2.7. БИНАУРАЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ

Бинауральным эффектом называют эффект слушания двумя ушами. Он выражается в виде стереоакустического (стереофонического) эффекта, аналогичного стереоскопическому эффекту зрения, а также заключается в том, что вследствие такого слушания резко повышается точность определения направления прихода звуковых волн.

В обычных условиях слушания человек определяет направление прихода звуковых волн в горизонтальной плоскости с точностью 3—4°. Если к ушам приставить раструбы (рупоры) с большим расстоянием (базой) между отверстиями раструбов, то точность определения направления прихода звуковых волн повышается пропорционально увеличению расстояния между отверстиями раструбов до тех пор, пока это расстояние не будет близко к половине длины принимаемой звуковой волны. Точность определения направления прихода звуковых волн в вертикальной плоскости головы не превышает 20°, такая же точность определения получается при слушании одним ухом.

Стереоакустический эффект слушания заключается в том, что человек «ощущает»

поперечные размеры источника звука, а также его «глубину», т. е. размеры источника звука по линии прихода звуковых волн к слушателю. Слушатель на слух легко определяет местонахождение того или иного инструмента в оркестре, «его координаты», т. е. слушание двумя ушами создает акустическую перспективу.

Если человек слушает одну и ту же передачу от двух одинаковых источников звука, расположенных на равных расстояних от него, и расстояние между источниками звука значительно меньше расстояния от слушателя (по крайней мере, в раз), то при одинаковом уровне звучания источников звука виртуальный источник звука находится на середине между источниками звука. При неодинаковых уровнях звучания виртуальный источник звука смещается в сторону источника звука с более высоким уровнем звучания. Местонахождение виртуального источника звука можно определить по отношению интенсивностей, создаваемых источниками звука (отношение интенсивностей примерно равно отношению расстояния виртуального источника звука от действительных источников).

Если человек слушает одну и ту же передачу от источников звука (например, громкоговорителей), находящихся перед ним на разных расстояниях от него (или находящихся на одинаковом расстоянии от него, но при этом один из источников воспроизводит сигнал с некоторой временной задержкой по отношению к другому источнику), то при равном уровне основного и задержанного сигналов виртуальный источник звука ощущается на месте источника звука, излучающего опережающий сигнал, т. е. источник звука, излучающий задержанный сигнал, как бы не существует, хотя его добавление и ощущается в виде повышения гулкости звучания передачи. При временных задержках свыше наличие запаздывающего сигнала ощущается как появление помехи в виде эха, хотя местонахождение виртуального источника звука остается на прежнем месте.

Рис. 2.24. Влияние запаздывающего повторения сигнала на локализацию виртуального источника сигнала

Следовательно, опережающий сигнал при одинаковом уровне с задержанным полностью подавляет последний. Если же повысить уровень запаздывающего сигнала, то можно добиться того, что оба источника звука будут восприниматься раздельно даже при запаздывании менее На рис. 2.24 дано необходимое повышение уровня запаздывающего сигнала в зависимости от временной задержки. По оси ординат дана разность уровней задержанного и основного сигналов. При задержке задержанный сигнал должен быть повышен по уровню на чтобы оба источника звука воспринимались раздельно. При временной задержке 50 см достаточна разница между ними в при задержке свыше запаздывающий сигнал ощущается как эхо; при задержке менее наблюдается неустойчивый режим: виртуальный источник звука совпадает то с основным источником, то с источником задержанного сигнала.

Если источники звука имеют резко различающийся тембр, то они могут легче различаться слушателем и возможен их раздельный прием даже при равных уровнях интенсивности сигналов, приходящих от них к слушателю. Эти свойства используют для создания стереоакустического эффекта и акустической перспективы при воспроизведении передач с помощью электроакустических устройств, т. е. для стереофонических передач.