Grabación binaural

La grabación binaural es un método de grabación de sonido que utiliza dos micrófonos , dispuestos con la intención de crear una sensación de sonido estéreo tridimensional que hace que el oyente se sienta como si estuviera en la misma habitación con los intérpretes o los instrumentos. Este efecto se suele lograr mediante una técnica conocida como grabación con cabeza artificial, en la que se coloca un micrófono en cada oído de una cabeza de maniquí . La grabación binaural está pensada para reproducirse con auriculares y no se reproduce correctamente a través de altavoces estéreo. Esta idea de un sonido tridimensional o "interno" también se ha traducido en avances tecnológicos útiles en muchos ámbitos, como los estetoscopios que crean acústica "dentro de la cabeza" y las películas IMAX que pueden crear una experiencia acústica tridimensional.

El término "binaural" se ha confundido frecuentemente con un sinónimo de " estéreo ", debido en parte a su uso sistemático a mediados de la década de 1950 por la industria discográfica como eslogan publicitario . Las grabaciones estéreo convencionales no tienen en cuenta la separación natural de los oídos ni el efecto de " sombra " de la cabeza y los oídos, ya que estos fenómenos ocurren de forma natural al escuchar, generando diferencias de tiempo interaurales (ITD) y diferencias de nivel interaurales (ILD) específicas para la posición de escucha.

La historia de la grabación binaural se remonta a 1881. ^{[ 1 ]} La primera unidad binaural, el théâtrophone , fue inventada por Clément Ader . ^{[ 1 ]} Consistía en una matriz de pares espaciados de micrófonos de lápiz de carbón instalados a lo largo del borde frontal de la Ópera Garnier . La señal se enviaba a los abonados a través del sistema telefónico y requería que sostuvieran un auricular en cada oído.

A principios de la década de 1930, se desarrollaron varios maniquíes binaurales. Uno de ellos, conocido como "Oscar", fue fabricado por Bell Labs y utilizaba micrófonos de 36 mm (1,4 pulgadas) insertados en las mejillas de la cabeza de un maniquí. Fue presentado en la Exposición Universal de Chicago en 1933. La empresa holandesa Philips también desarrolló un maniquí binaural con los micrófonos ubicados en las orejas, que ofrecía mejores resultados. Estas primeras adaptaciones de los maniquíes utilizados en las tiendas para modelar ropa dieron origen al término "cabeza de maniquí".  

A lo largo del siglo XX, los avances en el diseño de micrófonos y la comprensión de la importancia de la anatomía del oído humano en la localización del sonido llevaron a nuevos desarrollos en el diseño de auriculares binaurales. ^{[ 3 ]} Su uso abarcó desde el análisis acústico, como para registrar la puntuación de palabras para la medición de la inteligibilidad del habla, ^{[ 4 ]} el diseño de audífonos, ^{[ 5 ]} para la reproducción de música y el radioteatro.

Demolition (1973) fue el primer radioteatro grabado utilizando una cabeza artificial. ^{[ 6 ]}

En 1974, Virgin Records publicó el primer álbum en solitario de Edgar Froese, líder de Tangerine Dream , titulado Aqua . Las notas de la carátula informaban a los oyentes de que los temas NGC 891 y Upland se grabaron con un sistema binaural desarrollado por Gunther Brunschen. Se recomendaba escuchar con auriculares estéreo. Aunque Edgar deseaba seguir utilizando este sistema en grabaciones posteriores, se abandonó porque, si bien funcionaba bien con auriculares, la mejora en la calidad del sonido no se reproducía adecuadamente en un sistema de altavoces de alta fidelidad.

En 1972, Neumann lanzó el cabezal binaural KU80, que con el tiempo daría lugar al cabezal binaural KU100, ampliamente utilizado en la actualidad.

En 1978, Lou Reed lanzó el primer disco pop binaural producido comercialmente, Street Hassle , una combinación de grabaciones en vivo y de estudio. ^{[ 7 ]}

El sonido binaural no se popularizó en la reproducción musical para el consumidor debido al costoso equipo especializado necesario para grabaciones de calidad y a la necesidad de usar auriculares para una reproducción adecuada. En particular, antes de la llegada del Walkman , la mayoría de los consumidores consideraban los auriculares un inconveniente y solo les interesaban grabaciones que pudieran escucharse en un equipo de música doméstico o en el automóvil. Por último, el tipo de contenido que se puede grabar no suele tener un alto valor de mercado. La música popular generalmente incluye muchas fuentes electroacústicas, como guitarras y teclados, que, al grabarse en un estudio, no se beneficiarían de la grabación binaural. Las grabaciones que sí interesan son las interpretaciones orquestales en vivo y las grabaciones ambientales de sonidos urbanos, naturaleza y otros temas similares.

