3.1 czy stereo - nowy format w Windows dla domowego odtwarzania muzyki?

Zwróciłem uwagę na nowy format dźwięku przestrzennego dla odtwarzania muzyki z PC, gdy Windows 20H2 sprawiały nieco problemów z instalacją na czysto. W trakcie zmagań (chyba z powodu zmiany rutyn OS, które dotyczą panelu sterowania) mignęło gdzieś ustawienie "3.1". Później zobaczyłem podczas poszukiwań tej ciekawostki, że okienka mają odpowiednie ustawienie dla takiej konfiguracji głośników.

Jest to bardzo interesująca możliwość dla odtwarzania muzyki z PC. Korzystanie z dźwięku wielokanałowego AC‑4 i jego testów w TVP poruszyłem już w 2 poprzednich wpisach. W drugim podkreśliłem przy tej okazji, że PC jako domowy serwer muzyki do podłączenia w zestawie audio, to prosty temat. Tak jest, gdy korzystamy z tradycyjnej stereofonii, bo jest z tym szeroki punkt odniesienia do użytkowania sprzętu hi‑fi.

Z przestrzennym odtwarzaniem muzyki jest trudniej, bo widmo kina domowego snuje się tu, jak biała dama. Branża RTV miała przez lata zbyt skromną ofertę dla przestrzennego odtwarzania muzyki, co nie jest zbyt dziwne, bo opiera się na systemach wbudowanych, a z nimi trudniej jest nadążyć za nowymi możliwościami. W temacie domowego dźwięku wielokanałowego warto jednak wrócić do korzeni całej tej koncepcji, która jest również związana z kinem. W tym temacie Wikipedia podaje:

Ta informacja jest pod hasłem "Dźwięk wielokanałowy", które ma dodatkowe zdefiniowanie, jako "dookolny", a o "przestrzennym" sporo tam jeszcze brakuje.

Więcej jest w angielskojęzycznym opisie surround sound. Są tam nawet tabele "ANSI/CEA-863-A identification for surround sound channels", czy "Standard speaker channel layouts", ale trudno jeszcze oszacować, czy uwzględniony został w tym nowy format w Windows.

Najnowsze okienka mają ciekawą opcję dla konfiguracji odtwarzania dźwięku przestrzennego. Aż dziwne jest, że nie zauważyłem tego testując funkcję "Room Correction", o której wspominałem w lutym br. Funkcja z "dźwiękiem przestrzennym" istnieje być może w Windows od dłuższego już czasu, ale nie zamierzam wszczynać archeologicznych poszukiwań w tym zakresie. Ciekawsze jest poznanie tych nowych możliwości, chociaż czuję się tu trochę jak Antoni Kosiba z filmu Znachor. Brakuję mi narzędzi i nawet podstawowej informacji, więc muszę zdać się na intuicję. Na szczęście wcześniej korzystałem w pracy z najlepszego sprzętu i to stało się automatycznie referencją, na której mogę opierać intuicję.

Podstawowym ograniczeniem jest, że "funkcję 3.1" znalazłem tylko w systemowym sterowniku dla procesora Realtek. W Windows 20H2 ten sterownik jest z 9.5.20, a w 1909 z 4.9.19. Przetestowałem oba z płytą główną, która procesor dźwięku ma w odseparowanej sekcji audio, a układy analogowego wzmacniacza można dowolnie wymieniać. Nic nie wskazuje, że są jakieś istotne różnice w funkcji w tych sterowników, więc wystarczą testy z najnowszą wersją. Liczę, że zapewni najlepszą możliwą jakość odtwarzania muzyki.

Normalnie preferuję sterownik producenta z 6 XI 2018. Podobnie jak w innych jego sterownikach są szersze możliwości konfiguracji dla uzyskania optymalnej jakości odtwarzania muzyki. Tym razem brakuje z nim jednak opcji nazwanej "dźwiękiem przestrzennym". Korzystałem wprawdzie z tego sterownika w ustawieniu 7.1, by testować konfigurację 2.1 z wtyczką foobar dla subwoofera, ale był to konieczny kompromis. Teraz testuję rozwiązanie, które Microsoft oferuje w OS, więc taki kompromis nie wchodzi już w rachubę.

