Áudio Binaural

Imagine estar em uma sala de cinema, onde os sons vindos de todos os lados criam a impressão de estar completamente imerso na ação. Os designers de som e cineastas tentam criar esse efeito usando sistemas de som multicanal colocados em todo o teatro. Nos sucessos de bilheteria, é especialmente importante transmitir com precisão o movimento do som para que o público possa se sentir no centro da ação.

O áudio binaural é uma tecnologia que imita a forma como as pessoas percebem os sons na vida real. Embora o som surround e os sistemas multicanais já existam há muito tempo, o áudio binaural ganhou atenção recentemente. Surpreendentemente, utiliza apenas dois canais de áudio, mas cria uma sensação de volume impressionante que não é inferior aos sistemas tradicionais.

O áudio binaural proporciona imersão profunda usando um número mínimo de fontes sonoras. A ideia básica da tecnologia é gravar o som conforme a pessoa o ouve, aproveitando as peculiaridades da audição humana, que percebe o mundo através de dois ouvidos. Isso permite um nível incrível de realismo, mesmo ao ouvir através de fones de ouvido estéreo comuns. Ao contrário dos métodos de gravação padrão, onde o som é capturado por um microfone e o espaço é criado artificialmente, o áudio binaural usa dois microfones, o que permite capturar sons não apenas das laterais, mas também da frente, de trás, de cima e de baixo. Uma cabeça falsa com microfones embutidos nos modelos das aurículas é frequentemente usada para gravação. Isso pode parecer incomum, mas o resultado permite criar um efeito de presença muito realista ao ouvir com bons fones de ouvido.

• Por que é importante usar fones de ouvido? As ondas sonoras dos alto-falantes misturam e distorcem o efeito, portanto, o posicionamento preciso do som só é possível com fones de ouvido;
• Por que dois microfones não são suficientes? Para obter o efeito total, é necessário levar em consideração as reflexões sonoras da cabeça, do corpo e das características das aurículas, o que é denominado HRTF (funções de transferência relacionadas à cabeça);
• Onde o áudio binaural é usado? Nos últimos anos, o interesse pelo áudio binaural aumentou devido ao desenvolvimento de jogos de computador e tecnologias VR, que exigem imersão profunda em mundos tridimensionais. O áudio binaural também é usado em músicas, filmes e gêneros específicos no YouTube.

Música

O áudio binaural apareceu no final do século XIX. Nessa época era utilizado um aparelho denominado Tetrofone, que permitia ouvir concertos em teatros e sociedades filarmónicas através do telefone. Microfones nas salas foram posicionados para criar o efeito de presença. O tetrofone era popular e esteve disponível até 1932.

Na década de 1930, a primeira cabeça artificial com microfones foi criada na Holanda, no Laboratório de Pesquisa Philips em Eindhoven. Este manequim foi utilizado para experimentos com a transmissão precisa do som percebido pelo ouvido humano. Em 1972, Neumann lançou o primeiro manequim comercial KU 80, esperando que revolucionasse a gravação de som. No entanto, os engenheiros de som permaneceram indiferentes e continuaram a usar microfones familiares.

O principal problema era que o uso de manequins limitava as possibilidades de gravação e pós-processamento de som. Os métodos tradicionais de gravação de canais permitem utilizar microfones com a direcionalidade desejada, posicionando-os de maneira ideal para capturar os sons necessários e excluir os desnecessários. Os manequins são equipados apenas com microfones condensadores omnidirecionais, o que dificulta trabalhar com o espaço dos instrumentos durante a mixagem. Ajustar o nível de volume, equalizar e compactar elementos individuais da gravação torna-se quase impossível, o que é um problema sério para os engenheiros de som.

No entanto, alguns músicos continuam a experimentar o som 3D. Exemplos de música eletrônica experimental podem ser encontrados no YouTube. Lou Reed do The Velvet Underground usou gravações binaurais em seus álbuns solo, e os Rolling Stones usaram essa abordagem no álbum Flashpoint.

O áudio binaural ganhou maior popularidade na indústria musical devido à sua capacidade de transmitir o som de uma apresentação ao vivo. Tal como no final do século XIX, o som 3D é hoje mais adequado para ouvir concertos, criando uma sensação de presença.

Cinema

A história do som binaural na indústria cinematográfica é ainda menos impressionante do que na música. Os filmes geralmente são assistidos em companhia, e cinemas silenciosos com fones de ouvido em vez de alto-falantes são uma raridade. Em casa, também prevalecem os sistemas de áudio com múltiplos alto-falantes, como 5.1 e 7.1. A utilização de manequins com cabeças de borracha no set também causa dificuldades. Como resultado, o áudio binaural não é apenas difícil de gravar e mixar, mas também tem um público limitado.

