El ser humano puede percibir desde 20 Hz hasta 20kHz, aunque estos márgenes varían según edad, sexo y salud, entre otros factores. La sonoridad es una magnitud perceptual, y como tal, no puede medirse a partir de sensores físicos, esto fue estudiado por Fletcher y Munson en 1930 y dio como resultado las curvas isofónicas, conocidas también como los contornos de igual sonoridad (figura 1). Lo que ocurre a todas las personas es que no perciben con igual sonoridad unas frecuencias que otras.
Fig 1: Curvas de igual sonoridad.
Estas curvas indican el nivel de presión sonora necesario para que en todo el espectro audible se tenga la misma sensación sonora que a 1 kHz. Por ejemplo, para obtener la misma sonoridad de 1 kHz a 60 dBSPL, a 30 Hz se necesitan 90 dBSPL. Es interesante observar como la curva se ve modificada dependiendo del nivel al cual se toma la referencia, es visible que a mayor nivel de presión sonora, más »plana» la curva. En la figura 2 se encuentran graficadas las diferencias normalizadas entre las curvas a diversos niveles. Otro aspecto notorio es la presencia de una zona de máxima sensibilidad alrededor de los 3000 Hz, región donde se encuentra información clave en la inteligibilidad de la voz humana.
Fig 2: Curvas de igual sonoridad normalizadas.
Los humanos, y la mayoría de los animales, tienen la capacidad de localizar a través de la audición. Principalmente la localización depende de la diferencia de tiempo interaural y la diferencia de nivel interaural, esto quiere decir que las diferencias de recorrido entre un oído y el otro, son suficientes para poder discriminar en el plano horizontal el ángulo de procedencia. En el plano vertical los contornos del oído externo causan reflexiones que coloran el sonido de manera que diferentes ángulos verticales tienen una firma tonal diferente. En definitiva cada conjunto de oído externo y cabeza, presenta una función de transferencia (HRTF por sus siglas en inglés), que »codifica» los estímulos entrantes para poder localizarlos. La figura 3 muestra los tres mecanismos presentes en la localización.
Fig 3: Localización del sonido.
Estos datos son útiles a la hora de instalar sistemas de sonido, para posicionar la imagen sonora. La investigación sobre la relación entre tiempo y nivel se acredita principalmente a Helmut Haas, y se conoce como efecto de precedencia o, efecto Haas. Describe cómo si un sonido llega a nuestros oídos desde diferentes lugares, con una diferencia temporal inferior a 50 milisegundos, el cerebro los interpreta como uno solo. Si la diferencia es menor a 5 milisegundos, el cerebro percibe la localización del primer estimulo. Se puede contrarrestar el efecto si la señal retrasada presenta mayor nivel que la primera, la curva de Haas en la figura 4, indica diferencia de nivel necesaria para lograr una equivalencia en cuanto al retardo entre las señales.
Fig 4: Curva de Haas.
Visto de otra manera, se puede contrarrestar, utilizando una diferencia temporal, una diferencia de niveles entre dos altavoces separados. Se puede observar que el desajuste de nivel máximo es de 10 dB, luego no hay cantidad de delay posible que pueda »centrar» la imagen sonora.
Eduardo Sacerdoti
Investigación & Desarrollo – Equaphon