Áudio binaural

Imagine estar num 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 multicanais colocados em todo o cinema. Em filmes de grande sucesso, é especialmente importante transmitir com precisão o movimento do som para que o público possa sentir que está 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 destaque recentemente. Surpreendentemente, ele usa apenas dois canais de áudio, mas cria uma sensação impressionante de volume que não é inferior aos sistemas tradicionais.

O áudio binaural proporciona uma imersão profunda usando um número mínimo de fontes de som. A ideia básica da tecnologia é gravar o som como uma 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 auscultadores estéreo comuns. Ao contrário dos métodos de gravação padrão, em que 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 dos lados, mas também da frente, de trás, de cima e de baixo. Uma cabeça artificial 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 auscultadores.

• Por que é importante usar auscultadores? As ondas sonoras dos altifalantes misturam-se e distorcem o efeito, portanto, o posicionamento preciso do som só é possível com auscultadores;
• Por que dois microfones não são suficientes? Para obter o efeito completo, é necessário levar em consideração os reflexos sonoros da cabeça, do corpo e das características das aurículas, o que é chamado de HRTF (funções de transferência relacionadas à cabeça);
• Onde é utilizado o áudio binaural? Nos últimos anos, o interesse pelo áudio binaural aumentou devido ao desenvolvimento de jogos de computador e tecnologias de RV, que exigem uma imersão profunda em mundos tridimensionais. O áudio binaural também é utilizado em música, filmes e géneros específicos no YouTube.

Música

O áudio binaural surgiu no final do século XIX. Naquela época, era utilizado um dispositivo chamado Tetrophone, que permitia ouvir concertos em teatros e sociedades filarmónicas através do telefone. Os microfones nas salas eram posicionados de forma a criar o efeito de presença. O Tetrophone 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 Eindhoven. Este manequim era usado para experiências com a transmissão precisa do som percebido pelo ouvido humano. Em 1972, Neumann lançou o primeiro manequim comercial KU 80, esperando que ele 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 canal permitem usar microfones com a direcionalidade desejada, colocando-os de forma ideal para capturar os sons necessários e excluir os desnecessários. Os manequins são equipados apenas com microfones condensadores omnidirecionais, o que dificulta o trabalho com o espaço dos instrumentos durante a mixagem. Ajustar o nível de volume, equalizar e comprimir 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 eletrónica experimental podem ser encontrados no YouTube. Lou Reed, do The Velvet Underground, usou gravações binaurais em seus álbuns a solo, e os Rolling Stones usaram essa abordagem no álbum Flashpoint.

O áudio binaural ganhou grande popularidade na indústria musical devido à sua capacidade de transmitir o som de uma apresentação ao vivo. Assim como no final do século XIX, o som 3D hoje é 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 são geralmente assistidos em companhia, e cinemas silenciosos com auscultadores em vez de altifalantes são uma raridade. Em casa, também prevalecem os sistemas de áudio com vários altifalantes, como 5.1 e 7.1. O uso 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 seus fones de ouvido projetados 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 uma trilha sonora binaural além da normal. O enredo, que envolve uma casa com insetos alienígenas escondidos nas paredes, permitiu que os designers de som criassem o efeito de envolver completamente o espectador com sons como batidas assustadoras, portas rangendo e vento uivante. Os filmes de festivais também começaram a experimentar o som surround. Por exemplo, o filme de terror “Interior”, financiado pelo Kickstarter, foi filmado usando microfones binaurais e ganhou vários prémios. O documentário “Blind Faith” usa o efeito para transmitir os sentimentos do protagonista cego.

YouTube

Se falarmos de géneros menos tradicionais de gravação de vídeo, o áudio binaural é frequentemente usado em vídeos ASMR. Sim, são os mesmos vídeos em que se ouve o barulho de sacos ou sussurros. Muitas pessoas assistem a eles para relaxar e experimentar a sensação agradável de arrepios na pele. O som surround ajuda a transmitir esses sons de barulho, sussurros e batidas de forma mais natural.

O áudio binaural pode transportar o ouvinte para outro ambiente. Existem muitos entusiastas que gravam os sons de grandes cidades, lugares ou fenómenos incomuns. Por exemplo, dessa forma, é possível ouvir o som real do lançamento de um foguete, que em transmissões de vídeo normais é apresentado apenas como um ruído inexpressivo.

Jogos e RV

Embora os desenvolvedores frequentemente competam 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 a acontecer, ajuda a construir paisagens sonoras, expandindo o mundo do jogo, cria tensão e até faz o jogador imaginar o que fica por trás das cenas. Além disso, os jogos são frequentemente jogados com fones de ouvido e, mais importante, o áudio binaural criado artificialmente pode ser usado aqui.

