Tekijä:	`Panu Maijala, 37847W`
Työn nimi:	`Tulevaisuuden audiovisuaalinen viihdepalvelu koteihin`
Päivämäärä:	`15.2.1999`	Sivumäärä:	`9733`
Osasto:	`Sähkö- ja tietoliikennetekniikan osasto`
`Tietoliikenteen alalla toimivat suuryritykset ja kansalliset tutkimuslaitokset sijoittavat huomattavia summia tutkimustyöhön audiovisuaalisen informaation välittämiseksi tietoliikenneverkoissa. Erityisesti tilainformaation sisällyttäminen tietovirtaan on erityisen mielenkiinnon kohteena, niin viihde-elektroniikan markkinoita ajatellen kuin sotateollisuuden sovelluksissakin.` Akustisen tilan – ääniympäristön – siirto toiseen paikkaan on kiehtonut tutkijoita jo vuosikymmeniä. Vasta viime vuosina se on kyetty toteuttamaan teknisesti tyydyttävällä tarkkuudella reaaliaikaisesti. Erilaiset kotiteatterijärjestelmät tekevät tuloaan koteihin ja monikanavaiset äänentoistoratkaisut syrjäyttävät perinteisen mono- tai stereotoiston. Teollisuudessa ohjataan prosesseja kauko-ohjattuna ja visuaalisen informaation lisäksi käyttäjä tarvitsee myös akustisen takaisinkytkennän, joka optimitilanteessa on prosessissa vallitseva ääniympäristö. Telekonferensseihin saadaan läsnäolon tuntua välittämällä äänen tulosuunta-aistimus osallistujille ja esimerkiksi taistelulentäjille tietokone välittää jo tänä päivänä tiedon lähestyvän ohjuksen suunnasta – tarvittaessa pelkän kuulon suunta-aistimuksen varassa. `Tämä kirjallisuustutkimus on katsaus jo käytössä oleviin menetelmiin tilailluusioiden välittämiseksi. Lisäksi luodaan visio tulevaisuuden järjestelmiin. Tutkimuksessa käsitellään äänentoistoa sekä kuulokkeilla, että kahdella tai useammalla kaiuttimella. Myös erilaisiin näyttötekniikoihin luodaan katsaus.`

SYMBOLI- JA LYHENNELUETTELO

Symboli	Nimitys	Yksikkö
C	kapasitanssi	F
E	jännite taajuustasossa	V
E_kuuloke	kuulokeliitännän jännite taajuustasossa	V
E_kaiutin	kaiutinliitännän jännite taajuustasossa	V
E_mikrofoni	mikrofoniliitännän jännite taajuustasossa	V
G	siirtofunktio, kompensaatiokerroin	-
L	induktanssi	H
L	äänipainetaso	dB
M	vahvistuskerroin, siirtofunktio	-
P	äänipaine taajuustasossa, äänen sensorinen miellyttävyys	-
P_korva, P_äänitys	äänipaine taajuustasossa ilmoitetussa pisteessä korvakäytävällä	Pa
P_toisto	äänipaine taajuustasossa ilmoitetussa pisteessä kuulijan korvakäytävällä toistotilanteessa	Pa
R	resistanssi	Ω
U	tasa- tai vaihtojännite	V
Z	impedanssi	Ω
Z_{korvakäytävä}	korvakäytävään saapuvan ääniaallon kohtaama (näkemä) korvakäytävän akustinen impedanssi	Ω
Z_kuuloke	korvakäytävästä ulospäin etenevän ääniaallon kohtaama (näkemä) akustinen impedanssi, kun kuuloke peittää korvan.	Ω
Z_säteily	korvakäytävästä ulospäin etenevän ääniaallon kohtaama (näkemä) akustinen impedanssi	Ω
c	äänen nopeus	m/s
f	taajuus	Hz
g	vahvistuskerroin (gain)	-
l	pituus	m
p	äänipaine aikatasossa	Pa
p_korva	äänipaine aikatasossa ilmoitetussa pisteessä korvakäytävällä	Pa
engl.	englannin kielessä	-
AIFF	audio interchange file format	-
DFT	discrete Fourier transform	-
DSP	digital signal processing	-
DTS	digital theatre systems	-
DVB-T	digital video broadcasting terrestrial	-
ELD	electroluminescent display	-
EMFi	electromechanical film	-
FEC	free-air equivalent coupling	-
FED	field emission display	-
FFT	fast Fourier transform	-
FIR	finite-impulse response digital filter	-
GUI	graphical user interface	-
ITF	interaural transfer function	-
HDMAC	high definition multiplexed analog component	-
HDTV	high definition TV	-
HRTF	head-related transfer function	-
IACC	inter-aural cross correlation	-
IIR	infite-impulse response digital filter	-
ITD	interaural time delay (or difference)	-
LCD	liquid crystal display	-
LEP	light emitting polymer	-
MLS	maximum-length sequence	-
MLSSA	maximum-length sequence system analyzer	-
MPEG	moving picture expert group	-
NTSC	national television system committee	-
OOP	object-oriented programming	-
PAL	phase alternate line	-
PDP	plasma display panel	-
TFT	thin film transistor	-
SDDS	Sony dynamic digital sound	-
UTP	unshielded twisted pair	-

1 Johdanto

Internet toi pankkipalvelut ja jopa ruokakaupan kotiin. Enää ei tarvitse lähteä tuuleen ja tuiskuun päästäkseen jonottamaan loputtoman pitkiin kassajonoihin. Jokapäiväiseen elämään kuuluvat rutiinit voidaan hoitaa nopeasti kotipäätteeltä. Vastaavasti viihdepalveluiden siirtyminen kuluttajan olohuoneisiin on jo lähtenyt räjähdysmäiseen kasvuun.

Viihde-elektroniikkateollisuus käy kovaa sisäistä kamppailua tuotteidensa saattamisesta de facto –standardin asemaan. Dolby Surround –monikanavaääni on jo lyönyt itsensä läpi kuluttajille. Alan harrastajille, joille tavanomaiset ratkaisut eivät riitä, on saatavilla Lucasfilm Home THX Audio System. Vanha kuvaputkinäyttö on pitänyt hyvin pintansa uudempia tekniikoita vastaan. Kuvaputki joutuu kuitenkin vääjäämättä väistymään ja seuraajasta käydään kulisseissa kovaa kamppailua. Haasteeseen vastaajia yhdistää yksi yhteinen tekijä: tulevaisuuden näyttö on litteä. Tällä hetkellä litteiden näyttöjen ongelmia ovat kalleus ja heikompi kuvanlaatu, mutta aika kumoaa kummankin argumentin. Kuvaputkitekniikka sai viimeisimmän aikalisänsä, kun kuluttajamarkkinoille tuli leveät, elokuvien valkokangasta jäljittelevällä kuvasuhteella 16:9, toteutetut televisiot.

Siirtyminen tavallisesta stereoäänentoistosta monikanavaisen järjestelmän tuottamaan äänimaisemaan on vähintään yhtä suuri muutos kuin yksikanavaisesta äänentoistosta stereojärjestelmään. Tekniset aikakausilehdet ovat täynnä artikkeleita monikanavatoistosta ja vakavasti otettavat tiedelehdetkin julkaisevat tutkimuksia ihmisen suuntakuulon toiminnasta sekä tilaäänentoistosta (engl. spatial sound reproduction). Esimerkiksi Euroopan äänentoistoalan ammattijärjestö Audio Engineering Society järjestää seuraavan konferenssinsa Suomessa Rovaniemellä huhtikuussa ja konferenssin aiheena on tilaäänentoisto.

Binauraalinen tekniikka mahdollistaa äänisignaalien sijoittamisen äänikenttään kolmiulotteisesti ”minne vain” – aivan kuten käyttämällä useita kaiuttimia eri suunnissa ja useita eri toistokanavia. Binauraalinen tekniikka mahdollistaa tämän kahdella kanavalla. Markkinoilla olevat monikanavajärjestelmät kattavat parhaimmillaankin ainoastaan yhdessä tasossa täyden 360 astetta. Binauraalisella tekniikalla voidaan tallentaa ja toistaa kahdella kanavalla kaikki suunnat pysty- ja vaakasuunnissa. Periaate on yksinkertainen: toistetaan äänisignaalit ihmisen tärykalvoilla täsmälleen samanlaisina kuin ne olisivat todellisessa tilanteessa. Ihminen pystyy havaitsemaan äänien tulosuuntia jopa muutaman asteen tarkkuudella käyttämällä ainoastaan [1] kahta korvaansa. Miksi sitten toistokanavia tarvitaan enemmän kuin kaksi?

Binauraalista tekniikkaa käyttäen voidaan luoda äänimaisemia, joissa ihminen voi kuulla olevansa mukana. Esimerkiksi sijoittamalla mikrofonit paikkaan, jossa ihmisen olisi vaarallista olla tai sinne saattaisi olla hankala päästä, voidaan ääniympäristö toistaa toisessa paikassa samanlaisena kuin hän olisi paikalla – kaikki erilaiset äänet kuuluvat juuri niistä suunnista hänen korviinsa, kuin hän kuulisi paikanpäällä ollessaan.

Binauraalista tekniikkaa on käytetty jo kauan myös sotateknologiassa. Yksi esimerkki tästä on suuntainformaation hyödyntäminen varoitussignaalien yhteydessä. Taistelulentokonetta lähestyvä ohjus saa aikaan hälytyssignaalin lentäjän kuulokkeista juuri siitä suunnasta, mistä ohjus on tulossa. Näin lentäjä voi tehdä väistöliikkeen jo pelkän kuuloaistinsa varassa.

