Murgildu soinuaren dimentsioetan

2008/09/01 Urruzola Arrate, Manex - Elhuyar Zientziaren Komunikazioa Iturria: Elhuyar aldizkaria

Prozesu konplexua da entzumena. Izan ere, bi belarrietatik iristen zaion informazioa bateratu behar du giza garunak soinu bat interpretatu ahal izateko. Belarriak buruaren bi aldeetan fisikoki banatuak daudenez, garunak belarri bakoitzetik jasotzen duen informazioa ezberdina da.
Murgildu soinuaren dimentsioetan
2008/09/01 | Urruzola Arrate, Manex | Elhuyar Zientziaren Komunikazioa
(Argazkia: Artxibokoa)

Hain zuzen ere, belarriak buruaren bi aldeetan bereizita izateak ematen dio burmuinari soinuaren iturburua non dagoen zehazteko gaitasuna. Izan ere, belarri bakoitzak jasotzen duen soinu-uhinaren denbora- eta anplitude-diferentziaren araberakoa da entzumen-sistemaren hiru dimentsioko sentipena. Alegia, belarri bakoitzaren informazioa banaka prozesatu, eta, ondoren, bi seinaleen maila eta faseen arteko konparaketa eginaz lortzen da soinuen jatorria espazioan kokatzea. Hala, soinu-iturri bakarrak sortutako soinu berbera ia inoiz ez da izango bi belarrientzat berdina, soinu-uhinek ibilbide luzeagoa egiten baitute iturritik urrunago dagoen belarrira, gertuago dagoenera baino.

Zehazki, 0,6 milisegundoko aldea izaten da bi belarrietako seinaleen artean: soinuaren abiadura airean 340 m/s-koa da, eta belarrien arteko batezbesteko distantzia 20 cm ingurukoa da. Burmuinak denbora-atzerapen hori erregistratzen du, eta soinua aurpegiaren zein aldetan sortu den argitzen du. Horrez gain, bi belarrietan jasotzen diren soinu-uhinen maila akustiko, intentsitate- eta anplitude-diferentziak aztertzeak errazten dio burmuinari soinu-iturriaren jatorria espazioan zehazki kokatzea.

Soinu estereofonikoa

Argi dago erreproduzitutako soinuen helburua soinu errealen gero eta antz handiagoa izatea dela. Gizakion entzumenarentzat errealtasun-sentipen hori simulatzen duten audio-sistema teknologikoak garatuz joan dira urteak igaro ahala. Esate baterako, 1881. urtean diseinatu zen lehendabiziko sistema estereofonikoa antzokietarako. Musikaren munduan, berriz, lehendabiziko grabaketa estereofonikoa 1957an sartu zen salmenta-diskoetan. Ordura arte, grabaketak monoauralak izaten ziren, alegia, kanal bakarrekoak. Mono sistema horiek belarri bakarrarekin entzundakoaren antzeko soinua sortzen dute, eta ez dute estereoak eskaintzen duen espazio-sentsaziorik ematen. Hobekuntza nabaria izan zen, noski.

Grabatutako soinu-iturrien kokapena erreproduzitzen duen oinarrizko lehen sistema da estereoa. Helburua da grabatutako soinuak entzutean naturaltasun handiagoa lortzea. Gaur egun, audioko disko konpaktuek, FM irrati-estazio gehienek eta telebista-kanal batzuek igortzen dituzte audio-seinaleak estereoan. Soinu estereoak bi kanal mono independente izan ditzakeen arren, bi kanaletako seinaleak erlazionaturik egoten dira gehienetan.

Soinu estereofonikoa bi belarrietara iristen den seinalearen anplitude- edo intentsitate-diferentzian oinarritzen da. Iturri akustiko errealen anplitude edo intentsitate erlatiboak kalkulatzen dira, iturri birtualak kokapen jakin batean izango lukeen espazio-irudikapena simulatzeko. Adibidez, estereo-sistema baten kasurik sinpleena litzateke bi iturriren erdian entzuten den soinu batena: kasu horretan, seinaleak intentsitate berbera agertu behar luke bi kanaletan. Soinu baten iturria alde batean agertzea nahi balitz, aldiz, alde horretako kanalaren intentsitateak handiagoa behar luke.