Durante la década de 1990, se comercializaron dispositivos electrónicos que utilizaban procesamiento digital de señales (DSP) para reproducir funciones de transferencia relacionadas con la cabeza ( HRTF ). Estos dispositivos permitían al ingeniero de sonido simular la grabación de un sonido monofónico con auriculares binaurales, ajustando la dirección y proximidad aparentes del sonido en tiempo real. Si bien eran poco comunes y costosos, permitían al ingeniero de sonido modificar efectos especiales de sonidos pregrabados de forma rápida y sencilla. Actualmente, existen versiones de software de estos dispositivos ampliamente disponibles. ^{[ 8 ]}

En la era moderna se ha observado un resurgimiento del interés por el audio binaural, debido en parte al mayor uso de auriculares, a los métodos de grabación más económicos y al creciente interés comercial general por la tecnología de audio de 360°.

En 2005, Aqua fue remezclada para una reedición de edición limitada en Alemania y Japón, con una pista adicional , Upland Dawn, añadida al final del CD.

En 2015, el cantautor singapurense JJ Lin lanzó su álbum experimental debut From ME to Myself , utilizando la grabación con cabeza artificial. Este es también el primer álbum completo en la industria de la música pop en utilizar esta tecnología. ^{[ 9 ]}

En 2015, la compañía teatral británica Complicité presentó The Encounter , donde un público de hasta 850 personas usaba auriculares con cable para escuchar un paisaje sonoro binaural que incluía tanto grabaciones binaurales como el sonido de una cabeza binaural KU100 en el escenario, que retransmitía el sonido del intérprete. El espectáculo realizó una gira mundial y se representó en Broadway durante varios meses, ganando un premio Tony por su diseño de sonido. ^{[ 10 ]}

El sonido binaural se usa frecuentemente en realidad virtual para ayudar al usuario a localizar la fuente de algo que se encuentra fuera de su campo de visión. También contribuye a la inmersión del usuario al crear un paisaje sonoro realista. Por lo general, este tipo de sonido binaural se crea utilizando grabaciones monofónicas que se procesan en tiempo real mediante un panoramizador binaural (y otros procesos que simulan distancia, oclusión y acústica), según la dirección en la que mire el usuario. ^{[ 11 ]}

La comunidad ASMR en línea ha utilizado ampliamente grabaciones binaurales.

Muchos de los principales servicios de transmisión de música han comenzado a ofrecer versiones de "audio espacial" de música popular. Estas suelen mezclarse con Dolby Atmos , que combina la panorámica de sonido envolvente de estilo cinematográfico con la panorámica basada en objetos. Se puede usar un teléfono inteligente, una tableta o una computadora para escucharlas con auriculares, y la pista de música se convertirá en sonido binaural durante la reproducción. Dispositivos como los AirPods Pro de Apple pueden rastrear la rotación de la cabeza del usuario y permitir que las fuentes de música giren alrededor del oyente a medida que este gira su cabeza. ^{[ 12 ]}

La creciente popularidad de los podcasts ha dado lugar a un aumento en la producción de audiodramas, y muchos se han producido utilizando grabación binaural, o grabando en mono y mezclando esas grabaciones con Dolby Atmos. ^{[ 13 ]}

La técnica de grabación más sencilla utiliza dos pequeños micrófonos colocados dentro de los oídos de una persona, lo que permite obtener grabaciones en primera persona de gran calidad. El DPA 4560 se diseñó específicamente para este tipo de grabación. ^{[ 14 ]} Esta técnica también capta claramente los sonidos de la persona que lleva los micrófonos, su respiración, el roce de su ropa y cualquier movimiento que realice, lo que puede hacerla poco práctica para muchos tipos de grabación.

