Бинауральная запись
(лат. bi — два + auris — ухо) — метод звуковой записи, при котором используется специальное расположение микрофонов, предназначенное для последующего прослушивания через наушники. Обычно при этом методе записи используется специальный манекен, повторяющий анатомическое строение человеческой головы (иногда вплоть до ушей). Учитывая то, что строение внешнего уха у каждого человека индивидуально и он привыкает слышать окружающий мир с таким строением с раннего детства, использование отличающихся по строению ушей при записи может привести к неправильному восприятию записи слушателем.
Термин «бинауральный» не стоит путать со словом «стерео». Обычная стереозапись не учитывает натуральное расстояние между ушами, «звуковую тень» и отражения звука от головы и ушных раковин, хотя они вносят свои изменения в распространение звука (акустическую временную разницу и акустическую уровневую разницу). Из-за того, что обычные звуковые колонки при воспроизведении вносят свои изменения в звучание бинауральной записи, нужно использовать наушники либо использовать подавление помех от звуковых колонок. Для прослушивания через обычные звуковые колонки или наушники используют манекен без ушных раковин (для прослушивания используют манекен). Основное правило для идеальной бинауральной записи — записывающая и воспроизводящая цепи от микрофона и до мозга слушателя должны использовать идентичные ушные раковины (точные копии ушных раковин слушающего) и одинаковую «тень от головы».Очень часто используется в АСМР Видео.
Техника записи
Манекен для бинауральной записи; второй микрофон заслонён.
При самом простом методе записи два микрофона расположены примерно в 18 см друг от друга и направлены в разные стороны. Этот метод не даст настоящей бинауральной записи. Данное расстояние между микрофонами — это грубое значение для среднего расстояния между человеческими ушными каналами, но этого недостаточно. Более точный метод записи требует специального оборудования. Типичное бинауральное устройство записи состоит из двух высокочувствительных микрофонов, прикреплённых к макету головы и находящихся внутри форм, имитирующих ушные раковины. Это позволяет полностью записать искажения звука, происходящие, когда звук огибает человеческую голову и отражается от внешнего и внутреннего уха. Бинауральные «внутриушные микрофоны» могут быть подключены к записывающему устройству, что позволяет обойтись без манекена, используя в его роли голову автора записи.
Диск Джеклина
Кроме того, существует метод бинауральной записи звука с использованием диска Джеклина (англ.). В этом случае расстояние между мембранами микрофонов составляет 35 см, что даёт «широкую» базу. Угол отклонения осей микрофонов относительно плоскости диска Джеклина составляет 30 градусов, что в сумме равно 60 градусам. Опыты записи музыки в исполнении различных музыкальных составов показывают хорошую стерео базу, хорошие планы и объективную локализацию источников звука (при прослушивании в наушниках). При этом, для достижения хорошего результата записи необходим правильный акустический баланс внутри самого музыкального ансамбля и возможность выбора наиболее оптимальной точки в пространстве для местоположения самого диска Джеклина.
Бинауральная музыка: панацея, наркотик или требование природы
В последнее время огромное распространение получили записи, сделанные так называемым бинауральным методом, создающим в наушниках эффект «3D». Поначалу пользователи с восторгом прислушивались к объемному звуку сминаемой бумаги и горящей спички, сейчас они увлеклись полноценными записями музыкальных номеров разной степени сложности.
В основе метода лежит довольно простая технология.
Для создания бинауральной записи (лат. bi — два + auris — ухо) используются два микрофона и манекен, повторяющий анатомическое строение человеческой головы. Основная хитрость в том, что микрофоны располагаются в ушных раковинах манекена. Или хотя бы, в упрощенном варианте, на расстоянии 18 сантиметров друг от друга с разносторонним направлением. Обычая стереозапись не дает эффекта «звуковой тени» и отражения звука от головы и ушных раковин. Однако они влияют на распространение звука и создают временную и уровневую разницу.
