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2011/12/15

簡単な三次元マトリクスサラウンド理論

まぼろしの、6チャンネルステレオ

この文を読む前に数年ではかなく消えた「4チャンネルステレオ」の文献を読むことをおすすめします。
今はDolby Atmosというスピーカーだらけの凄まじいシステムがあるらしいが
hexaphonic TRIDEEなど、わずかですが天井と床にもスピーカーをつけたサラウンドが存在したようです。
なかでも特筆するべきは、
マトリクス方式4チャンネルステレオの始祖であるピーターシャイバーの特許、日本での1972年の特許で確認したのが、
それはなんと上下方向のマイク、スピーカーとエンコード、デコード回路を付け足せるようになっていたことです。
それから、4チャンネルステレオマニアが、QS方式で6chのデコーダーを作っています。
それから、いろいろな特許が出ている。例えばモノラルのステレオ化の要領で上下方向を付加するものがある。
覚えていることは、上下の音は水平チャンネルの音の回転によって収録されるらしい、ということです。
チャンネル間の音の差分、とくに向かい合ったチャンネル同士なら、そこから上下の成分が出るかも。
ちなみにQuadraphonic Systemsはかつての4チャンネルステレオの技術資料が膨大で、
ないデコーダーを既存のデコーダーとスピーカーの変な配線で作るなど、ものすごい詳しいです。

ステレオ信号線に上下方向まで情報を畳み込むエンコードはできることがわかりました。
しかし、自然に収録された、ふつうのステレオを上下方向も「デコード」するのは、皆無です。
ふつうのステレオ録音をデコードできるものはやはりデービッドハフラーのスピーカーマトリクスなのです。侮ってはいけません。元祖なのです。

仮説は2つある

こういうのは私は数学ができないので、定性的な理解しかできません。
だから、仮説があるのです。

マトリクスサラウンドを重合させる ポリマトリクスサラウンド

マトリクスサラウンドで分離した信号を更に分離します。
この発想は、昔のサラウンド特許を見て、
上下のスピーカーの音を擬似ステレオ回路で作るのが載っていたから思いつきました。
フロント、リア信号からサラウンド
フロントとリアの音から、LとRを作る、マトリクスサラウンドを考えました。
20160414訂正 これも、考え方はいくつかあるのですが、
基本的にはマトリクスサラウンドで出来た
サラウンドの左右の半分、たとえばLと(L-R)/2の対をさらにマトリクスサラウンドするのです。
このとき上の図のように上下サラウンドを配置する。
これをやると L-{(L/2)-(R/2)} = (L+R)/2 で (L+R)/2 と (-L-R)/2のペアになる。
もうひとつは、デービッドハフラーの考えたダイナコ社のDynaquadに適用する式で
LとL-(R/2)の対をかんがえると、L-{L-(R/2)} で +R/2 と 下側は信号反転 -R/2 になる。
Dynaquadはスピーカーを正方形の対角線におけるので、うちの2号機にぴったり。
で、どっちが上でどっちが下かはわかっていませんし、スピーカーマトリクスの範囲では結局LとRの固定配分になってしまいます。