Một kỹ thuật ghi và tái tạo âm thanh không gian toàn cảnh, cho phép người nghe trải nghiệm âm thanh 360 độ, phù hợp cho VR và AR.
Khi duyệt tìm hiệu ứng âm thanh, có thể bạn đã bắt gặp các thư viện Ambisonic của chúng tôi, thấy thuật ngữ này được nhắc đến trong siêu dữ liệu, hoặc bắt gặp nó trong công việc thiết kế âm thanh của mình. Vậy, ghi âm Ambisonic là gì, chúng khác gì so với ghi âm vòm, và làm thế nào bạn có thể sử dụng chúng trong công việc của mình? Bài viết này, một phần của chuỗi bài viết nhằm giải thích các thuật ngữ âm thanh, sẽ giải thích các khái niệm cốt lõi của định dạng này, công nghệ đằng sau nó, và cách các hiệu ứng âm thanh Ambisonic có thể mang lại lợi ích cho các sản phẩm của bạn.
Ambisonics là một định dạng âm thanh không gian đa kênh có khả năng ghi lại và tái tạo một trường âm thanh ba chiều hoàn chỉnh. Không giống như các định dạng âm thanh vòm truyền thống, chỉ tạo ra một vòng tròn hai chiều xung quanh người nghe, định dạng Ambisonic có khả năng tái tạo âm thanh từ phía trên và phía dưới. Ambisonics khác biệt so với các định dạng âm thanh không gian dựa trên đối tượng như Dolby Atmos và DTS:X, nhưng nó tương thích với chúng.
Khi nói đến hiệu ứng âm thanh, định dạng Ambisonic lý tưởng để thể hiện toàn bộ phạm vi của một cảnh quan âm thanh với độ phân giải không gian lớn hơn so với các định dạng vòm thông thường. Vì âm thanh Ambisonic cung cấp một khối cầu âm thanh hoàn chỉnh, nó mang lại những chi tiết sống động như tán cây rừng phía trên, sự hối hả của thành phố xung quanh bạn, hoặc tiếng sấm lăn trên đầu trong khi mưa rơi lách tách trên mặt đất. Ngay cả những cảnh quan âm thanh tinh tế hơn như âm thanh phòng cũng có thể trở nên sống động hơn với Ambisonics.
Âm thanh Ambisonic không chỉ giới hạn ở các bản ghi hiện trường – bằng cách sử dụng các công cụ trộn Ambisonic như Ambisonic Toolkit, có thể tạo ra một cảnh quan âm thanh ba chiều tùy chỉnh bằng cách định vị và di chuyển các lớp của các bản nhạc đơn âm (mono), âm thanh nổi (stereo) và âm thanh vòm (surround). Tuy nhiên, bài viết này sẽ tập trung vào Ambisonics liên quan đến hiệu ứng âm thanh.
Để biến hiệu ứng âm thanh không gian tưởng chừng như kỳ diệu này thành hiện thực, định dạng Ambisonic sử dụng nguyên tắc cơ bản tương tự như một mảng micro mid/side. Trong một mảng mid/side, tín hiệu micro “side” hai chiều được nhân đôi, đảo cực, và kết hợp với micro “mid” có hướng cardioid hoặc đa hướng, tiết lộ thông tin không gian từ sự khác biệt pha giữa các âm thanh đến từ bên trái và bên phải. Một cách đơn giản để hình dung định dạng Ambisonic là tưởng tượng các kênh “side” bổ sung bao phủ toàn bộ khối cầu âm thanh được không gian hóa.
Dạng cơ bản của Ambisonics, được gọi là “first order” (bậc một), chỉ sử dụng bốn kênh: W, X, Y và Z. Kênh W chứa tổng âm thanh đến từ mọi hướng, trong khi kênh Y chứa thông tin không gian cho âm thanh đến từ hai bên trái và phải, và các kênh X và Z lần lượt đại diện cho hướng trước/sau và lên/xuống. Và khi cả bốn kênh được kết hợp, một trường âm thanh ba chiều hoàn chỉnh được tạo ra từ sự khác biệt giữa các kênh. Các định dạng Ambisonic bậc cao hơn sử dụng cùng nguyên tắc, nhưng yêu cầu 10, 16 hoặc nhiều kênh hơn để cung cấp độ phân giải không gian cao hơn nữa bắt nguồn từ các hàm điều hòa cầu (spherical harmonics) bậc cao hơn.
