Бинауральное аудио: как работает технология реалистичного звучания и причём тут манекены

Что такое бинауральное аудио

Вспомните свой последний поход в кино. Во время экшена или других активных сцен звук перемешается вокруг — создаётся впечатление, что мы находимся в центре происходящего. Авторы фильмов и звукорежиссёры из кожи вон лезут, чтобы создать неповторимый зрительский опыт посредством звука — именно так появились все эти многоканальные системы звука, опоясывающие залы кинотеатров по всему миру. Любой блокбастер сегодня связан с кропотливой работой звукорежиссёров, которые рисуют целые карты и схемы того, как звук должен двигаться по залу в каждой из сцен, перетекая из одного динамика в другой.

Бинауральное аудио повторяет то, как люди слышат звук в реальном мире.

Несмотря на то, что многоканальное аудио и объёмный звук известны миру уже несколько десятилетий, только сейчас индустрия задумалась о том, чем ещё можно удивить слушателей и зрителей. В поисках новых способов передачи звука, индустрия обратила пристальное внимание на менее известную технологию бинаурального аудио. Самое удивительное в том, что бинауральное аудио работает всего с двумя аудиоканалами, при этом по своим возможностям и мощи ничем не уступает повсеместному объёмному многоканальному звуку.

Бинауральное аудио создаёт большее погружение меньшим числом источников звука. В центре технологии — восприятие звука человеком и особенности его слухового аппарата, использующего всего два уха. Технология появилась благодаря простой идее: если записать звук так, как его слышит человек в своей голове, можно добиться невероятно реалистичного объёмного звука с помощью обычного стерео.

Как записывается бинауральный звук

Чтобы достичь нужного эффекта, не требуется специально оборудованная студия звукозаписи. Вся хитрость заключается в расстановке оборудования — устройства расставляются так, чтобы при записи звук записывался аналогично тому, как его слышит человек. Для записи обычно используют пару микрофонов, установленных в центре студии на высоте человеческой головы. Расстояние между самими микрофонами практически идентично расстоянию между ушами. При таком расположении микрофоны захватывают звуковые волны так же, как это делает слух — на записи всё звучит так, как если бы вместо микрофонов посреди студии стояли лично вы.

По мере развития методик записи бинаурального аудио, инженеры, звукорежиссёры и производители обнаружили, что самых крутых результатов записи можно добиться с использованием головы манекена — так называемые «dummy head». Со временем это привело к появлению отдельного класса устройств — прорезиненных болванчиков с встроенными в уши небольшими микрофонами. Обычно такая система состоит только из головы манекена с ушными микрофонами, но со временем некоторые производители стали добавлять к ним шею и торс (и говорить об этом как о киллерфиче своих девайсов).

Все эти ухищрения созданы не от скучной жизни: манекены призваны упростить работу звукорежиссёров за счёт наглядности. Студийным инженерам не нужно лишний раз задумываться о том, как звук дойдёт до головы слушателя и как изменится после прохождения через человеческое тело — все, что записал такой болванчик звучит точно так, как если бы звукорежиссёр сам встал посреди студии.

Несмотря на простоту, технология не идеальна. Бинауральное аудио предлагает создание звукового контента для среднестатистического контента. Запись звука в таком формате не учитывает, что тело каждого человека уникально — люди отличаются размерами головы, шириной плеч, длиной шеи и даже формой ушных раковин. Индивидуальные особенности тела оказывают огромное влияние на финальную запись и правдоподобность звучания бинаурального аудио. Два человека попросту могут воспринимать один и тот же звук абсолютно по-разному: один из них скажет, что испытал незабываемый слушательский опыт, в то время как другой назовёт все эти бинауральные штуки чушью.

Как слушать бинауральное аудио

Несмотря на то, что для записи бинаурального аудиоконтента существует несколько различных способов, методика воспроизведения такого звука всего одна — через наушники. Именно необходимость в наушниках, помноженная на особенности работы нашего слуха мешает технологии занять своё место в кинематографе и других областях искусства.