Pozostaną do testów dla prawego i lewego kanału wspomniane już w marcowym wpisie z 2019 aktywne monitory w zamkniętej obudowie, czyli nie sprawiające problemów z powodu portu basrefleks. Podobnie jak wcześniej wykorzystam także analogowy wzmacniacz hi‑fi ze stosowną mocą. Można ominąć w nim układy przedwzmacniacza, co jest przydatną funkcją w tych testach. Na początek wykorzystam nawet ten sam pasywny monitor studyjny JBL, by mieć optymalną skalę porównawczą do testów przy biurku.

Jednak tym razem jest jeszcze inna koncepcja z miejscem odsłuchu, gdzie może już nie wystarczyć ten 8 calowy element JBL z legendarnym magnesem alnico. W tych testach lepiej może się sprawdzić widoczny na zdjęciu powyżej tradycyjny głośnik podłogowy hi‑fi z 10 calowym elementem basowym. Odłączenie "basu" od pasywnej zwrotnicy 3‑drożnej pozwoli wysterować go bezpośrednio ze wzmacniacza mocy z sygnałem wygenerowanym w PC do gniazda dla subwoofera. Postawienie głośnika "do góry nogami" ograniczy do minimum przekłamania z basrefleks. Nietypowe położenie średnio i wysoko tonowych elementów jest bez znaczenia, bo są odłączone.

Na wszelki wypadek podłączyłem szeregowo parę tak spreparowanych głośników, by zredukować ryzyko ewentualnego przesterowania elementu basowego - a 2 obok siebie zapewniają normalnie również bardziej panoramiczny dźwięk. W połączeniu 3.1 taka para się jednak nie sprawdza i do dalszych testów pozostawiłem tylko jeden głośnik.

Na tylny kanał użyte zostaną na początek "przednie satelity", które Sony zaoferował w wypasionym zestawie kina domowego. Ich obudowa ma front z solidnego drewna i jest rewelacyjnie stabilna, a podwójne elementy o średnicy 8 cm są z silnymi magnesami. Dużą zaletą tych głośniczków jest możliwość zawieszenia ich w dowolnym miejscu na ścianie za głową lub postawienie na podłodze. Użyłem ich dla jednego kanału w parze połączonej podstawami. W ten sposób powstała "gwiazda" z 4 elementów, które generują dźwięk pod kątem 360 stopni. Tą parę można śmiało podłączyć do wzmacniaczem mocy równolegle, bo głośniki mają stabilną impedancję 8 ohm. Liczę, że z tą parą powieszoną na różne sposoby zrobię bardzo wiele ciekawych testów.

Chcę jednak dla pewności zrobić optymalny test z głośnikiem pełnozakresowym. Najlepiej do tego nadaje się szwedzki Sonab OA12, którego szkic techniczny jest powyżej. To konstrukcja z myślą o uzyskaniu najlepszego możliwego dźwięku przestrzennego z 2 głośnikami, czyli stereofonii. Wszystkie szczegóły w tej konstrukcji są maksymalnie dopracowane i najprawdopodobniej taka jakość jest zbyteczna dla "tyłu" w systemie 3.1, ale by się o tym przekonać nie zaszkodzi to najpierw przetestować. Idę nawet krok dalej i dla odtwarzania tylko jednego kanału przestrzennego użyję pary tych głośników. Potrzebuję jednak sporo czasu, by w ten sposób przetestować różne możliwe konfiguracje z ich ustawieniem, których z racji tej konstrukcji jest wiele. Jest nawet łatwo dostępna zworka "na froncie - od góry", by wybrać impedancję od 4 do16 ohm.

Takie zaplecze ze sprzętem pozwala przeprowadzić precyzyjne testy ze stosownym oprogramowaniem. Na pierwszy ogień poszło to, które jest dostępne, jako składnik OS. Jednak w testach z podłączonych dodatkowo głośników "krzyczała cisza". Nie znalazłem możliwości, by stosownie skonfigurować te programy. To była podpowiedź, by postawić na program z najszerszymi możliwościami konfiguracji.