Markkinoilla on useita binauraalisia äänitys- ja toistojärjestelmiä, mutta ne on suunnattu pääasiassa tutkimuskäyttöön. Sennheiser on tuonut kuluttajamarkkinoille binauraalista tekniikkaa hyväksi käyttävän Lucas-prosessorin. Sennheiser Lucas-kuulokevahvistimen avulla on mahdollista luoda kolmiulotteinen Dolby Surround Pro Logic –ääni aivan tavallisilla stereokuulokkeilla. Kuulokekuuntelussa on monia etuja: äänenlaatu on helpommin hallittavissa suurella erottelutarkkuudella, kuuntelutilan akustiikalla ei ole vaikutusta toistoon ja toisaalta kuuntelu ei haittaa ympäristöä. Yksinkertainen binauraalinen äänitys- ja toistojärjestelmä on mahdollista toteuttaa myös hyvin pienin kustannuksin käyttäen äänityspäänä henkilön omaa päätä (Maijala, 1997c).

1.1 Katsaus nykyisiin järjestelmiin

Kuluttajan olohuoneiden viihdekeskuksia hallitsee vielä pitkään kuvaputkitekniikalla toteutettu televisiovastaanotin. Tässä kirjallisuustutkimuksessa käydään läpi kuvaputken vahvimmat haastajat tulevaisuudessa. Audioteknologia on kokenut huomattavasti enemmän mullistuksia viimeisinä vuosikymmeninä ja äänen merkitys on kasvamassa kaikilla elämän osa-alueilla yhä tärkeämmäksi. Ääniympäristö ja äänenlaatu ovat käsitteinä vakiintumassa niin työhön kuin vapaa-aikaankin. Tutkimuksen pääpaino on jo kuluttajille tutuksi tulleessa viihteellisen ääniympäristön luomisessa ja välittämisessä. Tässä käydään lyhyesti läpi nykyisiin monikanavaisiin äänentoistojärjestelmiin johtaneet tekniikat.

1.1.1 Dolby Stereo ja kuluttajaversiot

Dolby teki vallankumouksen äänentoistoalalla 1960-luvun lopulla ja 1970-luvun alussa esitellessään Dolby A ja Dolby B kohinanvaimennusmenetelmät. Vielä suurempi vallankumous tapahtui myöhemmin 1970-luvulla, kun Dolby esitteli analogisen Dolby Stereo –järjestelmän. Dolby Stereo toi uutuutena 4-kanavaisen äänen elokuvateattereihin. Järjestelmässä on kolme äänikanavaa edessä (vasen ja oikea kanava musiikille sekä efekteille, keskimmäinen kanava puhetta varten) sekä surround-kanava efekteille.

Dolby Stereo –järjestelmän kuluttajaversio on Dolby Surround. Dolby Surround –koodattu signaali voidaan purkaa passiivisista komponenteista rakennetulla dekooderilla. Kaikki alle kymmenen vuoden ikäiset videot sisältävät Dolby Surround –äänen kahdelle ääniraidalleen koodattuna. Dolby Surround Pro Logic on eräänlainen versiopäivitys ja Pro Logic –dekooderit parantavat huomattavasti äänimaiseman tarkkuutta ja kanavaerottelua aktiivisen elektroniikkansa ansiosta.

Kaikki Dolby Stereo –versiot perustuvat analogiseen tekniikkaan. Elokuvateattereihin suunnitellun Dolby Stereo SRD :n pohjalla on 4 erillistä analogista ääniraitaa, mutta järjestelmä mahdollistaa normaalitilanteessa kuusi erillistä digitaalista raitaa, joissa käytetään psykoakustiikkaa hyödyntävää AC-3 –prosessoria.

1.1.2 THX

Dolby Stereo loi standardit elokuvaäänelle, mutta elokuvan äänimaisema kuulosti eri teattereissa kuitenkin erilaiselta. Lucasfilm halusi yhdenmukaistaa elokuvateattereiden äänentoistoa ja loi standardin, joka määrittelee vahvistimien, kaiuttimien, prosessointilaitteiden ja akustiikan ominaisuuksille tarkat rajat. Järjestelmä nimeltään THX Sound System takaa nyt, että jokaisessa THX –hyväksytyssä elokuvateatterissa voi nauttia samanlaisesta äänimaisemasta kuin elokuvamiksaamossa. THX on de facto –standardi Hollywoodissa.

THX –järjestelmä on ainoa, joka ottaa huomioon kaikki äänentoistoketjun osa-alueet, mukaan lukien arkkitehtuurin, akustiikan ja laitteiston. THX –järjestelmä ei siis ole mikään erillinen laite tai laitteisto, vaan laatuluokitus, joka takaa teatterin äänentoiston tason. THX –luokitus keskittyy äänentoistoketjun loppupäähän, eli toistoon.

1.1.3 DTS

DTS (engl. Digital Theatre Systems) on yleisin käytössä oleva digitaalinen äänentoistojärjestelmä. DTS –elokuvan ääni soitetaan CD-ROM –levyiltä, jotka tahdistetaan elokuvan kanssa käyttämällä filmille tallennettua aikakoodia. Ääni on luonnollisesti täysin digitaalinen. Tosin tavallisen 35 mm:n filmin (jota lähes kaikki teatterit käyttävät) analoginen ääniraita voidaan myös toistaa DTS –laitteistolla. Näin saadaan varmistus äänen kuulumiselle siinä tapauksessa, että digitaalitekniikka pettää. DTS –järjestelmästä on kaksi versiota: DTS-S, joka käyttää neljää kanavaa (oikea, vasen, keski ja surround – samat kuin Dolby Stereo). DTS-6 tarjoaa puolestaan kuusi kanavaa (oikea, vasen, keski, vasen surround, oikea surround ja subwoofer). DTS-S :ssä ääni on tallennettu yhdelle CD-ROM –levylle, kun taas DTS-6 käyttää kahta levyä.

1.1.4 SDDS

SDDS (engl. Sony Dynamic Digital Sound) on yksi kaikkein kehittyneimmistä digitaalisista äänijärjestelmistä. Siinä käytetään kahdeksaa kanavaa äänikentän luomiseen. Teoriassa kaikki kahdeksan kanavaa pystyvät toistamaan koko taajuuskaistan. Käytännössä kuitenkin joitakin kanavia on rajoitettu tiettyyn taajuusalueeseen, esimerkiksi subwoofer-kanava toistaa vain matalia ääniä.

SDDS –järjestelmässä ääni on koodattu filmin molempiin reunoihin, siirtoreikien ulkopuolelle. Koska sama äänidata kulkee molemmissa reunoissa, ei haittaa, vaikka filmin toinen reuna olisi vahingoittunut.

Teatterissa SDDS vaatii oman koodausyksikkönsä, joka on sijoitettu muiden äänentoistolaitteiden yhteyteen. SDDS –järjestelmä ei vaadi teatterilta omaa luokitustaan – kuten THX – vaan se on eräs äänen tallennustapa.

1.1.5 Dolby Digital

Tämän päivän Dolby Digital tarjoaa kuusi kanavaa kristallin kirkasta digitaalista ääntä. Keskikanava edessä takaa tarkan ja dynaamisen äänen dialogille. Vasen ja oikea etukanava huolehtivat suurimmasta osasta äänikentän tuottamisessa. Niiden kautta ajetaan mm. elokuvan musiikki ja tavalliset efektit. Erillinen vasen ja oikea surround-kanava sivuilla ja takana upottavat katselijan filmiin tuottamalla tilaefektejä. Bassokanava tuo lisää potkua toimintaan ja erikoisefektikohtauksiin.

Dolby Digitalin periaatteet seuraavat analogista kohinanvaimennusta. Dolby kohinanvähentämismenetelmä toimii niin, että se alentaa melua kun äänisignaalia ei ole ja sallii vahvojen äänisignaalien läpipääsyn kohinan aikana. Dolby käyttää hyväkseen psykoakustista ilmiötä eli äänen peittämistä. Jopa silloin, kun äänisignaalit kuuluvat joissain osissa spektriä, Dolby vähentää kohinaa muissa osissa, jolloin hälystä tulee huomaamatonta. Se, että kohinasta tulee huomaamatonta, perustuu siihen, että vahvat äänisignaalit peittävät läheisillä taajuuksilla esiintyvää ääntä.

Filmiteollisuudessa Dolby Digital –ääniraita on optisesti koodattu suoraan filmille, filmin reunassa kulkevien reikien väliin. Ääniraidan ollessa suoraan filmillä voidaan sitä käyttää yhdessä analogisen raidan kanssa ilman, että käytössä tarvitsee olla mitään muuta laitteistoa. Tämä tekee yksinkertaiseksi filminlevittäjille ja teatterin omistajille filmin käsittelyn. Filmiin koodattu ääniraita on osoittautunut hyväksi ratkaisuksi myös siksi, että filmillä oleva Dolby Digital –ääniraita säilyy pitkään ehjänä ja hyvälaatuisena.

2 Tulevaisuuden 3D –ääni

Tietokoneiden äänikortteja on lähes mahdoton myydä, mikäli pakkauksessa ei ole maagista numero-kirjain –yhdistelmää 3D. 3D –ääni on tullut jäädäkseen ja alan tutkimukseen investoidaan valtavasti. Dolby Stereo aloitti pari vuosikymmentä sitten boomin 4-kanavaisella järjestelmällä ja suuntaus on ollut yhä useampiin kanaviin. Toistaiseksi käytössä olevat järjestelmät pyrkivät toistamaan ääniä vain yhdessä tasossa. Todellisuuden ääni-ilmiöt tapahtuvat kuitenkin kaikissa pysty- ja vaakasuunnissa. Yksi tämän toteuttavista järjestelmistä on moniin vaaka- ja pystysuuntiin sijoitetuilla kaiuttimilla toteutettu VBAP (engl. Vector Base Amplitude Panning)(Pulkki, 1998). Binauraalinen tekniikka mahdollistaa ääni-ilmiöiden sijoittelun minne tahansa pysty- ja vaakasuunnassa kahdella kanavalla ja stereokuulokkeilla tai kaiutinparilla.

