Дорожные поездки могут показаться очень долгими, когда в машине звучит чужая надоедливая музыка. Что, если бы вы могли слушать только свою музыку без наушников, и никто другой её не услышал бы? Хотя это может звучать футуристично, технология ближе, чем вы думаете. Исследователи во Франции работают над созданием таких индивидуальных звуковых зон, которые к тому же могут адаптироваться к изменению условий в вашем автомобиле.
Зачем беспокоиться? Наушники хорошо контролируют то, что вы слышите, но они могут быть неудобными, к тому же если вы слишком сильно увеличите громкость музыки, чтобы заглушить другие шумы, то рискуете повредить свой слух. Это то, о чём много знает Ян Мэйс, она аудиолог на пенсии (медицинский работник, специализирующийся на слухе). Мэйс считает, что использование наушников может привести к ухудшению слуха. При этом, с учётом той громкости на которой многие дети слушают музыку, почти 50 процентов молодых людей в возрасте от 12 до 35 лет находятся в группе риска.
Персональные зоны прослушивания внутри автомобиля могут позволить вам хорошо слышать музыку, не заглушая при этом другие звуки, а также принесут много других новых возможностей.
К примеру каждый пассажир в машине сможет слушать своё собственное аудио, при этом оповещения GPS будут слышны только водителю. Кроме того пассажиры смогут разговаривать по телефону так, чтобы их ни кто не услышал.
В настоящее время инженеры работают над созданием этих персональных звуковых зон с использованием нескольких источников звука сигналы которых скоординированы. Пассажир, чья голова находится в «зоне наилучшего восприятия», слышит качественный звук, но по мере удаления от этой зоны звук уменьшается. Это связано с тем, что звуковые волны взаимодействуют между собой, подавляя друг друга.
Патрисия Дэвис изучает звук и его восприятие, она инженер-механик из Университета Пердью в Уэст-Лафайетте, штат Индиана. По её словам, подход с шумоподавлением хорошо работает в наушниках. Но, добавляет она, «создание тихих зон в любом месте трёхмерного пространства, например, внутри автомобиля, является сложной задачей».
Одна из причин: звуковые волны чувствительны к изменениям температуры и влажности, которые влияют на скорость их распространения. Кроме того, на распространение звуковых волн могут существенно влиять другие факторы, например количество людей в машине. При этом небольшое изменение даже в одном из факторов может иметь большое значение при создании персональных акустических зон. Тем не менее решить такую задачу в пределах автомобиля значительно проще, за счёт расположения людей в строго определённых местах.
Фото: rsloboda-rt.ru
Однако, стоит отметить, что персональные звуковые зоны завоюют популярность только в том случае, если они будут работать так же хорошо, как наушники. Таким образом если вы включите кондиционер или подберёте пассажира, качество звука не должно ухудшиться.
С учётом этого команда учёных в своём новом исследовании модифицировали свою аудио систему путём применения нового математического алгоритма.
При этом начали они с создания прототипа системы звуковой зоны. В новой системе каждое из двух передних сидений тестового автомобиля имело собственную звуковую зону, создаваемую четырьмя динамиками внутри подголовника. Изначально зоны были спроектированы таким образом, чтобы звуковые волны всегда шли одним и тем же путём. При этом исследования показали, что перемещение сидений в сторону от исходного положения существенно снижает качество звуковых зон, из-за того, что звуковые волны от разных источников могут по-разному взаимодействовать и в изменившихся условиях они больше не смогут эффективно компенсировать друг друга.
Затем исследователи приступили к усовершенствованию своей системы. Для этого они разместили по несколько микрофонов с каждой стороны подголовника, рядом с ушами пассажира. Эти микрофоны выполняли роль прослушивающего устройства. Исследователи измерили время, которое потребовалось звуковой волне, чтобы пройти от каждого источника звука до каждого прослушивающего устройства, что дало им информацию о путях, по которым шли звуковые волны.
Затем они добавили результаты своих исследований в математический алгоритм, который учитывал текущие пути звуковых волн и позволял определить сигналы, которые должен воспроизводить каждый источник звука, чтобы получить наилучшую звуковую зону. После этого команда снова передвинула сиденья, повторила измерения и применила тот же алгоритм. Они выполнили это для пяти различных положений сиденья, что позволило создать высококачественные звуковые зоны для каждого из положений. Таким образом система адаптировалась к тому, как распространяются звуковые волны в каждом случае.
Учёные надеятся, что разработанная система сможет эффективно работать почти при любых изменениях, если они не окажутся слишком велики. При этом они отмечают, что предстоит ещё много испытаний и инженерных доработок. Также стоит указать, что исследование было сосредоточено на нижнем диапазоне слышимого звука, при этом исследователи на данный момент разрабатывают второй метод, позволяющий работать со звуком в более высоком диапазоне, поскольку для качественного прослушивания музыки необходимо учитывать весь слышимый диапазон.
Также учёные указывают, что необходимы дополнительные исследования человеческого слуха и восприятия поскольку когда дело доходит до звука, достаточно трудно понять, что именно люди могут посчитать надоедливым. Потому они надеятся, что исследователи, изучающие человеческое восприятие звука, присоединятся к их стремлению сделать дорожные поездки более приятными, по крайней мере, когда дело касается музыки.