Resumo:
Pesquisadores da Escola de Engenharia da Universidade de Nottingham, no Reino Unido, desenvolveram uma nova tecnologia de efeitos sonoros que dá aos ouvintes a impressão de que o som está se movendo, controlando a interação das ondas sonoras geradas por vários alto-falantes no espaço. Ao contrário dos altifalantes rotativos mecânicos tradicionais, este sistema não possui motores, correias ou quaisquer peças rotativas, mas é capaz de reproduzir alguns dos efeitos sonoros únicos dos altifalantes rotativos clássicos.
O cerne desta pesquisa não é simplesmente alterar o sinal de áudio, mas manipular diretamente a maneira como o som viaja fisicamente quando chega ao ouvinte. Os pesquisadores criaram um conjunto circular composto por vários alto-falantes e moveram eletronicamente o sinal de áudio ao longo do conjunto de alto-falantes, de modo que as ondas sonoras resultantes produzissem um efeito semelhante à rotação da fonte sonora no espaço.
Os equipamentos de som tradicionais geralmente processam sinais eletrônicos antes que o som entre nos alto-falantes. Por exemplo, efeitos como chorus, flanger e phaser criam sensações auditivas especiais alterando as características de fase, tempo ou frequência dos sinais de áudio. Mas a solução da Universidade de Nottingham está mais próxima de uma verdadeira “fonte sonora em movimento” porque as mudanças ocorrem quando as ondas sonoras já deixaram o alto-falante e se propagaram em direção ao ouvinte.
Esta tecnologia foi inspirada nos alto-falantes rotativos Leslie que surgiram na década de 1930. O alto-falante Leslie foi originalmente usado em órgãos eletrônicos. Sua característica única é que utiliza um motor e uma correia para acionar a rotação da buzina ou defletor do alto-falante, de modo que o som chegue continuamente ao ouvinte de diferentes direções, produzindo assim um som com uma sensação distinta de espaço e mudanças periódicas.
Os alto-falantes Leslie mais tarde se tornaram o equipamento de efeitos sonoros mais representativo da história da música. Muitos dispositivos de música eletrônica, efeitos digitais e plug-ins de software tentam emular esse som, incluindo vários phasers e efeitos de coro. No entanto, estas simulações digitais alteram principalmente o sinal eletrónico e não podem replicar completamente as alterações acústicas causadas por uma fonte sonora real em movimento no espaço.
É este problema que os investigadores da Universidade de Nottingham esperam resolver. O "alto-falante rotativo de estado sólido" que eles projetaram não possui nenhuma peça mecânica móvel. Em vez disso, ele usa um conjunto de alto-falantes instalado fixamente para controlar o tempo de saída e a fase de diferentes alto-falantes para permitir que a própria onda sonora produza um efeito de propagação espacial semelhante ao de uma fonte sonora rotativa.
Portanto, este sistema está em algum lugar entre os efeitos sonoros mecânicos tradicionais e os efeitos sonoros puramente digitais. Não possui a estrutura mecânica complexa dos alto-falantes giratórios tradicionais. Ao mesmo tempo, não apenas simula o efeito de rotação no nível do sinal de áudio, mas também utiliza diretamente a propagação e interferência de ondas sonoras físicas no espaço para produzir mudanças sonoras.
Fernando Perez-Cota, professor assistente do Departamento de Engenharia Elétrica e Eletrônica da Universidade de Nottingham, disse que a modulação sonora da música atual pode ser dividida em duas categorias. Um é o método mecânico acústico usado pelo alto-falante Leslie original e o outro são os métodos modernos de processamento eletrônico e digital. Esta pesquisa tenta estabelecer uma nova rota técnica entre os dois.
Os pesquisadores acreditam que o valor desta abordagem pode ser muito maior do que reconstruir um alto-falante Leslie sem peças mecânicas. Como o conjunto de alto-falantes pode ser controlado por software, ele pode, teoricamente, criar padrões de movimento sonoro que não podem ser facilmente alcançados com alto-falantes giratórios tradicionais.
Por exemplo, ao alterar a relação do sinal entre diferentes alto-falantes, o som pode produzir diferentes direções, diferentes velocidades ou até mesmo movimentos espaciais mais complexos. Comparado com dispositivos rotativos mecânicos, o controle eletrônico não requer espera pela aceleração ou desaceleração dos componentes físicos e não é limitado por motores, correias e estruturas mecânicas.
Isso também significa que futuros produtores musicais poderão ter acesso a uma nova ferramenta de design de som. Os efeitos sonoros tradicionais criam principalmente efeitos alterando a frequência, a fase e as características dinâmicas do próprio som, e esta tecnologia pode incorporar ainda mais "de onde vem o som e para onde ele se move" como parte da criação sonora.
Os pesquisadores enfatizaram que não se trata simplesmente de usar vários alto-falantes para reproduzir o mesmo som ao mesmo tempo. O que realmente importa é a relação do sinal entre os conjuntos de alto-falantes e as mudanças resultantes na interferência e propagação das ondas sonoras. Ao controlar com precisão estes factores, o ouvinte pode experimentar a fonte sonora movendo-se através do espaço.
Atualmente, este sistema ainda é um protótipo experimental, mas a equipe de pesquisa acredita que ele tem potencial para se tornar uma nova plataforma de efeitos sonoros. No futuro, ele poderá ser usado não apenas para produção musical e apresentações ao vivo, mas também para áudio imersivo, áudio espacial e outros cenários que exijam controle preciso da posição espacial do som.
Esta pesquisa foi publicada no "Audio Engineering Society Journal", o título do artigo é "The Solid-State "Rotary" Speaker", os pesquisadores são Nicholas Wolstenholme e Fernando Perez-Cota.
Em comparação com os alto-falantes rotativos tradicionais, as soluções de estado sólido também apresentam uma vantagem óbvia, ou seja, a estrutura mecânica é mais simples. Os alto-falantes Leslie tradicionais exigem motores, estruturas de transmissão e peças rotativas para funcionar por muito tempo. Eles não são apenas maiores em tamanho, mas também produzem ruído mecânico e desgaste. Conjuntos de alto-falantes fixos podem completar a modulação do som por meio do controle eletrônico, portanto, em teoria, é mais fácil obter controle e automação digital.
A equipe de pesquisa disse esperar que este conceito possa ser aplicado à criação musical a um custo e escala mais acessíveis no futuro. Em outras palavras, esta tecnologia não se trata apenas de substituir alto-falantes rotativos clássicos caros, mas espera permitir que mais produtores musicais obtenham efeitos sonoros espaciais que antes exigiam equipamento mecânico especializado.
Se for desenvolvida ainda mais, esta tecnologia poderá até mudar a compreensão das pessoas sobre "efeitos sonoros". No passado, os efetores processavam principalmente sons no nível do sinal eletrônico; no futuro, os equipamentos de efeitos sonoros poderão controlar diretamente a forma como as ondas sonoras se propagam no espaço real, tornando o próprio som um objeto que pode ser “programado para se mover”.
Esta pesquisa da Universidade de Nottingham fornece assim um novo caminho entre a acústica mecânica e o processamento digital de sinais. Ele não permite que o alto-falante gire de fato, mas usa controle eletrônico para permitir que as ondas sonoras exibam características espaciais semelhantes às de uma fonte sonora rotativa. Para produção musical e áudio espacial, essa ideia de “mover o som em vez de apenas alterar os sinais sonoros” pode abrir um novo campo além da tecnologia tradicional de efeitos sonoros.
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