Направленный звук: технология, которая может заменить наушники — как она работает

В следующем году на выставке CES 2019 стартап Noveto планирует представить ^[1] аудиосистему с направленным звучанием, предназначенную для массового рынка. Это акустическая колонка, звук от которой слышит его лишь один человек в комнате, как если бы он надел наушники.

Рассказываем, как это работает и где уже применяют такие технологии.

^[2]
Фото Karim D. Ghantous ^[3] / CC ^[4]

Что такое системы направленного звука

Такие системы отличаются от обычных колонок тем, что формируют узкий аудиопоток, который слышен лишь перед ней. Первые динамики направленного звука появились в конце 80-х годов.

Конструкция была достаточно примитивной. Они представляли собой обычные динамики, повешенные под потолком, которые окружал пластиковый купол. Звук отражался от внутренней поверхности купола и был слышен лишь человеку, стоящему непосредственно под устройством.

В 90-х появилась другая технология, в которой используется ^[5] ультразвук. В этом случае колонка с помощью пьезоэлектрических преобразователей ^[6] излучает звук, частота которого находится за пределами диапазона слышимости человека. Но по мере распространения звуковых волн в воздухе происходит проявление слышимых частот (из-за нелинейных эффектов).

У этих систем есть серьезный недостаток. Они рассчитаны на то, что слушатель стоит на одном месте — часто колонки размещают на потолке, а звук концентрируется в точке под ними.

Как решили эту проблему

Решили эту проблему инженеры израильского стартапа Noveto. Их система направленного звука умеет передавать звук слушателю вне зависимости от его местоположения ^[7] в помещении.

Акустическая колонка имеет 3D-сенсоры, которые отслеживают положение головы пользователя. После этого система сама рассчитывает, в каком направлении и под каким углом следует посылать звуковые волны (в этом случае также используется ультразвук). В результате на ушах пользователя как бы образуются «виртуальные наушники» — небольшие области, в которых слышна музыка.

Сенсоры реагируют на движения слушателя и перемещают звуковой поток, если человек поворачивает голову или садится на другое место. При этом система способна ^[8] распознавать нескольких сидящих рядом людей и каждому посылать персональный аудиопоток разной громкости.

Демонстрацию работы технологии можно посмотреть в этом видео ^[9] от CNBC:

Сейчас система Noveto находится на этапе разработки, поэтому у него есть определенные недостатки. Например, если повернуться к колонке одним ухом, то звук будет поступать только в него (очевидно, система просто «не видит» второе ухо). Однако, по словам представителей компании, это можно исправить, если разместить дополнительную аудиосистему на потолке.

Другой момент, над которым также ведется работа, — качество звучания. Как пишут журналисты из Business Insider, колонки Noveto пока воспроизводят аудио с искажениями. Плюс такие системы, из-за особенностей реализации, плохо проигрывают низкие частоты. Генеральный директор стартапа говорит ^[1], что со временем качество звучания системы будет существенно улучшено.

Где технологию будут применять

Сейчас системы направленного звука нечасто встречаются в повседневной жизни. В основном их используют в музеях или на выставках. Посетители могут слушать лекции электронных гидов и не мешать другим. Иногда такие системы можно найти в магазинах около полок с рекламируемым товаром. Такие технологии также используют в банках. Например, в некоторых отделениях Сбербанка установили ^[10] терминалы для видеоконсультаций с колонками направленного звука.

Ожидается, что с появлением компактных систем, аналогичных устройствам Noveto, направленный звук станет более привычной технологией. И наиболее перспективными областями её применения видятся аудиосистемы для офисов и автомобилей.

В офисе системами направленного звука можно оборудовать комнаты для видеоконференций или рабочие места сотрудников, которые вынуждены проводить в наушниках большую часть дня. Это диспетчеры или операторы колл-центров.

Фото Bryce Johnson ^[11] / CC ^[12]

В автомобилях направленный звук может использовать водитель, чтобы ответить на звонок, или пассажиры, которые хотят послушать музыку и не отвлекать человека за рулем. В частности, Noveto уже заключили ^[13] сделку с компанией SEAT, которая протестирует новую аудиосистему в своих авто.

Кто еще разрабатывает подобные системы

Направленный звук заинтересовал и другие автомобильные компании, помимо SEAT. Hyundai ^[14] и KIA ^[15] работают над системой «раздельных звуковых зон» (Separated Sound Zone). Каждое место в автомобиле будет оборудовано отдельной направленной колонкой, поэтому все пассажиры смогут слушать разную музыку или подкасты и не мешать друг другу.

Аналогичные аудиосистемы планирует внедрить и Renault. Компания инвестировала ^[16] в стартап Akoustic Arts, который занимается разработкой «персональных» колонок.

На выставке CES 2018 одновременно с системой Noveto была представлена ^[17] компактная колонка направленного звука S-Ray от Samsung. Это устройство помещается на ладони, и его можно подключать к смартфону. Колонку создали в творческой лаборатории Samsung C-Lab, и пока готов только первый прототип устройства.

Несмотря на свой потенциал и заявления CEO Noveto, технология направленного звука еще долгое время не заменит наушники. Хотя бы потому что все эти проекты находятся на ранних этапах своего развития. Однако у технологии есть потенциал, и, возможно, в будущем она сумеет проявить себя в самых разных сферах нашей жизни.

Космическое звучание Континуума Хакена ^[19]
Наш рейтинг наушников ^[20]
Гид для новичка: что важно знать про амбушюры наушников ^[21]
Наш гид покупателя: полочные колонки vs напольные ^[22]
Музыка для продуктивной работы ^[23]

Автор: Audioman

Источник ^[24]