[fot. xnunox, Zdjęcie przedstawia fragment odbiornika radiowego]
Dzięki szybkiemu rozwojowi nauki i powstawaniu innowacyjnych technologii, tworzone są coraz to nowsze pomoce dydaktyczne, ułatwiające osobom niewidomym poznawanie świata. Nagrania binauralne są jedną z nich. Swoiste „obrazy dźwiękowe” pozwalają na to, aby będąc we własnym domu, poznawać nowe, nawet odległe miejsca lub przypominać sobie miejsca, w których się było. Słuch, podobnie jak wzrok, jest zmysłem dalekosiężnym, przez co często umożliwia kompensowanie braku wrażeń wzrokowych. Nagrania binauralne są bardzo cenionym narzędziem w nauce orientacji przestrzennej, ułatwiając naukę zarówno osobom niewidomym jak i nauczycielom orientacji czy rodzicom wychowującym niewidome dzieci.
PERCEPCJA DŹWIĘKU
Dźwięk jest wrażeniem słuchowym, wywołanym zmianami ciśnienia ośrodka (powietrza), w którym rozchodzi się w postaci fal akustycznych. Docierają one do kanału słuchowego człowieka, powodując drgania błony bębenkowej. Dalej przenoszone są przez wibracje kosteczek ucha środkowego i płynów ślimakowych. Na koniec, pod postacią impulsów neuralnych, przekazywane są do pól słuchowych kory mózgowej. Narząd słuchu człowieka odbiera dźwięki z określonego przedziału częstotliwości oraz poziomu natężenia. Dolna granica zakresu częstotliwości słyszalnych wynosi około 20 Hz, natomiast górna – 20 kHz.
[fot. Zdjęcie przedstawia słuchawki oraz urządzenie do rejestrowania dźwięku, podpis: Sprzęt do rejestracji dźwięku]
Do głównych, subiektywnych cech dźwięku zalicza się: głośność, wysokość oraz barwę. Narząd słuchu człowieka reaguje na dźwięk lub przekazuje informacje o jego braku. Nie ma stanów pośrednich. Można jedynie stopniować głośność dźwięków, szeregując je od tych zaledwie słyszalnych do powodujących u słuchacza ból. Propagujący się w atmosferze dźwięk ulega między innymi rozpraszaniu i odbiciu. Im większe jest natężenie fali akustycznej, tym silniej rozpraszane są wyższe częstotliwości, a w fali pozostają jedynie niższe składowe. Pojawia się także pochłanianie energii akustycznej, w wyniku której maleje amplituda fali. Siła pochłaniania jest tym większa, im wyższa jest częstotliwość dźwięku. Słuchając z daleka koncertu, nie usłyszy się całego zakresu wygenerowanych ze sceny częstotliwości. Do uszu dotrą jedynie niskie tony.
LOKALIZACJA ŹRÓDŁA DŹWIĘKU W PRZESTRZENI
Co to znaczy, że umiemy zlokalizować źródło dźwięku? Przejawia się to chociażby w tym, że zamknąwszy oczy, potrafimy zwrócić się ku mówiącej do nas osobie.
Zdolność rozpoznawania kierunku, z którego dochodzi do nas dźwięk, zawdzięczamy między innymi działaniu małżowiny usznej. Człowiek lokalizuje dźwięk dzięki różnicy ciśnienia akustycznego odbieranego przy uchu lewym i prawym. Istotna w procesie lokalizacji jest także różnica czasu dotarcia dźwięku do dwóch uszu. Do ucha znajdującego się bliżej źródła dźwięku dociera dźwięk o wyższym poziomie natężenia. Drugie ucho przysłania głowa, w związku z czym dźwięk dociera do niego z pewnym opóźnieniem i o mniejszym poziomie natężenia. Z kolei fala padająca en face dociera do obu uszu w tym samym momencie. Im większa różnica poziomów, tym lepsza przestrzenna lokalizacja źródła dźwięku.
Istotny wpływ na lokalizację źródła dźwięku ma przestrzeń, w której się on rozchodzi. Dużo łatwiej zlokalizować źródło w powietrzu niż pod wodą.
Różnice można obserwować również w lecie i w zimie. Wiąże się to z prędkością propagacji dźwięku, której wartość rośnie wraz ze wzrostem temperatury powietrza. Im wyższa temperatura, tym mniejsza jest głębokość cienia akustycznego. Natomiast latem, gdy zajdzie słońce, a powietrze jest chłodniejsze, słyszymy nawet bardzo odległe dźwięki. Gdy temperatura przy powierzchni ziemi jest wyższa (słońce ją ogrzewa), promienie fal akustycznych skierowane są „ku niebu”, co wpływa na pogorszenie słyszalności dźwięków. Może nawet dojść do powstania tzw. strefy ciszy, czyli obszaru położonego w pewnej odległości od źródła, do którego nie dociera żaden dźwięk.
Zdecydowanie łatwiej jest zlokalizować dźwięki o niskich częstotliwościach. Można to łatwo zaobserwować u komunikujących się między sobą słoni, które przekazują sobie informacje o swoim położeniu za pomocą niskich dźwięków. A co z ptakiem śpiewającym wysokim głosem w lesie? W skutek silnego rozpraszania wysokich częstotliwości można odnieść wrażenie, że jego śpiew wypełnia cały las. Trudniej więc odnaleźć go na jednej z gałęzi drzew.
