вторник, 13 декабря 2016 г.

Dolby Atmos: Будущее кинотеатров


Звуковые эффекты стали неотъемлемой частью современных фильмов. С каждым годом они становятся все более реалистичными, и то, что мы слышим сейчас в кино – это результат кропотливой работы многих людей на протяжении века.
 Однако с распространением Интернета и появлением таких сервисов, как Netflix, популярность кинотеатров начала постепенно снижаться. В попытке поддержать этот вид бизнеса были реализованы несколько новых технологий. Наряду с IMAX, предлагающей качественную 3D-картинку, также появились интересные решения в сфере звука.
 По мнению экспертов, новой вехой в развитии кинематографа станет формат многоканального звука Dolby Atmos. Презентовали Dolby Atmos в известном голливудском кинотеатре Dolby Theatre в апреле 2012 года. Первой картиной, чей саундтрек был сделан в этом формате, стал мультфильм «Храбрая Сердцем» («Brave») студии Pixar. Хотя в 2012 году количество кинотеатров, использующих Atmos, не превысило 25 штук по всему миру, в 2013 году их количество увеличилось до 300 и продолжило расти.
Со времен «Храброй сердцем» с применением новой технологии были сняты такие фильмы, как «Стражи Галактики», «Star Trek: Возмездие» и «Жизнь Пи». О главном отличии Atmos от других ныне существующих многоканальных стандартов в интервью американскому журналу Sound&Vision рассказал Бретт Крокетт (Brett Crockett), директор лаборатории звуковых исследований Dolby: «Dolby Atmos – это первая аудиосистема для кинотеатра, которая базируется не на каналах, а на аудиообъектах. Плач ребенка, звук вертолета, гудок автомобиля – все это аудиообъекты».
  Звукорежиссер, используя Dolby Atmos, решает, где именно находится источник звука (иными словами, составляют 3D-карту звукового пространства), и определяет, по какой траектории он перемещается. Получается, что можно выбрать из какого динамика будет поступать звук. Если необходимая аудиоколонка неработоспособна или отсутствует, то система автоматически сформирует «фантомный» громкоговоритель, чтобы звук все равно поступал из нужного места.
 Таким образом, в кинозал контент попадает не в виде предварительно записанных дорожек, а в виде большого количества звуковых файлов и соответствующей информации о пространственно-временных координатах. Эта информация попадает в звуковой процессор, который точно знает, где расположены акустические системы (установленные и откалиброванные в процессе монтажа кинозала), и сам просчитывает, куда и какую звуковую информацию нужно отправить.

  Крошечная белая линия на вершине куба представляет летающей вертолет в 3D-пространстве. Точки слева представляют собой динамики. Сабвуфер и два левых верхних динамика в этот момент активны
Помимо аудиообъектов Dolby позволяет работать с обычными звуковыми каналами (Beds), не требующими пространственного кодирования (шум окружения, музыка), что позволяет сформировать наиболее полную иммерсивную картину.

 Для каждого кинозала создается свой проект в соответствии со спецификациями, где определяется количество и расположение динамиков, необходимые для корректного воспроизведения формата. Каждый такой проект утверждается уполномоченным консультантом Dolby.
Вообще Dolby держит все проекты под непосредственным контролем. Кинозалы утверждаются специалистами Dolby, которые выезжают на место, замеряют и принимают зал. При этом происходит проверка конфигурации и аппаратуры – каждого громкоговорителя и усилителя.
 У представителей компании имеется специальная измерительная система, состоящая из 8 микрофонов, которая регистрирует параметры и задержку звука каждого громкоговорителя. Если вся акустика одобрена, то начинается процесс группировки в массивы 5.1, 7.1 и 9.1. После этого настройка зала запоминается в процессоре, заполняется протокол настройки. Другими словами, чтобы присвоить залу статус Dolby Atmos, компания проверяет все характеристики.
 При настройке процессора вносятся данные о размерах зала, о количестве и координатах размещения колонок, все характеристики колонок и ассоциируемых с ними усилителей и т.п. Зал описывается для процессора так, чтобы исключить возможности ошибок.
Dolby Atmos позволяет работать со 128 звуковыми дорожками, которые обрабатываются в зависимости от их типа. Статические дорожки сразу «закрепляются» за отдельными аудиоколонками или целыми их массивами. Что касается аудиообъектов, то они обрабатываются в реальном времени согласно конфигурации кинозала. Всего процессор Dolby позволяет выводить звук на 64 громкоговорителя одновременно.

Аудиооборудование и залы в различных кинотеатрах могут разительно отличаться по размерам и форме, поэтому, чтобы звук доставлял максимальное удовольствие, разработчики подготовили требования по размещению акустических систем.

