HRTF – VST SURROUND PLUGIN Gerard Font Espí ... - DTIC

dtic.upf.edu

HRTF – VST SURROUND PLUGIN Gerard Font Espí ... - DTIC

SPS2-06, Sonologia

HRTF VST SURROUND PLUGIN

Gerard Font Espí

Sonologia, ESMUC

gefoes@gmail.com

Resum

En aquest article farem un review del

plugin anomenat HRTF dissenyat pel

desenvolupador de software Christian

Budde. Aquest plugin permet posicionar

una font sonora en l’espai 3D afegint una

dimensió més (l’alçada) als sistemes

clàssic de posicionament basats en

panoràmiques i reverberació.

Explicarem en quins principis físics i

psicoacústics es basa el plugin així com la

tecnologia que fa servir per implementar-lo

i les limitacions i problemes del plugin.

1 INTRODUCCIÓ

El plugin HRTF és un plugin no comercial

desenvolupat per Christian W. Budde i que

es pot descarregar gratuïtament de la seva

pàgina web:

http://www.savioursofsoul.de/Christian/Plugins

Es tracta d’un pulgin VST, cosa que permet

utilitzar-lo en qualsevol programa d’audio

que suporti la tecnologia VST, que són la

majoria avui dia.

Síntesi i Processament del So II, Sonologia, ESMUC. 2006. HRTF VST Plugin

2 DESCRIPCIÓ

L’HRTF permet posicionar una font

sonora (estero o mono) en qualsevol punt

de l’espai que rodeja l’oïent., essent la

possibilitat de simular l’altura de la font

sonora la característica més destacable

d’aquest plugin. Si bé amb aquest plugin es

pot definir la posició de la font en altura,

davant-darrera i lateralitat no permet

controlar el paràmetre de distància

respecte l’oïent, cosa que es pot aconseguir

afegint una reverb a continuació del

plugin.

Per sentir correctament l’efecte del plugin

cal escoltar el so amb auriculars, sobretot

pel què fa a la percepció de la sensació

davant-darrera i pel que fa a l’altura. A la

pràctica sembla que l’efecte d’altura es

conserva quan escoltem el so processat en

uns altaveus, encara que de forma molt

menys evident que quan fem una escolta

amb auriculars.

3 TECNOLOGIA

El sistema auditiu humà és capaç de

detectar la posició d’una font sonora en les

tres dimensions de l’espai. Simplificant

podem dir que per fer-ho utilitza varis

sistemes: Per detectar la posició dretaesquerra

es basa en la diferent intensitat i

fase del so que arriba a cada orella. Per

detectar si la font ve de davant o de darrera

es basa en el filtratge de certes freqüències

que provoca la difracció del so en les

orelles, que no és igual si el so ve de davant

o del darrera. Finalment per detectar

l’altura el sistema auditiu es basa en les

reflexions del so en el terra, les espatlles i

en les orelles, que són diferents en funció

de l’altura del so. Aquest tema està

ampliament estudiat per la psicoacústica i

l’autor d’aquest article remet el lector a


articles específics per a un bon

aprofundiment.

Així doncs, donat que el nostre sistema

auditiu es basa en la diferència entre el so

que arriba a un timpà respecte l’altre per

detectar la posició, si modifiquem el so de

manera que la diferència en el so que

arriba a cada timpà sigui l’adequada

podem aconseguir un efecte

espaialitzador. Per aconseguir aquesta

modificació podem convolucionar el so

amb unes certes respostes impulsionals

anomenades HRTF’s.

Les HRTF’s són les respostes impulsionals

que arriben a cada timpà. Donat que tenim

un parell de timpans les HRTF’s són

sempre un parell de respostes impulsionals

sincròniques. Com hem dit, aquestes

respostes depenen de la posició de la font

respecte el cap i n’hi ha una per cada

posició de la font a l’espai. El problema és

que hauríem de tenir infinites respostes ja

que l’espai té infinits punts. Per solucionarho

es prenen només un nombre finit de

mostres i es fa un banc de HRTF’s que es

carrega en el plugin. La distància entre els

punts i l’oïent ha de ser la mateixa per a

totes les mostres del banc. El plugin

permet carregar diferents bancs ja que en

gran part la qualitat del processat depèn de

que les HRTF’s siguin de bona qualitat.

El plugin interpola entre dues HRTF’s si la

localització desitjada queda entre la posició

de dues de les HRTF’s del banc. Aquest

procés de interpolació és clau en la qualitat

del plugin, cal que no provoqui artefactes

en el so i cal fer-lo de forma molt eficient ja

que volem treballar a temps real. És en

aquest punt en que molts projectes de

construir un sistema espaialitzador basat

en HRTF’s fallen i el plugin d’en Christian

Budde no és una excepció.

