Dolby Atmos for Headphones

Dolby Atmos for Headphones — это технология пространственного звука, разработанная компанией Dolby Laboratories, которая позволяет имитировать объёмное звуковое поле на обычных стереонаушниках. В отличие от традиционных систем объёмного звука, требующих многоканальной акустической системы (например, 5.1 или 7.1), данная технология обрабатывает аудиосигнал таким образом, чтобы у слушателя возникало ощущение, что звуки исходят из разных точек трёхмерного пространства, включая вертикальную ось (над и под головой). Технология является программной реализацией алгоритмов бинаурального рендеринга и не требует специального аппаратного обеспечения, кроме наушников.

История

Разработка технологии Dolby Atmos началась в 2012 году, когда компания Dolby Laboratories представила первую версию формата для кинотеатров. В отличие от предшествующих систем (Dolby Digital, Dolby TrueHD), новый формат позволял управлять не отдельными каналами, а отдельными звуковыми объектами (аудиообъектами), каждый из которых мог быть размещён в трёхмерном пространстве с точностью до координат. Первоначально технология была ориентирована на профессиональное использование в кинопроизводстве и требовала установки множества динамиков в зале, включая потолочные.

В 2014 году Dolby Laboratories анонсировала адаптацию технологии для домашнего использования — Dolby Atmos Home. Для воспроизведения в домашних условиях требовались AV-ресиверы и акустические системы, поддерживающие вертикальные каналы. Однако в 2015 году компания представила решение для наушников — Dolby Atmos for Headphones. Эта версия технологии была встроена в операционную систему Windows 10 (обновление 2017 года) и в Xbox One, а также стала доступна в виде отдельного приложения для мобильных устройств на iOS и Android. В 2020-х годах поддержка технологии была расширена на игровые консоли PlayStation 5, Nintendo Switch (через обновление прошивки) и на потоковые сервисы (Netflix, Apple Music, Tidal).

Принцип работы

Бинауральный рендеринг

Основой Dolby Atmos for Headphones является бинауральный рендеринг — метод обработки звука, при котором аудиосигнал преобразуется с учётом анатомических особенностей человеческого уха. Для этого используются функции передаточной функции головы (HRTF, Head-Related Transfer Function). HRTF моделирует, как звуковые волны изменяются при прохождении через голову, ушные раковины и туловище, прежде чем достигнуть барабанной перепонки. В результате создаётся иллюзия, что звук исходит из определённой точки в пространстве, а не из динамиков наушников.

Обработка аудиообъектов

В отличие от стереофонического или многоканального звука, где каждый канал соответствует конкретному динамику, в Dolby Atmos звуковые дорожки содержат метаданные, описывающие положение каждого звукового объекта в трёхмерном пространстве (координаты X, Y, Z). При воспроизведении на наушниках процессор (встроенный в устройство или приложение) динамически вычисляет, как должен звучать каждый объект, чтобы создать иллюзию его расположения в заданной точке. Это позволяет, например, имитировать звук вертолёта, пролетающего над головой, или шаги врага, приближающегося сзади.

Аппаратные требования

Для работы Dolby Atmos for Headphones не требуется специальное оборудование, кроме любых стереонаушников (включая проводные и беспроводные). Однако для корректной обработки сигнала необходимо устройство с поддержкой технологии: компьютер на Windows 10/11, игровая консоль Xbox One/Series X|S, PlayStation 5, мобильное устройство на iOS или Android. В некоторых случаях требуется приобретение лицензии (например, в Windows 10/11 — платная подписка через приложение Dolby Access). Также технология встроена в некоторые модели наушников (например, Razer Kraken V3 Pro, SteelSeries Arctis Nova Pro) и игровые гарнитуры.

Применение

Кинематограф и потоковое видео

Dolby Atmos for Headphones широко используется в стриминговых сервисах. Фильмы и сериалы, выпущенные в формате Dolby Atmos, содержат аудиодорожки с метаданными пространственного звука. При воспроизведении на совместимых устройствах (например, iPad, Apple TV, Xbox) звук автоматически преобразуется для наушников. Пользователь может слышать детализированную звуковую сцену: шум дождя, шаги персонажей, звуки окружающей среды — с точным позиционированием.

