El Sonido Envolvente VS El Audio 3D Binaural (Demo)

Muchas veces se suele confundir estas dos terminologías o se suele pensar que son lo mismo. Sin embargo esto dista mucho de la realidad. Es importante destacar que al sonido envolvente se lo define como la reproducción audiovisual en donde se intenta representar la direccionalidad y espacialidad de lo representado en pantalla, a través de un conjunto de altavoces dispuestos específicamente a lo largo de una habitación.

Figura 1: Sistema de reproducción envolvente 5.1

Entre las configuraciones más utilizadas del sonido envolvente se tiene por ejemplo la 5.1, 7.1; sin embargo existen configuraciones que pueden llegar  hasta los 22.2 en algunas ocasiones.

Pero ¿Qué significan los números 5.1, 7.1?.

Muchas veces esa es la pregunta más frecuente que se suele realizar sobre todo a la hora de comprar una película o videojuego con esos formatos.

Figura 2: Parte trasera del disco bluray de Marvel Vengadores Infinity War

Los números 5.1 y 7.1 hacen referencia a la cantidad de altavoces de rango extendido de frecuencias y sub bajos  que deben estar dispuestos en la sala de reproducción audiovisual. El caso de 5.1 hace referencia a cinco altavoces dispuestos alrededor de la sala y un altavoz de sub bajos; en cambio 7.1 hace referencia a siete altavoces dispuestos alrededor de la sala con la presencia de un altavoz de sub bajos.

Estos son los ejemplos de 5.1 y 7.1 respectivamente

Figura 3: disposición de sala 5.1

Figura 4: Disposición de la sala 7.1

En cambio el campo del audio 3D viene relacionado con una sub área de la acústica llamada “acústica biaural”. La cual se basa en el estudio de la percepción de la direccionalidad y espacialidad que se tiene al escuchar con los oídos desde el punto de vista del individuo.

Alguna vez se han preguntado ¿Por qué se tiene dos oídos y dos ojos?.

En el caso de la visión el poseer dos ojos permite un proceso de triangulación entre los ojos y un objeto lejano. Esto automáticamente da a la mente algo que se llama “percepción de profundidad”. Por medio de este proceso, el ser humano puede saber aproximadamente a que distancia se encuentra un objeto respecto de sí mismo.

Figura 5: Percepción de profundidad visual.

Este es el truco utilizado principalmente en la reproducción de películas 3D y la utilización de la estereoscopia, en donde al utilizar gafas se independiza la visión del ojo izquierdo con la del derecho, repercutiendo en la percepción de  profundidad desde nuestra mente, muy al contrario de la creencia popular de su origen en la pantalla.

Figura 6: Polarización para independencia de visualización ojo izquierdo y derecho

Cuando una onda sonora viaja frontalmente hacia nosotros el sonido que se percibe en ambos oídos viene con la misma intensidad y sin ninguna diferencia de tiempo. Por defecto la mente humana automáticamente sabe que el sonido es frontal.

Observemos ahora la siguiente gráfica

Figura 7: Direccionalidad de un sonido ubicado a la derecha del individuo

Para este caso en particular se puede observar que el sonido llega al oído derecho más rápido que al oído izquierdo, ya que el primero se encuentra ligeramente más cerca a la fuente el un oído que el otro. Es importante recordar que el sonido viaja a una velocidad constante de 344m/s aproximadamente, y también que en campo libre el sonido decae 6db cada vez que se duplica la distancia a la fuente.

Por lo tanto el sonido que llega al oído derecho llegara más rápido e intenso que el oído izquierdo; estas diferencias sutiles pero existentes,  hacen que el cerebro pueda identificar la procedencia del sonido automáticamente

Cabe recalcar que si bien es cierto la diferencia de tiempos e intensidades son los factores más importantes para poder identificar la procedencia de un sonido; estos nos son los únicos factores, dado que la percepción de campo es tridimensional por ejemplo para sonidos que vienen de arriba o de abajo también influye la forma del pabellón auricular, la absorción sonora por parte de la cabeza y la sombra acústica que esta genera entre otras.

Figura 8: Ecualización del oído en el eje Y.

Figura 9: Ecualización del oído en el eje X y Z

La espacialidad en cambio es el entorno en donde se manifiesta un fenómeno sonoro y en la vida real viene dado exclusivamente por la reverberación que posee un recinto; es decir la cantidad de reflexión sonora que se obtiene cuando el sonido choca con las paredes y estas se redireccionan dentro del mismo.

Figura 10: Reverberación de una sala.

