PC geluid in 2007: zes geluidskaarten getest

3D geluid en surround geluid

Enige achtergrond: het is belangrijk om te beseffen dat 3D geluid en surround geluid niet hetzelfde zijn. Surround geluid (bijvoorbeeld aangeduid met 7.1) is niets anders dan geluid uit meerdere speakers rondom de luisteraar. Een DVD bijvoorbeeld bevat doorgaans geluidsinformatie voor vijf kanalen plus een lage tonen kanaal - dit alles ligt vast op het schijfje en afspelen is simpelweg een kwestie van decoderen en naar de juiste speaker sturen.

3D geluid daarentegen simuleert in real-time een driedimensionale omgeving en past zich aan de veranderingen in die omgeving aan, ongeacht de ruimte waar de luisteraar in zit. Voor realistisch 3D geluid dienen geluidsbronnen correct gepositioneerd te worden in de virtuele ruimte, en op de juiste manier gefilterd te worden. Denk bij positionering aan geluid van ver dat zachter klinkt, geluid dat achter de luisteraar iets doffer klinkt dan wanneer het zich voor de luisteraar bevindt, en geluid dat langs de luisteraar beweegt en zo een Doppler-effect creëert. Bij filtering moet je denken aan hoe een geluidsbron de luisteraar bereikt: direct (in een rechte lijn) of indirect (weerkaatsing) en aan vervorming van het geluid door de ruimte waarin dit wordt gehoord. Zelfs het materiaal van eventuele obstakels speelt een rol; een geweerschot klinkt anders in een betonnen kelder dan in een open veld, een weerkaatsing van dit geluid klinkt anders op steen dan op tapijt.

Normaal gesproken plaatsen we een geluidsbron ten opzichte van onze eigen positie aan de hand van de vertraging tussen het bereiken van onze oren (als de bron links van ons is, horen we het daar eerder dan rechts), en de vorm van onze oren zorgt ervoor dat geluid anders klinkt naarmate het zich voor of achter, boven of onder ons bevindt. Onze hersenen berekenen vervolgens op basis van deze input de plek waar geluid vandaan moet komen. Voor realistische simulatie van de positionering van geluid in een virtuele ruimte is een HRTF, ofwel Head Related Transfer Function, van belang. Dit algoritme past voor beide oren cq. voor elk kanaal het geluid zo aan, dat het rekening houdt met de gemiddelde vorm van de oorschelp en de vertraging waarmee het ‘verre' oor het geluid hoort. HRTF kan ervoor zorgen dat je zelfs met een hoofdtelefoon een realistische 3D geluidservaring hebt. In tegenstelling tot wat je misschien zou denken is realistische 3D audio eenvoudiger te realiseren op een hoofdtelefoon dan met vier speakers. In het laatste geval is het tegengaan van ‘overvloeien' van het geluid, ofwel crosstalk, een stuk complexer, aangezien dit per speaker moet worden berekend.

Geluid bereikt zelden beide oren exact tegelijk.

De hoek waarin een geluidsbron zich bevindt beïnvloedt ook onze waarneming.

3D geluid is met name van belang voor spellen, waar realistisch geluid een belangrijke bijdrage aan de beleving levert. Games maken onder Windows standaard gebruik van DirectSound3D voor positionering van geluid, onderdeel van de API (Application Programming Interface) DirectX. Voor het toepassen van effecten is, afgezien van de standaardfuncties van DirectSound, de uitbreiding EAX aanwezig. Deze is ontwikkeld door Creative en tot en met versie 2.0 in licentie ook bij andere fabrikanten in gebruik, middels software van Sensaura, inmiddels een divisie van Creative. Deze vroege versies kunnen voornamelijk het geluid aanpassen aan het soort ruimte waarin de luisteraar zich bevindt. Hogere versies (5.0 op moment van schrijven) werken exclusief op producten van Creative en voegen afgezien van meer veelzijdige algoritmes ook realistischere positioneringsmogelijkheden toe. Positionering van het geluid wordt berekend aan de hand van de geometriedata die ook ten grondslag ligt aan het 3D beeld. Hoe exacter dit gebeurt, des te meer processorkracht vereist is. Het is om deze reden dat hardwareversnelling van geluid interessant is: hoe minder processortijd voor geluid benodigd is, des te hoger zal de framerate van het spel zijn. Het is hier dat een API als DirectSound3D een rol speelt, om de 3D audiodata aan de DSP (digital signal processor) van de geluidskaart te voeren zoals Direct3D de videodata aan de videokaart levert. Echter, met de komst van Windows Vista is het een en ander veranderd op audiogebied voor de PC, met name waar het directe toegang tot de geluidskaart betreft.