        Схема расположения звукового оборудования в кинозале
Чтобы звуковые переходы были максимально гладкими, компания рекомендует установить за экраном две дополнительные акустические системы (отмечены зеленым) – это особенно важно для кинозалов, ширина экрана в которых превышает 12 метров. Также все «экранные» рупоры должны быть развернуты в одну определенную точку, расположенную где-то в зале, чтобы охватить все зрительские места.
 Фронтальные сабвуферы группируются в единый массив нужной мощности, который немного смещается в сторону от оси симметрии – это позволяет снизить вероятность возникновения стоячих волн.
 Что касается динамиков окружения, расположенных вдоль стен, то они должны быть подключены к индивидуальному каналу усиления, настроенному в соответствии с параметрами максимальной шумовой мощности, указанной производителем аудиоаппаратуры.
 Боковые аудиосистемы должны располагаться по всей длине стены, чтобы обеспечить достойное звуковое покрытие, и формировать прямую линию, как показано на рисунке ниже. Наклон динамиков должен быть сориентирован по оси к уху зрителя, сидящего на крайнем месте у противоположной стороны зала.
 Большинство динамиков окружения не способны производить мощные низкие частоты, потому в задней части аудитории следует добавить два дополнительных сабвуфера.

Что касается потолочной акустики, то верхние динамики должны располагаться строго симметрично относительно оси зала и по всей его длине. Причем расстояние между двумя рядами колонок должно быть чуть больше, чем между дополнительными акустическими системами за экраном. Опять же, динамики в передней и задней части аудитории должны быть развернуты в направлении общей точки.
 По словам представителей компании Dolby, у зрителя, сидящего в грамотно оборудованном зале, возникает чувство, словно он «окружен бесконечным количеством динамиков» – это позволяет ему полностью погрузиться в происходящее на экране.
 Руй Соарес (Rui Soares) и Дипанкар Гровер (Dipankar Grover) говорят, что технология дарит потрясающие впечатления и отличить систему Atmos от других систем легче легкого. «Dolby Atmos может перенести вас прямо в гущу событий, происходящих на экране», – восклицает Гровер.
 Однако подарить такие магические впечатления система может только при должной настройке оборудования и выставлении правильных уровней звука. В ином случае технология превращается в очередной способ «обработки» зрителя громким звуком, просто с еще большего числа направлений.
 Звук – интересная штука. Он невероятно важен для восприятия фильма, однако, когда все сделано правильно, вы его даже не замечаете. Однако если вы все же обратите на него внимание, то откроете для себя много интересного. Звук – это главное оружие кинотеатров, которое требует к себе столько же внимания, сколько картинка фильма, а технология Dolby Atmos обладает в этой сфере огромным потенциалом.

понедельник, 12 декабря 2016 г.

«Мурашки побежали»: Как связана музыка и физиология


                                                                   Фото Mitchel Jones / CC
В прошлом месяце Митчелл Колвер (Mitchell Colver), аспирант Университета Юты, написал для журнала The Conversation любопытный материал о том, откуда же появляются знаменитые «мурашки» во время прослушивания музыки. Мы изучили его и решили разобраться в том, что же это за явление и почему оно возникает.
То, что мы называем мурашками, можно именовать по-разному: кто-то чувствует «холодок по спине», у кого то появляется «гусиная кожа» и волоски на руках встают дыбом. Обычно мы связываем эти ощущения со страхом или сильным неприятным волнением, но в случае с музыкой эти ощущения сравнивают, скорее, с «эмоциональным ознобом». Ему даже дали специальное название – фриссон (frisson), что в переводе с французского означает «дрожь», «содрогание».
Фриссон – чувство приятное, и музыка – одна из главных причин его возникновения. Однако не единственная – помимо музыки мурашки могут быть вызваны произведением искусства, трогательной сценой в фильме и даже явлением природы (нет, речь не идет о ситуации, когда вам просто холодно на пронизывающем ветру).
Исследования показали, что около двух третей населения время от времени испытывают приятную дрожь – если точнее, такому эффекту подвержены от 55 до 86 процентов населения.
А пользователи Reddit даже создали на сайте страницу, на которой делятся триггерами, вызывающими «мурашки». Среди наиболее душещипательных роликов там отмечены, в частности, исполнение национального гимна США певицей Lady Gaga на открытии Супер Кубка-2016 и фанатский трейлер оригинальной трилогии Звездных войн.
Так что же такое мурашки ?
Ученые исследуют этот эффект уже без малого полвека, однако он до сих пор вызывает больше вопросов, чем ответов. Исследователям до сих пор не удалось разгадать феномен мурашек до конца, но многочисленные эксперименты показали, что фриссон, как правило, является ответной реакцией организма на резкое изменение в окружающей среде, особенно в музыке, которую мы слушаем.
То есть дело даже не столько в красоте музыки, сколько в ее контрастности – как будто наша кожа и мозг одинаково реагируют на разные по своей природе перемены, будь то «холодно-горячо», «спокойствие-опасность» (от них ощущения, правда, неприятные) и на контраст в музыке.
Однако науке до сих пор подлинно неизвестно, почему в результате этого «озноба», наша кожа покрывается «мурашками». Некоторые ученые предполагают, что «гусиная кожа» — эволюционный рудимент, оставшийся от наших далёких (и более волосатых) предков.

