सार:
लंबे समय से, चाहे वह टीवी हो, मॉनिटर हो, या स्मार्टफोन हो, छवियां और ध्वनियां अक्सर अलग-अलग स्थानों से आती हैं। दर्शक पात्रों को स्क्रीन पर बोलते हुए देखते हैं, लेकिन ध्वनि आमतौर पर स्क्रीन के नीचे लगे स्पीकर से या बाहरी ध्वनि उपकरण से आती है। अब, एक कोरियाई शोध टीम ने इस समस्या को पूरी तरह से हल करने के प्रयास में एक नई डिस्प्ले तकनीक विकसित की है, जो चित्र में ध्वनि की स्थिति से सीधे ध्वनि उत्सर्जित करने की अनुमति देती है, जिससे अधिक गहन ऑडियो-विज़ुअल अनुभव मिलता है।
कोरिया इंस्टीट्यूट ऑफ मैकेनिकल एंड मैटेरियल्स (केआईएमएम) के शोधकर्ताओं ने हाल ही में मॉड्यूलर ग्रिड संरचना पर आधारित "ऑडियो-विजुअल फ्यूजन डिस्प्ले तकनीक" की घोषणा की। यह तकनीक डिस्प्ले पैनल के पीछे कई कंपन एक्चुएटर्स स्थापित करती है, जिससे स्क्रीन स्वयं एक बड़ा स्पीकर बन जाती है और स्क्रीन के विशिष्ट क्षेत्रों से निकलने वाली ध्वनि को सटीक रूप से नियंत्रित करने में सक्षम हो जाती है।
इसका मतलब यह है कि जब कोई व्यक्ति स्क्रीन के ऊपरी बाएँ कोने में बोल रहा होता है, तो उसकी आवाज़ भी संबंधित क्षेत्र से समकालिक रूप से प्रसारित होगी, जैसे कि सीधे चरित्र के मुँह की स्थिति से आ रही हो। जैसे ही चित्र की सामग्री बदलती है, ध्वनि उत्सर्जन क्षेत्र भी वास्तविक समय में स्थानांतरित हो सकता है। उदाहरण के लिए, जब कोई गोला स्क्रीन के एक तरफ से दूसरी तरफ तेजी से उड़ता है, तो ध्वनि भी उसी प्रक्षेप पथ पर चलेगी, जिससे अंतरिक्ष और यथार्थवाद की भावना बढ़ेगी।
शोधकर्ताओं का कहना है कि मनुष्य स्वाभाविक रूप से ध्वनि स्रोतों को वास्तविक दुनिया में दृश्य लक्ष्यों के साथ जोड़ते हैं। लोग गिरी हुई वस्तुओं का स्थान निर्धारित कर सकते हैं और आंखें बंद करके बता सकते हैं कि कौन बोल रहा है क्योंकि ध्वनि स्वयं दिशात्मक होती है। हालाँकि, मौजूदा डिस्प्ले उपकरणों की दृश्य जानकारी और ध्वनि स्रोत आमतौर पर एक दूसरे से अलग होते हैं, और यह असंगतता हमेशा इमर्सिव अनुभव को प्रभावित करती है।
हालांकि स्टीरियो और सराउंड साउंड सिस्टम कई स्पीकर के माध्यम से दिशा की भावना पैदा करने में सक्षम हैं, फिर भी ध्वनि मुख्य रूप से स्क्रीन के चारों ओर व्यवस्थित उपकरणों से आती है, और बड़े मॉनिटर पर तस्वीर में विशिष्ट स्थिति के अनुरूप पूरी तरह से आना मुश्किल है। डिस्प्ले पैनल को सीधे ध्वनि उत्सर्जित करने की अनुमति देने के लिए कुछ पिछले समाधान मौजूद हैं, लेकिन ध्वनि आउटपुट बिंदु आमतौर पर तय होता है और स्क्रीन आकार और आवृत्ति रेंज द्वारा आसानी से सीमित होता है।
