Binaural Recording

ضبط باینرال ، صدایی که با عنوان “صدای ۳ بعدی “در بین عموم مشهور است .این روش ضبط صدا منحصرا برای پخش توسط هدفون طراحی شده است. ایده ساختن این میکروفون به سال۱۸۸۱ باز می گردد که گوش دادن به تئاتر  و اپرا به صورت مجازی و از طریق دو گوشی تلفن به صورت همزمان مورد استقبال قرار گرفت . واژه باینرال در ترجمه لغوی به معنای دارای دو گوش می باشد. و همانگونه که مشخص است از میکروفونی استفاده می شود که شبیه به سر انسان بوده و دارای دو گوش  می باشد. میکروفون ها در داخل گوش های این سر مصنوعی جای گرفته اند.

واژه باینرال (Binaural) عموما با واژه استریو (Stereo) یکی فرض می شود. در صورتیکه این دو با یکدیگر تفاوت دارند. در روشهای معمول ضبط استریو، شکل مقطع گوش یا شکل سر انسان، نقشی در نوع صدابرداری ایفا نمی کند، در صورتیکه در ضبط باینرال، شکل سر و گوش، بسیار اهمیت دارد. هنگام پخش صدای ضبط شده با سیستم باینرال از هدفون ،‌ شنونده احساس خیلی طبیعی تری را نسبت به محل قرار گرفتن منبع صوتی خواهد داشت.

ایده “سر مصنوعی (Artificial Head)”, توسط Georg Neumann GmbH, Knowles Electronics, Bruel & Kjae و Head Acoustics GmbH برای ضبط باینرال ابداع شد. درون این سر مصنوعی، دو میکروفن در محل فرضی گوشهای انسان قرار دارد (دو میکروفن با فاصله ۷ اینچ (۱۸ سانتیمتر) پشت به پشت یکدیگر قرار دارند)

برای هر شنونده ای که دارای دو گوش است، دو فاکتور ITD) interaural time differences) و ILD) interaural level differences) به تشخیص محل قرار گرفتن منبع صدا کمک می کند. بدین ترتیب که با اختلاف زمانی رسیدن سیگنال صوتی به گوشها (time differences)، جهت صدا مشخص می گردد و با اختلاف بلندی صدا (level differences)، دوری یا نزدیکی منبع صوت معلوم می گردد.

توسط سیستم باینرال میتوان صدای پشت، جلو، بالا و یا هرجای دیگری را که منبع صوت در هنگام ضبط قرار داشته، بازسازی نمود. واضح است که کیفیت بهتر هدفون، در طبیعی تر جلوه کردن صدای بازسازی شده نقش دارد.

باید توجه داشت که صدای ضبط شده توسط ضبط باینرال، در پخش مونو (Mono) ویا در بلندگوهای استریو بدرستی کار نمی کند، چراکه جداسازی دو کانال (Channel Seperation) که براساس گوش انسان طراحی شده بود، در این سیستمها از بین میرود. گرچه تبدیل صدای باینرال به استریو توسط روش Crosstalk Canceling امکانپذیر میباشد اما بدلیل کوچک بودن سر نسبت به طول موج در فرکانسهای پایین ۷۰۰Hz , صدا با مقداری کشش, به اطراف خم میشود. همچنین اختلاف فاز قابل توجهی بدلیل محل قرارگرفتن دو میکروفن بوجود می آید, که این اختلاف فاز میتواند با اعمال اکولایز (Equalization) در جمع یا تفریق سیگنالها به اختلاف دامنه تبدیل شود. اولین بار این تکنیک در آزمایش Blumlein استفاده شد.

همچنین پیچیدگی هایی نیز در پخش صدای باینرال توسط هدفونها وجود دارد. صدایی که توسط میکروفنهای واقع در محل گوش (درون سر مصنوعی) ضبط میشود، طیف فرکانسی متفاوتی را نسبت به صدای ضبط شده توسط میکروفن آزاد دارد. مثلا شدت صدای ضبط شده، بسته به جهت آن تا ۱۰dB افت و خیز خواهد داشت و یا فرکانسهای درحدود ۵kHz بسیار باریک (Attenuated) خواهند شد. هدفونهای استریو طراحی شده برای داشتن پاسخ فرکانس تخت (Flat)، برای شفافتر شدن صدای استریو، در فرکانسهای حدود ۵kHz بریدگی ایجاد میکنند که در نتیجه “پرده صماخ (Eardrum)” دریافتی یکنواخت از صدا خواهد داشت. درحالیکه در هدفونهای باینرال، پاسخ تخت بدین معنی است که “کانال گوش (Ear Channel)” صدایی تخت دریافت کند. در نتیجه هدفونی استریو با پاسخ فرکانس تخت برای پخش صدای باینرال مناسب نخواهد بود.

مشکل دیگری که وجود دارد این است که اندازه گوشهای زن و مرد متفاوت است و گوش بیرونی با افزایش سن، بزرگتر میشود. در واقع اکثر هدفونهای موجود تنها برای مردان جوان مناسب است.

روش “Spherical Baffles” مکملی است برای ضبط باینرال. در این روش ضبط به طریق مشابه سر مصنوعی صورت می گیرد، با این تفاوت که صدای باینرال ضبط شده، مستقیما و بدون نیاز به LF Crosstalk Cancellation می تواند در سیستمهای استریو بکار رود.