در دنیایی که تکنولوژی های مربوط به صنعت تصویر به سرعت رشد می‌کنند، صدا هم باید پا به پای آن، محیط را احاطه کند. میکروفن‌های امبیسونیک (Ambisonic) با قابلیت ثبت میدان صوتی کامل در تمام جهات، انقلابی در ضبط صدای سه‌بعدی به‌وجود آورده‌اند. از واقعیت مجازی و بازی‌ها گرفته تا ضبط زنده کنسرت‌ها و فیلم‌های سینمایی.
امبیسونیک به عنوان یک رویکرد برای ضبط و بازپخش صدای سه‌بعدی در اوایل دهه ۱۹۷۰ میلادی در بریتانیا شکل گرفت. برخلاف سیستم‌های مرسوم استریو و سوراند که بر کانال‌های جداگانه مبتنی هستند، امبیسونیک تلاش می‌کند میدان صوتی (sound field) را بازسازی کند یعنی نه فقط جهت منبع صدا، بلکه ویژگی‌های فضایی آن را نیز ثبت کند.
این ایده ابتدا در مرکز تحقیقات آکوستیک دانشگاه آکسفورد مطرح شد. مهم‌ترین چهره در توسعه آن، مایکل گرزون (Michael Gerzon) بود؛ یک ریاضیدان، فیزیک‌دان و صدابردار باهوش که پایه‌های ریاضی و عملی امبیسونیک را بنا گذاشت.
در دنیای ضبط و بازتولید صدای سه‌بعدی امبیسونیک (ambisonics)، اصطلاح B-format نقش محوری دارد. این فرمت به‌عنوان استانداردی برای نمایش میدان صوتی در اطراف یک نقطه شناخته می‌شود و یکی از کلیدی‌ترین مفاهیم در امبیسونیک به‌شمار می‌رود.
برای ثبت میدان صوتی، گرزون سیستم B-format را معرفی کرد. این فرمت شامل چهار کانال صوتی است:
نکته جالب این است که این فرمت مستقل از جهت قرارگیری شنونده است و می‌توان آن را به‌صورت دیجیتال به هر جهت یا آرایشی کد گشایی (decode) کرد.
ابزار B-format نوعی قالب سیگنال چندکاناله است که اطلاعات میدان صوتی را در یک نقطه مشخص در فضا ثبت می‌کند. برخلاف فرمت‌های سنتی استریو یا 5.1، B-format اطلاعات مربوط به جهت‌گیری صدا را ذخیره می‌کند.
میکروفن های امبیسونیک از سه نوع یا مرتبه هستند. در نوع اول یا مرتبه اول (FOA)، قالب B-format از چهار کانال تشکیل شده است:
| کانال | توضیح |
|---|---|
| W | مؤلفه فشار همه‌جهته (Omnidirectional)، مشابه میکروفن تمام جهتی |
| X | مؤلفه جهت‌دار محور X (چپ ↔ راست)، مانند میکروفن figure-8 |
| Y | مؤلفه جهت‌دار محور Y (جلو ↔ عقب) مانند میکروفن figure-8 |
| Z | مؤلفه جهت‌دار محور Z (بالا ↔ پایین) مانند میکروفن figure-8 |
🔸 این چهار سیگنال، می توانند با هم یک میدان صوتی سه‌بعدی را توصیف می‌کنند.
| ویژگی | A-format | B-format |
|---|---|---|
| ساختار | خروجی خام از میکروفن‌های امبیسونیک (مثلاً ۴ کپسول) | سیگنال‌های ترکیبی با تبدیل ریاضیاتی |
| کاربرد | فقط در سخت‌افزار قابل استفاده است | در نرم‌افزارهای Ambisonics برای پردازش و دیکود |
| قابلیت تبدیل | باید به B-format تبدیل شود برای استفاده | پایه‌ای برای spatial audio |
✅ جهت‌مندی دقیق: امکان تشخیص زاویه ورود صدا
✅ قابل دیکد شدن برای هر آرایش بلندگو: از هدفون تا سینما
✅ امکان چرخاندن میدان صوتی (Rotation)
✅ انعطاف‌پذیری در بازتولید صدا در VR، AR، و بازی‌ها
برای اینکه سیگنال‌های B-format قابل شنیدن باشند، باید توسط Ambisonic Decoder به فرمت‌هایی مثل استریو، binaural (هدفونی)، یا multi-speaker spatial audio تبدیل شوند. این فرآیند بستگی به تعداد کانال‌ها و نوع پلتفرم خروجی دارد.