Más común es usar una cabeza binaural, también conocida como cabeza artificial o Kunstkopf . ^{[ 15 ]} Estas suelen tener dos micrófonos, separados por 15 cm (5,9 pulgadas) , orientados en direcciones opuestas, con una masa con forma de cabeza entre ellos. Normalmente, estos micrófonos se insertan en la cabeza con un molde de silicona de un par de orejas delante.  

Algunos micrófonos binaurales van más allá e incluyen elementos del torso humano, con el objetivo de simular cómo los sonidos se reflejan en los hombros y son absorbidos por la masa corporal; se conocen como simuladores de cabeza y torso (HATS). A menudo incluyen detalles más complejos, como un simulador de boca. ^{[ 16 ]}

La distancia entre las orejas, el tamaño, el peso y la forma de la cabeza y las orejas pretenden aproximarse aproximadamente a los de un ser humano promedio, aunque como muy pocas personas tienen realmente el tamaño promedio ^{[ 17 ]} esto explica parte de la variación en la intensidad con la que diferentes personas escuchan un efecto binaural.

El objetivo es que cada micrófono registre el sonido en la misma relación espacial: que cada señal tenga las diferencias relativas de tiempo, nivel y timbre interaurales que tendrían los dos oídos de un ser humano si estuvieran situados en la misma posición que la cabeza binaural.

Las grabaciones se escuchan a través de auriculares, con el micrófono del oído izquierdo conectado al auricular izquierdo del oyente y el micrófono del oído derecho al auricular derecho. De esta manera, nuestro cerebro puede interpretar las señales espaciales de las grabaciones para crear un paisaje sonoro tridimensional en nuestra conciencia ^{[ 18 ],} ya que este refleja nuestro propio sistema auditivo.

Al igual que nuestros oídos, un casco binaural graba sonidos desde todas las direcciones: todos los sonidos de un espacio y una impresión clara de la acústica de la sala. Un casco binaural puede crear grabaciones excepcionales de conciertos de música acústica, por ejemplo. Sin embargo, también registrará con claridad cualquier ruido que haga el público.

Un casco binaural también refleja las limitaciones del sistema auditivo humano. Por ejemplo, cuando un sonido proviene directamente de frente, la diferencia entre el sonido que llega a nuestro oído izquierdo y el derecho es mínima. Si el sonido proviene directamente de detrás, la diferencia entre el sonido que llega a nuestro oído izquierdo y el derecho también es mínima. Sin la ayuda de nuestro sistema visual, nos resulta difícil distinguir si algo está directamente frente a nosotros o directamente detrás de nosotros, basándonos únicamente en nuestro sistema auditivo.

Los sonidos grabados en mono pueden ubicarse en un escenario sonoro tridimensional como si se hubieran grabado con un sistema binaural mediante un software de "panorámica binaural". El sonido se procesa mediante un algoritmo matemático complejo que incorpora información temporal interaural, nivel, información limitada de la función de transferencia relacionada con la cabeza (HRTF) y, opcionalmente, también la acústica de la sala, a la grabación de sonido, creando así un efecto binaural. ^{[ 26 ]}

Las técnicas de grabación ambisónica también pueden utilizarse para generar grabaciones de sonido binaural. ^{[ 27 ]}

La técnica de regrabación binaural es sencilla, pero no está bien establecida. Sigue los mismos principios de la Worldizing, ^{[ 28 ]} una técnica utilizada por diseñadores de sonido cinematográficos en la que el sonido se reproduce a través de un altavoz en una ubicación del mundo real y luego se regraba, conservando todos los aspectos y características del entorno real. ^{[ 29 ]} Se utiliza un micrófono binaural para grabar el contenido que se reproduce a través de un sistema de altavoces multicanal. Por lo tanto, el cabezal binaural, o micrófono, realiza teóricamente una grabación de cómo los humanos escucharán el contenido multicanal. La banda sonora de una película, por ejemplo, podría grabarse con el micrófono binaural con todas las señales ambientales de la ubicación dada, así como las reverberaciones.

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• fusión binaural
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• Efecto Franssen
• Holofónica – Sistema de grabación binaural 
• Efecto de precedencia : fenómeno psicoacústico 

• Lalwani, Mona (12 de febrero de 2015). "Rodeado de sonido: cómo el audio 3D manipula tu cerebro" . The Verge . Consultado el 1 de marzo de 2025 .

• Ejemplos de grabaciones binaurales 3D