Источник фото: Википедия
Использование манекена позволяет полностью записать искажения звука, происходящие, когда звук огибает человеческую голову и отражается от внешнего и внутреннего уха.
Стоит отметить, что некоторые западные группы, озабоченные качественным звуком, довольно давно пытались использовать эффект бинауральности при записи своих композиций. Вполне достоверно известно, что к этому методу обращалась группа Pink Floyd при создании The Final Cut.
В 2010 году в лимитированной версии альбома The Orb & David Gilmour — Metallic Spheres — второй диск был выпущен специально для прослушивания в наушниках с пометкой «трехмерный звук на двух каналах». Разница действительно весьма заметна: звук объемный, похожий даже не на сценическую акустику, а на большое пространство.
Тем не менее эти эксперименты не получили большой популярности. Возможно, потому что большинство меломанов предпочитает наушникам стереосистемы.
Бинауральный эффект довольно быстро взяли на вооружение создатели «цифровых наркотиков». Они утверждали, что прослушивание продаваемых ими файлов вызывает состояние, идентичное тому, которое человек испытывает, принимая обычные наркотические вещества. Аудиофайлы так и назывались — «ЛСД», «Марихуана» и даже «Мультиоргазм».
Впервые Сеть узнала о «цифровых наркотиках» в 2006 году. Аудиодозы стоили денег, как и программа i-doser, предназначенная для скачивания этих файлов. Считается, что популярность электронных наркотиков была спровоцирована жаркими обсуждениями на интернет-порталах, ибо ни одного цифрового наркомана не появилось.
Сейчас бинауральные записи, помимо музыкальных номеров, используются при создании, например, видеоигр, чтобы создать у геймеров эффект присутствия.
Звукорежиссер, продюсер M.Y.M. Records Studio Янис Сурвило сообщил «360», что тяга пользователей к объемному звуку совершенно естественна.
«Если слушать музыку, звуки через аудиосистему под углом 90 градусов, мы полную картину не получим. Мы привыкли к сектору в 270 градусов в горизонтальной плоскости. Нам столько необходимо для восприятия звуковой картины», — уточнил звукорежиссер.
Янис Сурвило заявил, что ему не известно о возможности наркотического звукового воздействия.
«Это, скорее, относится к музыкальной психологии. Подсаживание на „цифровые наркотики“ — порождение культуры масс-медиа и ничего больше. Подсадить можно и на бездарщину, если общее восприятие находится под давлением моды, тренда», — предположил Янис Сурвило.
По его мнению, любая музыка воздействует на сознание человека, так как первичное восприятие мира у него было не логическое, а звуковое.
«Поэтому в некоторых странах, скажем, скандинавских, уделяют шоу-бизнесу большое внимание. Музыка воздействует на эмоциональные центры и стимулирует логические настройки мозга», — сообщил продюсер.
Существует мнение, что бинауральные записи влияют не только на эмоциональное состояние человека. Объемному звуку приписываются и другие свойства, Например, исцеляющие.
Открыт бинауральный эффект был XIX веке немецким ученым Гюставом Давом. На время о нем забыли, так как не нашли практического применения. Второе открытие этого эффекта принадлежит американскому исследователю Роберту Монро, который в 50-е годы ХХ века спровоцировал настоящий бум психоактивных звуков.
Источник фото: Youtube
Роберт Монро является автором серии книг о внетелесных путешествиях. Наверное, поэтому официальная наука до сих пор весьма скептически относится к сделанным им открытиям.
У Монро была редкая возможность изучать звук во всех проявлениях. Он был вице-президентом и членом совета директоров сети Mutual Broadcasting System. Почти десять лет его станция выпускала ежемесячно 28 радиошоу.
Монро заинтересовался влиянием звуковых волн на человеческое сознание и в 1958 году, по его утверждениям, добился состояния отделения от физического тела. В 1971 году он выпустил книгу «Путешествия вне тела» (Journeys out of the body), ставшую библией для людей, интересующихся эзотерическими методиками.
Вдохновленный успехом Роберт Монро основал в 1974 году институт, который и в настоящее время проводит исследования в области синхронизации частот полушарий мозга.
