СПОСОБ ЦВЕТОВОГО ОТОБРАЖЕНИЯ СТЕРЕОФОНИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
METHOD FOR COLOUR RENDERING OF STEREOPHONIC SIGNALS

Предлагаемое изобретение относится к области цветомузыки и предназначено для цветового отображения стереофонических сигналов.
Известны способы цветового отображения звуковых сигналов, заключающиеся в том, что цветовое сопровождение этих сигналов реализуют при помощи отдельных маломощных излучателей света нескольких диапазонов, которые проецируют на экран (см., например, авторское свидетельство СССР №174541, A63J 17/00, опубл. 01.01.1965). Подобные технические решения используют крайне ограниченное цветоделение (как правило, три цвета), отличаются жестко установленным соответствием между звуковым и цветовым частотными диапазонами, не имеют дополнительных возможностей для цветового отображения стереофонических звуковых сигналов.
Наиболее близким по технической сути к предложенному является способ цветового отображения стереофонических сигналов, заключающийся в том, что разделяют двухканальные стереофонические сигналы на несколько звуковых диапазонов, устанавливают соответствие этих звуковых диапазонов с фиксированным набором цветов и, в процессе воспроизведения стереофонических сигналов, отображают связанные со стереофоническими сигналами цветовые динамически изменяющиеся изображения на экране, доступном для непосредственного обзора наблюдателю (патент РФ №2438747, A63J 17/00, опубл. 10.01.2012).
В известном техническом решении используются очки раздельных полей зрения, в результате чего каждым глазом наблюдается свой экран, звуковой диапазон при этом делится на девять поддиапазонов, которым в соответствие ставятся девять цветов, причем на экранах используется аддитивное сложение цветов, то есть сигналы различных комбинаций звуковых частот, воспроизводимых одновременно, могут отображаться примерно одними и теми же цветовыми изображениями.
Основными недостатками этого способа цветового отображения звуковых стереофонических сигналов являются ограниченная функциональность способа, в том числе раз и навсегда установленное соответствие между полосами звуковых воспроизводимых частот и источниками оптического излучения, а также необходимость использования двух специально изготавливаемых и устанавливаемых экранов.
Решаемая предлагаемым изобретением задача - увеличение функциональных возможностей способа при упрощении его аппаратной реализации.
Технический результат, который может быть достигнут при осуществлении способа - использование всех имеющихся возможностей доступного наблюдателю устройства отображения.
Для решения поставленной задачи с достижением ожидаемого технического результата в известном способе цветового отображения стереофонических сигналов, заключающемся в том, что разделяют двухканальные стереофонические сигналы на несколько звуковых диапазонов, устанавливают соответствие этих звуковых диапазонов с фиксированным набором цветов и, в процессе воспроизведения стереофонических сигналов, отображают связанные со стереофоническими сигналами цветовые динамически изменяющиеся изображения на экране, доступном для непосредственного обзора наблюдателю, согласно предложению предварительно приводят во взаимно однозначное соответствие звуковой диапазон устройства звукового воспроизведения и цветовой диапазон устройства вывода изображений, а также осуществляют выбор цветовых картин для отображения на экране, в ходе воспроизведения осуществляют в режиме реального времени анализ стереофонических сигналов, а именно идентифицируют исходные источники звука по количеству и расположению относительно наблюдателя, по результатам этой идентификации цветовые изображения для каждого источника формируют, начиная с соответствующего, с точки расположения наблюдателя, места экрана, с ослаблением интенсивности свечения цветовых изображений, соответствующих каждому их источников стереофонических сигналов, в сторону края экрана или его краев (если источник сигнала находится не с края картины), причем при смещении каждого из источников в процессе воспроизведения, центр испускания цветовых изображений на экране пропорционально перемещают, при этом, формируя цветовые изображения, обеспечивают отсутствие эффекта смешивания цветов для наблюдателя, путем использования для каждого фрагмента цветовых изображений необходимого количества непосредственно располагающихся рядом друг с другом пикселей экрана, образующих каждый элемент каждого цветового изображения, исходя из условия независимого разрешения этого элемента глазом среднестатистического наблюдателя, располагающегося в пределах рекомендуемого производителем экрана расстояния наблюдения.
