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Você notou que as empresas de eletrônicos de consumo - não necessariamente apenas fornecedores de equipamentos de áudio - de repente estão empurrando 3D, também conhecido como 'imersivo', áudio? Sennheiser, Smyth Research, Sony, Dolby, Amazon e Apple são apenas algumas das empresas que estão entrando agressivamente no mundo do áudio espacial. Durante o recente Conferência Mundial de Desenvolvedores , a empresa anunciou que o áudio 3D estará disponível no AirPods Pro neste outono. Basicamente, a Apple está seguindo o exemplo do Dolby e outros aplicando filtros especialmente projetados para aproximar a audição de música em um espaço real. Para aqueles familiarizados com a experiência humana de som envolvente, o termo binaural imediatamente vem à mente.
Então, o que exatamente é áudio binaural e como um conjunto sofisticado de fones de ouvido, fones de ouvido, alto-falantes ou mesmo uma barra de som beamforming pode fornecer isso? E o som surround envolvente cinematográfico Dolby Atmos de última geração é desejável quando se trata de ouvir música? Continue lendo para descobrir o excitante novo mundo do áudio espacial. Pode ser a próxima grande coisa.
Um passado binaural
Em 1986, eu era um aluno de doutorado estudando composição musical na Universidade da Califórnia, em Los Angeles. As dissertações de composição são normalmente escritas sob a orientação do painel do corpo docente e envolvem grandes recursos instrumentais - uma orquestra de câmara ou orquestra sinfônica completa. Uma visita à seção da biblioteca de música que abriga dissertações anteriores tem uma prateleira inteira de partituras em vermelho brilhante de grandes dimensões com texto dourado na lombada - composições que infelizmente nunca foram executadas. Minha dissertação também está lá. Mas, ao contrário dos outros, durante a defesa da minha dissertação final, todo o painel do corpo docente colocou fones de ouvido e ouviu atentamente por 18 minutos uma composição gravada binauralmente intitulada Morfismo IV para fita. Gravei, mixei e apresentei toda a peça em som binaural 3D. O painel ficou devidamente impressionado e eu recebi meu doutorado.
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Na época, eu já era um engenheiro de gravação ativo. Eu tinha um pequeno estúdio em minha casa, possuía uma máquina portátil de bobina a bobina Nagra IV-S e fiz incontáveis gravações de recitais, concertos e performances para lançamento em CD. Isso foi antes da era da gravação digital portátil e barata. Eu trouxe alguns microfones condensadores de estúdio, montei-os em uma barra de som, levantei-os a 3,5 metros de altura bem na frente do conjunto e capturei as apresentações em meu estéreo Nagra.
Em 1994, a Newport Classics, uma gravadora com sede na costa leste, me contratou para gravar a Sinfônica Pasadena usando um microfone binaural Neuman KU-81. Era o mesmo microfone estéreo que usei na UCLA. Chamado de 'Fritz', o microfone Neumann KU-81 é uma cabeça humana de borracha com duas 'orelhas' formadas com precisão em cada lado. Atrás dessas orelhas estão dois microfones condensadores de alta qualidade. Quando usados para capturar áudio ou música, os ouvintes que usam fones de ouvido experimentam o mundo como Fritz o ouve - incluindo toda a dimensionalidade. Os sons parecem vir da esquerda, direita, para cima, para baixo e até mesmo atrás de você. Historicamente, o som binaural tem sido usado de forma bastante eficaz para mergulhar você em um campo sonoro realista - algo estéreo e até mesmo sistemas surround 5.1 simplesmente não conseguem.
Se você quiser ouvir áudio envolvente, há várias gravações binaurais disponíveis no YouTube, e sites como HeadFi.org as discutem regularmente. Coloque seus fones de ouvido e ouça. É realmente notável.
Som 3D - Gravação Binaural de uma Apresentação Musical (feat. Peter e Kerry) Veja este vídeo no YouTube
Como ouvimos som 3D
Assisti a vários vídeos do YouTube e li mais do que algumas explicações sobre como ouvimos em 360 graus. Alguns acertam e outros não têm a menor ideia. Os humanos têm apenas duas orelhas, mas de alguma forma nossos cérebros conseguem criar um modelo 3D totalmente envolvente de nosso ambiente. Não seria ótimo se a tecnologia pudesse fornecer um modelo sonoro completamente convincente de um show ao vivo ou permitir que a música flua ao nosso redor? Acontece que uma variedade de tecnologias atuais pode muito bem fazer isso.
Existem três parâmetros principais que nossos ouvidos e cérebro usam para identificar a localização de um som no espaço 3D. E são as pequenas diferenças entre esses parâmetros experimentadas por nossos dois ouvidos que nosso cérebro usa para localizar um som. Os três parâmetros são: distância, tempo e timbre ou filtragem.
Há alguns anos, trabalhei com um amigo próximo em uma campanha de crowdsourcing para uma barra de som capaz de fornecer áudio espacial sem a necessidade de fones de ouvido. Era chamado de YARRA 3DX. A empresa sediada em San Diego levantou mais de US $ 1.100.000 para esta incrível barra de som beamforming. Fui o grande responsável pela campanha. Eu inventei o nome, construí o site, criei o logotipo, escrevi a cópia e produzi uma animação para o YouTube chamada ' Como funciona o áudio 3D . ' Embora eu não endosse mais o produto por motivos não técnicos, o vídeo é muito bom para explicar como ouvimos em 3D.
- ETC.