                                                                    Виниловый проигрыватель Onkyo CP-1050
Таким образом они согревали организм, создавая эндотермический слой тёплого воздуха вокруг кожи непосредственно под волосяным покровом. При резкой смене температуры (например, при дуновении прохладного ветра в жаркий день) сокращение мышц в волосяных фолликулах временно приподнимает, а затем опускает волоски на коже, обеспечивая этот защитный теплый слой. С изобретением одежды и уменьшением волосяного покрова необходимость такой терморегуляции отпала, но рефлекс остался.
У кого и когда от музыки «бегут мурашки» ?
Ответ на этот вопрос решил найти профессор социальной психологии университета Восточного Вашингтона Амани Эль-Алайли (Amani El-Alayli). Он и группа исследователей, включая автора статьи Митчелла Колвера, предположили, что человек, глубоко погруженный мыслями в музыкальное произведение, с большей вероятностью испытает фриссон, так как триггер оказывает на него более сильное влияние. Кроме того, ученые высказали предположение, что чаще всего такой эффект проявляется у людей с определенным типом личности.
 В рамках эксперимента участников подключили их к специальному прибору, регистрирующему кожно-гальванический рефлекс, а именно изменение электрического сопротивления кожи человека при физиологическом возбуждении, и предложили прослушивали фрагменты различных музыкальных произведений.
Для исследования были выбраны следующие композиции:
Первые две минуты и 11 секунд произведения Баха «Страсти по Иоанну: Часть 1 (Herr, unser Herrscher)», момент вступления хора
Первые две минуты и 18 секунд «Концерта для фортепиано с оркестром №1:II» Шопена
Первые 53 секунлы песни английского дуэта Air Supply «Making Love Out of Nothing At All»
Первые три минуты и 21 секунды произведения Вангелиса «Mythodea: Movement 6»
Первые две минуты произведения Ханса Циммера «Oogway Ascends»
Эти композиции были подобраны не случайно (некоторые из них, кстати, использовались в предыдущих исследованиях) – во всех отрывках присутствовал «кульминационный момент»: напряжение росло, а затем сменялся характер мелодии или ритмический рисунок, появлялись новые инструменты.
Во время прослушивания указанных произведений участники нажимали на небольшую кнопку каждый раз, когда ощущали на коже «мурашки». Анализируя результаты, исследователи пришли к двум выводам:
1. Фриссон действительно может быть вызван музыкой. Кульминационные моменты композиций соответствуют состояниям, когда участник сообщал о появлении «мурашек» нажатием кнопки.
2. Наибольшую вероятность почувствовать фриссон имеют люди, открытые новому опыту. Это помогли зафиксировать специальные тесты, которые испытуемые проходили до эксперимента. Каждый из участников проходил несколько тестов, фиксирующих различные черты характера, однако исследование выявило наибольшую связь мурашек именно с открытостью новому.

