Tilaääni

Tilaääni eli surround-ääni tarkoittaa sellaista äänentoistoa, jonka avulla pyritään luomaan vaikutelma tilasta. Erotuksena stereofoniasta varsinainen tilaääni perustuu monikanavatekniikkaan, jossa kanavien lukumäärä on suurempi kuin kaksi, tai äänikentän objektimallinnukseen, jossa ääni toistetaan kanavista riippumatta.

Ensimmäinen monikanavaäänen kaupallinen sovellus oli Walt Disneyn elokuvassa Fantasia vuonna 1940 (6-kanavainen Fantasound). Nykyään tunnetuimpia järjestelmiä ovat Dolby Digital ja DTS (Digital Theater Sound) sekä vähemmän tunnettu mutta nykyisin kohtalaisen yleinen SDDS. Kotiteatterien äänijärjestelmistä yleisin on 5.1-ääni, mutta Blu-ray-tallenteissa voi olla tarjolla jopa 7.1-kanavainen ääni tai Dolby Atmos -tilaääni.

Numeromerkinnät

Monikanavaista ääntä merkitään usein numeroin, yleisesti käytössä olevat tilaäänikanavat ovat 5.1, 7.1, 7.2, 9.1 ja 9.2. Näistä numeroista ensimmäinen kertoo kuinka monta normaalin taajuusalueen kaiutinta kuuntelijan ympärillä on ja jälkimmäinen, kuinka monta matalien taajuuksien subwoofer-kaiuttimia on. Mitä suurempia nämä luvut ovat, eli mitä enemmän kaiuttimia on käytössä, sitä tarkemmin eri äänien tulosuunnat erottuvat. ^lähde?

Dolby Atmos -kokoonpanossa äänikanavien määrä esitetään kolmella luvulla. Esimerkiksi merkinnässä 5.1.2 ensimmäinen numero tarkoittaa, että käytössä on viisi tavallista kanavaa (esimerkiksi kaksi etukaiutinta, keskikaiutin ja kaksi takakaiutinta). Toinen numero kertoo subwooferien määrän (tässä tapauksessa niitä on yksi). Kolmas numero kertoo, että käytössä on kaksi yläkanavaa.

Objektipohjaiset järjestelmät

Varhaiset monikanavaisen äänentoiston formaatit, kuten Dolby Digital ja DTS, perustuvat siihen, että tallenteen valmistusvaiheessa on määritelty, miltä kanavilta ja millä voimakkuudella mikäkin ääni kuuluu kaiuttimista. Siksi on tuotettava useita miksauksia erilaisia kokoonpanoja varten: jos tallenne on valmistettu esimerkiksi 5.1 -muotoon (eli kolme etukaiutinta, kaksi takakaiutinta ja subwoofer), mutta huoneessa onkin 7.1-järjestelmä, silloin jotkut kaiuttimet jäävät ilman ääntä.

Dolby Atmos toimii eri tavalla. Atmos-järjestelmässä äänille ei määritellä kiinteää äänikanavaa, vaan ääniä käsitellään ääniobjekteina, jotka liikkuvat tilassa. Järjestelmä jakaa äänet sopiville äänikanaville kulloisenkin tarpeen mukaan. Järjestelmä sopeutuu yhtä hyvin kotiteatterin viidelle äänikanavalle kuin elokuvateatterin sadalle äänikanavalle.

Atmos -miksatun äänen voi myös toistaa monentyyppisillä laitteilla, kuten kuulokkeilla, soundbarilla, älykaiuttimella tai erillisistä kaiuttimista koostuvassa kotiteatterissa.

Vastaavaa tekniikkaa sovelletaan muissakin järjestelmissä, kuten Auro-3D, Dts:x ja Sony 360 Reality Audio, mutta vuoteen 2024 mennessä Dolby Atmos on onnistunut saavuttamaan markkinoilla kilpailijoitaan vahvemman aseman.

Dolby Atmosin toinen poikkeuksellinen piirre ovat yläkanavat. Aiemmissa tilaäänijärjestelmissä äänellä oli sijainti kaksiulotteisella tasolla vaakasuunnassa, mutta Atmoksessa äänimaisema on kolmiulotteinen, koska ääniobjektille voidaan määritellä myös pystysuuntainen sijainti. Atmos-järjestelmän mukaisessa esityspaikassa kaiuttimia sijoitetaan myös kattoon. Elokuvateatterissa kattokaiuttimia voi olla kymmenittäin, mutta kotiteattereissa niitä on vähemmän.

