Wstęp

Każdy z was chyba kojarzy dźwięk przestrzenny w grach czy filmach. Pewnie niejednokrotnie spotkaliście się z oznaczeniem dźwięku “7.1” lub “5.1“, czy to w ustawieniach jakiejś gry, czy w konfiguracji karty dźwiękowej.

Taki typowy dźwięk w formacie 7.1 można prawidłowo odtworzyć tylko wtedy, kiedy nasza karta dźwiękowa obsługuje taki format i taką ilość głośników. Odpowiednie rozstawienie głośników w pokoju dostarczy niespotykane wrażenia.

Co jednak począć, kiedy nie mamy takiego sprzętu? Z pomocą przychodzi nam coś co się zwie Virtual Surround.

Virtual Surround

Jest to metoda na oszukanie naszych uszu za pomocą kilku głośników w taki sposób, aby nasz umysł myślał, że dźwięki dochodzą z różnych miejsc dookoła nas, mimo, że tych miejscach nie ma fizycznego źródła dźwięku.

Stosuje się kilka rodzajów wirtualnego dźwięku przestrzennego. Najbardziej popularny to użycie funkcji (tfu, transmitancji) HRTF (Head Related Transfer Function) lub jej odpowiedzi impulsowej HRIR (Head Related Impulse Response). Oba pojęcia to nic innego jak specjalny filtr przetwarzający dźwięk źródłowy (z uwzględnieniem jego położenia w przestrzeni i budowy uszu) na dwa sygnały docelowe (odtwarzane w słuchawkach) niezależnie dla lewego i prawego ucha. Dźwięk docierający do każdego ucha ma inną intensywność i jest delikatnie przesunięty w czasie. Dlatego w rzeczywistości jesteśmy w stanie dokładnie oceniać kierunek i odległość dźwięków.

Rodzaje wirtualizacji dźwięku

W zależności od posiadanego sprzętu oraz od rodzaju gry możemy spotkać się z różnymi wariantami wirtualizacji dźwięku.

Wirtualizacja wbudowana w grę

Niektóre gry posiadają własną wbudowaną wirtualizację dźwięku przestrzennego, np. CS:GO, EFT (binaural audio) – obie gry korzystają ze Steam’owej biblioteki Steam Audio, która umożliwia korzystanie z filtrów HRTF.

W takim trybie, należy wyłączyć wszystkie inne systemy wirtualizacji dźwięku (ustawienia windows, sterowniki dźwięku, karta dźwiękowa w trybie stereo, itd.) aby nie zakłócały one systemu wirtualizacji dźwięku wbudowanego w samą grę.

Jest to najprostsza opcja ale dostępna tylko w niektórych tytułach.

Wirtualizacja dostarczana przez sterownik dźwięku

Sterowniki niektórych kodeków (kart dźwiękowych) posiadają możliwość wirtualizacji dźwięku (sprzętowej lub programowej). Są też sterowniki tworzące dodatkową wirtualną kartę dźwiękową. Przykładem są:

• Sterownik dźwięku Nahimic3, używany w płytach głównych od MSI (nie polecam).
• Razer 7.1 Surround Sound (wspierane przez technologię THX Spatial Audio) – darmowa licencja jest dodawana do słuchawek Razera, można dokupić samodzielną licencję bez słuchawek (kiedyś była to darmowa opcja). Podobno dosyć dobrze działający sterownik.
• HeSuVi – składanka kilku rozwiązań (VB-Audio, APO Equalizer) pod kontrolą jednej aplikacji konfiguracyjnej. Wiele się tu dzieje, posiada dużą bibliotekę filtrów HRIR, symulujących istniejące komercyjne rozwiązania. Trochę ciężkie w instalacji i konfiguracji na początku. Osobiście nie testowałem, ale można przeczytać w necie, że jest to niezła darmowa alternatywa.
• Sterowniki dla niektórych słuchawek “7.1” (tylko tych Virtual Surround, a nie True Surround, ale to inna historia). Jeśli po instalacji takich słuchawek można ustawić je w tryb 7.1 w ustawieniach dźwięku windows, to powinny działać jak trzeba. Niestety część słuchawek tego typu przedstawia się w Windowsie tylko jako “Stereo” i z wirtualizacji raczej nic wtedy nie będzie (mimo że na opakowaniu napis “7.1” bije po oczach).
• Sterowniki niektórych kart dźwiękowych, np. Sound Blaster X-Fi Surround 5.1 Pro (stara ale jara), Sound Blaster Omni Surround 5.1, itp. Ogólnie karty wspierające format 5.1 lub 7.1, zazwyczaj w ustawieniach mają opcję surround dla słuchawek.
  Kartę należy ustawić w tryb 5.1/7.1 w windowsie, a następnie włączyć tryb słuchawkowy i surround:
  