2.1 Binauraalisen tekniikan perusteita

Tieteellisessä tutkimuksessa kokeiden toistettavuus on tärkeä tekijä. Yleensä tällainen tilanne on järjestettävissä vain laboratorio-olosuhteissa. Joskus on tarvetta toistaa myös todellisia, reaalimaailman kuulotapahtumia, kuten puhetta, luonnonääniä, musiikkia tai melua.

Tavanomaisesti mikrofonilla tai stereomikrofoniparilla äänitetyn signaalin toistaminen ei enää useimmiten kelpaa kriittiselle tutkimukselle, sillä tiedetään, ettei sellaisen signaalin kuuleminen hyvälläkään laitteistolla vastaa täysin todellista kuulotapahtumaa. Aidon kuuloilluusion toistaminen on mahdotonta toteuttaa, sillä kuulemisaistimukseen vaikuttavat oleellisesti myös muiden aistien tuottamat ärsykkeet. Kuulotapahtuman tunnetilan toistaminen ei ole mahdollista tekniikan keinoin.

Yksi lähestymistapa täydelliseen toistoon on pyrkimys toistaa todellisessa tilanteessa tärykalvoilla vallinneet äänipainesignaalit kuuntelutilanteessa täsmälleen samoina. Binauraalinen äänitys- ja toistotekniikka mahdollistavat tämän.

Binauraalinen tekniikka on paljon vanhempaa kuin stereotekniikka, sillä se tunnettiin jo neljä vuotta gramofonin keksimisen jälkeen (Sunear, 1996). Sitä käytettiin ensimmäisen kerran oopperan äänittämisessä Pariisin oopperatalon lavalta 1881. Keksijä Clement Ader käytti näyttämön poikki asetettuja hiilimikrofonipareja. Signaalit hän miksasi kahteen erilliseen puhelinlinjaan, jotka menivät kuulijoiden koteihin. Kuuntelijoilla piti olla kaksi puhelinta kullakin ja heidän piti pistää kummankin kuulokkeet korviinsa. Yhdysvaltojen ilmavoimat käyttivät hyperbinauraalisia kuulotorvia ensimmäisessä maailmansodassa vihollisen lentokoneiden paikallistamisessa. Vuonna 1920 kokeiltiin ensimmäisen kerran binauraalisia radiolähetyksiä, jotka käyttivät kahta taajuutta. Kuulijat virittivät kaksi kidevastaanotinta niiden taajuuksille. Vuoden 1939 World’s Fair -tapahtuman kiinnostavin näyttelyesine oli keinopää "Oscar". Ihmiset saivat kuunnella kuulokkeilla, mitä tapahtui huoneessa, jossa Oscar oli.

Binauraalinen tekniikka pohjautuu perusoletukseen, jonka mukaan äänipainesignaalit kummallakin tärykalvolla ovat fysiologisesti riittävä heräte auditoriselle järjestelmälle. Ne on hyväksytty kaiken kuulotutkimuksen perusherätteiksi, sekä fysikaalisessa että auditorisessa mielessä (Blauert et al., 1993).

Lokalisaatioinformaatio muodostuu oikeaan sekä vasempaan korvaan tulevan äänen amplitudin ja vaiheen eroista. Mikäli signaalia ei muokata, binauraalinen äänitys vaatii toistovälineeksi stereokuulokkeet. Mikäli halutaan toistaa binauraalisella äänitystekniikalla tehty äänite stereokaiuttimilla, puhutaan usein transauraalisesta toistosta. Äänitetty signaali prosessoidaan kompensoimaan kaiuttimien ja kuulokkeiden väliset erot, kuten korvien välinen ylikuuluminen ja taajuusvasteen epäideaalisuudet.

2.1.1 Käsitteitä

2.1.1.1 Keinopää

Useimmat binauraaliset äänitykset tehdään keinopäällä (dummy head, artificial head, head simulator, Kunstkopf), joka on tehty täysikasvuisen aikuisen pään keskimääräisten mittojen mukaan ( kuva 2.1 ). Keinopään rakenteessa pyritään toistamaan mittojen ja yksityiskohtien lisäksi ihon pehmeys ja luun kovuus.

Jopa oikeita ihmisen pääkalloja käytettiin tutkimusmielessä (Sunear, 1996), mutta lopulta päädyttiin synteettisiin materiaaleihin niiden helpomman työstettävyyden vuoksi. Monilla keinopäillä on mukana olkapäät ja joillakin on hiukset (esim. Head Acoustics HMS1). Kaikilla yksityiskohdilla on vaikutusta mikrofoneihin saapuvaan ääneen. Moniin keinopäihin on saatavana ihmiskorvan akustista impedanssia jäljittelevät silikoniseoksesta valmistetut korvat ( kuva 2.2 ).

Kuva 2.2 Yksityiskohta: useat keinopäävalmistajat jäljittelevät ihmiskorvaa myös materiaalin osalta. Silikoniseoksista voidaan valmistaa korva, jonka akustiset ja fysikaaliset ominaisuudet ovat samat kuin keskimääräisellä ihmiskorvalla. Kuva © 1996 Neumann.

Mikrofonit ovat yleensä pienet suuntaamattomat kondensaattorimikrofonit sijoitettuna korvakäytävän suulle tai lähelle. Joissakin malleissa mikrofonit on sijoitettu tärykalvon paikalle korvakäytäviin. Kalleimmissa malleissa mikrofonisignaaleille tehdään ekvalisointi korjaamaan äänen kaksinkertainen siirtyminen korvakäytävän läpi - ensin äänitettäessä ja sitten toistettaessa. Kaikissa tapauksissa tavoitteena on säilyttää ihmisen kuuloaistin vaatimuksia vastaava lokalisaatioinformaatio.

2.1.1.2 HRTF

HRTF (engl. head-related transfer function) on vapaan kentän siirtofunktio tietystä pisteestä korvaan. HRTF:ien ansiosta - riippuen tulevan äänen suunnasta - aivoille tulee signaali, joka muuttuu voimakkuudeltaan sekä taajuussisällöltään ( kuva 2.3 , erään keinopään HRTF yhdestä suunnasta). Korvalehden harjanteet sekä kaikki muutkin pään ja olkapäiden fysikaaliset ominaisuudet toimivat taajuusriippuvina suotimina, joiden vaste muuttuu äänen tulokulman funktiona niin sivusuunnassa kuin pystysuunnassakin. Aivot pystyvät paikallistamaan tulevan äänen pienestäkin muutoksesta äänen spektrisisällössä, vaiheessa tai voimakkuudessa.

Kuva 2.3 Erään keinopään (Cortex Manikin MK2) vasemman korvan HRTF (elevaatio 0º ja kulma 0º) ilman ikkunointia ja pehmennystä. Ainoastaan mittauslaitteiston vaikutus (lähinnä äänilähteenä toimineen kaiuttimen epäideaalisuudet) on kompensoitu pois.

2.1.1.3 Tilakuuleminen

Binauraalisista äänitteistä voidaan rekonstruoida äänitystapahtuman akustinen tilanne (Soulodre, 1993). Niistä saadaan selville äänittävän pään asento ja suhde äänilähteisiin. Sopivilla herätteillä saaduilla vasteilla voidaan mallintaa koko tila. Tyypillisiä sovelluksia ovat äänilähteen paikan ilmaisimet, työkalut huoneakustiikan arviointiin ja äänijärjestelmiin kuten tilavuusmittarit, kaiunilmaisimet, Haasin efekti -ilmaisimet sekä välineet psykoakustiikan tutkimukseen. Esimerkiksi tilantuntua arvioidaan korvien välisen ristikorrelaation (IACC) avulla. Lisäksi merkittävä työkenttä on tuotteen äänen suunnittelu. Tähän arviointiin käytetään binauraalisia psykoakustisia tunnuslukuja .

2.1.1.4 Transauraalisuus

Termi "binauraalinen" edellyttää, että ääni toistetaan stereokuulokkeiden kautta. Kun samaa äänitystä aiotaan toistaa stereokaiuttimilla, käytetään termiä "transauraalinen". Kaiutinkuuntelussa tulee ongelmaksi kanavien ylikuuluminen. Tämä voidaan ehkäistä esimerkiksi Cooperin menetelmällä käyttämällä minimivaiheisia suotimia (Cooper et al., 1989) tai lisäämällä alkuperäiseen signaaliin ekvalisoinnin lisäksi keinotekoiset ylikuulumisen "poistavat" signaalit (Atal et al, 1962) (Møller, 1989). Näiden signaalien generoimisesta on useita eri variaatioita ja periaate on patentoitu Atalin ja Schroederin toimesta vuonna 1962. Møllerin menetelmää käsitellään tarkemmin kappaleessa 2.1.2.2. Helpoin toteutus transauraaliselle järjestelmälle on kaiuton tila ja tarkalleen määrätty kuuntelupaikka. Lähikenttäkaiuttimien käyttämistä toistoon on myös tutkittu (Salava, 1990).

Stereoäänityksen ja binauraalisen äänityksen ero

Stereoäänityksessä mikrofonit ovat yleensä sijoitettuna paljon kauemmaksi toisistaan kuin keskimääräinen korviemme välimatka (7 tuumaa tai 17-18 cm). Tällöin kanavien välinen viive ei vastaa todellisuutta. Myöskään mukana ei ole HRTF:t aiheuttavia korvalehteä, hartioita ja pääkalloa välissä.

2.1.1.5 Kuuloketerminologiaa

Kuulokkeilla voidaan tuottaa äänipaineita suoraan korvaan monella eri tekniikalla. Sähköakustisena muuntimena voi olla pietsoelementti tai herkkä kalvo värähtelemässä sähkökentässä (sähköstaattiset kuulokkeet). Useimmat hyvälaatuiset kuulokkeet on kuitenkin toteutettu magneettisesti (dynaamiset kuulokkeet).

