Audio binaurale

Immaginate di essere in un cinema, dove i suoni provenienti da ogni parte creano l'impressione di essere completamente immersi nell'azione. I sound designer e i registi cercano di creare questo effetto utilizzando sistemi audio multicanale posizionati in tutto il cinema. Nei film di successo, è particolarmente importante trasmettere con precisione il movimento del suono in modo che il pubblico possa sentirsi al centro dell'azione.

L'audio binaurale è una tecnologia che imita il modo in cui le persone percepiscono i suoni nella vita reale. Sebbene i sistemi audio surround e multicanale esistano da molto tempo, l'audio binaurale ha recentemente guadagnato attenzione. Sorprendentemente, utilizza solo due canali audio, ma crea un impressionante senso di volume che non è inferiore ai sistemi tradizionali.

L'audio binaurale offre un'immersione profonda utilizzando un numero minimo di sorgenti sonore. L'idea di base della tecnologia è quella di registrare il suono così come lo percepisce una persona, sfruttando le peculiarità dell'udito umano, che percepisce il mondo attraverso due orecchie. Ciò consente un incredibile livello di realismo, anche quando si ascolta con normali cuffie stereo. A differenza dei metodi di registrazione standard, in cui il suono viene catturato da un solo microfono e lo spazio viene creato artificialmente, l'audio binaurale utilizza due microfoni, che consentono di catturare i suoni non solo dai lati, ma anche dalla parte anteriore, posteriore, superiore e inferiore. Per la registrazione viene spesso utilizzata una testa artificiale con microfoni integrati nei modelli dei padiglioni auricolari. Questo può sembrare insolito, ma il risultato consente di creare un effetto di presenza molto realistico quando si ascolta con delle buone cuffie.

• Perché è importante utilizzare le cuffie? Le onde sonore provenienti dagli altoparlanti si mescolano e distorcono l'effetto, quindi un posizionamento accurato del suono è possibile solo con le cuffie.
• Perché due microfoni non sono sufficienti? Per ottenere il massimo effetto, è necessario tenere conto dei riflessi sonori della testa, del corpo e delle caratteristiche dei padiglioni auricolari, chiamati HRTF (head-related transfer functions, funzioni di trasferimento relative alla testa);
• Dove viene utilizzato l'audio binaurale? Negli ultimi anni, l'interesse per l'audio binaurale è aumentato grazie allo sviluppo dei videogiochi e delle tecnologie VR, che richiedono una profonda immersione in mondi tridimensionali. L'audio binaurale viene utilizzato anche nella musica, nei film e in generi specifici su YouTube.

Musica

L'audio binaurale è apparso alla fine del XIX secolo. A quel tempo veniva utilizzato un dispositivo chiamato Tetrophone, che permetteva di ascoltare i concerti nei teatri e nelle società filarmoniche tramite telefono. I microfoni nelle sale erano posizionati in modo da creare l'effetto di presenza. Il Tetrophone era molto popolare ed è rimasto in commercio fino al 1932.

Negli anni '30, la prima testa artificiale con microfoni fu creata nei Paesi Bassi, nel Philips Research Laboratory Eindhoven. Questo manichino fu utilizzato per esperimenti sulla trasmissione accurata del suono percepito dall'orecchio umano. Nel 1972, Neumann lanciò il primo manichino commerciale KU 80, prevedendo che avrebbe rivoluzionato la registrazione del suono. Tuttavia, i tecnici del suono rimasero indifferenti e continuarono a utilizzare i microfoni a loro familiari.

Il problema principale era che l'uso dei manichini limitava le possibilità di registrazione e post-elaborazione del suono. I metodi tradizionali di registrazione dei canali consentono di utilizzare microfoni con la direzionalità desiderata, posizionandoli in modo ottimale per catturare i suoni necessari ed escludere quelli superflui. I manichini sono dotati solo di microfoni a condensatore omnidirezionali, il che rende difficile lavorare con lo spazio degli strumenti durante il missaggio. Regolare il livello del volume, equalizzare e comprimere i singoli elementi della registrazione diventa quasi impossibile, il che rappresenta un serio problema per i tecnici del suono.