Суть предлагаемого изобретения поясняется следующим образом. Сначала приводят во взаимно однозначное соответствие звуковой диапазон устройства звукового воспроизведения и цветовой диапазон устройства вывода изображений. Например, в качестве устройства звукового воспроизведения используются стереонаушники со звуковым воспроизводимым диапазоном от 150 Гц до 18000 Гц, а в качестве устройства вывода изображений используют экран монитора персонального компьютера, имеющего 256 вариаций цветового отображения (256 возможных цветов, отображаемых пикселями монитора). При помощи необходимого программного обеспечения (которое представляется тривиальным и его конкретная реализация не является существенной для достижения поставленной цели) наблюдатель устанавливает на свой вкус однозначное соответствие между доступными звуковыми и цветовыми диапазонами. В частности, в простейшем случае можно установить линейное соответствие, то есть весь доступный звуковой диапазон, начиная от низких частот и заканчивая высокими, линейно соотнести с цветовым доступным диапазоном, начиная от предельной границы красного отображаемого монитором цвета и заканчивая предельной границей отображаемого фиолетового цвета.
В это же время осуществляют выбор цветовых изображений, которыми предполагается сопровождать воспроизведение стереофонического звукового сигнала. В качестве такой картины могут использоваться как уже распространенные формы цветовых картин (используемые в качестве цветового сопровождения на современных компьютерах, обычно, безо всякой привязки между частотными диапазонами), или новые серийно распространяемые формы динамически меняющихся изображений для сопровождения звуковых сигналов, в том числе придуманные конкретным наблюдателем изображения (например, перемещающиеся от центра отображения каждого из источников звука полосы на экране, сферические волны и т.д.). Конкретная форма выбранного цветового изображения не является принципиальной для достижения поставленной цели.
Далее приступают к воспроизведению звуковых стереосигналов, при этом, опять же при помощи необходимого программного обеспечения (которое так же представляется тривиальным и его конкретная реализация не является существенной для достижения поставленной цели), в ходе воспроизведения осуществляют в режиме реального времени анализ стереофонических сигналов, а именно идентифицируют исходные источники звука по количеству и расположению относительно наблюдателя. Например, воспроизводится игра вокально-инструментального ансамбля из пяти человек. По стереосигналу можно четко определить расположение каждого участника ансамбля относительно использовавшейся стереозаписывающей аппаратуры, что тождественно расположению этих источников в процессе воспроизведения записи относительно наблюдателя. Каждому выявленному источнику присваивается текущее положение центра соответствующей цветовой картины на экране, причем при перемещении источника в процессе воспроизведения (например, при движении гитариста ансамбля по сцене) пропорционально смещается и центр соответствующей цветовой картины. Интенсивность каждого цветового изображения плавно уменьшают от максимального значения в центре того изображения до минимального к периферии экрана.
Для того чтобы избежать аддитивного перемешивания цветов (например, чтобы изображения синего и красного цветов не формировали изображение фиолетовой окраски), для каждого элемента цветовых изображений используют необходимое количество непосредственно располагающихся рядом друг с другом пикселей экрана, образующих каждый элемент каждого цветового изображения. Условие для определения минимального размера такого количества совместно расположенных пикселей легко вычисляется, исходя из условия независимого разрешения каждого элемента изображения глазом среднестатистического наблюдателя, располагающегося в пределах рекомендуемого производителем экрана расстояния наблюдения.
В результате, наблюдатель получает возможность сначала произвести настройку соответствия возможностей экрана и устройства воспроизведения стереофонических сигналов, а также выбрать ту или иную форму цветового отображения и затем наблюдать цветовое отображение этих сигналов. При этом возможно использование стереоскопических очков того или иного типа, при соответствующем функционале экрана, что может позволить перевести наблюдаемые изображения в объемный вид. При этом предполагается использование серийной аппаратуры в виде современных персональных устройств и устройств вывода изображений.
Таким образом, предложенный способ решает поставленную задачу увеличения функциональных возможностей способа при упрощении его аппаратной реализации.
При этом достигается искомый технический результат - использование всех имеющихся возможностей доступного наблюдателю устройства отображения при обеспечении возможности наблюдателю самостоятельно изменять соответствие меж звуковыми и цветовыми частотными диапазонами.