Akustisen kytkennän perusteella kuulokkeet jaetaan yleensä kolmeen ryhmään (Minnaar, 1996): kuulokkeet, jotka lepäävät korvalehden päällä (engl. supra-aural), laitetaan korvakäytävään (engl. intra-aural) ja kuulokkeet, jotka ympäröivät korvalehden koskematta siihen (engl. circumaural). Korvakäytävään laitettavista ns. tulppamalleista voidaan vielä erottaa ns. nappikuulokkeet, jotka laitetaan korvakäytävän suulle. Tulppamallit sulkevat korvakäytävän kokonaan, mutta nappimallien akustinen kytkentä vaihtelee henkilöltä toiselle. Yleensä nappimalliset kuulokkeet eivät sulje korvakäytävää täysin.

FEC-kuuloke

Avoimella kuulokkeella tarkoitetaan usein puhekielessä kuuloketta, joka ei vaimenna kuulokkeen ulkopuolelta tulevaa ääntä. Avoin eli FEC (free-air equivalent coupling) on määritelmä kuulokkeille, joiden akustinen sovitus korvaan on sama kuin vapaaseen ilmaan. Binauraalisille äänitteille joudutaan tekemään erikseen korjaus kompensoimaan kuulokkeen akustisen impedanssin aiheuttama muutos korvan vapaakenttävasteeseen, mikäli kuulokkeet eivät ole riittävän avoimet.

2.1.2 Binauraalinen äänitys- ja toistotekniikka

Binauraalista äänitystä tehdessä pyritään äänikenttä tallentamaan aistillisesti autenttisella tavalla ja toistotekniikalla synnyttämään sama äänikenttä akustisesti erilaisissa tiloissa eri henkilöille. Tällaiselle on käyttöä esim. viihdeteknologian, koulutuksen, tieteellisen tutkimuksen, dokumentoinnin ja valvonnan palveluksessa. Binauraalisia äänitteitä voidaan verrata myös suoraan esimerkiksi A/B -kokeilla, mikä on yleensä mahdotonta oikeiden äänilähteiden ollessa kyseessä.

2.1.2.1 Laitteisto

Henkilökohtaisten binauraalisten äänitteiden tuottaminen ei vaadi mitään erityislaitteistoa eikä tekniikan syvällisempää tuntemusta. Tarvitaan vain pienet mikrofonit, laadukas tallennin (esimerkiksi DAT –nauhuri) ja kuulokkeet toistotilannetta varten.

Tilanne vaikeutuu huomattavasti, kun kyseisillä äänitteillä pitäisi tuottaa autenttinen toisto useammille henkilöille. Äänitys tulee tehdä tarkkaan valitulla päällä (hyvä "lokalisointipää"), yleensä keinopäällä ja jokaiselle kuuntelijalle joudutaan laskemaan ja toteuttamaan korjaussuotimet. Tänä päivänä itse signaalin ekvalisointi onnistuu toistotilanteessa reaaliaikaisesti useammallekin henkilölle samanaikaisesti tehokkaiden signaaliprosessorien ansiosta.

Keinopää tulee valita käyttötarkoituksen mukaan. Mikäli tutkimus tapahtuu pääasiassa laboratoriossa, ei signaalin prosessointia tarvita implementoituna. Kenttäolosuhteiden evaluointia varten on keinopäitä, joissa on laadukas tallennin ja tarvittavat ekvalisoinnit sisäänrakennettuna. Mikäli suuntakuulon arviointi on kriittistä kuuntelukokeissa, tulee ottaa huomioon olkapäiden ja ylävartalon osuus. Etu- ja takaerottelukyvyn osalta vaikutus on ± 3dB ylävartalon osalta ja ± 5 dB olkapäiden osalta (Genuit, 1984).

Tosipää

Paraskaan keinopää ei ole niin hyvä henkilökohtaisen binauraalisen äänitteen valmistukseen kuin kuuntelijan oma pää (Møller et al., 1997). Yksi vaihtoehto on järjestää kuuntelukoe hyvän "äänityspään" löytämiseksi (Møller et al., 1996). Parhaan lopputuloksen saavuttamiseksi toistotilanteessa jokaiselle kuuntelijalle tehdään yksilölliset ekvalisoinnit, joten useimmissa tapauksissa tosipää soveltuu erittäin hyvin äänityksiin.

Tosipää-äänityksessä on monia etuja keinopää-äänityksiin. Äänitys voidaan tehdä helposti myös liikkuvassa kohteessa. Ainoastaan liikkumisen laatu voi tuottaa ongelmia - tärinänkestävät tallennuslaitteet ovat varsin kalliita. Tutkittavan kohteen, esimerkiksi kulkuneuvon, kuljettajan korviin voidaan laittaa pienet mikrofonikapselit ja kuljettaja voi työskennellä vapaasti samanaikaisesti kun ääniympäristö tallennetaan binauraalisesti häiritsemättä äänikenttää äänityslaitteistolla.

Tämän hetken parhaita mikrofoneja tosipää-äänityksissäkin ovat kondensaattorimikrofonikapselit ( kuva 2.8 ). Ne vaativat polarisaatiojännitteen (phantom), jonka järjestäminen voi joskus tuottaa ongelmia. Tosipäällä tehdään äänityksiä eri kohdilta korvakäytävältä. Sondimikrofonit mahdollistavat äänityksen teon jopa tärykalvon välittömästä läheisyydestä.

Kuva 2.4 Binauraalinen äänitys sondimikrofonin avulla tosipäästä. Sama henkilö kuuntelee äänityksen, joten tarvitaan vain kuulokkeiden epäideaalisuudet korjaava ekvalisointi.

Sondimikrofonit

Yksinkertaisin laitteisto täydelliseen binauraaliseen äänitykseen ja toistamiseen käsittää mikrofonit, kuulokkeet, äänentallennusvälineen sekä kuuloke-ekvalisointisuotimen ( kuva 2.4 ). Kumpaankin koehenkilön korvaan tulevat äänipaineaallot tallennetaan sondimikrofoneilla (kutsutaan myös probemikrofoneiksi) ja myöhemmin toistetaan samalle henkilölle tarkoituksenmukaisen ekvalisoinnin jälkeen. Sondimikrofoni on ohut (1-2 mm ulkohalkaisijaltaan) putki ja sen päässä oleva pieni mikrofonikapseli. Putki voidaan työntää myös aivan tärykalvon lähelle.

Keinopää

Keinopäillä on monia käytännön etuja tosipäihin verrattuna useimmissa sovelluksissa. Ne mahdollistavat esimerkiksi reaaliaikaisen äänitarkkailun fyysisesti eri paikassa. Täytyy kuitenkin pitää mielessä, että keinopäät on muotoiltu ja suunniteltu tyypillisen keskivertoihmisen mukaan. Niiden suuntaavuusominaisuudet eroavat yleensä yksittäisen kuuntelijan ominaisuuksista. Tämä tosiseikka voi huonontaa merkittävästi kuuloelämyksen autenttisuutta. Yleisimmin esiintyvät virheet ovat äänen värittyminen ja etu-takaerottelun sekoittuminen. Henkilökohtaiset säädöt ovat vain osittain mahdollisia, nimittäin ekvalisoimalla kuulokkeet jokaiselle kuuntelijalle erikseen. Tämän vuoksi ekvalisaattori joudutaan jakamaan kahteen komponenttiin, pääekvalisaattoriin (1) ja kuuloke-ekvalisaattoriin (2).

Kuva 2.5 Binauraalinen äänitys keinopäällä. Pää- (1) ja kuulokekorjain (2).

Liityntä näiden kahden välillä mahdollistaa hieman valinnan vapautta. On selvää, että henkilökohtaiset säädöt koko järjestelmässä (lukuunottamatta yksittäistä äänen tulosuuntaa) ovat mahdottomia, elleivät sitten keinopään ja kuuntelijan pään siirtofunktiot ole identtisiä.

Talletuslaitteisto

Käytetyin tallennusformaatti on nauha. DAT-nauhurin ominaisuudet riittävät lähes kaikkien kuuntelukokeissa käytettävien näytteiden tallentamiseen. Laboratorio-olosuhteissa erinomainen keino on kovalevytallennus. Nykyisin on saatavilla hyvinkin laadukkaita 20-bittisiä koodekkeja eri tietokoneille. Kenttäkäytössä ainoaksi vaihtoehdoksi jää DAT, ja senkin tärinän- ja pölynsietokyvyt joutuvat kovalle koetukselle.

Signaalinkäsittely

Usein signaaleja kumpaankin kuulijan korvaan mitataan ja käsitellään tietokoneella ( kuva 2.6 ). Signaalinkäsittelylaitteilla työstetään äänitettyjä signaaleja. Vaikka reaaliaikainen signaalinkäsittely ei ole tarpeellista useimmissa sovelluksissa, tosiaikainen toisto on välttämätöntä. Muunneltuja ja muuntelemattomia signaaleja voidaan tarkkailla joko signaalianalysaattorilla tai binauraalisella kuuntelulla.

Kuva 2.6 Keinopääjärjestelmä signaalin käsittely- ja analysointimahdollisuuksilla.

