Моно. Стерео. Об'ємний звук. Просторовий звук. Бінауральний звук. Існує ціла купа різних способів сприйняття звуку слухачем.

У цій публікації ми розглянемо все про бінауральне аудіо: як воно працює, різницю між просторовим і бінауральним аудіо, як робити власні бінауральні записи та багато іншого.

Тож одягайте улюблені навушники і підключайтеся до звуку.

Визначення: Що таке бінауральне аудіо?

Згідно з Merriam-Webster, істинне визначення бінаурального звуку - це те , що стосується двох або обох вух, пов'язане з ними або залучає їх.

Отже, якщо ви розумієте буквально, то все, що ви відчуваєте, - це бінауральне аудіо.

Додаткова плутанина виникає через те, що термін "бінауральний" використовувався як маркетинговий хід у 1950-х роках звукозаписною індустрією, коли мова йшла про стереофонічне аудіо. Технічно, вони не брехали, але як би ви не ставилися до великих корпорацій, термін відтоді пішов далі.

Сьогодні, коли люди говорять про бінауральне аудіо, вони мають на увазі особливий спосіб запису звуку, який імітує те, як людські вуха вловлюють звукові хвилі.

За допомогою цієї техніки звуки розміщуються у трьох вимірах, що дає слухачеві повне занурення в атмосферу. Бінауральне аудіо поміщає слухача в центр місця запису, створюючи 360-градусну бульбашку звукової краси, якою він може насолоджуватися.

Однак магія не працює, якщо бінауральне аудіо відтворюється через колонки. Щоб отримати повний бінауральний ефект, потрібно носити стереонавушники, в яких лівий і правий аудіоканали ізольовані так само, як і в людському слуху.

Бінауральне аудіо - це новомодна мета-фішка?

Звісно ж, ні. Задовго до того, як Цукерберг ще навіть не з'явився на світ, французький інженер і винахідник Клеман Адер наприкінці 19-го століття створив перший бінауральний пристрій. Ці перші грубі експерименти з бінауральним аудіо використовувалися для передачі оперних вистав і п'єс через телефонну систему в Парижі.

Розміщення мікрофонів уздовж сцени та спеціальна гарнітура, яку носили абоненти, відтворювали звучання акторів у стереофонічному полі сцени.

Через непомірну вартість обладнання, необхідного для запису бінаурального звуку, і незручність носіння навушників для відтворення ефекту, бінауральне аудіо відійшло в тінь.

Однак, коли технології дешевшали, а використання навушників ставало дедалі популярнішим, бінауральне аудіо почало повертатися.

Чи є бінауральне аудіо об'ємним звуком у навушниках?

У світі кіно і телебачення звукорежисери та звукорежисери використовують об'ємний звук, щоб розмістити аудиторію в просторі, передаючи звук через динаміки, розміщені в різних місцях кімнати або театру.

Іншими словами, звук у міксі 5.1 був штучно розміщений у просторі для створення ефекту занурення.

З іншого боку, бінауральне аудіо записується так само, як звуки реального світу сприймаються нашими двома вухами (докладніше про це пізніше). Крім того, йому потрібно лише два аудіоканали, щоб творити свою магію.

Отже, у бінауральному аудіо досвіді звукові хвилі відтворюються так само, як вони були "почуті", а не штучно розміщені, щоб наш мозок міг їх інтерпретувати.

Технологія 360° звуку для фільмів, така як Dolby Atmos, використовує бінауральну симуляцію, щоб адаптувати 360 звукових доріжок для використання в навушниках.

Як працює бінауральне аудіо?

Щоб краще зрозуміти, як працює бінауральне аудіо, ми повинні поглянути на те, як людське вухо сприймає звуки.

Людський мозок здатен локалізувати звуки, що надходять звідусіль, визначаючи різницю в часі між тим, коли сигнал надходить до лівого та правого вуха відповідно. Навіть різниці в мілісекунду достатньо, щоб визначити, чи знаходяться джерела звуку праворуч або ліворуч від нас.

Але це виходить за межі двовимірної площини того, чи звук знаходиться ліворуч або праворуч від нас. Як ви, напевно, вже знаєте, людське вухо складається з декількох частин, і зовнішнє вухо (крислата частина збоку голови) фільтрує звук складними способами завдяки складкам і вигинам, які роблять його таким схожим на вухо.

Завдяки високотехнологічній системі, створеній природою, ми можемо розрізняти, чи знаходиться джерело звуку попереду, позаду, ліворуч або праворуч, над або під нами. Впевнений, ви погодитеся, що це важливий механізм виживання.

Ще більше ускладнює ситуацію те, що на наш слух впливає розмір і форма голови - акустичний ефект, який називається функцією передачі, пов'язаною з головою. Більше того, наші вуха унікальні, тому немає двох людей, які б сприймали звук однаково.

Враховуючи складність людської слухової системи, не дивно, що ви не можете просто взяти два мікрофони і створити бінауральний запис. Але завдяки сучасним технологіям можна записати звук так само, як ми сприймаємо його в реальному світі, і відтворити ефект занурення в аудіо.

