Qué es el efecto Haas y cómo aprovecharlo

A principios de la década de 1950, varios investigadores realizaron algunos descubrimientos de gran importancia relacionados con la percepción humana del sonido, sus rebotes y el eco. Su trabajo no sólo es interesante, también podemos aprovecharlo a nuestro favor en la mezcla y en aplicaciones de sonido en vivo. Profundicemos más en el tema y veámoslo con más detalle.

Para empezar, nuestro sistema auditivo integra intensidades de sonido en intervalos cortos de tiempo y funciona más o menos como un instrumento de medición balística. Dicho de forma sencilla: el oído y el cerebro tienen una gran capacidad de percibir los rebotes de un sonido que llegan con un retraso de entre 35 y 50 milisegundos (ms) tras emitirse el sonido directo. Luego los combinan o integran para producir la impresión de que todos los sonidos proceden de la misma fuente, incluso cuando hay rebotes provenientes de otras direcciones.

El efecto de precedencia fue descrito y bautizado por Hans Wallach¹ y otros investigadores asociados en 1949. Demostraron que cuando dos sonidos idénticos se emiten en un intervalo muy corto, se escuchan como un solo sonido. En sus experimentos, esta fusión tenía lugar cuando el retardo entre dos sonidos era de entre 1 y 5 ms para los chasquidos, y de hasta 50 ms para sonidos más complejos. De hecho, este intervalo depende del tipo de señal. Para el habla, el efecto de precedencia se mantiene en retardos de hasta 50 ms, mientras que en la música se mantiene con retardos de hasta 100 ms. Básicamente, cuando el retardo llega a ser suficientemente largo, el segundo sonido se percibe como un eco.

También demostraron que, cuando sonidos sucesivos de fuentes colocadas en distintos lugares se percibían como uno solo, la ubicación aparente del sonido percibido la determinaba la posición del sonido que llegaba antes al oído: de ahí el nombre “precedencia”. Los sonidos posteriores (los que llegan más tarde) tienen un efecto mínimo sobre la percepción del origen del sonido fusionado. Este fenómeno tiene un papel fundamental en nuestra capacidad de escucha en salas cerradas, pues permite determinar la dirección de la fuente del sonido (p. ej., la dirección de un altavoz o instrumento) incluso cuando hay varios rebotes en la pared.

El efecto Haas se menciona por primera vez en un estudio de Helmut Haas² en 1951; en él examinó cómo se ve afectada la percepción del habla con la presencia de un único rebote de sonido coherente. Confirmó el trabajo de Wallach, que indicaba que ubicamos las fuentes de sonido en la dirección del primer sonido que llega, a pesar de la presencia de un solo rebote proveniente de una dirección diferente.

También demostró que un rebote que llega después de 1 ms respecto al sonido directo aumenta el volumen y la amplitud espacial que percibimos de la fuente de sonido. Además, un solo rebote que llegue entre 5 y 35 ms puede ser hasta 10 dB más alto que el sonido directo, sin que se perciba como un evento auditivo secundario (eco).

En resumen, el efecto Haas es un tipo especial de efecto de precedencia, en el que el intervalo de retardos entre el sonido directo y el rebote que se traduce en la percepción de un solo evento sonoro se reduce por debajo de los 35 ms.

Imagen 1 - El efecto Haas en el sistema auditivo humano. En el intervalo de los 5 a 35 ms, el volumen del eco debe ser alrededor de 10 dB más alto que el sonido directo para que se perciba como un eco. Los rebotes se perciben como ecos individuales para retardos de más de 50 ms

Master Handbook of Acoustics, F. Alton Everest, 4ª edición, McGraw-Hill, p. 75, img. 3-19.

Para aprovecharnos del efecto Haas en la mezcla, probablemente hayas observado que los sonidos con delays muy cortos pueden crear una sensación de amplitud espacial, mientras que los sonidos con delays mayores ofrecen repeticiones diferenciadas y un mayor sentido de la direccionalidad.

En general, en una mezcla de sonido, el sentido de direccionalidad se consigue con el balance estéreo de las fuentes de sonido variando el volumen que va a cada canal (normalmente, los canales principales izquierdo y derecho de una mezcla estéreo). Sin embargo, con los delays se controla el tiempo de cada canal. Los humanos dependemos de la intensidad y del tiempo para percibir el sonido, por lo que sacar provecho del efecto Haas puede ofrecer resultados interesantes.