Ciononostante, alcuni musicisti continuano a sperimentare con il suono 3D. Esempi di musica elettronica sperimentale si possono trovare su YouTube. Lou Reed dei Velvet Underground ha utilizzato registrazioni binaurali nei suoi album da solista, e i Rolling Stones hanno utilizzato questo approccio nell'album Flashpoint.

L'audio binaurale ha guadagnato la massima popolarità nell'industria musicale grazie alla sua capacità di trasmettere il suono di una performance dal vivo. Come alla fine del XIX secolo, oggi il suono 3D è più adatto all'ascolto di concerti, creando un senso di presenza.

Cinema

La storia del suono binaurale nell'industria cinematografica è ancora meno impressionante che nella musica. I film vengono solitamente guardati in compagnia e i cinema silenziosi con cuffie al posto degli altoparlanti sono piuttosto rari. Anche a casa prevalgono i sistemi audio con più altoparlanti, come il 5.1 e il 7.1. Anche l'uso di manichini con teste di gomma sul set causa difficoltà. Di conseguenza, l'audio binaurale non solo è difficile da registrare e mixare, ma ha anche un pubblico limitato.

Recentemente ci sono stati alcuni cambiamenti. Sennheiser ha pubblicato un insolito film indipendente come materiale promozionale per le sue cuffie progettate per la registrazione binaurale. Sebbene i meriti artistici del film siano discutibili, il tentativo stesso di dimostrare le capacità del formato è degno di nota.

Un approccio più serio all'audio binaurale è stato mostrato dai creatori della serie "Doctor Who". Il quarto episodio della decima stagione, "Knock Knock", ha utilizzato una colonna sonora binaurale oltre a quella normale. La trama, che coinvolge una casa con insetti alieni nascosti nelle pareti, ha permesso ai sound designer di creare l'effetto di circondare completamente lo spettatore con suoni come colpi spaventosi, porte che scricchiolano e vento ululante. Anche i film dei festival hanno iniziato a sperimentare il suono surround. Ad esempio, il film horror "Interior", finanziato da Kickstarter, è stato girato utilizzando microfoni binaurali e ha vinto diversi premi. Il documentario "Blind Faith" utilizza questo effetto per trasmettere le sensazioni del protagonista cieco.

YouTube

Se parliamo di generi meno tradizionali di registrazione video, l'audio binaurale è spesso utilizzato nei video ASMR. Sì, sono gli stessi video in cui si sentono fruscii di sacchetti o sussurri. Molte persone li guardano per rilassarsi e provare la piacevole sensazione della pelle d'oca. Il suono surround aiuta a trasmettere questi fruscii, sussurri e picchiettii in modo più naturale.

L'audio binaurale può trasportare l'ascoltatore in un altro ambiente. Ci sono molti appassionati che registrano i suoni delle grandi città, dei luoghi insoliti o dei fenomeni. Ad esempio, in questo modo è possibile ascoltare il suono reale del lancio di un razzo, che nelle normali trasmissioni video viene presentato solo come un rumore inespressivo.

Giochi e realtà virtuale

Sebbene gli sviluppatori competano spesso sulle capacità grafiche dei loro giochi, è il suono che crea il legame più forte con il giocatore. Il suono trasmette meglio le emozioni e l'atmosfera, fornisce informazioni importanti su ciò che sta accadendo, aiuta a costruire paesaggi sonori, espandendo il mondo di gioco, crea tensione e fa persino immaginare al giocatore ciò che rimane dietro le quinte. Inoltre, i giochi vengono spesso giocati con le cuffie e, cosa ancora più importante, qui è possibile utilizzare l'audio binaurale creato artificialmente.