W tej kategorii szczególnie wyróżnia się PotPlayer, chociaż wiem z autopsji, że efekt końcowy rzadko zadowala. Tak było i tym razem, a nawet do tego stopnia, że prawie nie ma sensu tego opisywać, bo brzmienie zmieniało się samoczynnie. Niemniej zakres ustawień dla 3.1. jest w nim imponujący, ale ponieważ trzeba "włączyć" do tego rozszerzenie na center i surround, więc rozwiązanie dla dźwięku przestrzennego w systemowym sterowniku zostaje tu dublowane lub obchodzone. Te zaawansowane konfiguracje są bardziej dla obejścia najróżniejszych ograniczeń sprzętu RTV dla kina domowego, czy subwooferowych zestawów, których temat poruszyłem we wrześniu 2020.

Pozostawało zdanie się na AIMP. Ustawienia w nim dobrze się już sprawdziły w poprzednich testach z 2.1. Okazało się, że teraz idealnie nada się transformacja ze stereo na quad. Trzeba tylko nieco podłubać w ustawieniach przetwarzania dźwięku - do kanału 3 dać 50% z lewego i prawego, a do 4 jeszcze ich mniej, ale jakieś 15‑20% wystarczy dla dobrej klasy głośników. Chociaż nazwa dla tego ustawienie w AIMP jest nieco myląca, to wyraźnie słychać, że to działa zgodnie z założeniem dla dźwięku przestrzennego z systemowym sterownikiem dla procesora Realtek.

Podsumowanie

Testowana koncepcja dźwięku przestrzennego 3.1 ma ogromy potencjał. Warto jest już teraz skorzystać z tego z tradycyjnym sprzętem typu hi‑fi. Generalnie brak jednak stosownego oprogramowania. Komercyjnie zaistnienie tego będzie najprawdopodobniej dopiero z ofertami sprzętu obsługującego rozwiązania Wireless Speaker and Audio Association, których temat poruszyłem w marcu 2020

PS 11 XI 2020

Wpis dotyczy testu formatu dla odtwarzania muzyki, który jest w Windows, ale pierwsze komentarze zostały zdominowane tematem z zakresu konstrukcji głośników. Nie jest to chyba przypadkowe. W Polsce ten rynek zdominowali domorośli konstruktorzy, którzy działają w skali chałupniczej, co oczywiście nie musi być negatywne, gdy opiera się na dobrych tradycjach. Tonsil był lokalnym potentatem, ale w warunkach wolnego rynku nawet Pioneer nie dał rady utrzymać u nich produkcji. Za silnie były tam zakorzenione przyzwyczajenia z PRL i brak zrozumienia, jakimi zasadami kieruje się rynek audio, gdzie w pierwszej kolejności liczy się to co usłyszy użytkownik, a nie to co zmierzy konstruktor.

PS cd...

Okazuje się, że w Windows dla 4 głośników w trybie: "dźwięk przestrzenny" jest inna konfiguracja !

Jest inna od tego co zakładałem dla testów i bardziej konkretnie na ten temat będzie w kolejnym wpisie. Podpowiedzią jest, że w konfiguracji z Windows w język polskim "dźwięk przestrzenny" jest w jednej grupie, a surround w innej. Nie zwróciłem na to dostatecznej uwagi, bo nie jest to tak rozróżnione w innych wersjach językowych i jest wspólne określenie surround. Niniejszego wpisu jednak nie kasuję, bo uważam nadal, że konfiguracja 3.1 jest ciekawa, chociaż nie ma jeszcze dla niej stosownego wsparcia z oprogramowaniem.

Nie planowałem poszukiwań "archeologicznych" o dźwięku przestrzennym w Windows, ale w tej sytuacji to zrobiłem. Znalazłem wzmiankę z 2 VI 2017, którą trudno ocenić, czy jest we właściwym temacie, bo ma tytuł "Jak włączyć dźwięk przestrzenny Dolby Atmos lub Windows Sonic w Windows 10". Niemniej rozpoczyna się:

Przypomniało mi to, że już wcześniej zauważyłem w Windows tą funkcję "dźwięku przestrzennego", lecz tam nie zaglądałem, bo kojarzyłem ją właśnie ze słuchawkami, czyli podobnie jak nawiązuje artykuł, z którego jest cytat powyżej. Teraz po wstępnych testach widzę tu szerokie pole do działania dla producentów głośników do odtwarzania muzyki w domu.