                                                                              Фото Ninac26 / CC
Эта характеристика исследуется учеными уже достаточно давно. Например, исследования подтверждают, что люди с подобной способностью обладают необычайно богатым воображением, ценят красоту и природу, ищут новые впечатления, часто погружаются в свои чувства и любят разнообразие в жизни. Результаты более ранних исследований также подтверждают зависимость появления фриссона от «открытости к опыту».
Тем не менее, просто «открытости» для появления мурашек мало. Исследование, в котором принимал участие автор материала Митчелл Колвер (его результаты опубликованы в журнале «Психология музыки» 27 апреля 2016 года), показало, что важно не просто воспринимать новое и бездумно слушать – люди, которые интеллектуально погружаются в музыку, ощущают «мурашки» чаще и сильнее.
При этом под «интеллектуальным погружением» понимаются когнитивные компоненты «открытости к опыту» – такие, как предсказывание того, как мелодия будет развиваться, или представление образов.
От себя коротко добавим: по нашему собственному (ненаучному, но достаточно обширному) опыту, мурашки очень сильно зависят и от того, как и на чем музыка прослушивается. Вспомните свои эмоции на симфоническом концерте или на выступлении любимой рок-группы – ощущения, испытанные там, вряд ли сравнятся с ситуацией, когда вы слышите любимую мелодию по телевизору или на радио – даже если стараетесь слушать вдумчиво и внимательно.
К сожалению, мы не знаем, на чем и в каком качестве прослушивали музыку участники эксперимента. Однако уверены – чем лучше было качество звука, тем больше была и вероятность испытать удовольствие от прослушивания – вне зависимости от эмоционального настроя или когнитивных способностей испытуемых.
Именно поэтому тем, кто хочет ощутить мурашки, стоит, в первую очередь, задуматься о поиске любимых композиций в хорошем качестве.
А также не забывать и про оборудование – чтобы ощутить новые грани звучания, необязательно покупать флагманскую стереосистему: достаточно выбрать подходящий плеер, качественные наушники и, при необходимости, усилитель и/или ЦАП .

воскресенье, 11 декабря 2016 г.

Плачь и танцуй: Почему музыка вызывает у нас эмоции

Минувшим летом мы уже разобрались в том, почему от музыки бывают мурашки. В этой статье расскажем, чего добились ученые, пытающиеся объяснить, почему музыка вызывает у нас эмоции.
Пользователь сайта Quora, музыкант и композитор Ян Эткин (Ian Atkin) объясняет, что музыка задействует те области мозга, которые отвечают за движение, планирование, внимание и память. Это выяснилось в результате исследования, которое провёл Дэниел Абрамс (Daniel Abrams) во время написания докторской диссертации в Школе медицины Стэнфордского университета.