Человеческий мозг работает в тесной связке со слухом — вместе они без проблем определяют расположение источника звука в пространстве, как и его удалённость. Благодаря тому, что уши изолированы друг от друга и работают независимо, звук поступает в одно ухо раньше другого — именно так мозг безошибочно (ну, или почти безошибочно) определяет, с какой стороны поступает сигнал, насколько он сильный и где находится.

Обмануть уши с помощью динамиков не выйдет — мозг знает, где они находятся, сигнал поступает к нам практически моментально в уши, а мы без каких-либо проблем отличаем реальные сигналы от записанных. Чтобы бинауральное аудио воспринималось нами как что-то естественное и неотличимое от звучания реального мира, нужны наушники, которые изолируют левый и правый канал друг от друга.

Для кинотеатров, концертных площадок и других развлекательных площадок этот момент становится основной преградой. Суровая реальность такова, что бизнес пока что не готов оснастить каждый зал достаточным количеством наушников. Многоканальные аудиосистемы банально дешевле: они дольше служат, реже ломаются, их невозможно случайно не сдать на выходе из зала.

Так зачем нужно такое аудио?

Несмотря на все сложности и финансовую неопределённость, плюсы бинаурального аудио перевешивают минусы и заставляют инженеров и разработчиков совершенствовать технологию, делать её доступнее и дешевле.

Во-первых, бинауральное аудио дарит по-настоящему незабываемый опыт: звук движется за вами и ведёт себя точно так же, как он ведёт себя в реальном мире. В своём нынешнем виде технология стала очень точной. Можно крутить головой, садиться и вставать, наклоняться и делать миллион других действий — бинауральное аудио в наушниках будет всегда звучать подобно тому, как бы звучали сигналы в настоящем мире. Благодаря этому можно буквально оказаться в другом месте и оставаться в нём вне зависимости от своего положения. В качестве примера можно привести недавно выпущенный плагин Waves Abbey Road Studio 3, который перемещает вас в центр знаменитой студии Abbey Road, чьё звучание меняется вместе с поворотами и наклонами головы.

Во-вторых, технология оказалась особенно полезной при записи комплексных аудиосигналов и звуковых пространств. С помощью бинауральной методики аудио можно записать и воспроизвести максимально натуральное звучание леса, моря или даже целого симфонического оркестра. Звуки деревьев и листвы будут объёмными и как бы поступающими со всех сторон — человек почувствует себя стоящим посреди леса, а шум воды будет таким, как будто вы сидите где-то на тёплом пляже или стоите на палубе корабля посреди моря.

Особую популярность бинауральное аудио снискало среди производителей ASMR (англ. Autonomous Sensory Meridian Response, рус. Автономная сенсорная меридиональная реакция) — расслабляющих видеороликов, в которых люди в течение продолжительного времени делают какие-то вещи, сопровождающиеся приятными (не для всех) звуками. В последнее время YouTube заполонили тысячи роликов, в которых одни авторы лопают пупырчатую пленку, мнут бумагу и даже едят орешки и запивают их пивом — бинауральное аудио пришлось здесь как нельзя кстати благодаря реалистичной передаче звука.

В будущем, когда бинауральные системы станут распространённее и доступнее, технология может стать новым стандартом в записи музыки и звука. Скорее всего бинауральный звук не вытеснит системы объёмного звучания от Dolby в кинотеатрах, но станет привычным элементом в домашних условиях. Слушатели по всему миру смогут почувствовать себя стоящим посреди студии вместе с любимыми музыкантами, побывать в центре самых жарких виртуальных перестрелок и мысленно переместиться в другие миры при просмотре очередного блокбастера. И самое крутое, что для такого сочного опыта понадобится всего пара наушников, комплект собственных ушей, одна аудиосистема и два канала аудио.