Як робиться бінауральний аудіозапис?

Бінауральний запис працює шляхом відтворення того, як ми чуємо звукові хвилі в реальному житті. Для цього вам знадобляться бінауральні мікрофони - в основному пара мікрофонів, розташованих на відстані ширини голови.

Насправді, один з найвідоміших бінауральних мікрофонів, Neumann KU 100, використовує справжню манекен-голову для розміщення мікрофонів.

Але це ще не все. Пам'ятаєте, як зовнішні вуха фільтрують звуки, щоб допомогти з просторовою орієнтацією? Справжній бінауральний мікрофон повинен імітувати акустичні маніпуляції з передавальною функцією, які природним чином виконує людська голова. Цього можна досягти або за допомогою навушників, або за допомогою вушних вкладишів.

Налаштувавши таким чином бінауральний мікрофон, ви можете вловлювати звук так само, як це роблять наші вуха, і записувати його у простий стереофайл.

Які мікрофони потрібні для бінаурального запису?

Колись бінауральний мікрофон коштував цілий статок. Сьогодні ви можете придбати їх за більш доступну ціну (якщо тільки ви не хочете витратити купу готівки). Ось кілька варіантів для перевірки.

Розумна гарнітура Sennheiser Ambeo

Ця гарнітура від Sennheiser - найдоступніший варіант для створення власних бінауральних записів. Вона оснащена навушниками, які вдягаються на вухо, подібно до слухових апаратів або вушних моніторів, в яких розміщені всеспрямовані мікрофони для захоплення бінаурального звуку.

Отриманий звук може бути захоплений вашим смартфоном, що дозволяє створювати відео зі стереозаписом у 3D-звучанні.

Бінауральний мікрофон Sonic Presence SP15 Pro

Ці навушники схожі на вкладиші, але оскільки в них розміщені маленькі мікрофони, вони висять на вушних раковинах, а не розміщені всередині них.

Лівий і правий канали цього бінаурального мікрофона потрібно підключити до аудіоінтерфейсу для захоплення звуку. Модель SP15C закінчується роз'ємом USB-C, а не XLR, що дозволяє підключати його безпосередньо до смартфонів і планшетів.

Лінійка 3Dio Sound FS

З лінійкою FS від 3Dio ми виходимо на про-територію. Форми у формі вух допомагають точно відтворити джерела звуку так, ніби їх чують людські вуха.

Розмір і можливість кріплення роблять ці мікрофони ідеальними для відеооператорів або звукорежисерів, які хочуть записати 3D-звук. Ціна починається від $400 і доходить до $2,000.

Neumann KU 100

Дідусь бінауральних мікрофонів, Neumann KU 100, має дві всеспрямовані конденсаторні капсули, вбудовані в штучні "вуха" з обох боків голови манекена.

Таким чином, слухач може відчути звук так, ніби він слухає власними вухами в позиції запису.

Neumann KU використовувався для живих виступів Піттсбурзьким ансамблем нової музики, а також є улюбленим інструментом для радіопостановок BBC.

У чому різниця між бінауральним і просторовим аудіо?

Уявіть, що ви сидите на сцені в оточенні чотирьох музикантів, які утворюють чотири кути квадрата навколо вас. Віолончель може бути спереду ліворуч, кларнет - спереду праворуч, гітара - позаду вас і ліворуч, а шейкер (бо всі люблять перкусію) - позаду і праворуч від вас.

Якби ви зробили бінауральний запис цієї установки, вона звучала б так само з точки зору розташування інструментів.

Якби фізичний ви на сцені змінив свою позицію для прослуховування, повернувши голову вліво або вправо, розташування інструментів відносно вас змінилося б. Але пересування під час прослуховування бінаурального запису не змінить розташування звуку.

Однак у просторовому аудіо звук рухається разом з головою слухача. Отже, якби наведений вище приклад був у віртуальній реальності, якби ви повернулися обличчям у протилежний бік, шейкер і гітара опинилися б спереду ліворуч і праворуч відповідно.

Що таке бінауральний ритм?

Це аудіоілюзія, яка виникає, коли до кожного вуха надсилаються дві злегка відмінні частоти, в результаті чого створюється відчуття нової частоти. Наприклад, якщо ви посилаєте 440 Гц у ліве вухо і 450 Гц у праве вухо, мозок інтерпретує бінауральний ритм у 10 Гц.

Дехто стверджує, що бінауральні ритми можуть впливати на електричні сигнали у вашому мозку і викликати різні стани емоційного збудження. Вважається, що активність вашого мозку відповідає частоті биття, посилюючи потужність ЕЕГ і забезпечуючи численні переваги для здоров'я, наприклад, допомагаючи зменшити стрес і покращити концентрацію.

Бінауральні удари також часто використовуються у VR та AR-іграх, щоб викликати автономну сенсорну меридіанну реакцію (ASMR) - фізичну реакцію (наприклад, тремтіння по спині) на слуховий стимул.

Поки наука не визначилася, чи це реальний феномен, чи плацебо, бінауральні удари поширюються по всьому YouTube, а спільнота ASMR все ще залишається сильною.