NAGRANIA BINAURALNE
Nagrania binauralne często mylone z nagraniami stereofonicznymi, realizowane są przy zastosowaniu specjalnej techniki mikrofonowej, najczęściej tzw. “sztucznej głowy” , czyli makiety głowy. W małżowinach usznych, przy wejściu do kanału słuchowego, umieszczane są malutkie kapsułki mikrofonowe. Dlaczego nie w klapach marynarki lub przy kapeluszu? Właśnie dlatego, by jak najdokładniej oddać model percepcji fal akustycznych (bezpośrednich i załamanych na krawędziach małżowiny), docierających do dalszych partii kanału słuchowego człowieka i zachować pomiędzy mikrofonami odległość taką, jak między uchem lewym i prawym. Tego typu technika rejestracji pozwala na precyzyjne i realistyczne odwzorowanie dźwięków otoczenia, umożliwia dokładną przestrzenną lokalizację różnych źródeł dźwięku. Nagrania binauralne są symulacją naturalnej przestrzeni dźwiękowej, w którą wsłuchać się można za pomocą słuchawek stereofonicznych (pamiętając o dokładnym dopasowaniu kanałów odpowiednio do prawego i lewego ucha). Dzięki takim nagraniom można odwzorować sposób słyszenia człowieka i stworzyć dźwiękowy model środowisk o różnym charakterze. Im lepszej jakości sprzęt wykorzystamy do odsłuchu (słuchawki, karta dźwiękowa itp.), tym lepsze uzyskamy wrażenia dźwiękowe.
NAGRANIA BINAURALNE W NAUCE ORIENTACJI PRZESTRZENNEJ
Nagrania binauralne wykorzystywane są przede wszystkim w nauce orientacji przestrzennej osób niewidomych. Wrażenia dźwiękowe stanowią dla osób z wadą wzroku niezwykle istotne źródło wielu informacji. Jakość nagrań dźwiękowych doskonale odzwierciedla każdy szczegół otoczenia. Rejestrować można dźwięki od najprostszych po najbardziej skomplikowane. Na podstawie wysłuchanych podczas zajęć orientacji nagrań, przeprowadzić można analizę zdarzeń dźwiękowych. Ma to o tyle przewagę nad „ćwiczeniem” zmysłu słuchu w naturalnej przestrzeni, że dane nagranie odtworzyć można kilka czy kilkadziesiąt razy, natomiast w warunkach naturalnych daną sytuację usłyszymy jedynie raz, a dodatkowo, w natłoku zdarzeń i w hałasie z pewnością zgubimy mnóstwo informacji. Trudno zatem przeprowadzić dogłębną analizę warstwy dźwiękowej. Co z tego wynika? Uczeń nie otrzyma dostatecznie wyczerpującej odpowiedzi na pytanie: „Jaki przekaz niósł dany dźwięk?”. Nie zawsze „słyszeć” znaczy „wiedzieć, co się słyszy”. W nagraniach binauralnych każdy element warstwy dźwiękowej może być szczegółowo omówiony i wyjaśniony. Tego typu ćwiczenia powinny być wykorzystywane podczas nauki orientacji jako forma przygotowująca do percypowania danej przestrzeni w naturze lub jako utrwalanie docierających do nas informacji, co w konsekwencji ułatwi osobie niewidomej samodzielne poruszanie się. Umiejętność maksymalnego wykorzystania słuchu zwiększy z pewnością poczucie bezpieczeństwa.
Przy pomocy mikrofonów dousznych rejestrować można różnego rodzaju dźwięki wspomagające naukę orientacji przestrzennej. Ogólnie podzielić je można na „mobilne” i „stacjonarne”. Pod tymi pierwszymi kryją się nagrania wykonywane w ruchu, na przykład nagranie trasy, po której porusza się z laską osoba niewidoma lub nauczyciel. Nagrania stacjonarne mają na celu przedstawienie miejsc charakterystycznych. Mogą się znaleźć wśród nich nagrania dźwięków z różnego typu skrzyżowań, miejsc użytku publicznego (lotnisk, dworców), ale też typowych codziennych czynności domowych (szatkowanie kapusty, rąbanie drewna, itp.).