Najważniejszym elementem w przypadku wirtualizacji opartej na sterownikach jest to, aby karta była skonfigurowana w trybie 7.1 (ewentualnie 5.1). Dzięki temu większość gier które będziecie uruchamiać zobaczy że macie sprzęt umiejący odtwarzać dźwięk w formacie 7.1 i w takim formacie gry będą wysyłać dźwięk do karty. Natomiast sterownik i sama karta przetworzy ten dźwięk wielokanałowy na wirtualny dźwięk przestrzenny dla pary głośników (słuchawek) – o ile zostało to poprawnie skonfigurowane.

Dźwięk przestrzenny Windows

W Windows 10 znalazła się dodatkowa opcja dźwięku przestrzennego, który można włączyć na dowolnej karcie dźwiękowej. W tym przypadku używany jest specjalny format dźwięku wejściowego (Spatial Sound), w którym gra z każdym generowanym dźwiękiem dostarcza dodatkowe dane na temat położenia tego dźwięku w przestrzeni 3D sceny (wliczając wysokość). Ten format jest stosowany również w XBOX.

Gry muszą być napisane specjalnie pod ten format aby system ten działał w pełni swoich możliwości. Na Windowsa na razie spotkałem niewiele gier wykorzystujących w pełni ten format (np. Shadow of the Tomb Raider, Cyberpunk 2077 (podobno)).

Windowsowy Spatial Sound w typowej darmowej wersji można uruchomić włączając Windows Sonic dla słuchawek (średnia jakość) lub w wersjach komercyjnych jako Dolby Atmos for Headphones (7-dniowy okres próbny) i DTS Headphone:X (14-dniowy dniowy okres próbny).
Licencja dla Atmos lub DTS jest dodawana do niektórych słuchawek, np. SteelSeries (DTS), Corsair (Atmos).

DTS ma bardzo dobre pozycjonowanie. Atmos natomiast jest przyjemniejszy dla ucha i nie psuje jakości muzyki, pozycjonowanie też ma niezłe. Warto przetestować oba rozwiązania i wybrać najlepsze dla siebie.

Poza tym magicznym formatem, który stosowany jest przez garstkę gier, Spatial Sound ma jedną bardzo ważną zaletę: wspiera wirtualizację klasycznego formatu 7.1!

Niestety jest jeden haczyk. Wiąże się on ze sposobem działania tego systemu. Przy włączaniu tego dźwięku przestrzennego Windows przestawia wyjście karty dźwiękowej w tryb “Stereo”. Natomiast próba zmiany konfiguracji karty na tryb “7.1” wyłącza dźwięk przestrzenny windows.

W takim układzie, tylko gry odpowiednio napisane (czyli umiejące sprawdzić czy karta wspiera “7.1” mimo że przedstawia się w systemie w trybie “Stereo”) będą działać prawidłowo z wirtualizacją. Będą to zazwyczaj gry, w których menu można wybrać format dźwięku 7.1 (np. Shadow of the Tomb Raider – choć może nie jest to dobry przykład, skoro możemy włączyć tutaj Spatial Audio i korzystać z najlepszej wirtualizacji, pod warunkiem, że posiadamy Atmos lub DTS).