A principal dificuldade em criar 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 faixas de som são gravadas e mixadas usando 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 no processador, mas permite que você aproveite todos os benefícios do áudio binaural sem suas principais desvantagens. Você pode encontrar muitos jogos na Internet que usam áudio binaural. No entanto, vale a pena destacar aqueles jogos em que esse 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 dos inimigos, 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 na sua cabeça, e aqui o áudio binaural torna-se não apenas uma ferramenta de jogabilidade, mas também um importante elemento artístico.

Como o som binaural é gravado

Não é necessário 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 como uma pessoa o ouve. Normalmente, um par de microfones é usado para gravação, instalados no centro do estúdio, na altura da cabeça humana. A distância entre os microfones é quase a mesma que entre as orelhas. Esse arranjo permite que os microfones capturem ondas sonoras da mesma forma que a audição, criando a impressão de que você mesmo está no centro do estúdio.

À medida que a tecnologia binaural se desenvolveu, engenheiros, técnicos de som e fabricantes descobriram que os melhores resultados eram obtidos usando manequins com microfones embutidos, os chamados «manequins com cabeça». Com o tempo, isso levou à criação de dispositivos especializados — manequins com cabeças de borracha e microfones embutidos nas orelhas. Inicialmente, esses sistemas consistiam apenas em uma cabeça, mas depois alguns fabricantes adicionaram um pescoço e um tronco, enfatizando isso como uma característica fundamental de seus dispositivos. Essas inovações não surgiram por tédio; elas foram projetadas para facilitar o trabalho dos engenheiros de som, tornando o processo de gravação mais visual. Os engenheiros de estúdio não precisam mais se preocupar com a forma 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 no meio do estúdio.

No entanto, apesar da sua simplicidade, a tecnologia tem as suas limitações. O áudio binaural cria conteúdo sonoro projetado para o ouvinte “médio”, sem levar em conta que o corpo de cada pessoa é único. As pessoas diferem no tamanho da cabeça, largura dos ombros, comprimento do pescoço e até mesmo 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 maneiras completamente diferentes: uma pode ficar impressionada com a experiência sonora única, enquanto a outra pode achar toda a tecnologia inútil.

Como ouvir áudio binaural

Apesar da existência de vários métodos de gravação de áudio binaural, há apenas uma maneira de reproduzi-lo: através de auscultadores. É a necessidade de auscultadores, bem como as peculiaridades da nossa audição, que impede a disseminação dessa tecnologia na indústria cinematográfica e em outras formas de arte.

O cérebro humano trabalha em estreita colaboração com a audição e, juntos, eles determinam facilmente a localização da fonte sonora e a sua distância. Como os nossos ouvidos funcionam separadamente um do outro, 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 a sua localização.

Tentar criar uma ilusão com altifalantes 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 auscultadores que isolem os canais esquerdo e direito um do outro.

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

Então, por que precisamos desse tipo de áudio?

Apesar das dificuldades e incertezas no financiamento, as vantagens do áudio binaural superam as desvantagens, incentivando engenheiros e desenvolvedores a continuar 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 na vida real. Os avanços modernos permitiram que a tecnologia se tornasse muito precisa. Você pode virar a cabeça, sentar, levantar, inclinar-se – e o áudio binaural nos auscultadores sempre soará como se você estivesse no mundo real. Isso permite que o ouvinte seja literalmente transportado para outro ambiente e permaneça lá, independentemente 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 da sua cabeça.

Em segundo lugar, esta tecnologia é especialmente útil para gravar espaços sonoros complexos e sinais de áudio. Com a sua ajuda, pode gravar e reproduzir os sons de uma floresta, do mar ou até mesmo de uma orquestra sinfónica da forma mais natural possível. O ruído das árvores e o farfalhar das folhas parecerão tridimensionais, como se estivesse no meio de uma floresta, e o som da água será tão realista que se sentirá como se estivesse numa praia quente ou no convés de um navio.

O áudio binaural tornou-se especialmente popular entre os criadores de conteúdo ASMR (Resposta Sensorial Autonoma do Meridiano), onde sons agradáveis são usados em vídeos para relaxar. O YouTube agora está cheio desses vídeos, onde os autores estalam plástico bolha, amassam papel ou até comem nozes e as acompanham 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, essa tecnologia poderá se tornar o novo padrão para gravação de música e som. Embora o som binaural provavelmente não substitua sistemas surround como o Dolby nos cinemas, ele pode se tornar um elemento comum em casa. Os ouvintes poderão sentir-se como se estivessem no centro do estúdio ao lado dos seus músicos favoritos, mergulhar em intensos tiroteios virtuais ou viajar para outros mundos enquanto assistem a filmes. E o melhor de tudo é que tudo o que precisa é de um par de auscultadores, os seus próprios ouvidos e um sistema estéreo.