Yläkanavat voidaan toteuttaa kahdella tavalla. Parhaiten kolmiulotteinen vaikutelma syntyy, kun yläkanavien kaiuttimet asennetaan kattoon. Jos se ei ole ole mahdollista, voidaan käyttää etukaiuttimia, joissa on ylös suunnattu kaiutinelementti, joka heijastaa yläkanavien äänen katon kautta kuulijaa kohti. Näin toteutettuna lopputulos ei ole yhtä hyvä kuin kattokaiuttimien kautta.

Historiaa

Aikana, jolloin elokuvateattereiden ääni oli yleensä optiselta raidalta toistettua monoääntä 50–8 000 hertsin taajuuksilla, Cinerama-tekniikka (1946–1972) yhdisti kolmen elokuvaprojektorin kuvat yhdeksi leveäksi kuvaksi ja liitti kuvaan erillistä seitsemän raidan magneettinauhaa käyttäneen 5.2-tilaäänijärjestelmän, joka toisti 30–15 000 Hz taajuuksia transistorivahvistimen kautta. Viisi kaiutinta oli sijoitettu valkokankaan taakse riviin ja kolme muuta kaiutinta yleisön taakse ja sivuille. Koneenhoitaja ohjasi surround-raitojen äänen oikeisiin kaiuttimiin oikealla hetkellä.

70 millimetrin filmiltä esitetyissä elokuvissa ääni oli tallennettu kuudelle ääniraidalle, jotka kulkivat filminauhalla kuvan vieressä. Neljä ääninauhaa oli maalattu filmille magneettisella nesteellä perforoinnin molemmin puolin. Näille nauhoille tallennettiin kuusi 1,52 mm leveää ääniraitaa. Äänikanavat olivat alun perin vasen kanava, vasen keskikanava, keskikanava, oikea keskikanava, oikea kanava ja surround-äänen kanava. Tekstillä ”Dolby 70mm Stereo” merkittiin ne elokuvat, joissa käytettiin Dolbyn Type-A-kohinanvaimennusmenetelmää, mutta muuten järjestelmä pysyi samana. Star Warsissa (1977) äänijärjestelmän vasen keskikanava ja oikea keskikanava valjastettiin uuteen tarkoitukseen ja niille alettiin tallentaa alle 200 Hz taajuuksisia tehosteääniä, ensin monona ja myöhemmin stereona. 70 millimetrin filmin ja kuuden magneettinauhan järjestelmä oli käytössä vuosina 1955–2001 ja sen laadun ylitti vasta Dolby Digital 1990-luvulla. Filmin reunassa kulkevat magneettinauhat korvattiin 1990-luvun puolivälissä DTS-järjestelmän merkinnöillä, jotka synkronoivat kuvan erilliselle äänilevylle tallennetun digitaaliäänen kanssa.

Brysselin maailmannäyttelyssä (1958) Philips-yhtiön paviljonki, jonka suunnittelivat Le Corbusier ja Iánnis Xenákis, sisälsi äänentoistojärjestelmän, joka toisti Edgard Varèsen ääniteosta Poème électronique. Siinä ääni saattoi saapua katsojan luo mistä tahansa suunnasta. Ääni saattoi kiertää yleisöä tai laskeutua 20 metrin korkeudelta alas yleisön joukkoon. Järjestelmä käytti kolmea äänikanavaa ja 350:ä kaiutinta, jotka oli asetettu ryppäisiin tai jonoihin.

Säveltäjä Karlheinz Stockhausen teki kokeiluja tilaäänellä 1950-luvulta lähtien. Esseessään ”Musik im Raum” (1958) hän kuvailee äänen sijaintia viidenneksi tekijäksi sävellystyössä sävelkorkeuden, keston, sointivärin ja voimakkuudenvaihtelun jälkeen. Osakan maailmannäyttelyssä vuonna 1970 Länsi-Saksan paviljonkiin kuului auditorio, jossa Stockhausenin ideoita toteutettiin pallon muotoon asetellulla 50:n kaiuttimen järjestelmällä.

Toimijoita

Katso myös

• Tilamusiikki

Kirjallisuutta

• Toivanen, Jarmo: ”Kaiuttimet”, Teknillinen akustiikka, s. 261–359. Espoo: Otakustantamo, 1976. ISBN 951-671-123-5
• Eero Aro: Tilaääni. Idemco oy / Riffi-julkaisut, 2006. ISBN 951-98245-6-1

Lähteet

Aiheesta muualla

Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Tilaääni.

• Dolby
• DTS