Para falar a verdade, é muito raro encontrar uma pessoa que preste atenção especial ao som em filmes ou games. Não me interpretem mal, todo mundo quer ouvir um som de qualidade, mas muitas pessoas só precisam do básico. Embora isso seja compreensível: poucas pessoas são prejudicadas por recursos avançados de som, se é que estão familiarizados com eles. Este artigo se concentrará em áudio 3D.
Em primeiro lugar, vamos descobrir por que você precisa disso. O som tridimensional permite que você mergulhe totalmente no mundo de um filme ou jogo de computador, ou seja, crie um efeito virtual de presença. Isso é inacessível para o som estéreo convencional, uma vez que, neste caso, a posição das fontes de som é determinada apenas em um plano. De modo geral, o principal obstáculo para a criação de som tridimensional é o aparelho auditivo humano. Sua estrutura, bem como a posição das próprias orelhas nas laterais da cabeça, dificultam a percepção do som espacial. Mesmo na vida real, não podemos determinar com precisão a posição de uma fonte de som no espaço. A situação é parcialmente agravada, por incrível que pareça, pelo corpo humano, que também distorce o som.
Existem vários métodos básicos para criar som surround. O primeiro é chamado de expansão estéreo. Consiste em expandir o campo de um sinal sonoro, bem como simular um aumento na distância entre suas fontes. O segundo método é chamado de áudio 3D posicional. Ao usá-lo, cada fluxo de som é posicionado de uma certa maneira próximo ao ouvinte para criar um efeito espacial. Finalmente, o último método é chamado de Áudio Surround Virtual. Simula mais fontes de som do que realmente faz. Como os dois métodos anteriores, sua tarefa é "enganar" o aparelho auditivo humano e convencer que o som vem de fontes de certos lugares onde eles realmente não existem. O Virtual Sound Audio não usa um grande número dos chamados alto-falantes (literalmente, “alto-falantes”): geralmente seu número é limitado a um ou dois.
Existem várias maneiras de usar esse método. Um deles é baseado na tecnologia HRTF (Head-Related Transfer Function, descrita a seguir). Resumindo, ele deve ser usado principalmente com fones de ouvido.
A desvantagem desse método é que apenas uma pessoa pode sentir seu efeito no momento (novamente, por causa dos fones de ouvido). O segundo método para criar som surround envolve o efeito de refletir os feixes de som das paredes da sala em que o ouvinte está localizado. Neste caso, o uso de fones de ouvido não é fornecido, mas há outras dificuldades. Em primeiro lugar, a sala deve estar vazia para garantir a clareza do som. Caso contrário, devido à presença de objetos estranhos nele, o som será distorcido e o ouvinte não sentirá o mesmo 3D.
Como dissemos, o principal obstáculo para a criação de som surround é a estrutura do ouvido humano. No entanto, ao filtrar (isso inclui alterar a frequência e a amplitude do sinal de áudio), você pode simular o efeito desejado. Um desses algoritmos é o já mencionado HRTF. Quando usado, o som sofre certas alterações no caminho até o aparelho auditivo do ouvinte. Dependendo da posição da fonte, o som é distorcido, e então o cérebro humano, levando em consideração os parâmetros alterados, determina sua posição. Como resultado, com a ajuda de cálculos complexos, o som que emana de um determinado ponto do espaço é imitado. Curiosamente, o HRTF depende da posição do ouvinte e de sua cabeça no espaço. Você pode obter som 3D de alta qualidade usando o HRTF por meio de fones de ouvido, porque eles são fixados na cabeça.No caso de alto-falantes, isso se torna mais difícil: uma certa posição no espaço é exigida do ouvinte. A área em que o efeito 3D é simulado é chamada de Sweet Spot. Ultrapassado seus limites, não será mais possível sentir o som espacial. A propósito, existe um algoritmo chamado Cancelamento Transaural Cross-talk (TCC), que é responsável pelos cálculos de compensação (em outras palavras, melhoria do som) com base na posição do ouvinte em relação às fontes sonoras.
No nível do software, o som surround é descrito pelo componente DirectX Audio da API DirectX da Microsoft. Métodos para criar som espacial foram desenvolvidos há muito tempo e não mudaram drasticamente no passado. Simular um efeito 3D é complicado: há muitos parâmetros a serem considerados. Porém, nada é impossível. A pesquisa nesta área não para por um minuto. Em um futuro próximo, com certeza veremos e ouviremos novos desenvolvimentos inovadores.
TECNOLOGIA EM TECNOLOGIA
Hoje em dia, você pode encontrar muitas tecnologias que utilizam o efeito sonoro 3D. Definitivamente, você está familiarizado com o nome Dolby Digital, que se esconde atrás de um sistema de som surround. Sua funcionalidade é baseada no algoritmo MDCT (Modified Discrete Cosine Transform). Também é interessante que, ao usar Dolby Digital, os sons que não são ouvidos por uma pessoa no fundo de outras são removidos. Outra tecnologia de som surround é Aureal3D. Simula um efeito 3D com dois alto-falantes e usa o algoritmo Wavetracing. Ele calcula os caminhos de propagação das ondas sonoras em tempo real, com base em sua reflexão a partir de objetos no ambiente. A Creative não se afastou com seu desenvolvimento EAX. O EAX modela objetos no espaço 3D e também funciona com um efeito de reverberação. Uma característica da tecnologia é que ela não funciona em tempo real.
MANEQUINS TAMBÉM OUVEM
Você provavelmente está curioso para saber de onde vêm as pré-formas do algoritmo HRTF. Um conjunto de suas bibliotecas foi criado usando um manequim auditivo chamado KEMAR (Knowles Electronics Mannequin For Acoustic Research). Microfones foram instalados nas orelhas do manequim, que gravaram o som de fontes localizadas ao seu redor. A gravação foi o som que chegou ao manequim com todas as alterações levadas em consideração. As predefinições de algoritmo foram criadas combinando o som recebido pelos microfones e os dados brutos.
