Electronic Standards apresenta: Uma viagem ao mundo da Psicoacústica

Episódio I: Fundamentos

Gostaria de propor, a partir de hoje, uma viagem fenomênica pelo domínio estético da audição. O caminho rumo ao estabelecimento da Psicoacústica como “(cons)ciência sonora” levou, a partir dos primeiros experimentos e ensaios escritos, décadas para acontecer. O capitulo inicial ocorreu na aurora do século XIX, para depois se estender no decorrer dos sécs. XIX, XX e XXI. As descobertas ocorridas nestes mais de 200 anos resultaram na psicoacústica que conhecemos hoje, que é a ciência que estuda como o cérebro interpreta os sons e como fatores fisiológicos, cognitivos e emocionais moldam a experiência auditiva.

Para vocês terem uma ideia da dimensão dos benefícios desta ciência na engenharia de áudio, os princípios psicoacústicos permitiram avanços tecnológicos como o design de alto-falantes, caixas acústicas, microfones, assim como a engenharia de mixagem, a produção, a masterização, os codecs de compressão (MP3, AAC), os sistemas de equalização na acústica e inclusive os tratamentos e isolamentos acústicos em geral. Focados nos limites e sensibilidades da audição humana, os profissionais de psicoacústica lançaram estudos que serviram de base para engenheiros de áudio, de acústica e neurocientistas criarem avanços tecnológicos otimizados para a nossa percepção auditiva, não apenas para a reprodução física do som.

Para citar um exemplo, um dos fatores de mudança primordial na engenharia de áudio está no QTS (Total Quality Factor ou Qualidade Total do Sistema) das caixas de som.

📊 O que significa QTS, e qual a diferença entre QTS alto e baixo:

QTS é o fator de mérito total de um falante.

Ele combina dois parâmetros:

• • QMS → fator de qualidade mecânica do sistema (incluindo suspensão, aranha, e avaliação de perdas e distorções mecânicas).
  • QES → fator de qualidade elétrica do sistema (incluindo todo o circuito elétrico do falante, o funcionamento da bobina, etc.)
    A Fórmula é simples: QTS = (QMS × QES) / (QMS + QES). Indica, portanto, como o falante se comporta em relação ao controle e amortecimento em todo o espectro frequências, amplitudes e tempos de queda (sobretudo nas baixas).

São 3 categorias principais de QTS, com funções bem específicas:

• QTS baixo (≈ 0,2 – 0,4):
  • O falante tem forte controle mecânico/elétrico.
  • Ideal para caixas seladas (closed-box) ou dutadas (bass-reflex) bem ajustadas.
  • Resposta mais seca, precisa, com graves controlados.
  • Muito usado em projetos de alta fidelidade (hi-fi).

• QTS médio (≈ 0,4 – 0,7):
  • Equilíbrio entre controle e amortecimento de frequências, e extensão de graves.
  • É flexível, podendo ser usado em caixas seladas ou dutadas.
  • Indicado para inúmeros tipos de Sound Systems, incluindo Home Studios, boa parte dos sistemas Hi-End, e Sounds Systems de festas com uma boa dose de fidelidade sonora, mas com um “fun factor”, ou seja, uma certa (controlada) extensão de graves – bastante apreciados por ouvintes de Música Eletrônica, Hip Hop, Reggae, Dub, Funk, Experimental, e Abstrata que têm como predileção a qualidade sonora.

• QTS alto (> 0,7):
  • O falante, neste caso tem pouco controle mecânico/elétrico, tanto de respostas de frequências como de amortecimentos, estando sujeito a maiores distorções. Gera graves mais soltos, retumbantes, e menos controlados.
  • Funciona melhor em caixas abertas (open baffle) ou grandes volumes acústicos, como tampos traseiros de carros, e também em alguns Sound Systems de rua. É igualmente comum em alguns sistemas vintage, em caixas de guitarra ou em projetos que buscam ressonância “cheia” de graves.

✨ Resumindo:

• QTS baixo = controles de frequências, amplitudes e tempos de queda firmes, precisos, gerando baixíssima distorção, buscando a fidelidade sonora em relação às obras musicais originais.
  Usado em caixas seladas/dutadas.
• QTS alto = proporciona graves soltos, retumbantes, ressonantes, e alta possibilidade de distorções.
  Mais usado caixas abertas ou grandes volumes.

Quando os engenheiros desenvolvem sistemas de som para audiófilos, eles priorizam:

– Menor resposta transitória possível (todo equipamento parte de um sinal transitório para a resposta permanente (para a qual todo equipamento é desenvolvido)
– Resposta de frequências mais plana possível (distorcendo ou modificando o menos possível a obra musical do artista;
– QTS mais baixo possível (máximo 0,4), o que significa maior controle elétrico e mecânico possível, sobretudo em relação aos decays de cada frequência;

É essencial ressaltar que a percepção do som vem, antes de tudo, de três variáveis físicas:

– Resposta de Frequências (quais frequências estão presentes naquela onda complexa, ou seja, no som que se ouve);
– a Amplitude de cada Frequência presente;
– o Tempo de Queda (Decay) de cada uma das frequências);

Dito isso, é essencial frisar que a psicoacústica demonstrou que as frequências baixas demandam maior tempo de decay para uma percepção auditiva razoável, por conta da forma como percebemos o som. – Este é um dos seus campos de estudo mais importantes.

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E não para por aí: a neurociência musical e a neurologia também se beneficiaram com a psicoacústica, através de estudos que levaram, entre outros, aos avanços tecnológicos como a neuroimagem (fMRI, PET, EEG);
a psicoacústica se expandiu e se tornou parte da neurociência musical, com estudos a respeito de como áreas do cérebro processam ritmo, melodia, harmonia e emoção.Descobertas de pesquisadores da neurociência demostraram que ouvir música envolve redes neurais de recompensa, memória e emoção. Assim, a psicoacústica deixou de ser apenas um segmento teórico do áudio e passou a ser um elo entre ciência, tecnologia e arte. Hoje, seu legado é central tanto para a criação musical quanto para a compreensão do cérebro humano como instrumento de escuta e emoção sonora.

Convido vocês para reflexão, e fico por aqui;
Em breve, o episódio 2!

Alain