Игры

В игровой индустрии Dolby Atmos for Headphones используется для создания пространственного звука в шутерах от первого лица, хоррорах, гоночных симуляторах и других жанрах. Технология позволяет игроку определять направление и расстояние до источника звука (например, выстрела, шагов, взрыва) без визуального контакта. Это даёт конкурентное преимущество в многопользовательских играх. Поддержка реализована в таких играх, как Call of Duty: Modern Warfare, Overwatch, Forza Horizon 5, Resident Evil Village и многих других.

Музыка

С 2021 года технология используется в музыкальных стриминговых сервисах. Apple Music, Tidal, Amazon Music Unlimited предлагают треки в формате Dolby Atmos Music (также называемом пространственным аудио). В этом случае аудиодорожки микшируются с учётом трёхмерного позиционирования инструментов и вокала. При прослушивании в наушниках слушатель может ощущать, что музыка звучит не «внутри головы», а вокруг неё, с чётким разделением инструментов по глубине и высоте.

Классификация

По способу реализации

• Аппаратная — технология встроена в устройство на уровне прошивки (например, в игровые консоли Xbox Series X|S, PlayStation 5). Обработка сигнала происходит на выделенном процессоре.
• Программная — реализуется через приложения (Dolby Access для Windows, Dolby Atmos для мобильных устройств). Требует установки драйвера или приложения и, в некоторых случаях, покупки лицензии.
• Встроенная в наушники — некоторые модели гарнитур (например, Razer Hammerhead True Wireless Pro) имеют встроенный DSP-чип, который обрабатывает сигнал Dolby Atmos без участия внешнего устройства.

По типу контента

• Кино — фильмы и сериалы с оригинальной дорожкой Dolby Atmos.
• Игры — игры, поддерживающие формат Dolby Atmos for Headphones.
• Музыка — треки, микшированные в формате Dolby Atmos Music.

Критика и ограничения

Несмотря на широкое распространение, технология имеет ряд недостатков. Основным ограничением является зависимость от качества исходного контента: для корректной работы Dolby Atmos for Headphones требуется, чтобы аудиодорожка была создана с учётом метаданных пространственного звука. При воспроизведении обычного стереозвука технология не даёт значительного улучшения, а в некоторых случаях может искажать звук (например, добавлять неестественное эхо или размывать локализацию).

Другим недостатком является субъективность восприятия. Эффект пространственного звука сильно зависит от анатомических особенностей слушателя (формы ушей, головы). Поскольку HRTF-модели в Dolby Atmos являются усреднёнными, у некоторых пользователей может отсутствовать ощущение вертикального позиционирования (звук «сверху» или «снизу»). В таких случаях технология может восприниматься как обычное стерео.

Также отмечается, что для достижения наилучшего эффекта требуется использование наушников с хорошей звукоизоляцией и низким уровнем искажений. Дешёвые или открытые наушники могут снижать точность позиционирования.

Интересные факты

• Dolby Atmos for Headphones не требует специального формата наушников — подходят любые стереонаушники, включая внутриканальные.
• Технология поддерживает до 128 одновременно звучащих объектов (в кинотеатральной версии — до 64 объектов).
• В 2022 году компания Dolby Laboratories объявила о партнёрстве с производителями автомобилей (Mercedes-Benz, Volvo) для внедрения технологии в автомобильные аудиосистемы, однако версия для наушников остаётся основной для персонального использования.
• В операционной системе Windows 10/11 технология доступна как отдельная опция в настройках звука, но для её активации требуется покупка лицензии в магазине Microsoft Store (стоимость — около 149 рублей на 2024 год).

Источники

• Dolby Laboratories. «Dolby Atmos for Headphones: Technical Overview». 2015.
• Microsoft. «Spatial Sound in Windows 10». 2017.
• Dolby Laboratories. «Dolby Atmos Music: Mixing Guide». 2021.
• Обзор технологии на портале SoundGuys (2023).
• Документация Xbox Developer Network по пространственному звуку (2020).