, что предъявление посредством головных телефонов решало бы такого рода проблемы. Проблема с предъявлением через головные телефоны состоит в том, что звук обычно воспринимается слушателем как бы локализованным внутри головы, а не во внешнем пространстве. Это явление можно устранить присоединением дополнительных монауральных признаков к сигналам в каждом канале. Спектры звуков, достигающих каждого уха и порождаемых действительным внешним источником, независимо формируются или фильтруются передаточной характеристикой каждого внешнего уха и слухового канала. Такое спектральное формирование сильно зависит от направления звука и обеспечивает получение важных признаков локализации звука. Реконструкция этих признаков в предъявляемом через головные телефоны материале порождает иллюзию того, что источник звука находится во внешнем пространстве, вне головы наблюдателя [50].
За исключением стереофонических систем репродукции звука, применение локализованных аудиодисплеев широко не практикуется. Однако, очевидно, звуковая локализация является важным аспектом способа, которым экстренные транспортные средства (типа машин «скорой помощи», полицейских и пожарных автомашин) могут сигнализировать о своем местонахожде-
196 Глава 6
нии и направлении. Каелли и Портер [5] изучали проблемы, связанные с использованием сирен на экстренном автотранспорте. Они обнаружили очень плохую точность суждений о местонахождении и удаленности машин, особенно когда они приближаются сзади к машине наблюдателя. Если при движении открыто только окно водителя, то ошибки локализации возрастали; закрытие всех окон улучшало локализацию, но существенно понижало слышимость сирен «скорой помощи».
Эти эксперименты подтвердили результаты интервьюирования опытных водителей машин «скорой помощи», выявивших неудовлетворенность функционированием сирен. При нормальных условиях движения сирена плохо слышится и локализуется. Каелли и Портер [5] предположили, что применение на экстренном автотранспорте мелькающего света предпочтительнее использования сирен. Они также предложили применять сигнал предупреждения внутри машины, который мог бы включаться радиосигналом с приближающегося экстренного автотранспорта.
Несколько удаляясь от реальной действительности, можно представить похожий вариант системы, в которой реальный звук сирены активизирует локализирующую аудиодисплейную систему в машине. Внешние микрофоны, установленные на крыше автомобиля, регистрируют внешние звуки и передают сигнал в микрокомпьютер. Компьютер осуществляет непрерывный анализ таких звуков, выделяя в них акустические признаки сирен различных видов автотранспорта. Он также должен вычислять направление движения и удаленность сирены. Затем компьютер генерирует локализуемый сигнал с помощью громкоговорителей, размещенных по периферии кабины, одновременно отключая выход магнитолы стереосистемы автомобиля. Такой естественно кодированный и локализуемый сигнал позволял бы водителю выполнить соответствующее действие. Правда, стоимость описываемой системы пока является серьезным препятствием для ее практического использования.
