Cos’è l’HRTF? Una spiegazione rapida

Iniziamo a fare amicizia con la psicoacustica.

L’HRTF è la funzione di trasferimento della nostra testa (Head Related Transfer Function).

Ovvero: la risposta in fase e in frequenza della nostra testa, in quanto una funzione di trasferimento è una particolare formula matematica che raccoglie entrambe le informazioni.
Il modo in cui la nostra testa modifica i suoni che arrivano ai nostri timpani.

Queste modifiche sono date dalla conformazione fisica della nostra testa: naso, fronte, bocca, capelli, consistenza ossea, padiglioni auricolari… Ogni nostra fattezza che il suono incontri prima di arrivare al timpano. E, in caso arrivi da più in basso, anche le nostre spalle.

Ogni “ostacolo” incontrato andrà a modificare impercettibilmente il suono, variandone frequenze e fasi.

Quindi, a seconda della provenienza del suono (davanti, dietro, sopra di noi, sotto di noi), andrà incontro a differenti ostacoli. E differenti modifiche acustiche.

Il nostro cervello ha memorizzato finemente queste caratteristiche, e le sfrutta per capire da che parte arrivi un suono.

Motivo per cui, anche se chiudiamo gli occhi, continuiamo a capire la posizione di una fonte sonora.

L’organo che più caratterizza queste modifiche sono i padiglioni auricolari: tutte le loro circonvoluzioni servono a caratterizzare maggiormente le modifiche sonore, facendocele “sbattere sopra”.
(Finalmente avete scoperto come mai le orecchie sono così “strane”, anziché essere semplicemente piatte.)

Ecco un esempio di HRTF frontale (linea continua) e posteriore (linea tratteggiata).

HRTF frontale e posteriore

HRTF frontale e posteriore

Se applicheremo la risposta in frequenza della linea continua a un segnale, il nostro cervello capirà che questa fonte sonora si trova davanti a noi.

Se applicheremo la risposta in frequenza della linea tratteggiata a un segnale, il nostro cervello capirà che questa fonte sonora si trova dietro di noi.

Va da se che ognuno di noi ha una diversa conformazione fisica, per cui le HRTF non saranno mai perfettamente identiche. Ma, comunque, c’è una sottile somiglianza tra tutte le HRTF che permette al nostro cervello di interpretare relativamente efficientemente anche segnali elaborati con HRTF altrui.

E sapete che esistono sistemi per registrare in HRTF, così la nostra registrazione non localizzerà solo destra e sinistra (monodimensionale) ma anche sopra, sotto, a fianco (tridimensionale, o binaurale)?
Ecco uno dei più diffusi: una dummy head (in italiano, all’incirca, “testa di manichino”)
Dummy head (Neumann KU100)

Dummy head (Neumann KU100)

 

Ovvero, un apparecchio che simula le fattezze di una testa umana, con dei microfoni posizionati al posto dei timpani. In modo da tentare di registrare efficientemente le informazioni HRTF.

E funziona piuttosto bene: le registrazioni fatte con questo apparecchio permettono di ascoltare quasi come se si fosse presenti nella scena.

A livello software, esistono dei codificatori HRTF che permettono di allegare informazioni HRTF a un segnale, dandogli così spazialità 3D.

Un altra interessante implementazione di HRTF sono praticamente tutte le cuffie moderne: per cercare di ovviare all’effetto “suono all’interno della testa” delle cuffie, si cerca di imprimere un impronta HRTF frontale agli altoparlanti.

Che è anche il motivo per cui le risposte in frequenza delle cuffie non sono interpretabili “a occhio nudo”.

Ecco un esempio di, tra l’altro, un’ottima cuffia professionale

http://www.headphone.com/

http://www.headphone.com/

Anche se la curva è piuttosto irregolare, il risultato sonoro sarà comunque affidabile dato che le irregolarità son dovute a una particolare impronta HRTF frontale.

Non perfettamente frontale, dato che la tipica posizione di 2 altoparlanti è in 2 vertici di un triangolo equilatero in cui 1 dei vertici è la nostra testa.


Se volete sapere il perché della creazione di questi tutorial, lo troverete in questo post

Il nostro primo post.

E nel nostro sito potete ascoltare e vedere i risultati del nostro lavoro.


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