Muut keinot binauraalisten äänitteiden tuottamiseksi

Kuuntelukokeissa käytetään myös keinotekoisesti tehtyjä binauraalisia ääninäytteitä. Ne vaativat paljon monimutkaisemman laitteiston. Signaaleja ei enää tallenneta koehenkilön korvista tai keinopäästä, vaan ne on äänitetty tai jopa generoitu ilman korvan tai keinokorvan vaikutusta. Käytetään esimerkiksi kaiuttomia äänitteitä tavanomaisilla studiomikrofoneilla. Ihmiskorvan synnyttämät lineaariset suodattimet voidaan saada aikaan sähköisesti HRTF:illä (sähköinen keinopää). Järjestelmä tarvitsee tietoa äänikentän geometriasta pään siirtofunktion määrittämiseksi jokaiselle äänen tulosuunnalle. Tyypillisessä sovelluksessa, kuten huoneakustiikkasuunnittelussa, järjestelmä sisältää huoneen geometriaan perustuvan äänikenttäsimuloinnin, materiaalien absorptio-ominaisuudet sekä äänilähteiden paikat ja suuntaavuusominaisuudet. Äänikentän mallintamisen jälkeen “sähköinen keinopää” kykenee tuottamaan binauraalisia impulssivasteita. Näiden impulssivasteiden konvoluutio kaiuttomien äänisignaalien kanssa saa aikaan binauraalisia signaaleja, joita henkilö voisi kuulla vastaavassa oikeassa huoneessa. Menetelmää kutsutaan usein binauraaliseksi huonesimuloinniksi .

Tilantunnun säilyttämisen kannalta on tärkeää saada koehenkilölle aikaan vaikutelma, että hän on kuulemassaan äänikentässä. Toisin sanoen, kun henkilö liikuttaa päätään, havaitun auditorisen maailman tulisi siitä huolimatta säilyttää tilailluusio. Simulointisysteemin tulee siten tietää pään asento kyetäkseen muuttamaan impulssivasteita riittävästi. Pään asennon ilmaisimet on tästä syystä lisättävä järjestelmään. Vaikutelma tilassa olemisesta on erittäin tärkeä virtuaalitodellisuussovellusten osa-alue.

Kuulokevahvistimet ja kuulokkeet

Toistotilanteessa tarvitaan yleensä erityinen kuulokevahvistin, jotta saadaan koko dynamiikka kuulokkeisiin. Kuulokeliitännät tavallisissa vahvistimissa tai toistolaitteissa, jopa high end -malleissa, ovat yleensä alimitoitettuja, sillä se ominaisuus ei ole juuri koskaan ensisijainen funktio. Jotkut kuulokevahvistimet käyttävät luokan A kytkettyä pääteastetta, joka antaa parhaan tuloksen - tosin huonolla hyötysuhteella (suuri virrankulutus). Useita malleja on saatavilla eri valmistajilta kuten HeadRoom, McCormack, Melos, Krell, AKG, EarMax ja Behringer.

Kuulokkeiden merkitystä ei pidä väheksyä. Kuuloke-ekvalisoinnit tulee tehdä jokaiselle kuuloketyypille erikseen. Kuulokkeet eivät saa myöskään häiritä korvasta ulospäin nähtävää akustista impedanssia (katso FEC-kuulokkeen määritelmä kappaleessa 2.1.1.5 sivulla 9) (Møller et al., 1995a). Suljetut kuulokkeet toteuttavat harvoin tämän ehdon. Eri kuulokkeiden soveltuvuudesta binauraaliseen kuunteluun kriteerillä avoimuus on tehty myös tutkimus (Møller et al., 1992).

Kuva 2.7 Tosipää-äänityksissä käytetty mikrofoni jää korvakäytävän aukon tasalle. Korvakäytävä suljetaan tulpalla.

Kuva 2.8 Tosipää-äänityksissä käytetty Sennheiserin painemikrofonikapseli korvatulpassa.

2.1.2.2 Toistotekniikka

Myös kaiuttimia voidaan käyttää binauraalisen äänityksen toistossa (Griesinger, 1989). Kaiuttimien synnyttämä äänikenttä on parhaiten hallittavissa kaiuttomassa huoneessa (hiljainen, heijastukseton tila) tai tarkoituksenmukaisessa kuunteluhuoneessa. Täydelliseen tilantunnun toistoon ei kaiuttimilla ole vielä päästy, mutta oikean ekvalisoinnin avulla laatu on verrattavissa tavanomaiseen stereoäänitykseen äänen sävyn ja tilantunnun osalta (Theile, 1981).

Kuulokkeet ovat helpoin vaihtoehto, koska ympäristön akustiikan vaikutus vähenee tai poistuu kokonaan. Lisäksi ekvalisoinnissa ei tarvitse ottaa huomioon eri kanavien signaalien sekoittumista ilman kautta ristiin kuulumalla kuten kaiutinkuuntelussa.

Äänten paikantumisesta pään ulkopuolelle käytetään nimitystä lokalisaatio ja nimitystä lateralisaatio käytetään kuulotapahtuman sijoittuessa pään sisään korvien väliselle akselille (Jauhiainen, 1995).

Toisto stereokuulokkeilla

Kuuloketoisto takaa sekä sen, että kummankin kanavan signaali päätyy ainoastaan yhteen korvaan ja ettei kuunteluhuoneen heijastukset häiritse.

Toisto stereokaiuttimilla

Kaiutinkuuntelun ongelma on kanavien ylikuuluminen (crosstalk) sekä kuunteluhuoneessa esiintyvät heijastukset. Täydelliseen toistoon ei ole vielä päästy, mutta teoriassa se on mahdollista (Bauer, 1961) (Damaske, 1971) (Cooper, 1989) (Møller, 1989).

Møllerin (1989) menetelmän mukaan kanavien ylikuuluminen voidaan poistaa prosessoimalla kanavien signaalit algoritmin (2.1) mukaan ( Kaavio 2.1 ).

, (2.1)

missä E_kaiutin on kaiuttimen toisen kanavan napojen yli vallitseva jännite, P_{äänitys,sama_puoli} on äänipaine taajuustasossa referenssipisteessä äänittävän pään korvakäytävällä (eli kaiuttimen kyseistä kanavaa vastaava binauraalisesti äänitetty kanava), P_toisto vastaa äänipainetta referenssipisteessä kuulijan korvakäytävällä toistotilanteessa ja ITF on korvien välinen siirtofunktio (engl. interaural transfer function). ITF voidaan määrittää esimerkiksi HRTF:ien avulla. Näin ollen

, (2.2)

missä HRTF_{vastakkainen_puoli} ja HRTF_{sama_puoli} ovat analogiset edellisen yhtälön (2.1) nimityksille.

Vasemmanpuoleiset lohkot tekevät kaiuttimien ja mikrofonien ekvalisoinnin. Seuraavat lohkot poistavat ylikuulumisesta aiheutuvan värittymisen (myös ekvalisointi). Taajuuksilla, joilla ylikuuluminen on vähäistä, tämän lohkon kerroin on noin yksi. Todellinen ylikuulumisen eliminointi tehdään kahdella ristiinkytketyllä lohkolla.

Kaavio 2.1 Kaavio yhtälöstä (2.1) signaalinkäsittelyn keinoin. Kuvassa E_vasen ja E_oikea ovat kaiuttimille menevät signaalit ja P_vasensekä P_oikeaäänitetyt äänipaineet korvista. M₁ on äänitystilanteessa vallinneen äänipainetason toistamiseksi tarvittava vahvistuskerroin.

3 Tulevaisuuden näyttötekniikat

Jo vuosikymmenet on tiedekirjallisuus luonut visioita kolmiulotteisista näytöistä ja seinillä taulujen tapaan roikkuvista televisioista. Molempiin on voinut törmätä jo parinkymmenen vuoden ajan tiedekeskuksissa, mutta koteihin ne eivät ole löytäneet tietään.

Huono hinta-laatusuhde on ollut tärkein este uudempien tekniikoiden yleistymiselle ja siksi kodin kuvaruutu on toteutettu vielä tänäkin päivänä kuvaputkitekniikalla. Vasta parin viimeisen vuoden ajan on ryhdytty vakavasti puhumaan katodisädeputken (~kuvaputki) elinkaaren tulosta päätepisteeseensä, sillä suuntaus on yhä isompiin näyttöihin ja laadukkaan ison kuvaputken valmistaminen on suhteellisesti hyvin paljon kalliimpaa kuin pienen – iso kuvaputki on myös epäkäytännöllisen painava.

Luonnollista ääntä tavoitellessa äänikentän kolmiulotteisuus on itsestään selvyys. Jos ihminen haluaa eläytyä tilanteeseen, olla keskellä katselemaansa tapahtumaa, äänikentän kolmiulotteisuus yhdessä laadukkaan visuaalisen informaatiolähteen kanssa riittää takaamaan elämyksen onnistumisen. Riittävän laadukas visuaalisen informaation tuottaja on tarpeeksi iso kuvaruutu. Näkö- ja kuuloaistimme toimivat yhdessä, yhdistäen havainnon yhdeksi kokonaisuudeksi (Jauhiainen, 1995) ja aidon illuusion välittymiseen riittää toisen aistimuksen autenttisuus. Vaikka japanilaiset esittelivät tammikuussa 1999 kolmiulotteisen näytön, jossa stereonäön vaatima polarisointi hoidetaan nestekiteisiin perustuvalla tekniikalla, eikä katselu tämän vuoksi vaadi polarisointilaseja, kolmiulotteisen näyttötekniikan robustisuus ei vielä pitkään aikaan riitä kuluttajamarkkinoille. Suurille tasonäytöille on tiedossa yhä kiihtyvät markkinat.

3.1 Nestekidenäytöt

Kun puhutaan litteistä näytöistä, useimpien ihmisten assosiaatio on nestekidenäyttö (LCD). Nestekidetekniikoilla suurin ongelma on kapea katselukulma. Parhaimmillaankin se on alle puolet kuvaputken ja plasmanäytön katselukulmasta. Nestekidenäyttöjen vasteaikaa tulisi kyetä pienentämään huomattavasti, jotta ne soveltuisivat liikkuvan kuvan esittämiseen. Suurin virkistystaajuus saavutetaan ohutkalvotransistoreihin perustuvalla TFT-LCD –näytöillä, joilla virkistystaajuus on parhaimmillaan 30 Hz.