Разумеется, адепты альтернативной медицины не могли пройти мимо подобных технологий и создали новое течение, бинауральную терапию. По их мнению, с помощью объемного звука определенной частоты можно лечить психические и невротические заболевания.
Приверженцы йоги считают, что бинауральная музыка помогает медитировать, раскрывать третий глаз, снижать стресс и общую тревожность. Более того, внимательное и довольно продолжительное (не менее семи минут) прослушивание бинауральных записей может повысить работоспособность, настроение, мотивацию и даже даровать уверенность в себе.
Сложно сказать, насколько правдивы их утверждения. Напомним, ученые отрицают терапевтический эффект «3D»-звука. Однако на всякий случай перечислим основные правила использования этой инновационной технологии.
Процедура занимает от семи до 30 минут и не требует ничего, кроме удобного сиденья и наушников.
Считается, что частота 30-170 Гц активизирует умственную активность и общее эмоциональное восприятие мира.
Частота 14-42 Гц активизирует мышление, концентрацию внимания. Расслабиться и быстро уснуть поможет прослушивание музыки с частотой 8-13 Гц. В глубокий транс без сновидений введут звуки на частоте менее 4 Гц.
Бинауральная запись — 3D-звуки в простых наушниках
Забава, прежде популярная среди аудиогиков, становится модной во всем мире — ей увлекаются люди, для которых запись звука может стать хобби, а может быть профессией. Пространственное аудио все чаще встречается в популярной культуре и рекламе. Например, один из роликов новозеландской сборной по регби All Blacks записан как раз в этой технике.
Представьте только: вы нажимаете кнопку play, и тишину комнаты вдруг нарушает гроза. Слышно — да вот же они! — капли дождя как настоящие ударяются над головой о неведомо откуда взявшийся зонт. Или вдруг над клерком, коротающим часы в обычном офисе, начинают шелестеть крыльями неведомые птицы. Откуда зонт? Откуда птицы? Оттуда же, откуда в вагоне метро берутся конькобежцы, рассекающие слева направо. Или прибой, неотличимый от настоящего, ударяющийся о скалы под ногами во время, скажем, вечерней пробежки на стадионе. Все это, не поверите, умещается в обычный плеер, и потому всегда с вами.
Бинауральную запись используют и серьезные музыканты. В трехмерном аудио выходили диски симфонического оркестра города Милуоки, немецких экспериментаторов — группы Can, знаменитого американского пианиста Арта Тэйтума, его канадского коллеги Глена Гульда. И даже радиостанциям не чужды эксперименты — британская корпорация Би-Би-Си выпускала в эфир целые шоу объемного звучания.
Как работает
По сути это та же самая стереозапись, но не совсем та. Это больше, чем стерео. Локализация источников звука, схваченная особыми микрофонами, не ограничивается привычным «слева-справа». Совершенно неожиданно появляется третья ось координат, и звук слышится уже снизу или сверху. Или вот кто-то щелкает ножницами и бормочет за плечом. Да так натуралистично, что хочется вскрикнуть: «Ой! Кто это!»
Все, что требуется для создания подобных записей, — это рекордер (он же качественный диктофон) и бинауральные микрофоны, внешне почти не отличающиеся от наушников-вкладышей. По форме это и есть вкладыши, только вместо миниатюрных динамиков в них используются не менее миниатюрные микрофоны.
Существуют и более основательные варианты — полноразмерные головы манекенов со звукочувствительными элементами, встроенными в пластиковые ушные раковины. Загвоздка в том, что оценить трехмерность звука можно только в наушниках. Ни одна обычная стереосистема, и даже многоканальная, не способна передать подлинный объем.
Наше левое и правое ухо слышат звук не одинаково. В разные уши он поступает с разницей: как во времени, так и в тональности. Задержка в доли секунды объясняется расположением источника звука, который редко расположен абсолютно точно посередине относительно головы, а смещен в ту или иную сторону. Отражение в ушной раковине, имеющей причудливую форму, подсказывает мозгу направление, откуда доносится сигнал.
