Además de
para percibir la dirección del sonido, el oído y el cerebro se combinan para
percibir la distancia y un sentido del espacio acústico en el que el sonido
ocurre. Cuando se genera un sonido, se propaga desde la fuente en todas
direcciones simultáneamente. Un porcentaje del sonido alcanza al oyente
directamente, sin encontrar obstáculos. Una porción mucho más grande, sin
embargo, se propagará hacia las muchas superficies de un recinto acústico. Si
estas superficies son reflexivas, las ondas sonoras rebotaran en la habitación,
donde algunas de estas reflexiones alcanzarán al oyente. Si las superficies son
absorbentes, muy poca energía se reflejará hacia el oyente. En el aire, el
sonido viaja a una velocidad constante de aproximadamente 1130 pies por
segundo, de modo que la onda que viaja en línea recta desde la fuente hasta el
oyente sigue el camino más corto y llega primero al oído del oyente. Esto se
llama sonido directo. Aquellas ondas
que rebotan en las superficies deben viajar más lejos para llegar al oyente y,
por tanto, llegan después del sonido directo. Estas ondas forman lo que se
llama el sonido reflejado que, además
de estar retrasado, puede llegar de direcciones distintas que el sonido directo.
Como resultado de estas
longitudes de recorrido más largas, el oído oye el sonido incluso después de
que la fuente haya dejado de emitirlo. Las superficies altamente reflexivas absorben
menos energía de las ondas en cada reflexión y permiten que el sonido persista
más tiempo, después de que la fuente haya dejado de emitirlo, que las
superficies altamente absorbentes que disipan la energía de la onda. El sonido oído
en una habitación puede dividirse en tres categorías que tienen lugar
sucesivamente: sonido directo, las
primeras reflexiones y la reverberación. El sonido directo determina
nuestra percepción de la localización y tamaño de la fuente de sonido y lleva
el autentico timbre de la fuente. La cantidad de absorción que tiene lugar
cuando el sonido se refleja en una superficie no es igual a todas las frecuencias.
Como resultado, el timbre del sonido reflejado es alterado por las características
de la superficie con la que se encuentra.
Las primeras reflexiones alcanzan el oído 50 mseg después que el sonido
directo. Estas reflexiones son el resultado de las ondas que encontraron solo
unos pocos obstáculos antes de alcanzar al oyente, y pueden llegar de
direcciones diferentes que el sonido directo. El tiempo transcurrido entre la
percepción del sonido directo y el principio de las primeras reflexiones
proporcionan información sobre el tamaño de la habitación, ya que cuanto más
lejos del oyente estén las superficies, más tardará el sonido en alcanzarlas y
ser reflejadas hacia el oyente. El fenómeno psicoacústico conocido como prioridad o efecto Haas suprime nuestra percepción de estas reflexiones en un
rango de 8 a 12 dB, dependiendo del tiempo que tarden en llegar después del
sonido directo. El efecto de prioridad se aplica de igual modo tanto si
consideramos una fuente de sonido y su reflejada como dos fuentes de sonido
espacialmente separadas, tales como dos altavoces, produciendo el mismo sonido;
el sonido parecerá originarse en la primera fuente incluso si la fuente
retrasada es de 8 a 12 dB más alta.
Otro aspecto del efecto de
prioridad es llamado fusión temporal.
Las primeras reflexiones que llegan al oyente a los 30 mseg del sonido directo
no solo son suprimidas en audibilidad sino que también se funden con el sonido
directo. El oído no puede distinguir separadamente los sonidos cercanos y
considera las reflexiones como parte del sonido directo. El límite de tiempo de
30 mseg para la fusión temporal no es absoluto, más bien depende del sonido. La
fusión desaparece a los 4 mseg para golpecitos secos transitorios, mientras que
puede extenderse más allá de los 80 mseg para sonido que cambian lentamente
tales como pasajes de legato de violín.
A pesar del hecho de que las primeras reflexiones se suprimen y funden con el
sonido directo, modifican nuestra percepción del sonido, haciéndolo más alto y
lleno.
Los sonidos que alcanzan al oyente más de 50 mseg después
que el sonido directo, han sido reflejados desde tantas superficies distintas
que empiezan a alcanzar al oyente en un flujo virtualmente continuo y desde
todas direcciones. Estas reflexiones densamente espaciadas se llaman reverberaciones. La reverberación se caracteriza
por su descenso gradual en amplitud y por la calidez y cuerpo que da al sonido
así como el volumen que le da al sonido. Debido a que sufre múltiples
reflexiones, el timbre de la reverberación se diferencia bastante del timbre
del sonido directo, siendo la diferencia más notable la falta de frecuencias
altas y el consiguiente énfasis de los graves.