Neumann KU 100 Dummy Head: Micròfon

que simula el cap i que incorpora capsules a

la posició dels timpans. Ideal per captar les

HRTF’s.

4 CONDICIONS D’INSTAL·LACIÓ

Com ja hem dit HRTF és un plugin VST i

per tan necessita d’un programa VST host

per funcionar (actualment la majoria de

gravadors multipista per pc suporten els

vst). A la pàgina web d’en Christian Budde

podem descarregar l’instal·lador del

plugin, que és un .exe i per tan només pot

córrer sota pc i windows. Així doncs a la

pàgina web no hi ha la possibilitat de

descarregar el plugin per a mac.

Donat l’elevat cost computacional del

plugin és necessari que l’ordinador disposi

d’un processador potent d’úlitma generació

i una bona RAM).

5 PRODUCTES ALTERNATIUS

El desenvolupament de processadors prou

potents ha fet que en els últims anys la

tecnologia de la convolució s’hagi pogut

començar a utilitzar en els ordinadors

domèstics. Això fa que tot just ara estiguin

apareixient al mercat nous plugins basats

en convolució i que el nombre creixi d’un

dia per l’altre. Respecte els plugins de

localització basats en HRTF’s precisament

el 2006 ha sortit al mercat un plugin

comercial. Es tracta del Amphiotik

Enhancer de la marca Holistiks:

http://www.holistiks.com/amphiotik

Aquest plugin és un complet sistema de

localització i revreberació del senyal. Entre

d’altres funcions permet processar el

senyal de manera que es té control sobre la

posició en l’espai. Aquest processat es basa

en el HRTF’s.

6 EXEMPLES

Utilitzant l’HRTF he generat dos exemples

sonors. Un d’ell es un mosquit que va pel

nostre voltant. L’efecte 3d només es pot

percebre amb auriculars.

(mosquitHRTF.wav)

L’altre exemple serveix per demostrar com

dues fonts iguals mesclades amb l’HRTF


mantenen una certa posició d’altura fins i

tot en altaveus. Són dos fitxers en que

passa un cotxe i una furgoneta. En un d’ells

el cotxe va per dalt i la furgoneta per baix

mentres que en l’altre és a la inversa.

7 TUTORIAL

Donades les poques funcions del plugin

HRTF trobarem que aquest és ben facil

d’utilitzar. Pressuposem que el lector està

familiaritzat amb el seu software VST host:

- Es carrega el plugin com qualsevol

plugin vst i apareixerà en pantalla

l’interface del plugin:

- En l’interface del plugin l’altaveu

serveix per posicionar la font sonora

respecte el cap. Clickant sobre

l’altaveu el podem arrossegar al

voltant del cap definint la lateralitat

(azimuth) i si la font és davant o

darrera del cap.

- Per definir l’altura de la font

premem [ctrl] alhora que movem

l’altaveu. Fixemnos que en aquest

cas costa més de definir laposició

davant/darrera de l’altaveu.

Fixemnos també que no totes les

posicions són possibles, només les

que es corresponen amb la

superfície d’un esfera al voltant del

cap.

8 CONCLUSIONS

Com hem explicat el plugin HRTF

presenta certs prolemes d’artefactes sonors

quan modifiquem la posició de la font.

D’altra banda tot i ser un plugin VST no he

aconseguit automatitzar-lo, cosa que el

faria incomode d’utilitzar per fer mescles

en que la posició es mou. Però donat el fet

que moure la posició de la font no dóna

resultats satisfactoris això tampoc és un

problema tan greu.

Hem de recordar que l’HRTF és un plugin

NO comercial i per tan és normal que certs

punts no estiguin perfectament lligats. Un

altre exemple d’això seria per exemple la

qualitat del banc d’HRTF’s que ve per

defecte amb el plugin i que suspito que no

és gaire acurat ja que he sentit

espaialitzadors basats en HRTF’s més

espectaculars.

Fent probes de mescla utilitzant l’HRTF

he arribat a algunes conclusions

interessants:

- Com el panning, l’espaialització en

l’altura ajuda a fer més nítida una

mescla.

- L’ús de l’HRTF empobreix els aguts

del so, cosa que el fa poc útil si el

material que hem de mesclar no es

presta a tenir pocs aguts.

- Com en el sistema auditiu humà, les

posicions més clares de

posicionament en l’altura són les

laterals.

Ja per concluir valorarem el plugin tenint

en compte que és gratuït però té certs

defectes de disseny amb un 8.

Referències

[1] Christian W Budde., Pàgina web,

http://www.savioursofsoul.de/Christian/Plugin

s

[2] Christian W. Budde, Codi del plugin

(part del mètode d’interpolació).

Cortesia de Christian W. Budde


[3] Apunts de psicoacústica, Perfecto

Herrera.

More magazines by this user