Бинауральный эффект

Способность человека определять направление источника звука (благодаря наличию двух ушей) называется бинауральным эффектом. К уху, расположенному ближе к источнику звука, звук приходит раньше, чем ко второму уху, а значит, различается по фазе и амплитуде. При слушании реального источника сигнала бинауральные сигналы (т.е. сигналы, приходящие к правому и левому уху) статистически связаны между собой (коррелированны). Точность локализации источника звука зависит как от частоты, так и от его местонахождения (спереди или сзади слушателя). Дополнительную информацию о расположении источника звука (спереди, сзади, сверху) орган слуха получает, анализируя особенности спектра бинауральных сигналов.

До 150...300 Гц человеческий слух обладает очень малой направленностью. На частотах 300...2000 Гц, для которых длина полуволны сигнала соизмерима с «межушным» расстоянием, равным 20...25 см, существенны фазовые различия. Начиная с частоты 2 кГц направленность слуха резко убывает. На высших частотах большее значение приобретает разность амплитуд сигналов. Когда разница в амплитудах превышает пороговое значение, равное 1 дБ, то кажется, что источник звука находится на той стороне, где амплитуда больше.

При асимметричном расположении слушателя относительно громкоговорителей возникают дополнительные интенсивностные и временные разносы, которые приводят к пространственным искажениям. Причем, чем дальше КИЗ (кажущийся источник звука) от центра базы (ΔL > 7 дБ или Δτ > 0,8 мс), тем меньше они подвержены искажениям. При ΔL > 20 дБ, Δτ > 3...5 мс КИЗ превращаются в действительные (громкоговорители) и не подвержены пространственным искажениям.

Экспериментально установлено, что пространственные искажения отсутствуют (незаметны), если полоса частот каждого канала сверху ограничена частотой не менее 10 кГц, а высокочастотная (выше 10 кГц) и низкочастотная (ниже 300 Гц) часть спектра этих сигналов воспроизводится монофонически.

Погрешность оценки азимута источника звука в горизонтальной плоскости спереди составляет 3...4°, сзади и в вертикальной плоскости — примерно 10... 15°, что объясняется экранирующим действием ушных раковин.

Особенности субъективного восприятия стереофонических фонограмм

В отличие от монофонического стереофоническое звучание имеет объемность (естественную акустическую перспективу), стереофоническую разрешающую способность (определяемую субъективно локализацию отдельных элементов звукового образа в определенных точках пространства) и акустическую атмосферу (эффект возникновения у слушателя ощущения присутствия в первичном помещении).

В процессе слияния звучаний двух громкоговорителей образуется кажущийся источник звука (КИЗ) в том случае, если сигналы, излучаемые обоими громкоговорителями, статистически связаны (коррелированны).

Если говорить об эффекте «присутствия» как о воссоздании первичного поля, то следует иметь в виду, что в большинстве случаев оно вообще отсутствует (за исключением бифонических записей).

Совокупность КИЗ, различающихся положением в пространстве, называют пространственной звуковой панорамой или стереопанорамой. В общем случае положения КИЗ в субъективном слуховом пространстве не совпадает с положениями действующих источников звука.