Aplicações em Voz, Áudio e Acústica

Objetivos

1. Utilizar uma DAW (Digital Audio Workstation) para verificar conceitos do Ambisonics
2. Efetuar gravação com microfone FOA (Ambisonics de 1ª ordem)
3. Efetuar o cálculo do cepstrum e determinar Formantes do Sinal de Voz

Introdução

Este experimento tem como objetivo apresentar os conceitos de Ambisonics e análise cepstral. Através da utilização de softwares de áudio, será possível explorar a espacialização sonora e a determinação de formantes de sinais de voz, com ênfase em técnicas de gravação e processamento.

Material Necessário

1. Notebook com DAW Reaper e Audacity
2. Microfone Ambisonics FOA, com cabo USB
3. Celular para tocar músicas
4. Pedestal de microfone
5. Fone de ouvido
6. Notebook do Colab em Python, para cálculo do cepstrum e determinação de formantes

Procedimento

Parte A – Introdução ao Ambisonics com Reaper

1. No Reaper, verificar a instalação dos plugins: Synth1, IEM e NX Waves
2. Utilizar o fone de ouvido
3. Abrir uma trilha e configurar Route da trilha para 64 canais
4. Configurar o Master Mixer para 64 canais
5. Utilizar o Virtual Keyboard (Alt+B)
6. Configurar as entradas MIDI com algum instrumento do Synth1 (ex.: piano)
7. Adicionar panning com plugin IEM Stereo Encoder
8. Adicionar Decoder Ambisonics NX Quad/Stereo no Master
9. Alterar posição no painel de Panning e verificar a mudança espacial do som

Parte B – Gravação com microfone Ambisonics FOA

1. Posicionar o microfone Ambisonics e o celular para música de fundo
2. Realizar três leituras de textos com diferentes músicas de fundo e posições espaciais
3. Transferir as gravações para o PC e analisar no Audacity
4. Gerar espectrogramas em diferentes escalas: Logarítmica, Mel Cepstral e Bark

Arquivos Gravados – Parte B

Abaixo estão os arquivos gravados durante as leituras e músicas de fundo:

1. Leitura 1 – O Burrinho Pedrês (com música 1)
   

   “O rio, que o rio já se fôra. Enche de chuva, de chuva que não para. De tudo que se arrasta, que se arranca, que se carrega. O rio, no rio, o rio, rio. Pois que o rio já se fôra. O rio em todo lugar, todo rio. Ó rio! Ó rio! O rio se leva, o rio se vai. O rio vai em toda a parte. E tudo se arrasta, tudo se leva.”

2. Leitura 2 – Meu Destino (com música 2)
   

   “Nas palmas de tuas mãos
   leio as linhas da minha vida
   linhas cruzadas, sinuosas,
   interferindo no teu destino.
   Não te procurei, não me procurastes –
   íamos sozinhos por estradas diferentes."

3. Leitura 3 – Amor (com música 3)
   

   “Ana olhou. O cego era um homem de cara limpa, e não parecia precisar de nada. Mas a mastigação era tão monótona, tão lenta e paciente. Como se ele estivesse comendo uma coisa gorda e sem sabor, sem que isso lhe incomodasse. E naquela mastigação, a boca se abria e fechava, se abria e fechava. Ana sentiu um súbito estranhamento, como se a cena não pertencesse ao mundo dela.”

Análise do Panning no Reaper e sua Influência no Ambisonics

Durante a configuração no Reaper, o uso do panning aliado aos plugins Ambisonics foi essencial para compreender como a manipulação espacial do som afeta a percepção auditiva no formato B-Format (1ª ordem).

Ao inserir o plugin IEM Stereo Encoder nas trilhas e o NX Quad/Stereo Decoder no master, foi possível editar a cena sonora imersiva. A movimentação do controle de panning permitiu alterar a posição percebida do som de voz e da musica gravada.

Esse ajuste não altera a intensidade do áudio, mas redistribui as componentes W, X, Y e Z do sinal Ambisonics.

• Com panning central, os sons permanecem estáveis nos pontos de referência utilizados durante a gravacao.
• Com panning deslocado para a direita ou esquerda, houve clara mudança na espacialidade, reforçando a sensação direcional.
• Movimentos extremos (±90°) evidenciaram a capacidade do formato Ambisonics de preservar coerência espacial sem criar “buracos” na imagem sonora.

Conclui-se que a manipulação de panning no Reaper, com suporte Ambisonics, oferece uma representação espacial realista, diferente da técnica estéreo convencional, pois envolve uma projeção tridimensional do som e não apenas variação de ganho entre canais.

Parte C – Análise Cepstral

1. Utilizar o Colab para determinar as formantes (F1 a F4) de vogais por integrante
2. Utilizar análise cepstral para determinar pitch e validar com software Praat

Formantes

Praat

Conclusão

O experimento demonstrou a versatilidade e a mutabilidade proporcionadas pelas gravações no formato Ambisonics. A possibilidade de manipular espacialmente o áudio após a gravação, utilizando ferramentas como o panning no Reaper aliado aos plugins Ambisonics, evidenciou como a tecnologia permite criar diferentes perspectivas sonoras sem necessidade de repetir a captação. Essa característica é especialmente relevante para aplicações imersivas, como realidade virtual e áudio 3D.

Além disso, a etapa de análise cepstral aplicada às vogais gravadas permitiu uma compreensão detalhada das características acústicas da fala, com a determinação das formantes F1 a F4. Essa análise destacou como diferentes vogais pronunciadas por diferentes pessoas apresentam padrões espectrais específicos, reforçando a importância dessa técnica em áreas como reconhecimento de fala e síntese vocal.

Em resumo, a combinação da espacialização Ambisonics com ferramentas de análise espectral mostrou-se poderosa, permitindo não apenas a criação de ambientes sonoros realistas, mas também a exploração científica das propriedades acústicas da voz humana.