A tecnologia SpatialSound Wave, desenvolvida pelo Instituto Fraunhofer de Tecnologia de Mídia Digital, promete criar uma experiência de som 3D com alto-falantes Neumann
A tecnologia SpatialSound Wave, desenvolvida pelo Instituto Fraunhofer de Tecnologia de Mídia Digital IDMT, promete criar uma experiência de som 3D em toda a sala. Em Ilmenau, na província alemã da Turíngia, foi criada uma nova sala de escuta de referência – equipada com alto-falantes Neumann.
A peça central do sistema SpatialSound Wave é um computador Windows com uma interface de áudio profissional (MADI ou Dante) e o software de desenvolvimento próprio que permite posicionar objetos de áudio como fontes de som virtuais em qualquer lugar da sala. O sistema de reprodução da nova sala de referência é composto por 30 monitores com Neumann KH 310 A. Cerca de metade dos alto-falantes estão no nível dos ouvidos ao redor da estação de trabalho, enquanto o restante está suspenso no teto. Quatro subwoofers KH 805 nos cantos da sala aumentam a reprodução de baixa frequência.
A reprodução sonora deste sistema é de tirar o fôlego: a localização de fontes de som virtuais é extremamente nítida, mesmo longe da posição central de audição. A imagem sonora permanece estável, a impressão geral não sofre. O ouvinte pode se mover pela sala quase como em um ambiente acústico real. Movendo-se em direção a uma fonte sonora, ela parece mais alta; os níveis mudam de maneira natural. Até o momento, a reprodução sonora dessa qualidade só foi possível com a síntese do campo de ondas, um processo extremamente complexo que, devido aos seus imensos custos, encontrou pouco uso fora dos projetos de pesquisa.
Christoph Sladeczek, Chefe de Acústica Virtual, explica: “A síntese de campo de onda tenta reproduzir corretamente a frente de onda física usando um grande número de alto-falantes. Nesta sala, isso exigiria cerca de 90 alto-falantes. No entanto, não há de fato aplicativos que justifiquem tal investimento. Portanto, avançamos esse processo para exigir menos alto-falantes. Nós poderíamos trabalhar com menos alto-falantes do que os instalados aqui ”.
Dr.-Ing. Daniel Beer, chefe da Electroacoustics, acrescenta: “A inteligência está no algoritmo que controla os alto-falantes. Originalmente, o SpatialSound Wave era baseado na síntese de campo de onda que controla os alto-falantes, de modo que os sinais individuais são sobrepostos de tal forma que o campo de som é reproduzido. Nos últimos anos, no entanto, incluímos muitos psicoacústicos. O algoritmo foi alterado de tal forma que a reprodução do campo de som não está mais correta fisicamente, mas os alto-falantes podem agora estar mais separados. ”
O SpatialSound Wave é baseado em objetos e é ideal para trabalhar com faixas de áudio discretas. Os formatos estéreo e surround podem ser usados definindo alto-falantes virtuais dentro do software. O sistema é fácil de manusear: a ferramenta de criação gráfica em 3D permite que as fontes sonoras sejam posicionadas ou mesmo “voadas” pela sala usando um mouse ou tablet. O posicionamento não altera o caractere de som da fonte para que o engenheiro de áudio esteja livre para se concentrar nos aspectos criativos.
“Em nossa experiência, leva cerca de quinze minutos para as pessoas aprenderem como usar o sistema”, confirma Christoph Sladeczek. “Antigamente, quando você criava uma instalação, era preciso movimentar 20 alto-falantes à mão. E se a instalação fosse movida para outro prédio ou levada em uma turnê, você teria de começar do zero novamente – e você poderia não ter o mesmo número de alto-falantes disponíveis. Com este sistema, isso não é mais necessário. Você faz um mix e sempre será reproduzido perfeitamente.”
Ao contrário dos formatos surround usuais, como 5.1 e 9.1, o formato de saída não é baseado em canal, mas é independente da instalação do alto-falante. O formato de dados do SpatialSound Wave agrupa dados de objetos e metadados, ou seja, os sons a serem processados e seu posicionamento. Os sinais de alto-falante são então gerados pelo mecanismo de renderização 3D, que garante automaticamente a reprodução ideal em cada sistema. Uma mistura pode ser criada em um sistema menor e depois reproduzida em uma instalação maior de alto-falante; o tamanho da cena pode ser reajustado usando a função de escalonamento de metadados. Como o sistema SpatialSound Wave opera em tempo real, ele também pode processar entradas ao vivo.
Aplicações
Os principais campos de aplicação do SpatialSound Wave são teatros, instalações e planetários. Sua lista de usuários inclui o Opernhaus Zürich, o Staatsoper Berlin e o Zeiss Planetarium em Jena.