El tiempo que el sonido
persistente tarda en alcanzar 60 dB por debajo de su nivel original se llama tiempo de caída o tiempo de reverberación y se abrevia RT. Las características de
absorción de la superficie de una pared determinan su tiempo de reverberación.
El cerebro percibe el tiempo de reverberación y el timbre de la reverberación y
utiliza esta información para formar una opinión sobre la dureza o suavidad de
las superficies que le rodean. El volumen del sonido directo percibido por el oído
aumenta rápidamente a medida que el oyente se acerca a la fuente, mientras que
el volumen de la reverberación se mantiene constante porque está bien
distribuida por la habitación. La percepción de la relación entre el volumen
del sonido directo y el volumen del sonido reflejado permite al oyente conocer
su distancia a la fuente.
En resumen, el sonido directo
proporciona información sobre la localización, tamaño y timbre de la fuente. El
tiempo entre la percepción del sonido directo y las primeras reflexiones
determinan nuestra impresión sobre el tamaño de la habitación. El tiempo de caída
de la reverberación sobre las superficies de la habitación, y la proporción de
la reverberación frente al sonido directo determina nuestra percepción de la distancia
a la fuente.
Con el uso de unidades
de reverberación y retrasos artificiales, el ingeniero
puede generar los indicios necesarios para convencer al cerebro de que el
sonido se grabó en una Catedral con paredes de piedra cuando de hecho, se grabó
en una pequeña habitación. Para hacer esto, el ingeniero envía la señal sin
reverberaciones al fader de la consola desde donde se dirige por tres caminos.
Un camino la lleva directamente a los altavoces
de monitoreado para producir el sonido directo, mientras que el segundo va
a través de una unidad de retraso temporal y después a los altavoces de
monitoreado para producir la reverberación. Las salidas de la unidad de
reverberación y la primera unidad de retraso temporal se conectan a faders
adicionales de la consola, llamados “echo
return faders”, para controlar su volumen. Ajustando el número y la
cantidad de retraso en la primera unidad de retraso, el ingeniero puede
calcular el tiempo que transcurre entre la recepción del sonido
directo y las primeras reflexiones, de modo que determina la percepción del
oyente sobre el tamaño de la habitación. La segunda unidad de retraso controla
el comienzo de la reverberación; ajustando el tiempo de caída de la unidad de
reverberación se determinará la percepción del oyente de las superficies de la
habitación. Un largo tiempo de caída indicaría una habitación con superficies
duras, mientras que un corto tiempo de caída indicaría una habitación con
superficies blandas. Aumentando y disminuyendo la proporción del sonido directo
frente a las primeras reflexiones y la reverberación que se oye por medios de
los return faders, el oyente puede ser inducido a creer que la fuente de sonido
está en la parte delantera o trasera de la habitación que el ingeniero ha
creado. Muchas unidades de reverberación proporcionan una salida estereo de una
entrada mono para simular que la reverberación viene de direcciones distintas a
la fuente de sonido, como sucede en una habitación real.
Las unidades de retraso
temporal pueden utilizarse independientemente de las de reverberación para
simular el efecto de eco oído en las ejecuciones en vivo al aire libre, o para
simular instrumentos adicionales tocando al unísono. Esto es posible porque
nuestra percepción de que más de un instrumento está tocando depende de la
falta de sincronización entre los sonidos. No importa cómo de bueno sean los músicos,
el hecho de que cada instrumento está a una distancia distinta del oyente
asegura una falta de sincronización debido a que las ondas necesitan distintas
cantidades de tiempo para alcanzar el oido del oyente. Repitiendo una señal después
de un pequeño retraso de unos 4 mseg, el número aparente de instrumentos que
están tocando se dobla. Este proceso se llama doblamiento electrónico.
A menudo, el doblado o triplicado lo hace el artista
solo a través de múltiples sobredoblajes (overdubbing),
de modo que un violín puede sonar como un conjunto o de modo que dos vocalistas
suenen como un coro. El doblaje también se puede utilizar para reforzar
ejecuciones vocales débiles porque las pequeñas irregularidades de una ejecución
pueden ser tapadas por la otra. Si el retraso es suficientemente largo (más de
35 mseg) como para que se oiga la repetición. La repetición se suele llamar slip echo o slip back, y hace que el ritmo se doble.