Không như các định dạng âm thanh vòm truyền thống, vốn chỉ tạo ra một vòng tròn hai chiều quanh người nghe, định dạng Ambisonic có khả năng tái tạo âm thanh từ cả phía trên và phía dưới.
Để ghi âm Ambisonic, bạn cần một micro Ambisonic. Loại phổ biến nhất là micro Ambisonic bậc một (first-order), sử dụng bốn viên nang được bố trí theo hình tứ diện để thu toàn bộ trường âm thanh xung quanh micro. Các micro Ambisonic bậc hai và bậc ba có thêm các viên nang trong các mảng phức tạp hơn để thu trường âm thanh với độ phân giải không gian cao hơn.
Các bản ghi thô đa kênh từ micro Ambisonic được gọi là “định dạng A”, nghĩa là mỗi kênh đại diện cho tín hiệu được thu bởi một trong các viên nang. Để sử dụng trong bản phối, các tệp cần được chuyển đổi sang “định dạng B” (đã được mô tả ở phần trên). Để mọi thứ phức tạp hơn nữa, có hai thứ tự kênh tiêu chuẩn cho định dạng B, được gọi là AmbiX (WYZX) và FuMa (WXYZ). Một số micro Ambisonic, như Zoom H3-VR, tự động chuyển đổi từ định dạng A sang B, trong khi những micro khác sẽ yêu cầu chuyển đổi bằng một công cụ như SurroundZone 2. Dù bạn chuyển đổi bản ghi của mình bằng cách nào, điều quan trọng là phải biết đâu là định dạng nào để có thể nghe được toàn bộ thông tin không gian.
Để có thể nghe đúng cách, các tệp âm thanh Ambisonic cần được “giải mã” cho hệ thống phát lại mà bạn đang nghe. Các thư viện Ambisonics của Pro Sound Effects đi kèm với phần mềm SurroundZone2, cho phép bạn chuyển đổi các tệp Ambisonic định dạng A và B sang nhiều định dạng đầu ra khác nhau, từ âm thanh nổi (stereo) đến 7.1 bằng cách sử dụng micro ảo. Tuy nhiên, để nghe toàn bộ trường âm thanh ba chiều, bạn sẽ cần một hệ thống giám sát có kênh độ cao, chẳng hạn như cấu hình 7.1.4 hoặc 5.1.2, hoặc một plugin giải mã song âm (binaural decoder) cho tai nghe. Bộ giải mã song âm sử dụng công nghệ HRTF để thể hiện trường âm thanh theo cách tai người nghe.
Trong phim và các phương tiện truyền thông tuyến tính khác, bản ghi Ambisonic thường được giải mã bằng định dạng vòm có độ phân giải cao nhất có thể, bao gồm cả các bản phối Dolby Atmos 7.1.2. Tuy nhiên, ngay cả khi bạn đang làm việc với âm thanh vòm 5.1 hoặc 7.1 truyền thống, các bản ghi Ambisonic được giải mã đúng cách vẫn có thể mang lại trải nghiệm sống động hơn nhiều so với một tệp vòm tiêu chuẩn. Một cách khác để sử dụng bản ghi Ambisonic là “phóng to” bằng micro ảo để cô lập âm thanh từ các hướng cụ thể, chẳng hạn như tiếng chim trong một khu rừng Tây Bắc Thái Bình Dương.
Trong trò chơi điện tử, quá trình giải mã thường là một phần của công cụ trò chơi, cho phép người chơi chọn giám sát âm thanh nổi, vòm hoặc song âm cho toàn bộ bản phối. Âm thanh Ambisonic cho phép các nhà thiết kế âm thanh trò chơi tạo ra các môi trường âm thanh sống động di chuyển theo người chơi hoặc camera, cùng với các âm thanh riêng lẻ được định vị trong không gian 3D. Ví dụ, thay vì một bản ghi vòm điển hình trong môi trường rừng chỉ xoay tròn, một bản ghi Ambisonic sẽ thay đổi khi camera nhìn lên và xuống. Trong các trải nghiệm thực tế ảo và tăng cường, âm thanh Ambisonic có thể được liên kết với công nghệ theo dõi đầu, cho phép âm thanh thay đổi theo thời gian thực khi bạn nhìn xung quanh không gian ảo.