И последний штрих — тональность, окраска звука. Она меняется благодаря форме самой головы, которая, пропуская, окрашивает сигнал, улавливаемый барабанной перепонкой. Чем более схожи формы головы слушающего и записывающего, тем сильнее выражен пространственный эффект.
Но на самом деле все очень просто. Делаем раз: размещаем микрофоны в ушах. Делаем два: слушаем в наушниках. Делаем три: наслаждаемся копией звуковой картинки!
Где послушать (наушники обязательно!)
Классика жанра бинауральной звукозаписи — сюжет, известный под названием Virtual Barber Shop. В виртуальной парикмахерской вас встретит мастер Луиджи, который не упустит шанса опасно пощелкать над ушами ножницами, пошуршать пакетом, пожужжать машинкой и всячески поиздеваться над ничего не подозревающим клиентом.
Весьма натуралистичен спичечный коробок, порхающий над головой.
Не для чувствительных натур — звуки бормашины рядом с ухом.
Поделиться ссылкой:
Бинауральное слухопротезирование и его особенности
05.09.2019 Анжела Александровна Ходакова, специалист по адаптации, бизнес-тренер, консультант по обучению и развитию персонала, сурдоакустик
Уровень развития человека и особенно слабослышащего ребенка в значительной степени зависит от состояния и эффективности слуха. Современные высокие технологии, внедренные в цифровые слуховые аппараты, дают большинству пользователей реальную возможность лучше слышать и общаться в различных акустических условиях.Однако даже самые совершенные технологии и реализующие их устройства, если их применяют моноурально, то есть на одном ухе, не могут в полной мере восстановить коммуникативные функции слабослышащего человека.
Природа не случайно наделила человека такой билратеральной слуховой системой. Чтобы хорошо, легко, надежно и комфортно слышать в разнообразных условиях, человеку необходимо два уха.
Бинауральный слух может нормально развиваться в первые годы жизни ребенка при условии, что он постоянно слышит окружающие его звуки не одним, а двумя ушами. При длительном слушании одним ухом у человека развивается депривация слуха. Это явление связано с ухудшение слуха на стороне нестимулируемого, обычно хуже слышащего уха. В результате неполноценного развития бинаурального слуха или депривации слуха на одном ухе существенно ухудшаются коммуникативные способности человека.
Сегодня в странах Европы и Америки назначение двух слуховых аппаратов используется в качестве стандартной технологии эффективного лечения двусторонней нейросенсорной (сенсоневральной) тугоухости.
В настоящее время существует тенденция к увеличению количества людей, использующих два слуховых аппарата. Все же их процент крайне мал — около 10% от общего количества всех протезированных слабослышащих.*
Такое крайне малое количество бинаурально протезируемых людей в нашей стране вызвано рядом причин. Среди них можно особо выделить отсутствие литературы с полными и достоверными сведениями о структуре, физиологии и стадиях развития бинаурального слуха, четких показаний и противопоказаний для бинаурального слухопротезирования, а также сведений о достоинствах и преимуществах бинаурального слухопротезирования перед моноуральным.
В результате у большинства слабослышащих людей, их родственников, а также родителей слабослышащих детей практически отсутствуют знания об основных преимуществах и достоинствах бинаурального слуха и его значении для нормального развития и обучения ребенка.
Специалисты, пациенты, родители зачастую не могут сделать обоснованный выбор в пользу бинаурального протезирования слуха. Как следствие, у ребенка практически не развиваются нормальные бинауральные навыки, и он в будущем не сможет уверенно, комфортно и безопасно находиться в обществе и получать радость от жизни. Равно как и слабослышащий взрослый. Ученые допускают, что проблемы со слухом могут быть важным фактором развития деменции (старческое слабоумие) на ее ранних стадиях. Исследование, профинансированное Национальным институтом старения (США), позволило обнаружить связь между потерей слуха и развитием деменции.