O som que chega aos nossos ouvidos não chega exatamente ao mesmo tempo. O atraso ou delta é chamado de diferença de tempo interaural (ITD). Se um som estiver mais perto de seu ouvido direito, ele alcançará esse ouvido mais cedo do que o esquerdo. Essa diferença depende da frequência e contribui principalmente para a localização do som ao longo de um plano horizontal. Obviamente, é uma diferença muito, muito pequena, mas nossos ouvidos e cérebro têm a capacidade de ouvir atrasos de até 10 microssegundos ou menos. O ITD é uma pista importante para determinar a direção ou o ângulo de uma fonte de som em relação à nossa cabeça.
- ILD ou IID
A diferença de intensidade interaural (IID) ou a diferença de nível interaural (ILD) é outro fator que ajuda a determinar a localização do som. Um som que está mais distante será atenuado em um ao quadrado da distância. Até mesmo alguns centímetros são importantes. O IID também varia com a frequência.
- Timbre ou Filtragem
Nossas cabeças não são sonoramente transparentes. A massa de nossas cabeças absorve e difunde as ondas sonoras que entram em contato com ela. Como resultado, o timbre ou 'cor' de um som é diferente atingindo cada um de nossos ouvidos. As baixas frequências têm comprimentos de onda mais longos e são melhores para contornar nossas cabeças. As altas frequências são difundidas e, portanto, atenuadas. O delta no conteúdo de frequência auxilia na localização, juntamente com ITD e ILD.Além disso, nossas orelhas, ou as partes externas de nossos ouvidos, têm um impacto na localização do som. Se você já notou seu cão ou gato virar as orelhas em direção a um som, eles fazem isso para ajudar a amplificar e focar a fonte sonora. Obviamente, não podemos mover nossas orelhas externas como nossos animais de estimação fazem, mas mover nossas cabeças é semelhante. A forma de nossa pinnae também é provavelmente responsável pela localização vertical.
Como funciona o áudio 3D Veja este vídeo no YouTube
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HRTF
HRTF significa Função de Transferência Relacionada à Cabeça. As modificações das ondas sonoras que alcançam nosso ouvido interno por meio das vibrações do tímpano são exclusivas de cada indivíduo porque não há duas cabeças idênticas e a forma de nossa orelha é tão única quanto impressões digitais. As medições HRTF foram realizadas em milhares de indivíduos e fornecem os dados brutos para a pesquisa de localização espacial.
Para otimizar os efeitos de áudio 3D por meio do processamento de sinal, os fabricantes de equipamentos devem usar os coeficientes de nossos próprios HRTFs medidos. Tem havido esforços para fazer medições personalizadas usando aplicativos de smartphone. Um usuário tira uma série de fotos ou vídeos e um algoritmo inteligente produz um HRTF. Já vi isso ser usado em vídeo e marketing para uma variedade de fones de ouvido e monitores intra-auriculares de última geração. O foco está na personalização da experiência de cada ouvinte.
Smyth Research 'Room Realiser'
Smyth Research é uma pequena empresa de áudio, com sede na Irlanda, fundada e operada por dois irmãos. Esses caras realizaram algo verdadeiramente notável quando se trata de replicar a experiência imersiva de ouvir em uma 'sala' real através de fones de ouvido, combinados com seu próprio processador de fone de ouvido de áudio 3D. Eles administram essa façanha surpreendente porque medem os HRTFs de seus clientes nos espaços que eles recriam. Eu sei disso porque a sala principal do AIX Studio estava entre os melhores lugares para se fazer uma medição. Antes de mover minhas cinco caixas de som B&W 801 Matrix III e o subwoofer TMH 'Profunder' da minha sala de mixagem de 30 'x 25' x 14 ', os clientes da Smyth Realiser voavam pelo país para serem medidos no estúdio. Um cavalheiro veio de Boston pela manhã, foi medido e voou para casa na noite do mesmo dia. A notícia se espalhou por todos os proprietários do Smyth 'Room Realiser' que poderiam sair com meu estúdio de $ 250.000 em um pequeno cartão SD.
Eles projetaram e fabricaram duas versões de seu 'Room Realiser', o A8 e o mais recente A16, que foi financiado com sucesso no Kickstarter alguns anos atrás. O que torna as caixas Smyth únicas em minha experiência é o HRTF personalizado que medem e o rastreamento de movimento ativo que realizam com um transmissor IR colocado em cima dos fones de ouvido. Quando você move sua cabeça para qualquer lado, a localização das fontes de som permanece fixa. Os sons não se movem com o movimento de sua cabeça.
Isso simula a maneira como ouvimos o mundo real, e até que a Apple anunciou que seu novo AirPods Pro adotaria uma estratégia semelhante, poucos outros incorporaram o rastreamento de movimento em seus projetos. Aparentemente, os acelerômetros e giroscópios no AirPods Pro tornam isso possível, permitindo que eles rastreiem o movimento de sua cabeça. Eles também rastrearão a posição do seu telefone ou tablet para manter a origem do som perceptualmente travada na tela que você está segurando.
É verdade que nenhuma dessas tecnologias surge do vácuo. A tecnologia de áudio 3D sendo adicionada ao AirPods Pro e outros dispositivos de consumo como o Audeze Mobius siga muitos experimentos anteriores em áudio espacial - alguns bem-sucedidos, outros nem tanto - mas parece que estamos finalmente chegando a um momento em que finalmente funciona e é finalmente alcançável pelo entusiasta de áudio médio. A questão é: você está animado com o potencial ou é cético com base na experiência anterior com os antecedentes dessa nova tecnologia?
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Recursos adicionais
• A Sony está entregando os fãs do Atmos ao PlayStation 5? em HomeTheaterReview.com.
• AV Bliss é mais do que meramente áudio e vídeo em HomeTheaterReview.com.