Multikanal-soinua

FM irrati-estazio gehienek estereoan igortzen dituzte audio-seinaleak.
Artxibokoa

Soinuak espazioan irudikatzeko erabiltzen den metodorik ohikoena da estereofonikoa, baina baita oinarrizkoena ere. Izan ere, bi kanal soilik izanda, entzumen-sistemaren dimentsio-sentipena oso mugatua da. Kanal anitzeko soinu-sistemek hobekuntza nabariak ekarri zituzten estereoarekiko. Audio-pistaren diseinuak hiru kanal edo gehiago izaten ditu sistema hauetan, eta, beraz, musika-ekipoak ere gutxienez hiru bozgorailu behar izaten ditu pista bakoitza erreproduzitu ahal izateko.

Multikanal-soinuak hainbat sistema ditu bere baitan, pista- eta bozgorailu-kopuruaren arabera. Baina guztiek dute egitura bera. Izan ere, sistema guztiek dute bozgorailu bana ezker-eskuin, eta baita behe-soinu edo baxuetarako beste bozgorailu bat ere, subwoofer izenez ezagutzen dena. Ohiko bozgorailuek erreproduzitu ezin dituzten audio-frekuentziarik baxuenak entzunaraztea da Subwoofer-aren eginkizuna. Hortik aurrera, kanal espezializatu gehiago instala daitezke sistemaren arabera. Adibidez, multikanal-soinuaren 2.1 sistemak hiru bozgorailu ditu soilik: bi kanal ezker-eskuin eta baxuen kanala. Hortik dator sistemaren izena, 2.1: bi bozgorailu nagusi eta baxuen bozgorailu bat. 3.1 sisteman, aldiz, ezkerreko eta eskuineko kanalak aldi berean emititzen dituen erdiko bozgorailu bat gehitzen zaie aipaturikoei; beraz, 3.1: hiru bozgorailu nagusi eta baxuen bozgorailu bat.

5.1 sistema: surround soinua

Multikanal-soinuetatik ezagunena 5.1 sistema da, dudarik gabe, surround soinua izenez ezagutzen dena. Zinema-areto komertzialetako sistema da, eta baita Home Cinema edo etxerako zinema-instalazioetan erabiltzen dena ere.

Soinu-kanalen banaketa modu berean egiten da areto guztietan: aurrealdean erdian kokaturiko bozgorailua, ahotsentzat batez ere; aurreko beste bi bozgorailu ezker-eskuin, musika eta aurreko giro-soinurako; eta atzeko bozgorailuak ezker-eskuin, atzeko giro-soinurako. Azken bi horiek dira surround kanalak edo inguratze-soinua sortzen dutenak. Alegia, guztira 5 bozgorailu nagusi daude, sistemaren izenak adierazten duen bezala. Bost horiei gehitzen zaie baxuen bozgorailua edo subwoofer-a. Azken horrek 0.1 erreferentzia darama sistema guztietan, eta 20-80 Hz tarteko frekuentziak igortzen ditu, gainerako bozgorailuen frekuentzia-osagairik baxuenak nabarmentzeko.

Surround soinu kontzeptu ezaguna Dolby Laborategiek garatu zuten 1982. urtean. Zinemarako lehendabiziko inguratze-soinu sistema izan zen, hiru dimentsioko pertzepzio psikoakustikoa sortzen aitzindaria. Egun oso zabaldua dago teknologia hori, eta bideojokoetarako ere erabiltzen da.

Badira beste multikanal-soinu batzuk ere, adibidez, 6.1 edo 7.1 sistemak. 5.1 sistemaren eratorriak dira, eta atzealdean beste bozgorailu bat edo bi gehituz lortzen dira, hurrenez hurren. Baina ez dira hain ezagunak, eta teknologia hori oso gutxi hedatu da orain arte.

Sei bozgorailu-motek osatzen dute zinema-aretoetako 5.1 sistema, surround soinua izenez ezagutzen dena.
monsteraudio.net

Holofonia

Ikusmenarentzat holograma zer den, horixe da holofonia entzumenarentzat: hiru dimentsioko entzumen-simulazioa. Belarrietan norabide orotako mikrofonoak dituen burua erabiltzen da holofoniak grabatzeko, gizakiaren buruaren entzumen-baldintzak simulatuz. Entzutean garuna soinu-iturriaren kokapenari antzemateko gai izatea da helburua.

Belarri bakoitzak jasotzen duen soinu-uhinaren denbora- eta anplitude-diferentzia prozesatzen du grabaketa-buruak, eta, hala, soinuaren hiru dimentsioko sentipena jasotzen du.