 Участники эксперимента, люди без музыкального образования, прослушали четыре симфонии Уильяма Бойса, пока им делали МРТ мозга. В результате этого исследования выяснилось, что музыка влияла на всех его участников практически одинаково.
  Нейробиолог Дэниел Левитин написал книгу «This is your brain on music», в которой сделал вывод о том, что музыка отвечает за установление социальных связей и улучшение физической формы. Также он говорит, что музыка — это единственная сила, которая может заставить присоединиться к беснующейся двадцатитысячной толпе, и ничто другое на это не способно.
  Исследования также показали, что определённая музыка может помочь с обучением языку. Это, в свою очередь, свидетельствует о том, что существует связь между мелодией и памятью. Музыка доставляет удовольствие и часто ассоциируется с приятными моментами: вечеринками, общением, дружбой и релаксацией. Некоторые исследования проводят параллель между ощущениями от музыки и наркотическим опьянением.
  Левитин также объяснил: «Прослушивание музыки изменяет химию мозга. И мы знаем, что люди используют музыку так же, как и наркотики. В конце дня вы приходите домой, включаете музыку, которая вас расслабит и улучшит настроение. То, что одни называют «хэви метал», другие назовут лёгким классическим роком. Но когда есть подходящая музыка, она всегда настроит вас на хороший лад – или на плохой лад, если пожелаете».
Выяснилось также, что прослушивание успокаивающей музыки поднимает уровень серотонина и окситоцина в организме. Вполне вероятно, что активируются и нейрорецепторы, восприимчивые к другим гормонам. Правильная музыка может не только осчастливить, но и, например, привести человека в возбужденное состояние.
 Другие пользователи quora высказывают мнение, что музыка может не просто повлиять на наше настроение. Она отражает те эмоции и чувства, которые мы испытывали раньше и которые связаны в нашем восприятии с определенной мелодией. Это музыка из прошлого или музыка, связанная с конкретным событием или человеком.
 Без сомнения, большое тут значение имеет память, которая играет определяющую роль в создании и связывании воспоминаний, собирая всё, что касается событий, отношений, прошедших и текущих моментов, всё, что было в прошлом или настоящем, и связывает это с определённой музыкой. Разные исполнители ассоциируются с хорошими или плохими событиями, с грустью или весельем.
  Дети уже в раннем возрасте начинают реагировать на песни из ТВ-реклам или на музыкальные заставки к детским программам. С возрастом ничего не меняется. Мы также ассоциируем происходящее с музыкой, каждый по-своему. В научном мире этим вопросом занимается музыкальная психология.
Почему из-за музыки так хорошо
Музыка движет людьми разных культур уже много тысячелетий. Доктор Вэлори Сэлемпур (Valorie Salempoor) и другие нейрофизиологи пытаются с помощью сканирования мозга выяснить, почему музыка, не имеющая с точки зрения эволюции большой «практической» ценности, оказывает на нас такое глубокое влияние.
  Ранее исследователи из Стэнфорда сообщили, что при прослушивании классической музыки у разных людей активируются одинаковые области мозга, что, предположительно, значит получение некоторого универсального опыта. Однако, получаемый опыт у всех не одинаков. Группа Сэлимпур выяснила, что когда человек слушает песню впервые, сила некоторых нервных связей может показать, насколько человеку нравится эта музыка. Этот феномен основывается на прошлом опыте, на той музыке, которая нравилась ранее.
  Спустя несколько лет исследований Сэлимпур провела сканирование мозга нового типа, во время которого участники исследования слушали музыку, которая вызывает у них мурашки или «холодок по телу». Во время испытания исследователи отслеживали уровень дофамина (нейромедиатор и гормон, отвечающий за мотивацию и вознаграждение) в организмах участников эксперимента. С помощью методики, которая называется позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), выяснилось, что спустя 15 минут после прослушивания любимой музыки мозг испытуемых был буквально «наполнен» дофамином.
  Система выработки дофамина стара с точки зрения эволюции – животные так же восприимчивы к его количеству в организме, как и люди. «Но животные не получают удовольствия от музыки, — говорит Сэлимпур, – значит, тут должно быть что-то ещё».
В новом исследовании учёные использовали функциональную магнитно-резонансную томографию (МРТ), чтобы отслеживать мозговую активность в режиме реального времени. Участникам предложили послушать первые 30 секунд шестидесяти незнакомых песен. Для того, чтобы оценить, насколько песня им понравилась, испытуемым предложили купить полную версию песни за собственные деньги с помощью приложения, чем-то напоминающего iTunes. Программа построена по принципу аукциона со ставками, так что участники могли предложить за песню от 0 до 2 долларов.
 Сканированию подвергли область мозга испытуемых, которую называют «центр удовольствия». Оказывается, связь между этой областью и рядом других участков мозга может предсказать, как много денег готов потратить участник эксперимента на ту или иную песню. Область включает миндалевидное тело, участвующее в обработке эмоций, гиппокамп, который отвечает за обучение и память, а также вентромедиальную префронтальную кору, которая участвует в процессе принятия решений.
 Так почему же один человек готов заплатить за песню 2 доллара, в то время, как другой пропустит этот же трек? Сэлимпур говорит, что выбор основывается на прошлом музыкальном опыте. «Независимо от того, какие жанры вы любите, восточные, западные, джаз, хэви метал, поп, все они следуют собственным правилам и законам, и все они записаны у вас на подкорке» — говорит она. «Осознаёте ли вы это или нет, но каждый раз, когда вы слушаете музыку, в вашем мозгу активизируются заложенные там шаблоны».
 Используя эти шаблоны, «центр удовольствия» действует как компьютер, говорит она. Он предсказывает награду, которую вы получите от прослушивания музыки, основываясь на аналогичных мелодиях, которые вы слышали в прошлом. Таким образом, если музыка нравится больше, чем предсказывал «центр удовольствия», вам становится приятно. Если меньше — то становится скучно и вы разочаровываетесь.
Всё взаимосвязано
Исследователи выяснили, что музыка сильно влияет и на мимику. Например, весёлая музыка делает счастливые лица ещё более довольными, в то время, как грустная добавляет лицам меланхолии. Таким образом, музыкальные эмоции «кросс-модальны», то есть легко передаются от сенсорной системы к другим.
 Все эти исследования показывают, что музыка заставляет испытывать конкретные эмоции, но до сих пор непонятно, почему. Почему таких эмоций не вызывает человеческая речь или крики животных? Почему всем так нравится слушать музыку?
  Забудьте посыл, который передают тексты грустных песен о любви. Передаче эмоций способствуют не только (и не столько) стихи, но и перепады мелодии и темпа. Но есть ли на самом что-то такое в музыке, что «попадает нам в мозг» и вызывает конкретные эмоции? Или же это просто созвучие музыкальных инструментов, которое позже становится частью нашей культуры?
  На YouTube-канале It’s ok to be smart Джо Хэнсон (Joe Hanson) и Майк Рагнетта (Mike Rugnetta) с канала PBS Idea рассказали, что одинаковые типы мелодии вызывают схожие чувства даже через культурные барьеры.
 Означает ли это, что мы способны уловить смысл песни, не зная языка? Вряд ли. Однако это чувство общности у разных людей, которым нравится одна и та же мелодия, – явно нечто большее, чем просто социализация. А поскольку среди ученых любителей музыки не меньше, чем среди представителей других профессий, нам стоит ожидать новых интересных исследований на стыке музыкальной теории, физиологии и психологии.