Penétrache nas dimensións do son

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

• Irudiak/Soinuak

(Foto: De arquivo)

Precisamente, a separación dos oídos a ambos os dous lados da cabeza permite ao cerebro determinar a orixe do son. A sensación tridimensional do sistema auditivo depende da diferenza de tempo e amplitude da onda sonora que recibe cada oído. É dicir, mediante o procesamiento individual da información de cada oído e a comparación entre niveis e fases de ambos os sinais obtense a localización espacial da orixe dos sons. Así, o mesmo son producido por unha soa fonte sonora nunca será o mesmo paira ambas as orellas, xa que as ondas sonoras fan un percorrido máis longo que o que está máis preto da fonte.

En concreto, a diferenza entre os sinais de ambos os oídos é de 0,6 milisegundos: a velocidade do son no aire é de 340 m/s e a distancia media entre orellas é duns 20 cm. O cerebro rexistra este atraso temporal e explica en que parte do rostro produciuse o son. Ademais, o estudo dos niveis acústicos, as diferenzas de intensidade e amplitude das ondas sonoras que se recollen en ambos os oídos facilita ao cerebro una localización exacta da orixe da fonte sonora no espazo.

Son estereofónico

Está claro que o obxectivo dos sons reproducidos é que sexan cada vez máis parecidos aos sons reais. Ao longo dos anos fóronse desenvolvendo sistemas de audio tecnolóxicos que simulan esta sensación de realismo paira o oído humano. Por exemplo, en 1881 deseñouse o primeiro sistema estereofónico paira teatros. No mundo da música, a primeira gravación estereofónica entrou nos discos de venda en 1957. Até entón as gravacións eran monoaurales, é dicir, monocanales. Estes sistemas mono producen un son similar ao escoitado cun só oído e non dan a sensación espacial que ofrece o estéreo. A mellora foi evidente.

O estéreo é o primeiro sistema básico que reproduce a localización das fontes sonoras gravadas. O obxectivo é conseguir una maior naturalidade en escóitaa dos sons gravados. Actualmente, os discos compactos de audio, a maioría de estacións de radio FM e algunhas canles de televisión emiten sinais de audio en estéreo. Aínda que o son estéreo pode ter dúas canles monos independentes, os sinais de ambas as canles adoitan estar relacionadas.

O son estereofónico baséase na diferenza de amplitude ou intensidade do sinal que chega a ambos os oídos. Calcúlanse as amplitudes ou intensidades relativas das fontes acústicas reais paira simular a representación espacial da fonte virtual nunha determinada localización. Por exemplo, o caso máis simple dun sistema estéreo sería o dun son que se ouve no centro de dúas fontes: neste caso, o sinal debería aparecer en ambas as canles coa mesma intensidade. Se pola contra deséxase que a fonte dun son apareza ao carón, a intensidade da canle nese lado debería ser maior.

Multicanal

A maioría de estacións de radio FM emiten sinais de audio en estéreo.

De arquivo

O método estereofónico é o máis utilizado paira representar sons no espazo, pero tamén o máis básico. De feito, con só dúas canles, a sensación dimensional do sistema auditivo é moi limitada. Os sistemas sonoros multicanal xeraron importantes melloras respecto ao estéreo. O deseño da pista de audio consta de tres ou máis canles nestes sistemas, polo que o equipo de música necesita polo menos tres altofalantes paira poder reproducir cada pista.

O son multicanal inclúe varios sistemas dependendo do número de pistas e altofalantes. Pero todos teñen a mesma estrutura. De feito, todos os sistemas contan cun altofalante á esquerda e á dereita, así como outro altofalante paira baixos ou baixos, coñecido como subwoofer. Subwoofer ten como misión facer ouvir as frecuencias de audio máis baixas que non poden reproducir os altofalantes tradicionais. A partir de aí pódense instalar máis canles especializadas en función do sistema. Por exemplo, o sistema de son multicanal 2.1 consta unicamente de tres altofalantes: dúas canles á esquerda e á dereita e a canle dos baixos. De aí o nome do sistema, 2.1: un altofalante de dous altofalantes principais e baixos. No sistema 3.1, pola contra, engádese un altofalante central que emite simultaneamente as canles esquerdo e dereito, polo que 3.1: un altofalante de tres altofalantes principais e baixos.

Sistema 5.1: Son surround

O máis coñecido dos sons multicanales é, sen dúbida, o sistema 5.1 coñecido como son surround. Trátase dun sistema de cines comerciais e tamén da Home Cinema ou das instalacións de cine paira o fogar.

A distribución das canles sonoras realízase da mesma maneira en todas as salas: altofalante central na parte dianteira, sobre todo paira as voces; outros dous altofalantes dianteiros á esquerda e á dereita, paira a música e o son ambiente dianteiro; e os altofalantes traseiros á esquerda e á dereita, paira o son ambiente posterior. Estes dous últimos son as canles surround ou os que producen o son de cerco. É dicir, en total hai 5 altofalantes principais, tal e como indica o nome do sistema. A este cinco súmase o altofalante ou subwoofer dos baixos. Esta última leva una referencia 0.1 en todos os sistemas e emite frecuencias do rango 20-80Hz paira resaltar os compoñentes de frecuencia máis baixos do resto de altofalantes.