Nieprzypadkowo podkreśliłem w podsumowaniu znaczenie prac w ramach WiSA. Dadzą one rozwiązania, jak w profesjonalnej ofercie Genelec, o której jest wpis z marca 2019. Ich głośniki z aktywnymi zwrotnicami już teraz można używać z oprogramowaniem GLM, które powinno działać prawidłowo z nową konfiguracją w Windows.

Natomiast komentarze poniżej, które dotyczą głośnikowej zwrotnicy są tylko pośrednio w temacie wpisu, a cytowane tam bez właściwego zrozumienia informacje techniczne wprowadzają w błąd czytelników, ale ponieważ ten wątek może być jednak dla kogoś interesujący, więc nie zaszkodzi na wszelki wypadek wyjaśnienie.

W sugestii sprzętu dla testów z konfiguracją 3.1 w Windows przedni prawy i lewy głośnik mają zwrotnice 2‑drożne w bardziej precyzyjnej wersji, czyli aktywne. Z nich wyprowadzony jest stosownie rozdzielony sygnał do tradycyjnych modułów ze wzmacniaczami mocy w klasie hi‑fi, które są zintegrowane z głośnikami. Całość może pracować najbardziej optymalnie bez drogich kabli itd.

Widoczne na zdjęciu powyżej głośniki OA 12 dla odtwarzania "tyłu" z tradycyjnym wzmacniaczem hi‑fi mają pasywną zwrotnicę bardzo wysokiej klasy. Żadnej zwrotnicy nie ma natomiast w alternatywnych satelitach Sony, bo taka jest ich konstrukcja.

Zwrotnica odłączona została tylko dla jednego elementu w relatywnie tanim głośniku z konstrukcja 3‑drożną. W na schemacie powyżej, a także w komentarzach widać wyraźnie, że pasywna zwrotnica to trudne wyzwanie. W relatywnie tanim głośniku nie jest z pewnością najlepszej klasy, ale zamontowany w nim element niskotonowy i jego spasowanie z portem basrefleks jest do zaakceptowania na potrzeby testów, by sprawdzić funkcjonowanie konfiguracji 3.1 w Windows dla najniższych tonów. Niskiej klasy zwrotnica mogła tylko wprowadzić niepotrzebne przekłamania. Równe pasmo przenoszenie najniższych tonów nie było najważniejsze dla testów. Na dodatek 3 drożna zwrotnica nawet w dobrej klasy głośnikach może stać się nieprzewidywalna po odłączeniu od niej dwóch elementów.

Potok komentarzy wygenerował duet cytujący znalezione gdzieś informacje i wyciągający z tego własne wnioski, do których nie da już rady odnieść się w logiczny sposób. Na ich podstawie można sądzić, że kupujący głośniki 3 drożne powinni je rozebrać, bo elementy mają różną charakterystykę dla ustawienia w pomieszczeniu, a sąsiedzi prosząc, by ściszyć nieco muzykę powinni zażądać zmiany rozmiaru elementu głośnikowego. Temat "sąsiada" poruszyłem szerzej w czerwcu 2020, ale co odpowiedzieć, gdy komentatora fascynacje pomiar 36 lub 38 Hz, a nie zastanowi się najpierw, z którym instrumentem można wydobyć dźwięk z taką częstotliwością.

Ciekawy dla czytelników mógł stać się także wątek wzmacniaczy lampowych, ale trzeba było całkowicie go wykasować, bo anonimowy komentator konfabulował o umiejętności ich reperowania. Dezinformacja była na zbyt szeroką skalę. Próbował zasugerować, że schemat służy do sprawdzania poprawności produktów, które podobno kupuje w salonie, a nie znajduje na śmietniku. Ma jednak paniczny strach przed wysokim napięciem przy lampach, gdyż nie wie, że schemat pokazuje, w którym miejscu i jakim sprzętem zrobić pomiary, by zlokalizować awarię. Mogła być w tym jakaś zachęta dla laików, by "grzebać" wewnątrz wzmacniaczy - a przecież definitywnie nie o to chodzi.