Бинауральное слухопротезирование помогает избежать деменции.
Многие считают потерю слуха частью возрастных особенностей, чем-то вроде неудобства, безопасного для жизни, которое можно проигнорировать.
Они не понимают, насколько потеря слуха может затронуть состояние здоровья вообще и умственную сохранность в частности. С каждым исследованием ученые находят все больше и больше связей между потерей слуха и когнитивными болезнями, включая слабоумие. Их рекомендации однозначны: проверьте свой слух, и, если тугоухость есть, воспользуйтесь слуховыми аппаратами как единственным способом возвращения слуха.
Потеря слуха может способствовать повышенному риску для познавательного снижения и развития слабоумия.
- Все труднее понять речь.
Человек с тугоухостью, полноценно не пользующийся слухом, должен потратить намного больше умственного усилия, чтобы попытаться услышать и понять. Этот увеличенный «познавательный груз» означает, что мозг тратит больше ресурсов, пытаясь дать компенсировать потерю слуха за счет других процессов, таких как память и мыслительный процесс.
- Жизненные части вашего мозга «усыхают».
С потерей слуха часть мозга, ответственная за слух, атрофируется. А ведь именно эти области коры головного мозга играют первостепенную роль для памяти и сенсорной интеграции. Как показали исследования, они были вовлечены в дистрофический процесс на ранних стадиях ухудшения познавательных возможностей и развития слабоумия.
- Социальная деградация.
Потеря слуха приводит к социальной изоляции. Когда вы не можете услышать, то бессознательно стараетесь избегать социальных взаимодействий (беседы, общения и т. п.). Вы меньше общаетесь с друзьями по телефону, так как понимаете их все труднее и труднее. Семейные встречи все меньше и меньше радуют вас и ваших близких, потому что вы вынуждены переспрашивать, что огорчает и раздражает и вас, и окружающих. В последующем социальная изоляция становится неизбежной.
- Активная жизнь может стать затруднительной.
Пожилые люди с потерей слуха больше склонны вести сидячий образ жизни. Прогулки, общественные дела могут стать затруднительными из-за коммуникационных трудностей. Многократные исследования установили связь между физической бездеятельностью и повышенным риском для развития слабоумия, а также и других расстройств познания.
- Взаимосвязь тугоухости и снижения познавательной функции.
Есть ли какой-то общий процесс или условие, которое объединяет и тугоухость, и интеллектуальное снижение? Основная причина может быть охарактеризована как нейропатологическая, сосудистая или генетическая. Ученые до сих пор выясняют, что первично.
Однако уже ясно, что правильные слуховые аппараты помогают людям оставаться активными и интеллектуально, и физически. Возможность полноценно слышать однозначно имеет положительное влияние на здоровье человека вообще, а также сдерживает процесс снижения умственной способности и развития слабоумия.
Итак, более 50% людей, нуждающихся в слухопротезировании, имеют двустороннее снижение слуха. Если провести аналогию со зрением, то станет понятно, что для улучшения зрения необходима коррекция обоих глаз. То же самое относится и к слуху: только протезирование двумя слуховыми аппаратами может решить проблему полноценной коррекции слуха.
Бинауральный слух
Человек и животные обладают пространственным слухом, т. е. способностью определять положение источника звука в пространстве. Это свойство основано на наличии бинаурального слуха, или слушания двумя ушами. Острота бинаурального слуха у человека очень высока: положение источника звука определяется с точностью до 1 углового градуса. Основой этого служит способность.нейронов слуховой системы оценивать интерауральные (межушные) различия времени прихода звука на правое и левое ухо и интенсивности звука на каждом ухе. Если источник звука находится в стороне от средней линии головы, звуковая волна приходит на одно ухо несколько раньше и имеет большую силу, чем на другом ухе.
