Close

Бинауральные технологии

HRTF (Head Related Transfer Function) это процесс, посредством которого наши два уха определяют слышимое местоположение источника звука; наши голова и туловище являются в некоторой степени препятствием, задерживающим и фильтрующим звук, поэтому ухо, скрытое от источника звука головой воспринимает измененные звуковые сигналы, которые при «декодировании» мозгом интерпретируются соответствующим образом для определения местоположения источника звука. Звук, улавливаемый нашим ухом, создает давление на барабанную перепонку. Для определения создаваемого звукового давления необходимо определить характеристику импульса сигнала от источника звука, попадающего на барабанную перепонку, т.е. силу, с которой звуковая волна от источника звука воздействует на барабанную перепонку. Эту зависимость называют Head Related Impulse Response (HRIR), а ее интегральное преобразование по Фурье называется HRTF.

Бинауральная запись

Бинауральная запись (лат. bi — два + auris — ухо) — метод звуковой записи, при котором используется голова анатомического манекена со встроенными в уши микрофонами. Записи, сделанные с использованием HRTF называются binaural recordings, и они обеспечивают высококачественный 3D звук. Для достижения реалистичной передачи звука, форма головы и особенно уха манекена при записи звука, должны быть практически идентичны форме головы и ушей слушателя. Это долго являлось основным препятствием в массовом распространении технологии. Однако, есть значительные подвижки в этом направлении.

Термин «бинауральный» не стоит путать со словом «стерео». Обычная стереозапись не учитывает натуральное расстояние между ушами, «звуковую тень» и отражения звука от головы и ушных раковин, хотя они вносят свои изменения в распространение звука (акустическую временную разницу и акустическую уровневую разницу).

Во время прослушивания бинауральной записи в стереонаушниках возникает полный эффект присутствия. Определить можно не только что звук раздается слева или справа, как в стереозаписи, но и что источник может быть сзади, спереди, сверху или снизу. Благодаря тому, что наши уши сложной формы и различного взаимного направления, а также, из-за того что наша голова обладает акустическими свойствами преграды, звук, попадающий в уши, искажается в зависимости от расположения источника. А наш мозг умеет отличать именно эти лёгкие нюансы в звуке, чтобы определить местоположение источника.

Слушать такие записи надо в наушниках, причем желательно в специальных наушниках. Чтобы корректно воспроизводить такие записи через колонки необходимо дополнительно использовать технику CC, потому что звуки, предназначенные для одного уха не должны быть слышны вторым ухом. Но главный недостаток подобного метода — это отсутствие интерактивности. Без дополнительных механизмов, отслеживающих положение головы пользователя, обеспечить интерактивность при использовании HRTF нельзя.

Sweet Spot

На самом деле значения HRTF можно получить не только с помощью установленных в ушах манекена специальных внутриканальных микрофонов (inter-canal microphones). Используется еще и так называемая искусственная ушная раковина. В этом случае прослушивать записи нужно в специальных внутриканальных (inter-canal) наушниках.

Бинауральный слух

Термин «бинауральный», «бинауральный слух» относится к способности человека и животных определять направление на источник звука, благодаря различиям в параметрах звуковых волн, приходящих на разные уши.

Раковины ушей и кости черепа неодинаково пропускают звуки разной частоты, поэтому, изменяя спектр звука, можно создать иллюзию, что источник звука находится позади или спереди.

В отличие от «бинаурального слуха», термин «бинауральный ритм» очень часто встречается на эзотерических сайтах, бинауральным ритмам приписываются различные мистические свойства.

Бинауральный ритм

Суть бинауральных ритмов состоит в разнице между частотами, воспринимаемыми каждым ухом отдельно. Если в этом показателе есть разница, не превышающая 25-30 Гц, и при этом тоны не выше 1000-1500 Гц, то человеческий организм почувствует на себе необычный эффект, который можно описать как биение или пульсацию.

Психоаку́стика

научная дисциплина, изучающая психологические и физиологические особенности восприятиязвука человеком.

Музыканты так настраивают инструменты, поскольку биение позволяет заметить, что две струны настроены немного не в унисон. Впрочем, в этом случае можно говорить о физическом сложении звуков разной частоты.

Однако, под бинауральным ритмом понимают другое — когда на оба уха подаются сигналы разной частоты, которые физически — в качестве звуковых волн — не складываются, эффект же сложения и биений появляется уже исключительно при восприятии звука, в сознании человека и нейронной деятельности.

Бинауральные микрофоны

В последние годы, такие микрофоны набирают всю большую популярность, не смотря на большую по сравнению с обычными моно или стерео, стоимость.

  • Neumann KU-100 (голова+уши за ~$8000). Легендарный микрофон для записи объемного звука
  • 3Dio The Free Space — 3D Microphone (~$300)
  • Достойный бинауральный микрофон голова+торс (head + torso variant)  Bruel & Kjaer 4100D.  Съемные уши. Микрофон активно используется в научных целях. Предполагаемая цена при покупке через официальное представительство в России 14000-15000 €. Используется, вероятно, Дэвидом Чески (David Chesky) в его знаменитой студии Chesky Records. Нетленки Дэвида Чески можно послушать на сайте: www.hdtracks.com
  • Sennheiser MKE2002 Dummy Head Microphone
  • Brüel & Kjaer (Бельгия) Binaural Microphone Тип  4101
  • Sound Professionals  MS-TFB-2 (~$150-230) и SP-TFB-2 (~$90)
  • Superlux S502 — стерео микрофон 12 тр

Опасность бинауральных ритмов

Эта технология потрясающая, но всегда найдется но.

Небольшая разница амплитуд (до 8 Гц) расслабляет и успокаивает, помогает с засыпанием. Более высокие частоты (8-25 Гц), наоборот, активизируют. Стоит помнить, что любое средство может быть как лекарством, так и ядом, все зависит от дозы и ситуации. К сожалению, наше общество далеко от идеала и по моим наблюдениям, не все желают использовать технологии во благо.

Допустим, вы, вечерком, работаете за компьютером и слушаете музыку или киношку с какого-нибудь хостинга. Музыка может быть спокойной, однако, если в ней присутствуют определенные паразитные частоты, вы просто не сможете уснуть, а регулярное прослушивание такой музыки приведет к нарушению эндокринки, вплоть до психических расстройств со всеми вытекающими. Интуитивно, конечно, человек почувствует, и станет анализировать свои действия на кануне. Но, что если это дети? А музыка идет в стриме и воздействие происходит на постоянной основе? Как говорится взмах крыльев бабочки может вызвать цунами.

К великому сожалению, сейчас никто не гарантирует безопасность качества звука, который распространяют пользователи через различные видео и аудио хостинги. Нет фильтра энцефалографа, который хотя бы предупредил об опасном диапазоне частот. Эта очень серьезная тема, которую следует поднимать людям в цивилизованном обществе.


Поделитесь статьей «Бинауральные технологии»

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Автор: Stas Zygar

Привет! С наступившим новым годом! Всем счастья.