3.2 Plasmanäyttö

Korealainen LG Electronics esitteli syksyllä 1998 60-tuumaisen plasmanäytön. Näyttö tarjoaa valmistajan mukaan teräväpiirtotelevision tasoista kuvaa. Plasmanäytöt olivat yleisiä ensimmäisten kannettavien tietokoneiden kuvaruutuina, mutta nestekidenäyttöjen tarkkuus ja edullisuus hävitti ne vuosiksi markkinoilta. Plasmatekniikka kokee renessanssiaan, sillä niiden laatu on parantunut huomattavasti ja suurissa näytöissä sen kanssa ominaisuuksiltaan kilpailee vain vanha kuvaputkitekniikka. Plasmanäyttöjen ruudun päivitysnopeus on parhaimmillaan 100 Hz. Useat suuryritykset ovat aloittaneet plasmanäyttöjen massatuotannon: Akai, Eiki, Fujitsu, Hitachi, Jvc, LGE, Matsushita, Mitsubishi, Nec, Photonics, Pioneer, Plasmaco, Sony ja Thomson. Niiden hinnat ovat laskeneet tasaisen varmasti, mutta toistaiseksi vain harvoilla yksityishenkilöillä on niihin varaa. Tutkimuksen kirjoitushetkellä hinnat vaihtelivat suomalaisilla jälleenmyyjillä liikevaihtoverollisina haarukassa 49000 FIM (33'',4:3, EFIDATA) – 59000 FIM (42'',16:9, EFIDATA) – 120780 FIM (42'',16:9, HPY).

3.3 Kenttäemissionäytöt ja erilaiset hybridit

Kuvaputkitekniikasta ei olla vielä luopumassa ja FED :n eli kenttäemissionäytön tekniikan yhdistäminen katodisädeputkeen (HyFED –niminen hybridinäyttö) voi antaa kovan vastuksen muille kilpaileville tekniikoilla. Toistaiseksi FED –näyttöjen elinikä ei riitä tuotteistamiseen.

3.4 Valaisevat puolijohtavat muovit

LEP (engl. Light Emitting Polymers) eli valaisevat puolijohtavat muovit on myös vakavasti otettava haastaja tulevaisuuden näyttötekniikoissa. LEP –näytön vasteaika, tarkkuus ja katselukulma vastaavat katodisädeputken ominaisuuksia, mutta valontuottokyvyssä se on aivan omaa luokkaansa (Runolinna, 1998). Tuotantokustannukset ovat nykyisten nestekidenäyttöjen tasolla. Innovaatio on kuitenkin niin uusi, että plasmanäyttöjen etumatkan kiriminen tuotteistamisessa voi osoittautua tämän keksinnön kompastuskiveksi.

4 Diskussio

4.1 Binauraalisen tekniikan rajoituksia ja ongelmia

Perustavoitteena binauraalisessa tekniikassa on täydellisen kuuloilluusion saavuttaminen toistamalla kuulotapahtumassa vallinneet äänipaineet tärykalvoilla kuuntelutilanteessa uudelleen. Kuuloaistimukseen vaikuttavat kuitenkin oleellisesti myös muiden aistien tuottamat ärsykkeet eikä kuulotapahtuman tunnetilan toistaminen tekniikan keinoin ole mahdollista.

Teknisesti voidaan binauraalisen tekniikan perustavoite saavuttaakin valvotuissa laboratorio-olosuhteissa, mutta käytännön kuluttajatason ratkaisut kuuluvat vielä tulevaisuuteen. Kuuloketekniikan kehittämiseen tulisi ottaa toisenlainen lähestymistapa, sillä eri henkilöiden välillä on huomattavia eroja pelkästään kuulokevasteissa varsinkin korkeilla taajuuksilla. Keinokorvat, joilla kuulokkeiden vasteita tutkitaan, eivät ota lainkaan huomioon korvalehden vaikutusta. Digitaalitekniikan aikakaudella ei kuulokevasteen kompensointi reaaliaikaisella käänteissuotimella ole enää mahdotonta.

Etu- ja takalokalisointi on usein vaikeaa binauraalisilla äänitteillä (Maijala, 1997a). Yksi selitys sille on se, että ihminen tekee koko ajan pieniä pään liikkeitä tarkentaakseen äänen paikallistamista. Binauraaliset äänitteet eivät reagoi pään kääntämiseen. Tosipäällä tehtävissä äänitteissä on usein ongelmana äänittävän pään liikkeet. Ne saavat kuuntelijan äänen paikantamistoiminnon sekaisin, sillä hän ei kykene kääntämään samanaikaisesti samaan suuntaan päätään ilman erikoistoimenpiteitä.

Pään liikkeiden seuranta

Yksi keino saada binauraaliset äänitteet "elämään" olisi syöttää kuuntelijan pään liikkeet signaaliprosessorille ja laskea sillä kääntymisestä aiheutuneet muuttuneet HRTF:t, joilla signaalia sitten muokattaisiin reaaliaikaisesti. Toinen keino voisi olla äänityksen videointi.

Videointi

Varustamalla äänittävä pää pienellä videokameralla, voitaisiin sen liikkeet ("katse") taltioitua synkronisesti äänitteen kanssa. Tämä helpottaisi äänitteen kuuntelua, kun pään asennosta olisi myös näköaistin antamaa tietoa.

Tulevaisuus

Tulevaisuudessa binauraalinen tekniikka tulee käyttämään hyväkseen kuuloradan toimintaa vastaavia psykologisia malleja. Siihen tarvittavaa tekniikkaa ei toistaiseksi vielä ole. Massiivisen biologisen rinnakkaistietokoneen rakentaminen, kuten aivokuori, ei ole mahdollista vielä pitkään aikaan.

Binauraalinen tekniikka on luonut ympärilleen aivan uuden HIFI-kulttuurin. Jo tällä hetkellä on saatavilla useita satoja binauraalisia äänitteitä ja jotkut tekniikasta innostuneet eivät suostu muilla tekniikoilla äänitettyjä äänitteitä enää kuuntelemaankaan.

4.2 Binauraalisen tekniikan muita sovelluksia

Binauraalinen simulointi ja sonifikaatio

On olemassa monia sovelluksia binauraalisessa simuloinnissa ja sonifikaatiossa (engl. simulation and auditory displays, sonification) jo nyt ja ala on voimakkaassa kasvussa. Esimerkiksi binauraalinen miksaus (Pösselt et al., 1986.), binauraalinen huoneiden simulointi (Lehnert, et al., 1989.) (Lehnert, et al., 1992.), kehittyneimmät ääniefektit (esimerkiksi tietokonepeleissä), kuulon avulla suunnistamisessa varoitusääninä (esimerkiksi ohjaushyteissä tai sokkolentämisessä), monimutkaisen tiedon auditorisissa visualisoinneissa sekä esityksissä, telekonferensseissa ja teleoperaattorijärjestelmissä.

Binauraaliset valvontajärjestelmät

Ihmisen psykologiset ominaisuudet tulee ottaa huomioon, mikäli haluamme rakentaa laitteita jotka perustuvat tähän tekniikkaan. Esimerkiksi tehtaaseen sijoitetun binauraalisen valvontajärjestelmän tulee erottaa kaikesta melusta ja hälystä eri komponentit ja valikoida niistä ne, joissa tapahtuu jotain normaalista poikkeavaa.

Teknillisen korkeakoulun akustiikan laboratoriossa harjoitustyönä tehtiin (Maijala et al., 1996) demonstraatiotarkoitukseen suuntakuuntelija "Keino Suuntonen" ( kuva 4.1 ).

Kuva 4.1 Mr Keino Suuntonen soveltaa binauraalista tekniikkaa tiedekeskus Heurekassa.

Keinon korvissa on mikrofonikapselit ja se laskee niihin tulevien signaalien välille ristikorrelaation. Ristikorrelaation tuloksen perusteella se kääntää päänsä tulevaa ääniaaltoa kohti. Kyseistä tekniikkaa soveltaen on helppo keksiä monia eri käyttötarkoituksia. Yksi voisi olla videokameran ohjaus. Kamera voisi olla valvontatarkoituksessa tai kuvaamassa tärkeissä kokouksissa kulloistakin puhujaa.

PA-järjestelmät

Teattereissa ja konserteissa miksauspöytä vie monta arvokasta katsojapaikkaa. Lisäksi se häiritsee usein tilaisuutta läsnäolollaan. Sijoittamalla keinopää konserttisaliin, voidaan miksaus tehdä missä tahansa muulla. Teoriassa vaikka toisella puolella maapalloa verkkoyhteyksien kautta.

Etäkokoukset

Binauraalisen äänitys- ja toistotekniikan yksi sovellus voisi olla esimerkiksi etäneuvottelut, joissa kuulija kykenisi lokalisoimaan kiinnostavan puhujan ja siten muut samaan aikaan puhuvat eivät häiritsisi ymmärtämistä, kuten todellisessakin elämässä (coctail-party -efekti).

Heikkokuuloisten apu

Yleensä kuulolaitteet vahvistavat kuuloa vain monauraalisesti. Binauraalisesta tekniikasta on ollut paljon apua osittain heikkokuuloisten puheenymmärtämisessä. Binauraaliset kuulolaitteet ottavat äänen vastaan korvakäytävän suulta ja syöttävät sen joko akustisesti tai mekaanisesti tärykalvolle.