“Um sistema como esse permite transmitir experiências inteiramente novas, também em termos de conteúdo”, explica Christoph Sladeczek. “Em 2016, a Ópera de Zurique teve uma produção interessante da Messa da Requiem de Verdi. A cortina se ergue e você vê alguém deitado na cama ouvindo vozes. Anteriormente, o engenheiro de som gravava instrumentos de orquestra tocando notas erradas e, para o show, eles estavam posicionados tridimensionalmente dentro da ópera. De repente, o teatro não é apenas o que acontece no palco à minha frente; Eu me torno o único a virar e me deitar na cama, porque não consigo me livrar das vozes.
Além disso, o sistema tem um uso adicional, como Daniel Beer explica: “Para os cinemas em particular, é muito interessante que o mesmo computador que permite o posicionamento de objetos de áudio em um espaço 3D também possa ser usado para simulação de salas. O tempo de reverberação da sala pode ser aumentado. É um sistema de simulação de sala regenerativa, então existem microfones acima, que gravam tudo o que acontece na sala. Seus sinais são então usados para reverberação artificial para que a acústica da sala possa ser modificada de acordo com o gênero musical. O teatro hetero, por exemplo, requer um tempo de reverberação diferente do de um concerto sinfônico. A grande vantagem é que a acústica real é captada e modificada, de modo que não é uma sala alienígena que é enxertada na existente. Você pode se mover pela sala sem que o som pareça artificial. Existem soluções para esses aplicativos por concorrentes, mas nosso sistema tem a vantagem de ser capaz de fazer tanto a simulação de sala quanto a reprodução de áudio 3D.”
Como encontrar o melhor alto-falante?
Encontrar alto-falantes para a nova sala de audição de referência não foi uma tarefa fácil. Embora um sistema O 500 esteja em uso há algum tempo em outra sala de referência, os alto-falantes da Neumann não foram escolhidos “por padrão”. Alto-falantes de um grande número de fabricantes foram comparados em uma configuração de teste elaborada.
Christoph Sladeczek: “Usamos métodos clássicos de teste de audição. Quinze pares estéreos foram comparados ao nosso sistema de referência [Klein & Hummel O 500]. Todos os sistemas foram calibrados em sala e os níveis foram combinados com precisão. Em seguida, preparamos um procedimento de teste no qual quinze participantes revisaram vários parâmetros que depois foram avaliados estatisticamente.
“Um critério importante para nós foi uma reprodução neutra, que permanece livre de fadiga, mesmo em níveis elevados”, acrescenta Daniel Beer. “Nós comparamos muitos alto-falantes de vários fabricantes. Na primeira execução, comparamos modelos menores, incluindo o Neumann KH 120. Mas nos níveis que às vezes são necessários quando você coloca uma fonte em um único alto-falante, eles atingem seus limites em termos de reprodução de baixa frequência. Outros alto-falantes desse tamanho se comportaram de maneira semelhante. Nós gostamos do som e do preço do KH 120, mas isso não nos deu nível suficiente para nossas aplicações. “Isso exigiu um segundo teste com alto-falantes maiores. Mais uma vez, Neumann venceu: “No final, havia dois modelos de alto-falante, o Neumann KH 310 e outro por um concorrente conhecido. O argumento final para o orador de Neumann foi que preferimos sua reprodução de alta frequência.”
Um critério extremamente importante para sistemas multicanais é a localização de fontes fantasmas. “Além do som e do nível de manuseio, o KH 310 também impressionou com sua localização nítida”, explica Daniel Beer. A consistência do produto desempenha um papel importante nisso: “Posteriormente, antes da instalação, medimos os alto-falantes individuais e pudemos confirmar que as diferenças na resposta de freqüência estavam abaixo de 1 dB. Isso é o que você espera, é claro, porque é sobre isso que nossa teoria subjacente da reprodução multicanal se baseia: todos os canais são igualmente linearizados em si, para que eu possa usar o processamento para fazer o que eu realmente quero fazer. O que eu não espero é que os alto-falantes individuais sejam combinados antes mesmo de começar. Infelizmente, isso acontece às vezes. Mas esperamos poder nos concentrar naquilo que realmente queremos fazer, livres de tais preocupações ”.
Qual é exatamente a filosofia dos monitores de estúdio de Neumann: maior precisão e linearidade para uma experiência auditiva confiável e sem cor. O resultado fala por si: o SpatialSound Wave na nova sala de audição de referência do Fraunhofer IDMT em Ilmenau soa absolutamente deslumbrante!