Emaitza zinez da zirraragarria. Horren erakusgarri dira Interneteko hainbat web gunetan entzun daitezkeen holofoniak. Entzungailuak eskura izatea besterik ez da behar soinuaren hiru dimentsioen sakoneran murgiltzeko. Baina horixe da, hain zuzen, holofoniaren desabantaila nagusia ere. Izan ere, soinu holofonikoaren arrakasta komertzial eskasaren arrazoi nagusia da entzungailuekin soilik hauteman daitekeela. Eta, oztopo horren aurrean, 5.1 surround sistema askoz lehiakorragoa gertatu da.

Teknologia euskaldun eta berritzailea

Donostiako Auralia enpresak audio-kontzeptu berritzaile bat garatu berri du: eSC. Izan ere, zinema-areto batean sentitzen den entzumen-esperientzia ohiko entzungailuetan birsortzen du produktu horrek. 5.1 sistemaren arrakasta eta hedapena baliatuz, ikus-entzunezko etxeko teknologiari aukera berriak eskaintzea da Auraliaren helburua, moldaketa erraz baten bidez.

Belarrietan norabide orotako mikrofonoak dituen burua erabiltzen da holofoniak grabatzeko.
-

Zinema-areto komertzialetan edo Home Cinema bezalakoetan lortzen den inguratze-soinua sortzeko, ongi kokatutako sei bozgorailu behar dira guztira. Baina audioaren inguratze-efektua erabat galtzen da film bat euskarri horietatik kanpo ikusi nahi denean. Etxeko telebista edo ordenagailuan, adibidez, estereoan entzun daiteke gehienez, nahiz eta egungo DVD komertzialek 5.1 sistema gordetzen duten beren baitan.

Edozein telebista, bideojoko, iPod edo ordenagailutara egokitzen den software-sistema da eSC. DVDak gordetzen dituen 6 audio-seinale independenteak bi irteeretara moldatzen ditu software berritzaile honek; modu horretan, 5.1 sistemak dituen sei bozgorailuen erdian murgildurik dagoelako irudipena sortzen dio entzuleari ohiko entzungailuen bidez. Alegia, erabateko inguratze-efektua sortzen da belarri banatarako bi audio-seinale soilekin. Soinu-sintesi birtualeko teknikak erabiltzen dira horretarako.

Soinua igorri, transmititu eta jasotzean gertatzen diren entzumen-fenomenoak ordenagailuen bidez birsortzen dira soinu-sintesi birtualean. Gizakiaren entzumenak bi kanal soilik dituenez, kanal bakoitzarentzat eredu hibrido bat osatzen da kokapen birtual optimizatuarekin.

Fenomeno horiek espazio-ezaugarrietara egokitzen dira ondoren. Hau da, aurreko ereduari entzulearen aurreko eta atzeko espazio birtualari ezaugarriak gehitzen zaizkio tratamendu geometriko independente baten bidez. Prozesu konplexua da ohiko entzungailuen bidez inguratze-sentipena lortzea, baina emaitzak merezi du. Egokigailu xume batekin, etxeko telebista edo ordenagailua aldatu beharrik gabe, soinuaren hiru dimentsioetan murgildu ahal izango gara laster.

Hontzaren entzumen zorrotza
(Argazkia: Artxibokoa)
Hontz-espezie batzuen entzumena gizakiarena baino askoz zorrotzagoa da, belarriek duten kokapen asimetrikoagatik. Eskuineko barne-belarria ezkerrekoaren gainetik kokatzen da, eta angelu ezberdina osatzen dute bi belarriek. Horri esker, soinuaren mugimendu horizontalaz gain --gizakiok hori hautematen dugu--, soinuaren mugimendu bertikala ere ederki jaso dezakete hontzek. Edozein soinuren jatorria zehazki koka dezakete, belarrien arteko milimetro gutxiko diferentzia horrek berehalako norabide-informazioa eskaintzen baitie hontzei. Hainbat ikerketak frogatu dute ikusmenik gabe ere, erabateko iluntasunean, belarri asimetrikoak dituzten hontzek ehizan egiteko ahalmena badutela beren entzumen pribilegiatuari esker. Belarri simetrikoak dituzten hontz-espezieei, ordea, ezinezkoa zaie erabateko iluntasunean ehizatzea.
Urruzola Arrate, Manex
3
245
2008
9
032
Irudiak/Soinuak
Artikulua
38