Para crear una imagen estéreo más amplia, que dará como resultado una mezcla más extensa y profunda, uno de los métodos sería duplicar una pista mono y panear la original 100% a un lado y la copia 100% a otro. Luego, añadiendo un delay corto a una de las pistas, el resultado será que, al reproducirlas, las dos pistas mono juntas sonarán más amplias de lo que son realmente. El tiempo preciso de retardo depende mucho del contenido de la pista, por lo que es necesario experimentar para obtener un buen resultado. Para lograrlo, los mezcladores TouchMix de QSC (enlace patrocinado) ofrecen un delay de 100 ms en cada canal de entrada, además de otros 100 ms de delay en la sección de procesamiento de salida. Es suficiente para encontrar el punto perfecto y mejorar la mezcla.

Como norma general, un delay de unos 5 ms en una pista aumentará de forma efectiva la direccionalidad y generará el típico sonido “fuera de fase”. Por ejemplo, si se añade un delay de 5 ms a una pista paneada totalmente a la izquierda, el sonido sonará más intenso en el canal paneado a la derecha. Con más de 10 ms de delay, las dos pistas mono tendrán un sonido con mayor amplitud espacial, en lugar de sonar más o menos intensas en uno de los canales. En todos los casos, la norma básica es mantener el tiempo de delay por debajo del límite de percepción del eco de nuestro oído (de 35 a 40 ms, aproximadamente).

Los descubrimientos de Haas también se pueden aplicar al refuerzo de sonido y a los sistemas de megafonía. Se puede aplicar un retardo electrónico a la señal que se envía a los altavoces que están en zonas lejanas del escenario en una cantidad proporcional al tiempo que tarda el sonido en viajar desde el escenario hasta otro lugar. Incluso se pueden añadir 10 o 20 ms más de delay, además de un incremento de hasta 10 dB de volumen respecto al sonido del escenario.

Al hacerlo, el sonido que llega de la PA principal determinará la ubicación percibida, mientras que los sonidos que llegan después de un corto espacio de tiempo, provenientes de los altavoces con retardo, simplemente aumentarán el volumen percibido del sonido sin afectar a la ubicación. Con esta configuración, el público percibirá que todos los sonidos proceden del escenario principal, con la ventaja adicional de un volumen más alto.

Para mayor comodidad, la Serie K.2 de altavoces activos y la Serie KS de subwoofers activos (enlaces patrocinados) permiten configurar su retardo integrado en metros, pies o milisegundos. Tiene un rango de 0 a 100 ms, que equivale a 0-34 metros o 0-113 pies. Recordemos que la velocidad de referencia del sonido es de 344 m/s o 1128 pies/s (1 segundo son 1000 milisegundos). La forma más sencilla de configurar cada altavoz con retardo es medir la distancia entre el altavoz principal y el altavoz con retardo, e introducir la distancia adecuada en cada altavoz que precise retardo.

Familiarizarse con los efectos psicoacústicos de precedencia y Haas permite experimentar con técnicas innovadoras de mezcla. En resumen:

• Para crear una imagen estéreo más amplia y profunda, duplicamos una pista mono, paneamos un canal totalmente a la izquierda, y el otro a la derecha. Añadimos delay de entre 10 y 35 ms a uno de los canales, y logramos una mezcla con una imagen estéreo mejorada.
• En aplicaciones de PA, añadir entre 10 y 20 ms a unos altavoces con un retardo correcto y un volumen de hasta 10 dB más respecto al volumen del front-of-house hará que el público perciba todos los sonidos como si procedieran del escenario principal, con la ventaja de un mayor volumen de sonido.

¡Feliz mezcla!
____

Referencias
(1) Hans Wallach (28 de noviembre de 1904 – 5 de febrero de 1998) fue un psicólogo experimental germano-estadounidense, cuyos estudios se centraban en la percepción y el aprendizaje.
(2) Haas, Helmut, The influence of a single echo on the audibility of speech, J. Audio Eng. Soc, vol. 20, número 2, pp. 146-159, marzo de 1972 (traducción por el Dr. Ingr. K.P.R. El artículo original, “Ehrenberg of Haas”, fue publicado en Acustica 1, pp. 49-58 en 1951).