La difficoltà principale nella creazione del suono surround nei giochi è renderlo interattivo. Sebbene la registrazione binaurale tradizionale e la creazione di un panorama in post-elaborazione siano incompatibili, i computer moderni hanno una potenza sufficiente per simulare questo effetto nel software. Tutte le tracce audio vengono registrate e mixate con metodi convenzionali, quindi un algoritmo speciale le elabora, simulando il suono attraverso un padiglione auricolare virtuale, tenendo conto dei riflessi della testa e del corpo. Questo aumenta il carico sul processore, ma consente di godere di tutti i vantaggi dell'audio binaurale senza i suoi principali svantaggi. Su Internet si possono trovare molti giochi che utilizzano l'audio binaurale. Tuttavia, vale la pena sottolineare quei giochi in cui questo formato gioca un ruolo chiave nel gameplay. Ad esempio, nel gioco d'azione stealth Sniper Elite 4, è importante determinare con precisione la fonte degli spari o delle conversazioni nemiche, perché il protagonista, come si può intuire, è un cecchino. E nel gioco Hellblade, gli sviluppatori sono andati ancora oltre: il protagonista soffre di allucinazioni e sente delle voci nella sua testa, e qui l'audio binaurale diventa non solo uno strumento di gioco, ma anche un importante elemento artistico.

Come viene registrato il suono binaurale

Non è necessario uno studio appositamente attrezzato per ottenere l'effetto desiderato nella registrazione binaurale. Il segreto sta nel posizionamento corretto dell'attrezzatura, in modo che il suono venga registrato così come lo sente una persona. In genere, per la registrazione si utilizza una coppia di microfoni, installati al centro dello studio all'altezza della testa umana. La distanza tra i microfoni è quasi la stessa che c'è tra le orecchie. Questa disposizione consente ai microfoni di catturare le onde sonore allo stesso modo dell'udito, creando l'impressione di trovarsi al centro dello studio.

Con lo sviluppo della tecnologia binaurale, ingegneri, tecnici del suono e produttori hanno scoperto che i risultati migliori si ottenevano utilizzando manichini con microfoni incorporati, i cosiddetti "dummy head". Nel corso del tempo, ciò ha portato alla creazione di dispositivi specializzati: manichini con teste in gomma e microfoni incorporati nelle orecchie. Inizialmente, tali sistemi consistevano solo in una testa, ma in seguito alcuni produttori hanno aggiunto un collo e un busto, sottolineando questa caratteristica come elemento chiave dei loro dispositivi. Queste innovazioni non sono nate per noia, ma sono state progettate per facilitare il lavoro dei tecnici del suono rendendo il processo di registrazione più visivo. I tecnici di studio non devono più preoccuparsi di come il suono raggiungerà le orecchie dell'ascoltatore e di come cambierà passando attraverso il corpo umano. Tutto ciò che un manichino di questo tipo registra suona come se il tecnico del suono stesso fosse in piedi al centro dello studio.

Tuttavia, nonostante la sua semplicità, questa tecnologia ha i suoi limiti. L'audio binaurale crea contenuti sonori pensati per l'ascoltatore "medio", senza tenere conto del fatto che il corpo di ogni persona è unico. Le persone differiscono per dimensioni della testa, larghezza delle spalle, lunghezza del collo e persino forma delle orecchie. Queste differenze individuali possono influenzare in modo significativo la percezione del suono e la credibilità dell'audio binaurale. Due persone possono percepire lo stesso suono in modo completamente diverso: una può rimanere impressionata dall'esperienza sonora unica, mentre l'altra può trovare l'intera tecnologia inutile.

Come ascoltare l'audio binaurale

Nonostante esistano vari metodi di registrazione dell'audio binaurale, c'è un solo modo per riprodurlo: attraverso le cuffie. È proprio la necessità di utilizzare le cuffie, insieme alle peculiarità del nostro udito, che impedisce la diffusione di questa tecnologia nell'industria cinematografica e in altre forme d'arte.