Recentemente, houve algumas mudanças. A Sennheiser lançou um filme independente incomum como material promocional para seu fone de ouvido projetado para gravação binaural. Embora os méritos artísticos do filme sejam questionáveis, a própria tentativa de demonstrar as capacidades do formato é digna de nota.

Uma abordagem mais séria ao áudio binaural foi mostrada pelos criadores da série “Doctor Who”. O quarto episódio da décima temporada, “Knock Knock”, usou trilha sonora binaural além da normal. O enredo, que envolve uma casa com insetos alienígenas escondidos nas paredes, permitiu aos designers de som criar o efeito de cercar completamente o espectador com sons como batidas assustadoras, portas rangendo e vento uivante. Os filmes do festival também começaram a experimentar o som surround. Por exemplo, o filme de terror “Interior”, financiado pelo Kickstarter, foi filmado com microfones binaurais e ganhou vários prêmios. O documentário “Blind Faith” utiliza o efeito para transmitir os sentimentos do protagonista cego.

YouTube

Se falamos de gêneros menos tradicionais de gravação de vídeo, o áudio binaural é frequentemente usado em vídeos ASMR. Sim, esses são os mesmos vídeos em que farfalham bolsas ou sussurram. Muitas pessoas os observam para relaxar e experimentar a agradável sensação de arrepios na pele. O som surround ajuda a transmitir esses sons sussurrantes, sussurros e batidas com mais naturalidade.

O áudio binaural pode transportar o ouvinte para outro ambiente. São muitos os entusiastas que gravam sons de grandes cidades, lugares ou fenômenos inusitados. Por exemplo, desta forma você pode ouvir o som real do lançamento de um foguete, que nas transmissões regulares de vídeo é apresentado apenas como um ruído inexpressivo.

Jogos e RV

Embora os desenvolvedores muitas vezes concorram nas capacidades gráficas de seus jogos, é o som que cria a conexão mais forte com o jogador. O som transmite melhor as emoções e a atmosfera, fornece informações importantes sobre o que está acontecendo, ajuda a construir paisagens sonoras, expandindo o mundo do jogo, cria tensão e ainda faz o jogador imaginar o que resta nos bastidores. Além disso, os jogos costumam ser jogados com fones de ouvido e, mais importante, áudio binaural criado artificialmente pode ser usado aqui.

A principal dificuldade na criação de som surround em jogos é torná-lo interativo. Embora a gravação binaural tradicional e a criação de um panorama no pós-processamento sejam incompatíveis, os computadores modernos têm potência suficiente para simular esse efeito em software. Todas as trilhas sonoras são gravadas e mixadas por métodos convencionais e, em seguida, um algoritmo especial as processa, simulando o som através de uma aurícula virtual, levando em consideração os reflexos da cabeça e do corpo. Isso aumenta a carga do processador, mas permite aproveitar todos os benefícios do áudio binaural sem suas principais desvantagens. Você pode encontrar muitos jogos na Internet que usam áudio binaural. Porém, vale destacar aqueles jogos em que este formato desempenha um papel fundamental na jogabilidade. Por exemplo, no jogo de ação furtiva Sniper Elite 4, é importante determinar com precisão a origem dos tiros ou das conversas inimigas, porque o personagem principal, como você pode imaginar, é um atirador de elite. E no jogo Hellblade, os desenvolvedores foram ainda mais longe: o personagem principal sofre de alucinações e ouve vozes em sua cabeça, e aqui o áudio binaural se torna não apenas uma ferramenta de jogo, mas também um importante elemento artístico.

Como o som binaural é gravado

Você não precisa de um estúdio especialmente equipado para obter o efeito desejado na gravação binaural. O segredo está no posicionamento correto do equipamento para que o som seja gravado da maneira que a pessoa ouve. Normalmente, para a gravação, é usado um par de microfones, instalados no centro do estúdio, na altura de uma cabeça humana. A distância entre os microfones é quase igual à distância entre as orelhas. Esse arranjo permite que os microfones captem ondas sonoras da mesma forma que a audição, criando a impressão de que você está no centro do estúdio.

À medida que a tecnologia binaural se desenvolveu, engenheiros, engenheiros de som e fabricantes descobriram que os melhores resultados eram alcançados utilizando manequins com microfones incorporados, a chamada “cabeça de manequim”. Com o tempo, isso levou à criação de dispositivos especializados – manequins com cabeças de borracha e microfones embutidos nos ouvidos. Inicialmente, tais sistemas consistiam apenas em uma cabeça, mas posteriormente alguns fabricantes adicionaram pescoço e torso, enfatizando isso como uma característica fundamental de seus dispositivos. Estas inovações não surgiram do tédio; eles são projetados para facilitar o trabalho dos engenheiros de som, tornando o processo de gravação mais visual. Os engenheiros de estúdio não se preocupam mais em como o som chegará aos ouvidos do ouvinte e como ele mudará ao passar pelo corpo humano. Tudo o que esse manequim grava soa como se o próprio engenheiro de som estivesse parado no meio do estúdio.