KIMM टीम का नया समाधान ध्वनि उत्सर्जन स्थिति का गतिशील नियंत्रण और एक स्केलेबल डिज़ाइन प्राप्त करता है। शोधकर्ताओं द्वारा बनाया गया प्रोटोटाइप डिवाइस लगभग 100 इंच आकार का है और इसमें एक पारदर्शी एलईडी फिल्म और एक एल्यूमीनियम पैनल है, जिसके पीछे 80 वॉयस कॉइल मोटर्स (वीसीएम) स्थापित हैं। ये मोटरें विद्युत संकेत प्राप्त करने के बाद आगे-पीछे चलेंगी, जिससे पैनल कंपन करेगा और ध्वनि तरंगों को बनाने के लिए हवा को धक्का देगा। सिद्धांत पारंपरिक स्पीकर डायाफ्राम के समान है।
हालाँकि, स्क्रीन के एक विशिष्ट क्षेत्र में ध्वनि उत्पन्न करना आसान नहीं है। चूँकि कंपन पूरे पैनल में फैलता है, अन्य कंपनों को जोड़ता या रद्द करता है, इसलिए यह नियंत्रित करना मुश्किल है कि ध्वनि कहाँ से आ रही है। इस समस्या को हल करने के लिए, अनुसंधान टीम ने पहले पैनल के प्रत्येक क्षेत्र की कंपन की प्रतिक्रिया विशेषताओं का विश्लेषण किया, और फिर प्रत्येक मोटर के लिए आवश्यक ड्राइविंग वोल्टेज की गणना करने के लिए "मूर-पेनरोज़ स्यूडोइनवर्स विधि" नामक गणितीय एल्गोरिदम का उपयोग किया, जिससे लक्ष्य क्षेत्र पर कंपन ऊर्जा को सटीक रूप से केंद्रित किया जा सके।
यह विधि केवल निकटतम मोटर को चालू नहीं करती है, बल्कि स्क्रीन पर एक स्थानीय कंपन क्षेत्र बनाने के लिए एक साथ काम करने के लिए कई मोटरों का उपयोग करती है। जब वीडियो में ध्वनि स्रोत चलता है, तो गतिशील ट्रैकिंग प्रभाव प्राप्त करने के लिए कंपन क्षेत्र भी समकालिक रूप से चलेगा।
वास्तविक समय में ध्वनि स्थानीयकरण को भी एक और चुनौती का सामना करना पड़ता है। पैनल में कंपन तरंगें एक-दूसरे को प्रभावित करेंगी, और अलग-अलग मोटरों की अलग-अलग क्षेत्रों में ट्रांसमिशन दक्षता भी अलग-अलग होती है। जब सिस्टम लगातार गतिशील लक्ष्य की स्थिति की पुनर्गणना करता है, तो नियंत्रण प्रक्रिया अस्थिर हो सकती है।
इस संबंध में, अनुसंधान टीम ने गणना से कम कंपन संचरण दक्षता वाली मोटरों को बाहर करने के लिए चयनात्मक उत्तेजना एल्गोरिदम का एक सेट विकसित किया, और एक ऐसी तकनीक भी डिज़ाइन की जो ध्वनि आंदोलन के दौरान शोर और रुकावटों को कम करने के लिए निरंतर ध्वनिक संकेतों को आसानी से जोड़ सकती है।
स्वचालन के स्तर को और बेहतर बनाने के लिए, शोधकर्ताओं ने कृत्रिम बुद्धिमत्ता पर आधारित ध्वनि स्रोत पृथक्करण और स्थानीयकरण तकनीक भी पेश की। एआई स्वचालित रूप से वीडियो स्क्रीन में ध्वनि लक्ष्य की पहचान कर सकता है, जटिल ऑडियो सिग्नल से संबंधित ध्वनि निकाल सकता है, और फिर इसे मैन्युअल हस्तक्षेप के बिना स्क्रीन पर संबंधित स्थिति में सटीक रूप से प्रोजेक्ट कर सकता है।