Il cervello umano lavora a stretto contatto con l'udito e insieme determinano facilmente la posizione della fonte sonora e la sua distanza. Poiché le nostre orecchie funzionano separatamente l'una dall'altra, il suono raggiunge un orecchio prima dell'altro, il che permette al cervello di determinare con precisione la direzione e l'intensità del suono, nonché la sua posizione.

Cercare di creare un'illusione con gli altoparlanti non funzionerà, perché il cervello sa dove si trovano. Il segnale raggiunge le orecchie quasi istantaneamente e distinguiamo facilmente i suoni reali da quelli registrati. Affinché l'audio binaurale suoni naturale e indistinguibile dal mondo reale, sono necessarie cuffie che isolino i canali sinistro e destro l'uno dall'altro.

Per i cinema, le sale da concerto e altri luoghi di intrattenimento, questo diventa un serio ostacolo. Al momento, le aziende non sono pronte a dotare ogni sala di un numero sufficiente di cuffie. I sistemi audio multicanale sono più economici, più resistenti, si rompono meno spesso ed è impossibile dimenticare accidentalmente di restituirli quando si lascia la sala.

Allora perché abbiamo bisogno di un audio di questo tipo?

Nonostante le difficoltà e l'incertezza dei finanziamenti, i vantaggi dell'audio binaurale superano gli svantaggi, incoraggiando ingegneri e sviluppatori a continuare a migliorare la tecnologia, rendendola più accessibile ed economica.

In primo luogo, l'audio binaurale offre un'esperienza davvero unica: il suono si muove con voi, proprio come nella vita reale. I progressi moderni hanno permesso alla tecnologia di diventare molto precisa. Puoi girare la testa, sederti, alzarti, piegarti: l'audio binaurale nelle cuffie suonerà sempre come se fossi nel mondo reale. Ciò consente all'ascoltatore di essere letteralmente trasportato in un altro ambiente e di rimanervi, indipendentemente dai movimenti. Ad esempio, il plugin Waves Abbey Road Studio 3, recentemente rilasciato, ti permette di trovarti virtualmente nel famoso studio Abbey Road, dove il suono cambia a seconda della posizione della tua testa.

In secondo luogo, questa tecnologia è particolarmente utile per registrare spazi sonori complessi e segnali audio. Con il suo aiuto, è possibile registrare e riprodurre i suoni di una foresta, del mare o persino di un'orchestra sinfonica nel modo più naturale possibile. Il rumore degli alberi e delle foglie fruscianti sembrerà tridimensionale, come se ci si trovasse in mezzo a una foresta, e il suono dell'acqua sarà così realistico che ci si sentirà come su una spiaggia calda o sul ponte di una nave.

L'audio binaurale è diventato particolarmente popolare tra i creatori di contenuti ASMR (Autonomous Sensory Meridian Response), dove nei video vengono utilizzati suoni piacevoli per rilassarsi. YouTube è ora pieno di video di questo tipo, in cui gli autori scoppiano pluriball, accartocciano carta o addirittura mangiano noci e le accompagnano con della birra. L'audio binaurale è ideale per questi video grazie alla trasmissione realistica del suono.

In futuro, quando i sistemi binaurali diventeranno più diffusi e accessibili, questa tecnologia potrebbe diventare il nuovo standard per la registrazione di musica e suoni. Anche se il suono binaurale probabilmente non sostituirà i sistemi surround come il Dolby nei cinema, potrebbe diventare un elemento comune nelle case. Gli ascoltatori potranno sentirsi come se fossero al centro dello studio accanto ai loro musicisti preferiti, immergersi in intense sparatorie virtuali o viaggiare in altri mondi mentre guardano i film. E, soprattutto, tutto ciò che serve è un paio di cuffie, le proprie orecchie e un impianto stereo.