[fot. Zdjęcie przedstawia kobietę oglądającą tyflomapę i jednocześnie odsłuchującą nagranie, podpis: Odczyt map z nagraniami binauralnymi]
Jakie dokładnie informacje można uzyskać o dźwięku dzięki nagraniom binauralnym? Przede wszystkim te o lokalizacji źródła w przestrzeni, co sprzyja uczeniu się prawidłowego nazywania położenia przedmiotu: samochód przejechał z lewej strony na prawą, autobus porusza się ulicą dwukierunkową, itp. Na podstawie barwy i wysokości dźwięku ocenić można dodatkowe cechy. Inaczej brzmi pojazd jadący po śniegu, inaczej przemieszczający się w błocie pośniegowym. Z efektu Dopplera wynika z kolei, że dźwięk karetki jadącej w naszym kierunku jest wyższy, a gdy karetka oddala się od nas – dźwięk jest niższy. Prócz źródeł dźwięku, słuchem lokalizować można także różne przedmioty niewydające dźwięku, a znajdujące się w przestrzeni. Występowanie odbić emitowanej fali akustycznej to znak, że w pobliżu znajduje się jakaś powierzchnia (przeszkoda). Im twardsza i gładsza, tym więcej energii fali akustycznej zostanie odbite. Jeśli fala akustyczna zanika, oznacza to, że w pobliżu znajdują się elementy pochłaniające jej energię. Na podstawie analizy tych zjawisk otrzymujemy informacje o strukturze i wielkości danej przestrzeni.
INNE ZASTOSOWANIA NAGRAŃ BINAURALNYCH
[fot. Zdjęcie przedstawia kobietę stojącą wśród gołębi, nagrywającą materiał dźwiękowy na krakowskim rynku, podpis: Nagrywanie gruchających gołębi na krakowskim rynku]
Nagrania binauralne wykorzystywane są również w złożonym procesie powstawania map tyflokartograficznych. Stanowią element dopełniający. Wielu informacji z przyczyn technicznych niestety nie da się zamieścić na płaszczyźnie mapy. Mogą to być komunikaty o rodzaju skrzyżowania, przejściu dla pieszych, budynkach użyteczności publicznej, rodzaju nawierzchni chodnika etc. Wszelkie tego typu informacje można zawrzeć w nagraniu dokonanym podczas przejścia daną trasą. Osoba niewidoma, słuchając nagrań, może udać się na wirtualny spacer ścieżkami mapy, analizując jednocześnie jej powierzchnie opuszkami palców. W nagraniach można także zamieścić komentarz słowny (audiodeskrypcję), opisujący w szczegółowy sposób daną przestrzeń, bądź ostrzegający o nietypowych przeszkodach, które osoba niewidoma może napotkać po drodze.
Nagrania binauralne to także innowacyjne pocztówki dźwiękowe, czyli nagrania brzmień charakterystycznych miejsc. Dopełniają mapy tyflokartograficzne, obrazując dźwiękiem ciekawe miejsca danego miasta, o których nie sposób szczegółowo wspomnieć na mapie. Mogą być także niezależnym „dziełem” – reklamą wartych odwiedzenia atrakcji turystycznych. Możliwość symulacji realnej przestrzeni pozwala na przeniesienie się w jednej chwili w dane miejsce, czy to pod rozświetlone fontanny w Las Vegas czy na szczyt Giewontu, czy też na jeden z narciarskich stoków w Alpach. Możliwości mnożą się bez końca. Do tej pory zwykło się oglądać zdjęcia z różnych wypraw lub czytać różne ciekawostki o wybranym zabytku. Doszła i trzecia opcja – można wsłuchać się w naturalne odgłosy danego miejsca.
Binauralna technika omikrofonowania otwiera szeroki wachlarz zastosowań. Do realizacji nagrań efektów akustycznych, katalogowanych wedle określonych dziedzin (odgłosy łazienki, prace kuchenne, zwierzęta w zoo, itp.) wykorzystywano najczęściej pojedynczy mikrofon lub dwa w układzie stereofonicznym, umieszczane blisko źródła dźwięku. Dzięki technice binauralnej, stosując mikrofony douszne, można wzbogacić proces rejestracji, nagrywając dany efekt z różnych perspektyw i w różnych pod względem akustycznym pomieszczeniach.
[fot. Zdjęcie przedstawia malutkie mikrofony, podpis: Mikrofony douszne]
W ten sam sposób dokonywane są nagrania tzw. lekcji dźwiękowych, z których każda poświęcona jest innej tematyce. Wśród tematów pojawiają się m.in.: przedstawienie ciekawych zawodów, poznawanie różnych pojazdów oraz ich budowy, nauka brzmień poszczególnych instrumentów rejestrowanych solo lub w różnych miejscach układu orkiestry (dowiadujemy się wtedy, jak słychać kotły z perspektywy puzonisty lub jak słyszy całą orkiestrę dyrygent).
A skoro jesteśmy przy instrumentach, to coraz częściej rejestruje się tą techniką koncerty klasyczne, rockowe czy pop. Można dzięki temu wcielić się w słuchacza siedzącego w przednim rzędzie albo słuchającego symfoników z tzw. ‘loży’ balkonowej na wprost sceny.
A może warto by zrobić binauralne nagrania audiobooków? Słuchacz mógłby lokalizować w przestrzeni głosy bohaterów i efekty dźwiękowe, mając wrażenie, jakby sam znajdował się wśród nich. Ilość zastosowań nagrań binauralnych ogranicza jedynie własna wyobraźnia.
*Autorka jest z wykształcenia magistrem Akustyki na Uniwersytecie im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, prowadzi własną firmę Tyflolaboratorium Dźwięku. W wolnych chwilach oddaje się pasji tworzenia witraży.
Przykłady dźwięków binauralnych można odsłuchać na stronie www.tyflodzwiek.pl
