Бинауральный эффект

Бинауральным эффектом называют эф­фект слушания двумя ушами. Он выражается в виде стереоакустического (стереофоничес­кого) эффекта, аналогичного стереоскопичес­кому эффекту зрения, а также заключается в том, что вследствие такого слушания резко повышается точность определения направ­ления прихода звуковых воли.

В обычных условиях слушания человек определяет направление прихода звуковых волн в горизонтальной плоскости с точностью 3-4°.

Если к ушам приставить раструбы (рупоры) с большим расстоянием (базой) между отверстиями раструбов, то точность определения направления прихода звуковых волн повышается пропорционально увеличе­нию расстояния между отверстиями раструбов до тех пор, пока это расстояние не будет близко к половине длины принимаемой зву­ковой волны. Точность определения направле­ния прихода звуковых волн в вертикальной плоскости головы не превышает 20°, такая же точность определения получается при слуша­нии  одним  ухом.

Бинауральный эффект заключается   в  том, что   человек   «ощущает» поперечные размеры источника звука, а так­же его «глубину», то есть размеры источника звука по линии прихода звуковых волн к слушателю. Слушатель на слух легко опре­деляет местонахождение того или иного инструмента в оркестре, «его координаты», т. е. слушание двумя ушами создает акусти­ческую  перспективу.

Если человек слушает одну и ту же пере­дачу от двух одинаковых источников звука, расположенных на равных расстояниях от него, и расстояние между источниками звука значительно меньше расстояния от слушателя (по крайней мере, в 3 … 5 раз), то при одина­ковом уровне звучания источников звука виртуальный1 источник звука находится на середине между источниками звука. При неодинаковых уровнях звучания виртуаль­ный источник звука смещается в сторону источника звука с более высоким уровнем звучания. Местонахождение виртуального источника звука можно определить по отно­шению интенсивностей, создаваемых источками звука (отношение интенсивностей при­мерно равно отношению расстояния виртуаль­ного источника звука от действительных ис­точников).

1 Виртуальным источником называют кажущийся источник звука, находящийся в направлении, по которому, как это кажется слушателю в отсутствие зрительного восприя­тия,   приходит   воспринимаемый   им   сигнал.

Если человек слушает одну и ту же пере­дачу от источников звука (например, громко­говорителей), находящихся перед ним на разных расстояниях от него (или находящих­ся на одинаковом расстоянии от него, но при этом один из источников воспроизводит сиг­нал с некоторой временной задержкой по отношению к другому источнику), то при равном уровне основного и задержанного сигналов виртуальный источник звука ощу­щается на месте источника звука, излучаю­щего опережающий сигнал, т. е. источник звука, излучающий задержанный сигнал, как бы не существует, хотя его добавление и ощущается в виде повышения гулкости звучания передачи. При временных задерж­ках свыше 50 мс   наличие    запаздывающего сигнала ощущается как появление помехи в виде эха, хотя местонахождение виртуаль­ного источника звука остается на прежнем месте.

Следовательно, опережающий сигнал при одинаковом уровне с задержанным пол­ностью подавляет последний. Если же повы­сить уровень запаздывающего сигнала, то можно добиться того, что оба источника звука будут восприниматься раздельно даже при за­паздывании менее 50 мс.

На рис. 1 дано не­обходимое повышение уровня запаздывающего сигнала в зависимости от временной задерж­ки. По оси ординат дана разность уровней задержанного и основного сигналов. При задержке 15 … 20 мс задержанный сигнал должен быть повышен по уровню на 11 дБ, чтобы оба источника звука воспринимались раздельно. При временной задержке 50 см достаточна разница между ними в 6 дБ; при задержке свыше 50 мс запаздывающий сигнал ощущается как эхо; при задержке менее 5 мс наблюдается неустойчивый режим: виртуаль­ный источник звука совпадает то с основным источником, то с источником задержанного сигнала.

Рис.   1.   Влияние  запаздывающего  повторе­ния   сигнала    на    локализацию  виртуального источника сигнала

Рис.   1.   Влияние  запаздывающего  повторе­ния   сигнала    на    локализацию  виртуального источника сигнала

Если источники звука имеют резко разли­чающийся тембр, то они могут легче разли­чаться слушателем и возможен их раздель­ный прием даже при равных уровнях интен­сивности сигналов, приходящих от них к слушателю.

Эти свойства используют для создания стереоакустического эффекта и аку­тической перспективы при воспроизведении передач с помощью электроакустических устройств, то есть для стереофонических пере­дач.

Ссылка на основную публикацию