Оценка удаленности источника звука от организма связана с ослаблением звука и изменением его тембра. При раздельной стимуляции правого и левого уха через наушники задержка между звуками уже в 11 мкс или различие в интенсивности двух звуков на 1 дБ приводят к кажущемуся сдвигу локализации источника звука от средней линии в сторону более раннего или более сильного звука. В слуховых центрах есть нейроны с острой настройкой на определенный диапазон интерауральных различий по времени и интенсивности. Найдены также клетки, реагирующие лишь на определенное направление движения источника звука в пространстве.
Наибольшая трудность, с которой сталкиваются профессионалы, работающие в этой области, — недостаточная информированность общества о возможностях слухопротезирования. Правильно подобранные слуховые аппараты способствуют развитию остатков слуха и у взрослых, и у детей, как бы тренируя слуховой центр мозга и принося слабослышащему только пользу. В настоящее время существует большой выбор слуховых аппаратов, и специалист по слухопротезированию порекомендует такую модель, которая обеспечит эффективную компенсацию потери слуха с учетом индивидуальных особенностей.
10 плюсов использования двух слуховых аппаратов.
- Точная локализация источника звука.
При бинауральном слухопротезировании аппараты позволяют точно локализовать источник звука в пространстве и определить расстояние до него (например, определить, с какой стороны приближается автомобиль).
- Лучшее качество звука.
Два аппарата обеспечивают лучшее качество звука. Все пользователи двух аппаратов отмечают, что в двух аппаратах звуки становятся гораздо приятнее и комфортнее, чем в одном. Это преимущество особенно ярко проявляется в шумной обстановке и при разговоре с несколькими собеседниками (например, в магазине, в транспорте, на конференциях, переговорах).
- Уменьшение обратной связи.
Эффект суммации громкости: при бинауральном слухопротезировании требуется меньшее вносимое усиление в каждый из аппаратов, что позволяет уменьшить риск возникновения обратной связи. Поскольку уровень усиления ниже, звук искажается меньше, и в окружении громких шумов пользователи двух аппаратов ощущают себя комфортнее, что особенно важно при значительных потерях слуха.
- Уменьшение эффекта «тени головы».
Эффект «тени головы» обусловлен тем, что при пользовании одним слуховым аппаратом высокочастотные звуки, поступающие со стороны противоположного уха, заглушаются на 12–15 дБ, что уменьшает разборчивость речи. Это становится особенно актуально при потерях слуха в области высоких частот.
- Улучшение соотношения «сигнал/шум».
Современные цифровые технологические алгоритмы шумоподавления и выделения речи из общего звукового поля дают максимальный эффект при бинауральном слухопротезировании.
- Расширение остаточного динамического диапазона.
Остаточный динамический диапазон слуха усиливается на величину бинауральной суммации, что позволяет легче «вписать» диапазон речи в остаточный динамический диапазон пользователя слуховых аппаратов. Это очень существенно при значительных потерях слуха и при пользовании мощными слуховыми аппаратами.
- Уменьшение или исчезновение субъективного ушного шума.
Многие пациенты со сниженным слухом страдают от субъективного ушного шума (тиннитус). При бинауральном слухопротезировании достигается максимальный эффект маскировки субъективного ушного шума. По данным исследований, 50% людей с подобной проблемой отмечают улучшение, когда пользуются двумя слуховыми аппаратами.
- Незначительные нагрузки на слуховую систему.
Бинауральное слухопротезирование позволяет сохранять адекватную нагрузку на слуховую систему, что позволяет восстановить и сохранить способность активного анализа звукового сигнала (разборчивость речи). Слуховой аппарат — это не только помощник для слухового восприятия, но и «тренажер» для центральных речевых центров разборчивости речи.
- Сокращение периода адаптации.
При первичном слухопротезировании, а также при переходе с аналоговых моделей слуховых аппаратов на цифровые требуется время для адаптации к новому слуховому восприятию. В случае с бинауральным протезированием это время сокращается.
- Комфорт в сложных акустических ситуациях.
Как отмечают пользователи двух аппаратов, в сложных акустических ситуациях требуется меньшее напряжение, что обусловливает удовлетворение клиентов от пользования двумя аппаратами.