La audición humana es capaz de poder identificar por ejemplo si una habitación es grande, pequeña, absorbente, reflectante y/o si posee superficies regulares e irregulares.

El entender el funcionamiento de la direccionalidad  y espacialidad en el oído humano no definen lo que es el audio 3D en sí. Sin embargo, desde el punto de vista electroacústico y de reproducción de audio 3D, se lo logra mediante la utilización de audífonos, con el único fin de poder independizar la audición del oído izquierdo con respecto al oído derecho tal como se utilizan las gafas para ver películas en 3D.

Desde el punto de vista de la grabación se suelen utilizar técnicas de microfonía en estéreo, así como la utilización de “Dummy Heads” para captar in-situ una producción; estas dummy heads son modelos de cabezas que incorporan micrófonos en donde se deberían situar fisiológicamente los tímpanos.

Figura 11: Dummy head modelo Neumann KU 100 para grabación Binaural.

Se puede concluir que escuchar audio 3D es el resultado de la reproducción de un audio de dos canales en los cuales el audífono izquierdo reproduce lo que el oído humano escucharía en la “realidad” tal como si estuviese en dicho espacio, y lo mismo para el oído derecho. Ejemplos demostrativos de este tipo de técnicas se pueden escuchar en internet con el nombre de “HOLOFONÍAS”.

Lo importante de esto es entender las diferencias principales existentes entre el sonido envolvente vs. el sonido 3D binaural ya que por lo visto, hasta el momento son dos técnicas completamente diferentes. Sin embargo, ambas técnicas tienen un elemento común para con el usuario y la palabra clave es “inmersión”.

Lo que se desea en la producción audiovisual es que el espectador pueda inmergirse como si fuese parte de la película o videojuego. Y ambas técnicas, a su manera, pueden lograrlo.

Desde el punto de vista técnico, es estrictamente necesario entender el formato nativo de reproducción así como el reproductor adecuado, que nos permita vivir a plenitud dicha experiencia inmersiva; y es ahí donde la mayoría de la gente que no tiene un conocimiento especializado en audio suele cometer errores.

Por ejemplo, el error más común es:

• La gente piensa que las películas o juegos por defecto reproducirían en sus televisores comunes de dos altavoces este tipo de formatos. Esto es imposible dado que para 5.1 y 7.1 se necesitan varios altavoces y que los mismos se ubiquen específicamente en ciertas partes de la sala, mientras que para el audio 3D binaural, los audífonos son obligatorios.
• Otro error tiene que ver con que no se utiliza el protocolo adecuado de conexión entre el reproductor y los altavoces en el caso de sonido envolvente. De hecho, los puertos adecuados son conectados a través de cables ópticos, RCA independientes por canal y HDMI.

Figura 12: Puertos de conexión para sonido envolvente

• Otro error común es que aun cuando la conexión de hardware está bien realizada, la gente suele olvidar hacer la configuración en su software. En otras palabras, en los menús de las películas o videojuegos, deberían acceder a las opciones de audio y elegir el modo “surround” o “5.1”, ”7.1” para envolvente y “binaural” para audio 3D

Figura 13: Ejemplo de configuración de audio Binaural videojuego “Resident evil 2 Remake”

Figura 14: Ejemplo de configuración de envolvente película “The Oxford Murders”

¿Qué es mejor audio envolvente o audio 3D binaural?

La respuesta definitiva a esta interrogante viene principalmente de la perspectiva del usuario, dado que cada una de estas técnicas tiene ciertas ventajas y desventajas:

• El sonido envolvente puede ser disfrutado por más de un usuario por ejemplo si se la ve en un sillón horizontal con varias personas o en una sala de cine. Teniendo en cuenta que siempre la mejor posición será en el centro de la sala desde el punto de vista audiovisual. En cambio el sonido binaural limita a un único usuario y con audífonos.

• Se puede simular una sala envolvente por medio de técnicas binaurales, mientras que no se puede simular audio 3D por medio de una sala envolvente

• Instalar un sistema se sonido envolvente es considerablemente más costoso que la utilización de audífonos de estudio, considerados los más profesionales.

• Para poder escuchar audio 3D binaural no será necesario depender de una sala y su acústica a diferencia del sonido envolvente bien logrado

• La simulación de audio 3D es mucho más compleja que la realización de mezcla 5.1 para películas.

Como se puede observar, ambos sistemas tienen sus cualidades; lo importante es que la gente en general utilice estas técnicas para que se tenga una nueva experiencia inmersiva de su formato de entretenimiento favorito y no desaprovechar las bondades que la tecnología actual nos brinda.