5 Yhteenveto

Kysyntä ohjaa kehitystä

Ihmiset haluavat elämyksiä. Elokuvat ovat olleet kaupunkilaiselle keino saavuttaa paikkoja ja tuntemuksia, joita ei muualla koe. Ihmiset haluavat myös kokea elämyksiä silloin kuin heille itse parhaiten sopii ja tämän vuoksi kodin viihde-elektroniikka on ollut tasaisen varma bisnes taloussuhdanteista huolimatta. Enää ei tarvitse olla intohimoinen rainojen kuluttaja perustellakseen sijoitustaan elokuvateatterin äänimaailman tuomiseksi olohuoneeseen, sillä hintojen rajun laskun vuoksi kaikilla on siihen varaa. Näyttötekniikoissa odotellaan vielä suurta vallankumousta, sillä vanha kuvaputkitekniikka on edelleen ylivoimainen hinta-laatusuhteeltaan. Plasmanäytöt ovat kehittyneet viime vuosina valtavasti ja ovat erittäin vahvoilla seuraajaa ennustettaessa. Jotta menekki varmistuisi, tulisi hintoja kuitenkin kyetä painamaan lähes dekadilla alaspäin. Tilanne on vielä tätä tutkimusta kirjoittaessa se, että jos kysyt plasmanäyttöjen hintoja, sinulla ei ole niihin varaa. Plasmanäyttöjä onkin myyty lähinnä lääketieteen ja rahoituksen alalla toimiville yrityksille.

Kuva 5.1 Sennheiser Lucas on hieman kaukosäädintä suurempi laite joka kytketään kuulokkeiden ja äänilähteen väliin. Lucas sisältää Dolby Surround Pro Logic –dekooderin, DSP-efektilaitteen sekä kuulokevahvistimen. Uskomattoman pieneen tilaan on saatu mahtumaan kaikki tämä laadusta tinkimättä. Lucasiin voidaan kytkeä kuulokkeet tai aktiivikaiuttimet.. Kuva © 1999 Sennheiser.

3D –ääni on tullut jäädäkseen

Elokuvan sankarin kuolema kouraisee syvemmältä, kun tappava laukaus kajahtaa edessä, takana, sivulla – joka puolella. Ukkonen matala jyrähdys kaataa popcornit syliin ja katsojan pää kääntyy vaistomaisesti taakse, kun selän takaa kuluu aseen viritysääni. Tämän päivän tekniikka mahdollistaa varsin aidon tuntuisia elämyksiä, mutta useimmissa kodeissa todellisuus on toinen. Silmät väsyvät pian tihrustamaan pientä televisioruutua ja naapuriseinän takaa kuuluva harjanvarren terävä koputus saa käden hakeutumaan kaukosäätimelle...

Äänen kuuntelu kuulokkeiden kautta auttaa naapurisovun ylläpitämiseen, mutta vielä ei televisioissa ole dekoodereita kuulokeauralisaatioon ja siten 3D –ääneen. Sennheiserin erillinen Lucas-dekooderi ( kuva 5.1 ) on ainut vaihtoehto Dolby Surround Pro Logic –koodatun tilaäänen kuunteluun tällä hetkellä. Subwooferin tuoma äänipaineen fysikaalinen tuntoaistimus puuttuu kuulokekuuntelusta, mutta se voidaan tuottaa nojatuoliin integroiduilla vibroakustisilla täryttimillä. Hyvälaatuiset kuulokkeet ( kuva 5.2 ) toistavat tasaisesti suuremman taajuusalueen kuin yksikään kaiutin kykenee huonetilassa toistamaan. Binauraalista tekniikkaa hyväksikäyttäen voidaan tulevaisuudessa kattaa koko ihmisen suuntakuulo-kapasiteetti.

Myös tulevaisuuden äänilähde on litteä

Suomessa keksitty ja tällä hetkellä VTT:llä tutkimuskohteena oleva EMFi –kalvon ( kuva 5.3 ) yksi sovellus on litteät paneelikaiuttimet ( kuva 5.4 ). Kalvo on helposti muotoiltavissa ja tulevaisuuden olohuoneessa saattavat seinät ja katto olla päällystetty EMFi –kalvoilla. Tämän kaltaisten suurten tasopintojen säteily on erittäin suuntaavaa ja näin äänikenttä on helpommin hallittavissa. EMFi –kalvon sarjatuotantoa voi verrata minkä tahansa pinnoitetun kalvon valmistukseen ja metrihinta tulee erittäin edulliseksi. Tulevaisuuden kaiuttimet kotiteattereissa ja tietokoneiden vierellä saattavat olla EMFi –tekniikalla toteutettuja ja binauraalista tekniikkaa hyödyntäen nykyiset monikanavaiset järjestelmät voidaan korvata kahdella kaiuttimella ja toistokanavalla.

Tulevaisuudessa ääniympäristön hallinta on tilauspalvelu

Internetiin syntyy jatkuvasti uusia palveluja ja yksi on vain ajan kysymys, milloin joku tuottaa palvelun, josta käyttäjä voi hakea haluamansa ääniympäristön esimerkiksi kotitietokoneellaan toistettavaksi. Haettu ääniympäristö voisi käytännössä olla data stream –tyyppinen jatkuva tietovirta palvelimelta tilaajalle tai tiedosto, joka voidaan toistaa kotitietokoneeseen liitetyillä kuulokkeilla tai kaiuttimilla.

Televisio on ympäri maailmaa siirtymässä kohti täysin digitaalista aikakautta. Televisiovastaanottimen laskentateho alkaa lähestyä pikkuhiljaa tietokoneita, jolloin äänen-, hahmon- ja liikkeentunnistusta voidaan käyttää ohjaukseen. Broadcast-, kaapeli- ja valokuituverkkojen käyttö sulassa sovussa keskenään sekä kehittynyt pakkaus- ja tallennustekniikka mahdollistavat On Demand –palvelut jokaiseen kotiin.

Lähteet ja viittaukset

Atal, B.S & Schroeder, M.R. 1962. Apparent sound source translator. Pat. U.S. 3 236 646.

Bauer, B.B. 1961. Stereophonic earphones and binaural loudspeakers. Journal of Audio Engineering Society Vol. 9, 2. 148 s.

Blauert, J. 1983a. Hearing - Psychological Bases and Psychophysics. Kappale Psychoacoustic binaural phenomena.

Blauert, J. 1983b. Spatial Hearing. The psychophysics of human sound localization. Cambridge, The Massachusetts Institute of Technology, MIT Press. 427 s.

Blauert, J. & Genuit K. 1993. Sound-Environment Evaluation by Binaural Technology: Some Basic Consideration. Journ. Acoust. Soc. Japan, Vol. 14. S. 139-145.

Blauert, J. & Els, H. Schröter, J. 1980. A Review of the Progress in External Ear Physics Regarding the Objective Performance Evaluation of Personal Ear Protectors. In Proceedings of Inter-Noise 1980, New York, USA. S. 643-658.

Bodden, M. 1993. The importance of binaural hearing for noise validation. In Contr. To Psych. Acoust. Ed. A. Schick, 1. Ed., Oldenburg: Bibl.- und Informationssystem Universität Oldenburg.

Bodden, M. 1993. Modeling Human Sound Source Localization and the Cocktail-Party-Effect. Acta Acustica 1, Vol. 1. S. 43-55.

Bodden, M. & Blauert, J. 1992. Separation of Concurrent Speech Signals: A Cocktail-Party Processor for Speech Enhancement. In Proceedings of ESCA Workshop on: Speech Processing in Adverse Conditions (Cannes Mandleieu). S. 147-150.

Braune, B. 1971. Mögliche Grössen zur Bewertung von Geräuschen. Unikeler Conference Paper.

Cochran, W.G. & Cox, G.M. 1957. Experimental designs. 2 ^nd ed. John Wiley & Sons, New York.

Cooper, D.H. & Bauck, J.L. 1989. Prospects for Transaural Recording. Journal of Audio Engineering Society, Vol. 37, Number 1/2, 1989. S. 3-19.

Damaske, P. 1971. Head-related two-channel stereophony with loudspeaker reproduction. Journal of Audio Engineering Society, Vol. 50, 1971. S. 1109.

Dolby Laboratories, Inc. 1998. <URL:http://www.dolby.com>

Els, H. & Blauert, J. 1985. Measuring Techniques for Acoustic Models - Upgraded. In Proceedings of Internoise 1985, Schriftenr. Bundesanst. Arbeitsschutz, Vol. Ib 39/II. S. 1359-1362.

Els, H. & Blauert, J. 1986. A Measuring System for Acoustic Scale Models. In 12 ^th Int. Congr. Acoust., Proc. of the Vancouver Symp. Acoustics & Theatre Planning for the Performing Arts. S. 65-70.

Fujitsu, 1999. 42 Inch plasma display panel (PDP) position paper. <URL:http://www.fujitsu.co.jp/hypertext/Publish/pdp.html>

Genuit, K. 1984. A model for the description of outer-ear transmission characteristics. HRTF:ien kehittäminen pään ja ulkokorvan geometrian pohjalta. Doctor of Engineeing dissertation, Rheinish-Westphalian Technical University, Aachen, Germany.

Genuit, K. 1995. Examination of objective evaluation of binaural analysis. Proc. 15 ^th Intern. Congr. Acoust. 1995, Trondheim. S. 233-236.

Glasgal, R. The Ear Pinna and Realism in Music Reproduction. <URL:http://www.ambiophonics.org/pinna.htm>

Gredmaier, L. 1996. Making sound quality audible. Procedings of Internoise 1996, Liverpool. S. 2085-2088.

Griesinger, D. 1989. Equalization and Spatial Equalization of Dummy-Head Recordings for Loudspeaker Reproduction. Journal of Audio Engineering Society, Vol. 37 (1/2). S. 20-29.

Hammershøi, D. & Møller, H. 1991. Free-field sound transmission to the external ear; a model and some measurements. In Fortschritte der Akustik, DAGA 1991, Bochum. S. 473-476

Hammershøi, D. & Møller, H. 1992. Artificial heads for free field recording; how well do they simulate real heads ? Proceedings of 14 ^th International Congress of Acoustics, Beijing 3 H6-7.