परीक्षण के नतीजे बताते हैं कि प्रोटोटाइप सिस्टम में लक्ष्य ध्वनि क्षेत्र का चयन करने में 99.9% की सटीकता है। सक्रिय क्षेत्र और निष्क्रिय क्षेत्र के बीच कंपन आयाम में अंतर 35 डेसिबल तक पहुंच जाता है, जिससे साबित होता है कि सिस्टम निर्दिष्ट क्षेत्रों में कंपन को अत्यधिक केंद्रित कर सकता है और अन्य क्षेत्रों में कंपन को प्रभावी ढंग से दबा सकता है। ध्वनिक कैमरे का उपयोग करके किए गए परीक्षणों से यह भी पुष्टि हुई कि ध्वनि आउटपुट स्थिति स्क्रीन पर गतिशील लक्ष्य का लगातार अनुसरण कर सकती है।
प्रासंगिक शोध परिणाम जर्नल ऑफ मैकेनिकल साइंस एंड टेक्नोलॉजी में प्रकाशित किए गए हैं। वर्तमान में, इस तकनीक ने 500 हर्ट्ज से कम और मध्यम आवृत्ति रेंज में अच्छी कंपन क्षेत्र स्थिति क्षमताओं का प्रदर्शन किया है।
विभिन्न आकारों के डिस्प्ले उपकरणों को अनुकूलित करने के लिए, अनुसंधान टीम ने एक मॉड्यूलर ग्रिड डिज़ाइन अपनाया। एकाधिक डिस्प्ले मॉड्यूल को आवश्यकतानुसार स्वतंत्र रूप से जोड़ा या विभाजित किया जा सकता है, इसलिए सिद्धांत रूप में इसका उपयोग घरेलू टीवी के लिए किया जा सकता है और इसे बड़े एलईडी डिस्प्ले दीवारों और डिजिटल साइनेज जैसे वाणिज्यिक डिस्प्ले परिदृश्यों तक भी बढ़ाया जा सकता है। शोधकर्ताओं ने यह भी कहा कि जब कई मॉड्यूल एक साथ काम करते हैं, तो सिस्टम बड़े वूफर के समान कम-आवृत्ति प्रभाव उत्पन्न कर सकता है।
शोध टीम का मानना है कि ध्वनि और छवियों को एक ही सतह पर एकीकृत करने से दर्शकों के गहन अनुभव में उल्लेखनीय वृद्धि हो सकती है। टेलीविज़न क्षेत्र के अलावा, भविष्य में इस तकनीक का उपयोग मीडिया कला, मंच प्रदर्शन, प्रदर्शनी डिस्प्ले और वाहन-माउंटेड डिस्प्ले सिस्टम जैसे परिदृश्यों में भी किए जाने की उम्मीद है।
डॉ. अनुसंधान परियोजना के नेता जिन डोंगजुन ने कहा कि टीम इस तकनीक को मॉड्यूलर एलईडी स्प्लिसिंग डिस्प्ले सिस्टम में और विस्तारित करने और डिस्प्ले उपकरणों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उपयुक्त नई पीढ़ी की कोर तकनीक में इसके विकास को बढ़ावा देने की योजना बना रही है।
हालाँकि, शोधकर्ताओं ने यह भी स्वीकार किया कि यद्यपि सिस्टम एक बड़ी बास इकाई के कुछ प्रभावों का अनुकरण कर सकता है, फिर भी समग्र ध्वनि गुणवत्ता, ध्वनि दबाव प्रदर्शन और पूर्ण-बैंड कवरेज क्षमताओं के मामले में एक पेशेवर स्वतंत्र ध्वनि प्रणाली को पूरी तरह से बदलना अभी भी मुश्किल है। फिर भी, यह तकनीक "चित्र एक स्थान पर और ध्वनि दूसरे स्थान पर" की लंबे समय से चली आ रही स्थानिक गलत संरेखण समस्या को सफलतापूर्वक हल करती है, जिससे स्क्रीन पर सब कुछ अधिक वास्तविक और प्राकृतिक दिखता है।
टिप्पणियाँ