الملخص:
قام باحثون من كلية الهندسة بجامعة نوتنجهام بالمملكة المتحدة بتطوير تقنية جديدة للمؤثرات الصوتية تعطي المستمعين انطباعًا بأن الصوت يتحرك من خلال التحكم في تفاعل الموجات الصوتية التي تولدها مكبرات الصوت المتعددة في الفضاء. على عكس مكبرات الصوت الدوارة الميكانيكية التقليدية، لا يحتوي هذا النظام على محركات أو أحزمة أو أي أجزاء دوارة، ولكنه قادر على إعادة إنتاج بعض المؤثرات الصوتية الفريدة للسماعات الدوارة الكلاسيكية.
في قلب هذا البحث لا يقتصر الأمر على تغيير الإشارة الصوتية فحسب، بل يتم التلاعب بشكل مباشر بالطريقة التي ينتقل بها الصوت فعليًا عندما يصل إلى المستمع. أنشأ الباحثون مصفوفة دائرية مكونة من مكبرات صوت متعددة وقاموا بتحريك الإشارة الصوتية إلكترونيًا على طول مصفوفة السماعات، بحيث أنتجت الموجات الصوتية الناتجة تأثيرًا مشابهًا لدوران مصدر الصوت في الفضاء.
تقوم أجهزة الصوت التقليدية عادةً بمعالجة الإشارات الإلكترونية قبل دخول الصوت إلى مكبرات الصوت. على سبيل المثال، تعمل التأثيرات مثل الكورس والفلانجر والمرحلة على إنشاء أحاسيس استماع خاصة عن طريق تغيير خصائص الطور أو الوقت أو التردد للإشارات الصوتية. لكن حل جامعة نوتنجهام هو أقرب إلى "مصدر الصوت المتحرك" الحقيقي لأن التغييرات تحدث عندما تترك الموجات الصوتية مكبر الصوت بالفعل وتنتشر نحو المستمع.
هذه التقنية مستوحاة من مكبرات الصوت الدوارة ليزلي التي ظهرت في الثلاثينيات. تم استخدام مكبر صوت ليزلي في الأصل في الأعضاء الإلكترونية. وميزتها الفريدة أنها تستخدم محركًا وحزامًا لدفع بوق السماعة أو الحاجز للدوران، بحيث يصل الصوت بشكل مستمر إلى المستمع من اتجاهات مختلفة، وبالتالي ينتج صوتًا بإحساس مميز بالمساحة والتغيرات الدورية.
أصبحت مكبرات الصوت ليزلي فيما بعد أكثر معدات المؤثرات الصوتية تمثيلاً في تاريخ الموسيقى. تحاول العديد من أجهزة الموسيقى الإلكترونية والمؤثرات الرقمية والمكونات الإضافية للبرامج محاكاة هذا الصوت، بما في ذلك تأثيرات المراحل المختلفة والكورس. ومع ذلك، فإن هذه المحاكاة الرقمية تغير بشكل أساسي الإشارة الإلكترونية ولا يمكنها تكرار التغييرات الصوتية الناتجة عن مصدر صوت حقيقي يتحرك في الفضاء.
هذه هي المشكلة التي يأمل الباحثون في جامعة نوتنجهام في حلها. "مكبر الصوت الدوار ذو الحالة الصلبة" الذي صمموه لا يحتوي على أي أجزاء متحركة ميكانيكية. بدلاً من ذلك، فإنه يستخدم مجموعة سماعات مثبتة بشكل ثابت للتحكم في توقيت الإخراج ومرحلة مكبرات الصوت المختلفة للسماح للموجة الصوتية نفسها بإنتاج تأثير انتشار مكاني مماثل لمصدر الصوت الدوار.
ولذلك، فإن هذا النظام يقع في مكان ما بين المؤثرات الصوتية الميكانيكية التقليدية والمؤثرات الصوتية الرقمية البحتة. لا تحتوي على الهيكل الميكانيكي المعقد للسماعات الدوارة التقليدية. وفي الوقت نفسه، لا يحاكي تأثير الدوران على مستوى الإشارة الصوتية فحسب، بل يستخدم بشكل مباشر انتشار وتداخل الموجات الصوتية المادية في الفضاء لإنتاج تغييرات صوتية.
قال فرناندو بيريز كوتا، الأستاذ المساعد في قسم الهندسة الكهربائية والإلكترونية بجامعة نوتنغهام، إن تعديل صوت الموسيقى الحالي يمكن تقسيمه تقريبًا إلى فئتين. إحداهما هي الطريقة الميكانيكية الصوتية التي يستخدمها مكبر الصوت ليزلي الأصلي، والأخرى هي طرق المعالجة الإلكترونية والرقمية الحديثة. يحاول هذا البحث إنشاء طريق تقني جديد بين الاثنين.
يعتقد الباحثون أن قيمة هذا النهج قد تكون أكبر بكثير من إعادة بناء مكبر صوت ليزلي بدون أجزاء ميكانيكية. نظرًا لأنه يمكن التحكم في مجموعة السماعات عن طريق البرنامج، فيمكنها نظريًا إنشاء أنماط حركة صوتية لا يمكن تحقيقها بسهولة باستخدام السماعات الدوارة التقليدية.