Hammershøi, D. 1995. Binaural technique - a method of true 3D sound reproduction. Ph. D. dissertation, Aalborg Univ., Denmark. Aalborg University Press, ISBN 87-7307-516-7.

Hammershøi, D. & Møller, H. 1996. Sound transmission to and within the human ear canal. The Journal of the Acoustical Society of America, Vol. 100, No.1, July 1996. S.408-427.

Hammershøi, D. 1996. Fundamental Aspects of the Binaural Recording and Synthesis Techniques. AES Preprint Number: 4155 ^th (C-8), Convention: 100, (1996 May 11-14).

Hammershøi, D. & Sandvad, J. Binaural auralizartion. Simulating free field conditions by headphones. 96 ^th Audio Eng. Soc. Conv. , Preprint 3863.

Hudde, H. & Schröter, J. 1980. The equalization of artificial heads without exact replication of the eardrum impedance. Acustica, Vol. 44, 1980. S. 302-307.

Jauhiainen, T. 1995. Kuulo ja viestintä. Yliopistopaino, Helsinki, ISBN 951-570-259-3.

Jekosch, U. & Blauert, J. 1996. A Semiotic Approach toward Product Sound Quality. In Internoise 1996, Liverpool, Book 5. S. 2283-2288.

Järveläinen, H. 1997. Ohjaamomelun häiritsevyyden subjektiivinen ja objektiivinen arviointi. Diplomityö. Teknillinen Korkeakoulu, Espoo.

Karjalainen, M. 1990. DSP Software Integration by Object-Oriented Programming: A Case Study of QuickSig. IEEE ASSP Magazine, April 1990. S. 21-31.

Karjalainen, M. 1992. Object-oriented programming of DSP processors: A case study of QuickC30. In Proc. 1992 IEEE Int. Conf. Acoust., Speech and Signal Processing (ICASSP'92), San Francisco, CA, Vol. 5. S. 601-604.

Lehnert, H. & Blauert, J. 1989. A Concept for Binaural Room Simulation. In Proc. IEEE-ASSP Workshop on Application of Signal Processing to Audio & Acoustics, USA-New Paltz NY.

Lehnert, H. & Blauert, J. 1992. Principles of Binaural Room Simulation. Journ. Appl. Acoust., Vol. 36. S. 259-291.

Letowski, T. 1989. Sound quality assessment: Concepts and criteria. Proc. 87 ^th AES Convention, preprint 2825.

Letowski, T. 1994. Guidelines for conducting listening tests on sound quality. Proc. Noise-Con ´94, Ft. Lauderdale, Florida. S. 987-993.

Lucasfilm THX. 1999. <URL:http://www.thx.com>

Maijala, P. & Kaaresoja, T. 1996. Keino Suuntonen. Akustiikan ja äänenkäsittelytekniikan laboratorio, Teknillinen Korkeakoulu. <URL:http://www.acoustics.hut.fi/~pantse/projects/keino>

Maijala, P. 1997a. Better binaural recordings using the real human head. In Proceedings of Internoise 1997, Vol. II. S.1135-1138.

Maijala, P. 1997b. Binauraalinen äänenlaadun arviointijärjestelmä. Diplomityö. Teknillinen korkeakoulu, Espoo. 101 s.

Maijala P. 1997c. Parempia binauraalisia äänityksiä tosipäällä? In Proceedings of Conference of Acoustical Society of Finland in fall 1997. ISSN 1236-8202. 149 s.

Maijala, P. 1998a. Binauraalisen teknologian käyttö kuuntelujärjestelmissä. MATINE-tutkimusraportti. 320 s.

Maijala, P. et al. 1998b. Työkoneiden ohjaamomelun häiritsevyys ja sen vähentäminen. ISBN 951-22-3967-1. ISSN 0356-083X. 173 s.

Mathworks. 1996a. Using MATLAB. Mathworks, Inc. December 1996. S. 2-174.

Mathworks. 1996b. MATLAB Signal Processing Toolbox User's Guide. Mathworks, Inc. December 1996. S. 2-174.

Minnaar, P. 1996. An investigation of the signal detection- and localisation capabilities of people using binaural sound reproduction systems. A dissertation for the degree of M.Sc. University of Southampton. 112 s.

Møller, H. 1989. Reproduction of Artificial-Head Recordings Through Loudspeakers. Journal of Audio Engineering, Society, 37 (1/2), 1989. S. 30-33.

Møller, H. 1992. Fundamentals of binaural technology. Applied Acoustics 36, 1992. S. 171-218.

Møller, H. & Hammershøi, D. & Jensen, C.B. & Hundebøll, J.V. 1992a. Transfer characteristics of headphones: Measurements on 40 human subjects, presented at the 92 ^nd Convention of the Audio Engineering Society, Vienna, Austria, 1992.

Møller, H. & Sørensen, M.F. & Hammershøi, D. & Jensen, C.B. 1992b. How well do existing binaural systems work?. In preparation, preliminarily reported in (Hammershøi and Møller, Artificial heads for free..,1992).

Møller, H. & Hammershøi, D. & Jensen, C.B. & Sørensen, M.F. 1995a. Transfer characteristics of headphones measured on human ears. Journal of Audio Engineering Society, Vol. 43, (4). S. 203-217.

Møller, H. & Sørensen, M.F. & Hammershøi, D. & Jensen, C.B. 1995b. Head-related transfer functions of human subjects. J. Audio Eng. Soc. Vol. 45 (5). S. 300-321.

Møller, H. & Sørensen, M.F. & Hammershøi, D. & Jensen, C.B. 1995c. Binaural technique: Do we need individual recordings. J. Audio Eng. Soc., Vol. 44, N. 6. S. 451-.

Møller, H. & Clemen, B.J. & Hammershøi, D. & Sørensen, M. 1996. Using a Typical Human Subject for Binaural Recording. AES Preprint N. 4157 (C-10), 100 ^th Conv., (1996 May 11-14).

Møller, H. & Jensen, C.B. & Hammershøi, D. & Sørensen, M. 1997. Evaluation of Artificial Heads in Listening Tests. AES Preprint N. 4404 (A1), 102 ^th Convention, (1997 March 22-25).

Namba, S. 1996. Noise Quality, In Recent Trends in Hearing Research. Festschrift for Seiichiro Namba, Fastl H., Kuwano S., Schick A. (Eds.), Bibliotheks- und Informationssystem der Universität Oldenburg.

National Instruments. 1990. NB-A2100 High-Resolution Audio Frequency Analog I/O Board for the Macintosh II Family of Computers, User Manual. June 1990 Edition, Part Number 320252-01.

Pat. U.S. 3 236 646. Apparent sound source translator. Atal, B.S & Schroeder, M.R.

Prante, H.U. 1996. Predicting Categorical Judgements of Sound. A Contribution using Artificial Neural Networks. In Results of the Seventh Oldenburg Symposium on Psychological Acoustics. Bibliotheks- und Informationssystem der Universität Oldenburg in press.

Pulkki V. Lokki T. 1998. Creating auditory displays to multiple loudspeakers using VBAP: A case study with DIVA project. In Proc. Int. Conf. Auditory Display (ICAD'98), S. 43-46, Glasgow, UK, Nov. 1-4, 1998.

Pösselt, C. et al. 1986. Generation of Binaural Signals for Research and Home Entertainment. In Proc. 12 ^th Int. Congr. Acoust. Vol. I, B1-6, CND-Toronto.

Runolinna, M. 1998. Uudet näyttötekniikat. Prosessori-lehti 10/98. S. 30-34.

Salava, T. 1990. Transaural Stereo and Near-Field Listening. Journal of Audio Engineering Society, Vol. 38, Number 1/2. S. 40-41.

Schomaker et al., Esprit Project 8579 / MIAMI, 1995, <URL:http://www.cogsci.kun.nl/~miami/taxonomy/node1.html>

Schröter, J. The Use of Acoustical Test Fixures for the Measurement of Hearing-Protector Attenuation. Part I: Review of Previous Work and the Design of an Improved Test Fixure. Journ. Acoust. Soc. Am., Vol. 79. S. 1065-1081.

Soulodre, G.A. Spaciousness judgments of binaurally reproduced sound fields. ASA 125 ^th Meeting Ottawa 1993 May 2aAA10.

Sunear, 1996. Binaural Recording for Headphone Experiences, Binaural Frequently Asked Questions. <URL:http://www.btown.com/binaural/binfaq.html>

Theile, G. 1981. Zur Kompatibilität von Kunstkopfsignalen mit intensitätsstereophonen Signalen bei Lautsprecherwiedergabe: Die Richtungabbild. Rundfunktech. Mitt., Vol. 25. S. 67-73.

Tklehti, 1999. Ylen tekniikan tiedostuslehdet. <URL:http://www.yle.fi/tekniikka/tklehti>

Toivanen, 1978. Teknillinen akustiikka. 4. painos, Otatieto 1976. 518 s.

Wightman, F.L. & Kistler, D.K. 1992. A model of head-related transfer functions based on principal components analysis and minimum-phase reconstruction. Journal of Acoustical Society of America, Vol. 91, No. 3. S.1637-1647.

Xiang, N. & Blauert, J. 1991. A Miniature Dummy Head for the Binaural Evaluation of Tenth-Scale Acoustic Models. Journal of Applied Acoustics, Vol. 33. S. 123-140.

Xiang, N. & Blauert, J. 1993. Binaural Scale Modelling for Auralization and Prediction of Acoustics in Auditoria. Journal of Applied Acoustics, Vol. 38. S. 267-290.

Zwicker, E. & Fastl, H. 1990. Psychoacoustics, Facts and Models. Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York. S. 215-221.

[1] Suunta-aistimus on jossain määrin havaittavissa jopa yhdellä korvalla kuunnellen.