امبیسونیک در اصل یک سیستم ضبط میدان صوتی است که با استفاده از ترکیب چند الگوی قطبی (polar pattern) صدای سه‌بعدی را ثبت می‌کند. این سیستم بر اساس مرتبه (Order) دسته‌بندی می‌شود که هرچه بالاتر باشد، وضوح فضایی و دقت جهتی بیشتری فراهم می‌کند.
« اولین و کاملترین دوره آموزشی نرم افزار اودئون ODEON برای طراحی آکوستیک »
ثبت نام دوره آموزشی نرم افزار اودئون ODEON
| ویژگی | First Order | Second Order | Third Order |
|---|---|---|---|
| تعداد کانال‌ها | ۴ | ۹ | ۱۶ |
| وضوح زاویه‌ای | پایین | متوسط | بالا |
| دقت جهت‌یابی | معمولی | خوب | عالی |
| کاربرد | VR پایه، فیلم مستند | پروژه‌های VR حرفه‌ای | تحقیقات آکوستیک، XR |
ضبط HOA نیازمند نرم‌افزار پیشرفته‌تر و قدرت پردازشی بیشتر است و در پروژه‌های عمومی شاید FOA کفایت کند.
دوره آموزش ماژول آکوستیک ساختمانی نرم افزار کامسول
ثبت نام دوره آموزشی نرم افزار کامسول
با افزایش مرتبه امبیسونیک Ambisonics، تعداد کانال‌های B-format هم افزایش پیدا می‌کند. این کانال‌ها بر اساس توابع کروی هماهنگ (Spherical Harmonics) گسترش می‌یابند.
| مرتبه | تعداد کانال‌ها |
|---|---|
| FOA (مرتبه اول) | 4 کانال (W, X, Y, Z) |
| SOA (مرتبه دوم) | 9 کانال |
| TOA (مرتبه سوم) | 16 کانال |
در این موارد، B-format همچنان پایه‌ی اصلی ساختار باقی می‌ماند، اما با کانال‌های بیشتر برای وضوح فضایی بالاتر.
اوایل استفاده ازامبیسونیک تنها به فضای تحقیقاتی محدود بود. اما با همکاری Michael Gerzon و Peter Fellgett و حمایت شرکت SoundField، نخستین میکروفن تجاری B-format به نام SoundField MKV در دهه ۱۹۸۰ تولید شد. این میکروفن شامل چهار کپسول با الگوی قطبی خاص بود که در آرایشی تتراهدرال (چهاروجهی) قرار گرفته‌اند.
در دهه‌های ۸۰ و ۹۰ میلادی، امبیسونیک بیشتر در استودیوهای تخصصی یا پروژه‌های آوانگارد مورد استفاده قرار می‌گرفت. سیستم‌های ۵.۱ و ۷.۱ که با صنعت فیلم‌سازی هماهنگ‌تر بودند، امبیسونیک را به حاشیه راندند. با این حال، برخی مهندسان صدا و دانشگاه‌ها همچنان به توسعه آن ادامه دادند.
با پیشرفت رایانه‌ها، نرم‌افزارهای پردازش صوت، و پشتیبانی از فرمت‌های پیچیده‌تر، امبیسونیک در دهه ۲۰۱۰ دوباره زنده شد. این بار با تمرکز بر واقعیت مجازی (VR) و تجربه‌های صوتی ۳۶۰ درجه.
شرکت‌هایی مانند:
این ابزارها نه‌تنها ارزان‌تر از نسل اول بودند، بلکه با فایل‌های B-format و نرم‌افزارهای رایج کاملاً سازگار بودند.
در حال حاضر، امبیسونیک یکی از پایه‌های مهم در صدابرداری فضایی است، به‌خصوص در پروژه‌های متاورس، واقعیت ترکیبی، فیلم‌های 360 درجه، اپلیکیشن‌های موبایل مبتنی بر صدا، و حتی سیستم‌های صوتی هوشمند. همچنین، نسخه‌های پیشرفته‌تر به نام Higher Order Ambisonics (HOA) توسعه یافته‌اند که اطلاعات فضایی دقیق‌تری ارائه می‌دهند.