Z tego problemu jest jednak wyjście…

Windows Spatial Sound + 7.1

Chcąc zmusić windowsowy Spatial Sound do działania z (prawie) każdą grą, potrzebujemy:

• mieć skonfigurowane wyjście dźwięku (którego będzie używać gra) w trybie 7.1,
• mieć równocześnie włączony dźwięk przestrzenny windows (Sonic/Atmos/DTS) dla wyjścia słuchawkowego.

Normalnie obie opcje wykluczają się dla jednego wyjścia dźwięku. Ale dla dwóch różnych wyjść da się ustawić ustawić te opcje niezależnie. Skąd jednak wziąć drugie wyjście dźwiękowe jeśli mamy tylko jedną kartę dźwiękową i jak przekierować dźwięk między tymi dwoma wyjściami?

Odpowiedzią może być program o nazwie Voicemeeter (nie, nie jest to reklama, programu można używać za darmo, działa na licencji typu “Donationware”).
Jest to mikser dźwięku, który dodaje do systemu dodatkowe wejście i wyjście dźwięku (od 1-go do 3-ch, w zależności od wersji programu) i umożliwia przekierowanie kanałów dźwiękowych między różnymi wejściami i wyjściami.

Konfiguracja

Chcemy aby nasza konfiguracja wyglądała mniej więcej tak:

 GRA ---> [Voicemeeter Input] ---<Voicemeeter>---> [Karta dźwiękowa] ---> Słuchawki
(7.1)            (7.1)               (7.1)          (Spatial Sound)       (Stereo)

1. Voicemeeter Input

Nazwa “Input” może być trochę myląca, bo z poziomu systemu jest to wyjście dźwięku (wirtualna karta dźwiękowa). Natomiast z punktu widzenia aplikacji Voicemeeter jest to wejście dźwięku do aplikacji, dlatego nazwali to jako “Input”.

Potrzebujemy ustawić “wyjście” dźwięku “Voicemeeter Input” w tryb “7.1”.

Aby gry i programy używały tego wyjścia, należy go ustawić jako domyślne, lub skorzystać z ustawień dla każdej aplikacji niezależnie.

2. Wyjście dźwięku ze słuchawkami

Wyjście karty dźwiękowej, do której podłączone są słuchawki, przełączamy w tryb Spatial Sound, czyli włączamy “Windows Sonic”, “Dolby Atmos for Headphones” lub “DTS Headphone:X”.

Jeśli słuchawki są ustawione jako domyślne urządzenie, to można ustawić to z menu kontekstowego.

Drugim sposobem jest ustawienie formatu dźwięku przestrzennego z poziomu okna właściwości wyjścia dźwięku.

3. Konfiguracja Voicemeeter

Jako wyjście słuchawkowe ustawiamy wyjście A1 oraz wybieramy dla niego interfejs MME zestawu słuchawkowego (interfejs WDM w moim przypadku nie przetwarzał dźwięku przestrzennego).

Następnie upewniamy się, czy gra nadaje na dźwięk 7.1. Voicemeeter powinien pokazywać siłę sygnału na wielu kanałach na wejściu “Voicemeeter Input”/”Voicemeeter VAIO”.

W kolejnym kroku musimy przekierować wejście “Voicemeeter VAIO” do wyjścia “A1”.

W tym celu, w kolumnie wejścia “Voicemeeter Input” (“Voicemeteer VAIO”), włączamy przycisk “▷A1”. Na wyjściu A1 powinien pojawić się dźwięk wielokanałowy (potwierdzamy to wizualnie za pomocą wskaźników siły sygnału).
Dodatkowo upewniamy się, że wyjście A1 pracuje w trybie “Normal Mode”.

Zakończenie

I to tyle 😀
Jeśli dobrze poszło, powinniście się teraz cieszyć dźwiękiem przestrzennym w słuchawkach.

W przypadku niejasności opisów ustawień lub innych błędów dajcie znać w komentarzach.

Powodzenia!