Una dummy head utilizzata per le registrazioni binaurali

Cos'è e come funziona l'audio 3D

Grazie a speciali microfoni è possibile realizzare delle registrazioni dalla qualità mai sentita prima
Cos'è e come funziona l'audio 3D FASTWEB S.p.A.

Come se si fosse immersi in un'onda audio completamente avvolgente. Chi ha avuto modo di potersi sedere all'interno di una stanza attrezzata con un impianto audio binaurale e ascoltare una qualunque traccia musicale non ha dubbi: un'esperienza unica, che permette di vivere il suono piuttosto che ascoltarlo semplicemente. Questa tecnica, nata oltre un secolo fa e capace di replicare il funzionamento del sistema uditivo dell'uomo, offre la possibilità di registrare audio 3D e ascoltare tracce con una qualità senza precedenti. “Porta l'utente nel bel mezzo del campo sonoro in cui è stata effettuata la registrazione – afferma Edgar Choueiri, professore di ingegneria aerospaziale e meccanica e direttore del laboratorio di acustica applicata dell'Università di Princeton. Permette di ascoltare e distinguere il cinguettio di un uccello che passa sopra la propria testa o ascoltare distintamente qualcuno che sussurra e bisbiglia in uno dei due orecchi. E, nel caso si registri una banda e si chiudano gli occhi, sembrerà di trovarsi di fronte l'intero complesso e non di ascoltare una registrazione”.

 

Prototipo di dummy head

 

Nate a cavallo tra il XIX e XX secolo, le registrazioni binaurali stanno vivendo ora una seconda giovinezza: grazie a visori a realtà virtuale come il Sony Morpheus, il Samsung Gear VR e l'Oculus Rift, l'audio 3D è tornato ad essere di moda.

Registrazioni binaurali

Come detto, il sistema binaurale replica il funzionamento del sistema uditivo umano per registrare audio 3D. L'anatomia umana gioca un ruolo fondamentale nel modo in cui le onde sonore sono percepite, decodificate e analizzate dal cervello umano: la testa, con la sua massa e il suo “ingombro”, fa in modo che un suono giunto per primo all'orecchio sinistro impieghi alcuni microsecondi prima di arrivare all'orecchio destro. Inoltre, le onde sonore saranno influenzate, nel loro cammino, dalla forma della testa stessa, dalla conformazione anatomica del padiglione auricolare e da altri elementi fisici andando così a creare variazioni specifiche per ogni ascoltatore. Il cervello sfrutta tutti questi elementi e le varie sfumature di durata, lunghezza e intensità d'onda per individuare con precisione – quasi – millimetrica quale sia la fonte sonora.

 

 

Le registrazioni binaurali imitano questo sistema, facendo compiere un ulteriore passo in avanti ai sistemi di registrazione stereo. I due microfoni, infatti, sono posizionati ai lati di una testa di un manichino (dummy head in inglese) e inseriti all'interno di due cavità che riproducono perfettamente la forma e la densità di un orecchio umano: ciò permette di catturare i suoni come se si trattasse di una persona in carne ed ossa e analizzare il flusso di informazioni sonore come accade all'interno del cervello umano. Il concetto di base è molto semplice ma come avrete potuto appurare dal video precedente, l'effetto è a dir poco strepitoso.

Non surround

L'audio 3D prodotto da un sistema binaurale non deve essere confuso con l'audio a 360° gradi prodotto da un sistema audio surround o dolby surround. In quest'ultimo caso, infatti, sarà necessario utilizzare sistemi di riproduzione multi-casse (dalle due in su) per creare un “campo acustico” di 360° attorno all'utente.

 

 

Nel caso dell'audio binaurale, invece, è sufficiente un sistema di casse stereo (anche se sono consigliate le cuffie, per apprezzare maggiormente i dettagli delle registrazioni audio 3D) per cogliere a pieno tutte le sfumature sonore.

Realtà virtuale e non solo

Ad oltre un secolo di distanza dai primi prototipi di sistemi di registrazione binaurale, l'audio 3D sta ricevendo nuovamente le attenzioni degli scienziati e, soprattutto, degli investitori. Il merito è da attribuire, in gran parte, alla realtà virtuale: i tanti visori in fase di produzione, infatti, implementano sistemi audio binaurali di ultima generazione, capaci di offrire un'esperienza sonora senza pari. “L'audio 3D – afferma Richard Marks, direttore del dipartimento di ricerca e sviluppo di Sony Computer Entertainment America – aggiunge un ulteriore elemento di realtà nei visori che si stanno sviluppando. È possibile far corrispondere la direzione da cui proviene lo stimolo sonoro e la posizione in cui è presente la fonte che lo ha prodotto: ciò a tutto vantaggio degli utenti, che potranno godere di un'esperienza assolutamente realistica e reale”.

 

 

Non solo: le tecnologie sviluppate dal professor Edgar Choueiri e dal suo gruppo di ricerca presso l'Università di Princeton, sono già utilizzati in alcuni sistemi audio oggi in commercio. Jawbone, ad esempio, impiega un algoritmo sviluppato nell'università statunitense per il filtro LiveAudio che, implementato nelle casse wirelesse Jambox, ottimizza la riproduzione audio per un effetto tridimensionale e avvolgente.

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