O coñecido concepto de son surround foi desenvolvido polos Laboratorios Dolby en 1982. Foi o primeiro sistema de son envolvente paira o cine, pioneiro en crear una percepción psicoacústica tridimensional. Actualmente esta tecnoloxía está moi estendida e utilízase tamén paira videoxogos.

Existen outros sons multicanales como os sistemas 6.1 ou 7.1. Proceden do sistema 5.1 e obtéñense engadindo un ou dous novos altofalantes no reverso, respectivamente. Pero non son tan coñecidos, e até agora esa tecnoloxía estendeuse moi pouco.

Seis tipos de altofalantes compoñen o sistema 5.1 das salas de cine, coñecido como son surround.

monsteraudio.net

Holofonía

A holofonía paira o oído é o que significa un holograma paira a visión: un simulacro auditivo tridimensional. Nos oídos utilízase un cabezal con micrófonos omnidireccionales paira gravar holofónicas simulando as condicións auditivas da mente humana. O obxectivo é que ao escoitar o cerebro sexa capaz de detectar a posición da fonte sonora.

O cabezal de gravación procesa a diferenza de tempo e amplitude da onda sonora que recibe cada oído, recollendo así a sensación tridimensional do son.

O resultado é apaixonante. Proba diso son as holofas que se poden escoitar en diferentes sitios web de Internet. Só fai falta ter os auriculares a man paira mergullarse na profundidade das tres dimensións do son. Pero esta é a principal desvantaxe da holofonía. A razón principal do escaso éxito comercial do son holofónico é que só se pode detectar con auriculares. E ante esta barreira, o sistema 5.1 surround resultou moito máis competitivo.

Tecnoloxía vasca e innovadora

A empresa donostiarra Auralia desenvolveu un novo concepto de audio: eSC. Este produto reproduce a experiencia auditiva que sente nunha sala de cine nuns auriculares habituais. Co éxito e a difusión do sistema 5.1, Auralia pretende ofrecer novas oportunidades á tecnoloxía da casa audiovisual mediante unha sinxela adaptación.

Nos oídos utilízase un cabezal con micrófonos de calquera dirección paira gravar as holofónicas.

-

O son de envolvente obtido en salas comerciais ou como Home Cinema require un total de seis altofalantes ben situados. Pero o efecto envolvente do audio pérdese totalmente cando se quere ver una película fóra destes soportes. No caso da televisión doméstica ou o computador, por exemplo, pódese escoitar como máximo en estéreo, aínda que os actuais DVDs comerciais conservan o sistema 5.1.

eSC é un sistema de software que se adapta a calquera televisor, videoxogo, iPod ou computador. Este novo software adapta as 6 sinais de audio independentes que contén o DVD ás dúas saídas, creando ao oínte a sensación de estar mergullado no centro dos seis altofalantes que contén o sistema 5.1 a través dos auriculares convencionais. É dicir, prodúcese un efecto envolvente total con dous sinais de audio simples paira cada oído. Paira iso utilízanse técnicas de síntese sonora virtual.

Os fenómenos auditivos que se producen na transmisión, transmisión e recepción do son rexenéranse mediante computadores na síntese sonora virtual. Como o oído humano só ten dúas canles, paira cada canle fórmase un modelo híbrido cunha localización virtual optimizada.

Estes fenómenos adáptanse posteriormente ás características espaciais. É dicir, ao modelo anterior engádense características ao espazo virtual anterior e posterior do oínte mediante un tratamento xeométrico independente. É un proceso complexo conseguir una sensación de contorno a través dos auriculares convencionais, pero o resultado merece a pena. Cun sinxelo adaptador, sen necesidade de cambiar o televisor ou o computador de casa, pronto poderemos mergullarnos nas tres dimensións do son.

Escoita aguda de Hontza

(Foto: De arquivo)

O oído dalgunhas especies de bufos é moito máis agudo que o humano, debido á asimétrica localización dos oídos. O oído interno da dereita sitúase por encima da esquerda formando un ángulo diferente. Grazas a iso, ademais do movemento horizontal do son, que é percibido polos seres humanos, os bufos poden percibir perfectamente o movemento vertical do son. Poden situar exactamente a orixe de calquera son, xa que esta diferenza de poucos milímetros entre os oídos ofrece aos bufos información de dirección inmediata. Diversas investigacións demostraron que, sen visión, nunha escuridade total, os fungos con orellas asimétricas poden cazar grazas ao seu oído privilexiado. Con todo, ás especies de bufos con orellas simétricas resúltalles imposible cazar en escuridade absoluta.