Porém, apesar de sua simplicidade, a tecnologia tem suas limitações. O áudio binaural cria conteúdo sonoro pensado para o ouvinte “médio”, sem levar em conta que o corpo de cada pessoa é único. As pessoas diferem no tamanho da cabeça, na largura dos ombros, no comprimento do pescoço e até no formato das orelhas. Essas diferenças individuais podem afetar significativamente a percepção do som e a credibilidade do áudio binaural. Duas pessoas podem perceber o mesmo som de maneira completamente diferente: uma pode ficar impressionada com a experiência sonora única, enquanto outra pode achar toda a tecnologia inútil.

Como ouvir áudio binaural

Apesar da existência de vários métodos de gravação de áudio binaural, só existe uma maneira de reproduzi-lo – através de fones de ouvido. É a necessidade de fones de ouvido, bem como as peculiaridades da nossa audição, que impedem a difusão dessa tecnologia na indústria cinematográfica e em outras formas de arte.

O cérebro humano trabalha em estreita colaboração com a audição e, juntos, determinam facilmente a localização da fonte sonora e sua distância. Como nossos ouvidos funcionam separadamente, o som chega a um ouvido antes do outro, o que permite ao cérebro determinar com precisão a direção e a intensidade do som, bem como sua localização.

Tentar criar uma ilusão com alto-falantes não funcionará, porque o cérebro sabe onde eles estão. O sinal chega aos ouvidos quase instantaneamente e distinguimos facilmente os sons reais dos gravados. Para que o áudio binaural soe natural e indistinguível do mundo real, são necessários fones de ouvido que isolem os canais esquerdo e direito um do outro.

Para cinemas, salas de concertos e outros locais de entretenimento, isso se torna um sério obstáculo. No momento, as empresas não estão preparadas para equipar cada sala com um número suficiente de fones de ouvido. Os sistemas de áudio multicanal são mais baratos, são mais duráveis, quebram com menos frequência e é impossível esquecer acidentalmente de devolvê-los ao sair do salão.

Então, por que precisamos desse áudio?

Apesar das dificuldades e da incerteza no financiamento, as vantagens do áudio binaural superam as desvantagens, incentivando engenheiros e desenvolvedores a continuarem a melhorar a tecnologia, tornando-a mais acessível e barata.

Em primeiro lugar, o áudio binaural proporciona uma experiência verdadeiramente única: o som move-se consigo, tal como acontece na vida real. Os avanços modernos permitiram que a tecnologia se tornasse muito precisa. Você pode virar a cabeça, sentar, ficar de pé, curvar-se – e o áudio binaural nos fones de ouvido sempre soará como se você estivesse no mundo real. Isso permite que o ouvinte seja literalmente transportado para outro ambiente e permaneça ali, independente do movimento. Por exemplo, o plugin Waves Abbey Road Studio 3 lançado recentemente permite que você se encontre virtualmente no famoso estúdio Abbey Road, onde o som muda dependendo da posição de sua cabeça.

Em segundo lugar, esta tecnologia é especialmente útil para gravar espaços sonoros e sinais de áudio complexos. Com a sua ajuda, poderá gravar e reproduzir os sons de uma floresta, do mar ou mesmo de uma orquestra sinfónica da forma mais natural. O barulho das árvores e do farfalhar das folhas parecerá tridimensional, como se você estivesse no meio de uma floresta, e o som da água será tão realista que você se sentirá como se estivesse em uma praia quente ou no deck de um barco.

O áudio binaural se tornou especialmente popular entre os criadores de conteúdo ASMR (Autonomous Sensory Meridian Response), onde sons agradáveis ​​são usados ​​em vídeos para relaxar. O YouTube agora está cheio desses vídeos, onde os autores estouram plástico-bolha, amassam papel ou até comem nozes e acompanham-nas com cerveja. O áudio binaural é ideal para esses vídeos devido à transmissão realista do som.

No futuro, quando os sistemas binaurais se tornarem mais difundidos e acessíveis, esta tecnologia poderá tornar-se o novo padrão para gravação de música e som. Embora o som binaural provavelmente não substitua os sistemas surround como o Dolby nos cinemas, ele pode se tornar um elemento comum em casa. Os ouvintes poderão se sentir como se estivessem no centro do estúdio ao lado de seus músicos favoritos, mergulhar em intensos tiroteios virtuais ou viajar para outros mundos enquanto assistem a filmes. E o melhor de tudo: tudo que você precisa é de um par de fones de ouvido, seus próprios ouvidos e um sistema estéreo.