09. Localización espacial de fuentes

En el caso más general, en campo abierto, el cerebro localiza la fuente de sonido, basándose en la diferencia de nivel entre un oído y otro, y en la diferencia de tiempo (retardo) entre un oído y otro.

El sonido viaja a una velocidad de 343 m/s, y la separación entre oídos es de unos 20cm, los posibles retardos llegan hasta 600 micro segundos (1 micro segundo = 0,000001 segundos). La diferencia de nivel entre los oídos es debida principalmente a la “sombra” de la cabeza. Este efecto se acusa más en altas frecuencias. Las altas frecuencias se localizan principalmente por diferencia de nivel, las bajas por diferencia de fase (retardo).

Para acabar de localizar la fuente de sonido, está el movimiento de la cabeza, que es algo instintivo, y colabora de forma determinante a la ubicación de la fuente.

En una cadena musical, los dos altavoces emiten, en su mayor parte, una señal coherente, es decir, la misma señal. La posición estéreo por definición, es cuando los altavoces y el oyente forman un triángulo equilátero de 3m de lado. Además, se suelen elevar los altavoces unos pocos grados sobre el plano de audición.

Para simular los distintos efectos, se suelen añadir retardos entre los dos altavoces, mediante la electrónica. Se puede añadir retardo a toda la señal, o solamente a unas frecuencias para crear distintos ambientes. Si el oyente se sitúa a la misma distancia de los dos altavoces, los escucharía al mismo nivel, suponiendo que la señal que emite ambos altavoces es la misma, sólo con posibles retardos. Variando sólo el retardo en los altavoces, tendríamos los siguientes casos:

  • Retardos entre 0 y 630 micro segundos: el oyente identifica que hay una única fuente de sonido, cuya posición depende del retardo entre las dos señales. El cerebro “suma” las señales de los dos oídos para determinar la posición de la fuente. Este efecto se denomina localización suma, y es la base de los efectos estereofónicos con dos altavoces.
  • Retardos entre 1ms y 40-50ms (1ms = 0.001s): el oyente identifica una única fuente sonora que sitúa en la posición del altavoz cuya señal está llegando primero a sus oídos (el que no está retardado). Las componentes de señal que llegan al oído en primer lugar son tomadas en consideración, y las últimas son suprimidas en el proceso de cálculo. Este es el llamado efecto del primer frente de onda, muy importante a la hora de diseñar sistemas de refuerzo sonoro mediante varios altavoces, por ejm, en salas de cine.
  • Retardos superiores a 50ms: el oyente identifica dos fuentes de sonido, cada una en la posición de un altavoz. La segunda fuente de sonido será denominada eco de la primera, los límites de los márgenes de los retardos no son invariables, ya que dependen también de las condiciones ambientales del experimento y también de la percepción subjetiva de cada individuo. Por ejm, para retardos entre 630 micras y 1 micra, se tendrá localización Suma o Ley de Primer Frente de Onda, en función del sujeto y de las condiciones del experimento.
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