HRTF, la tecnología que permite escuchar audio posicional en juegos

HRTF, la tecnología que permite escuchar audio posicional en juegos

Rodrigo Alonso

Seguramente la utilices o la hayas utilizado, pero no sepas cómo se llama ni lo que hace. Se trata de la tecnología HRTF, en inglés llamada «Head-related transfer function» o «Función de transferencia relacionada con la cabeza», y es la que nos permite tener audio posicional en los juegos. ¿Quieres saber qué es y cómo funciona? A continuación te lo explicamos.

No todas las personas percibimos el sonido de igual manera, y ya no por el nivel de audición que podamos tener, sino también por la forma y tamaño de la cabeza y las orejas, los pabellones auditivos. Por este motivo existe la tecnología HRTF, pero antes de pasar a explicar qué es y cómo funciona, debemos explicar primero algunos conceptos previos.

La audición en el ser humano

Los seres humanos pueden ubicar el origen de los sonidos en las tres dimensiones espaciales que todos conocemos. De igual manera, somos capaces de ponderar la distancia a la que se encuentra el sonido gracias a un trabajo conjunto del cerebro, el oído interno y los oídos externos.

La corteza auditiva recibe las señales de cada uno de los oídos por separado en señales monoaurales, enviándolas a la corteza de asociación donde se comparan y dan como resultado una información en forma de señal binaural que combina la diferencia de tiempo de llegada y la diferencia de intensidad. Estas señales monoaurales provienen de la interacción entre la fuente de sonido y la anatomía humana, en la cual el sonido de la fuente se modifica antes de llegar al canal auditivo para ser procesada.

Estas modificaciones codifican la ubicación del origen y pueden capturarse mediante una respuesta de impulso que relaciona la ubicación del origen del sonido y la ubicación del oído con respecto a ella. Esta respuesta de impulso se denomina «Impulso relacionado con la cabeza» (HRIR), y la convolución (es un operador matemático que transforma dos funciones en una tercera que representa la magnitud que superponen) de un sonido de fuente arbitraria con el HRIR convierte el sonido al que habría escuchado el oyente si se hubiera reproducido en la ubicación de origen, con el oído del oyente y la ubicación del receptor.

¿Qué es el HRTF?

Esto es lo que conocemos como sonido envolvente virtual. Es una función que caracteriza cómo un oído recibe un sonido desde un punto en el espacio. A medida que el sonido impacta en el oyente, la densidad de la cabeza y el tamaño y forma de los pabellones auditivos transforman el sonido y afectan a la forma en la que se percibe, aumentando algunas frecuencias y atenuando otras.

Variación de sonido HRTF

En términos generales, HRTF aumenta las frecuencias de 2 a 5 KHz con una resonancia primaria de +17 dB a 2.700 Hz, aunque la curva de respuesta varía significativamente de una persona a otra.

Actualmente, se utiliza HRTF para los dos oídos sintentizando un sonido binaural que parece provenir de un punto particular en el espacio (XYZ). Es, por lo tanto, una función de transferencia que describe cómo un sonido de un punto específico llegará al oído.

¿Cómo funciona esta tecnología?

El mecanismo asociado varía entre las personas, dado que como hemos explicado cada cual tiene una forma de cabeza y oreja diferentes. Sin embargo, esta tecnología trata de emular la media del ser humano para proporcionar un audio posicional lo más exacto posible.

HRTF describe cómo se filtra una entrada de onda de sonido determinada que ha sido parametrizada como la frecuencia y la ubicación de la fuente previamente (por los ingenieros de sonido de los juegos, obviamente) por las propiedades de difracción y reflexión de la cabeza, el pabellón auditivo y el torso antes de que el sonido llegue a la maquinaria de transducción del tímpano y el oído interno.

Parece complicado, pero en resumidas cuentas simplemente esto significa que es una tecnología que permite a los ingenieros de audio parametrizar el sonido para indicar en qué posición deberíamos de escuchar cada sonido. Hay una función de transferencia de por medio, eso sí, pero esto es tema de estos ingenieros de audio y lo que necesitamos entender es que es lo que define la localización del sonido en un espacio virtual.