على سبيل المثال، من خلال تغيير علاقة الإشارة بين مكبرات الصوت المختلفة، يمكن أن ينتج الصوت اتجاهات مختلفة، وسرعات مختلفة، أو حتى حركات مكانية أكثر تعقيدًا. بالمقارنة مع الأجهزة الدوارة الميكانيكية، فإن التحكم الإلكتروني لا يتطلب انتظار المكونات المادية للتسارع أو التباطؤ، ولا يقتصر على المحركات والأحزمة والهياكل الميكانيكية.
يعني هذا أيضًا أنه قد يتمكن منتجو الموسيقى في المستقبل من الوصول إلى أداة جديدة لتصميم الصوت. تعمل المؤثرات الصوتية التقليدية بشكل أساسي على إنشاء تأثيرات عن طريق تغيير التردد والمرحلة والخصائص الديناميكية للصوت نفسه، ويمكن لهذه التقنية أن تدمج أيضًا "من أين يأتي الصوت وأين يتحرك" كجزء من إنشاء الصوت.
وأكد الباحثون أن هذا لا يعني مجرد استخدام مكبرات صوت متعددة لتشغيل نفس الصوت في نفس الوقت. ما يهم حقًا هو علاقة الإشارة بين مصفوفات السماعات والتغيرات الناتجة في تداخل الموجات الصوتية وانتشارها. ومن خلال التحكم الدقيق في هذه العوامل، يمكن للمستمع تجربة مصدر الصوت وهو يتحرك عبر الفضاء.
في الوقت الحاضر، لا يزال هذا النظام نموذجًا أوليًا تجريبيًا، لكن فريق البحث يعتقد أن لديه القدرة على أن يصبح منصة جديدة للمؤثرات الصوتية. وفي المستقبل، يمكن استخدامه ليس فقط لإنتاج الموسيقى والعروض الحية، ولكن أيضًا للصوت الغامر والصوت المكاني والسيناريوهات الأخرى التي تتطلب تحكمًا دقيقًا في الموضع المكاني للصوت.
تم نشر هذا البحث في مجلة "Audio Engineering Society Journal"، عنوان البحث "مكبر الصوت "الدوار" ذو الحالة الصلبة"، والباحثان هما نيكولاس ولستينهولم وفرناندو بيريز كوتا.
بالمقارنة مع مكبرات الصوت الدوارة التقليدية، تتمتع حلول الحالة الصلبة أيضًا بميزة واضحة، وهي أن الهيكل الميكانيكي أبسط. تتطلب مكبرات الصوت التقليدية من ليزلي المحركات وهياكل النقل والأجزاء الدوارة للعمل لفترة طويلة. إنها ليست أكبر حجمًا فحسب، بل تنتج أيضًا ضوضاء ميكانيكية وتآكلًا. يمكن لمصفوفات السماعات الثابتة إكمال تعديل الصوت من خلال التحكم الإلكتروني، لذلك من الناحية النظرية يكون من الأسهل تحقيق التحكم الرقمي والأتمتة.
قال فريق البحث إنهم يأملون في إمكانية تطبيق هذا المفهوم على إنشاء الموسيقى بتكلفة وحجم يسهل الوصول إليهما في المستقبل. بمعنى آخر، لا تقتصر هذه التقنية على استبدال مكبرات الصوت الدوارة الكلاسيكية الباهظة الثمن فحسب، بل تأمل في السماح لمزيد من منتجي الموسيقى بتحقيق مؤثرات صوتية مكانية كانت تتطلب في السابق معدات ميكانيكية متخصصة.
إذا تم تطوير هذه التقنية بشكل أكبر، فقد تغير فهم الأشخاص لـ "المؤثرات الصوتية". في الماضي، كانت المؤثرات تعالج الأصوات بشكل أساسي على مستوى الإشارة الإلكترونية؛ في المستقبل، قد تتحكم معدات المؤثرات الصوتية بشكل مباشر في طريقة انتشار الموجات الصوتية في الفضاء الحقيقي، مما يجعل الصوت نفسه كائنًا يمكن "برمجته للتحرك".
وبالتالي فإن هذا البحث الذي أجرته جامعة نوتنغهام يوفر طريقًا جديدًا بين الصوتيات الميكانيكية ومعالجة الإشارات الرقمية. إنه لا يسمح للسماعة بالتدوير فعليًا، ولكنه يستخدم التحكم الإلكتروني للسماح للموجات الصوتية بإظهار خصائص مكانية مشابهة لتلك الخاصة بمصدر الصوت الدوار. بالنسبة لإنتاج الموسيقى والصوت المكاني، فإن فكرة "تحريك الصوت بدلاً من مجرد تغيير الإشارات الصوتية" قد تفتح مجالًا جديدًا يتجاوز تكنولوجيا المؤثرات الصوتية التقليدية.
التعليقات