Nesta primeira parte do nosso review vamos conhecer aspectos fundamentais e teóricos para compreender o funcionamento dos fones de ouvido, do ouvido humano e do cancelamento de ruído

Fones x monitores

Os transdutores — microfones e alto-falantes — são as duas extremidades do que costumo chamar de “congelamento sonoro”, isto é, a transformação do som em sinal e a retransformação deste em som novamente. Do lado dos microfones, as opções eram de tamanho, e só recentemente apareceram os eficientes de tamanho reduzido. Do lado dos alto-falantes, os fones existem há mais tempo, se bem que só agora são capazes de uma eficiência que os torna rivais dos monitores de áudio.

A polêmica é forte. Apareceram os home studios, em localizações nem sempre adequadas para se abrir volume, e audiófilos em movimentos aeróbicos exigindo fidelidade de graves, para ficar só em dois exemplos. Os fones podem mostrar a quem mixa detalhes mais invisíveis do que a própria onda sonora, e existem no mercado apps que pretendem transformar a audição em fones mais próximos do que em ambientes acusticamente tratados, e fones que tentam silenciar o som alienígena.

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Quando você ouve através de alto-falantes, seu ouvido direito recebe os sons tão bem quanto o esquerdo, mas algo atrasado em baixos volumes. Isso acontece por causa do efeito de “sombra” da cabeça, e também pela construção das partes externas dos ouvidos, que agem como complexos controles que dependem da direção. E você ainda ouve reflexões de paredes, tetos e pisos. São sons naturais, porque assim nós ouvimos desde que saímos do útero de nossas mães.

Já nos fones, ouvimos apenas o canal esquerdo no ouvido esquerdo e o direito no direito. Todos os sons cuja panorâmica foi definida na mix serão ouvidos nos seus respectivos canais, em ouvidos separados, o que pode soar algo pouco natural, e isso pode causar dores de cabeça e até náuseas em períodos de audição prolongada. Quando sons colocados no canal do meio são ouvidos por alto-falantes, eles são ouvidos na sua frente, mas os mesmos sons em fones parecem sair de dentro da sua cabeça.

Você pode se acostumar com essa resposta panorâmica estranha e até gostar dela, mas a impressão de ouvir apenas com um ouvido pode ficar desagradável para alguns. Alguns amplificadores de fones, acessórios e plug-ins produzem uma mistura que mescla um pouco do canal esquerdo ao direito e vice-versa, para imitar as suas duas orelhas — uma simulação acústica. Nossas cabeças e orelhas absorvem e refletem nas frequências altas, e essa simulação geralmente começa acima de 2 kHz.

Esse crossfeed pode fazer com que sons muito panoramizados pareçam vir de pontos iguais, como de um alto-falante à sua frente. Isso pode ser experimentado em gravações onde parece não rolarem nos fones, como os álbuns estéreo lançados nos anos 1960 e 1970, quando fones de alta qualidade ainda não existiam — pelo menos não a preços acessíveis. Bons exemplos são gravações dos Beatles, os primeiros LPs do Pink Floyd e outros lançamentos dessa época.

Uma boa experiência para se comparar fones e monitores são algumas gravações de orquestras de alta qualidade, efeitos sonoros e gravações de games de realidade virtual especificamente projetados para serem ouvidos em fones. Essas gravações “binaurais” são feitas usando uma cabeça artificial equipada com “microfones de ouvido”, como no Dummy Head KU100 da Neumann, e podem ser muito mais realistas do que sistemas de monitores estéreo. 

Esses microfones capturam com precisão como ouvimos sons através de nossos dois ouvidos. Por isso, quando você está ouvindo uma gravação binaural em fones de ouvido, pode localizar sons vindos de trás e de frente, e até acima e abaixo da cabeça. No entanto, essa sensação desaparece quando você ouve as mesmas gravações em monitores, e por isso esse tipo de gravação binaural só é usado para testes de acústica e outras aplicações muito técnicas.

O som mono de um só ouvido é a maior encrenca para mixagens decentes feitas com fones de ouvido. Isso não é problema na maioria das tomadas de orquestras, porque elas são feitas com pares de microfones coincidentes, ou mesmo arrays de microfones estrategicamente colocados. E mesmo se microfones mais aproximados de solistas forem usados, é só quando se alterna entre solo e acompanhamento. Apenas em casos muito raros são panoramizados para a esquerda ou a direita.

Muita gente acha que não é possível compensar a diferença de impressão espacial de mixagens feitas nos fones para que rolem legal em monitores. Basta um pouco de prática para se acostumar a posicionar os instrumentos nos fones e lembrar que vão soar mais distantes do que nos monitores. Aquelas medidas de pan que você se acostumou a usar com monitores só precisam ser calculadas com as novas proporções para os fones, com a compensação certa.

Cuidado com instrumentos estéreo, como kits de bateria. Nunca tente espalhar os sons das peças por toda a panorâmica, o que pode ser interessante nos monitores, mas nos fones fica bem estranho, a não ser que você queira causar estranheza. Já os sons de sintetizador espalhados por padrão, principalmente com efeitos, podem matar sua mixagem, que só poderá ser ressuscitada com plug-ins de redução do estéreo, restringindo sua largura e deixando espaço para os outros instrumentos.

Alto-falantes e fones têm em comum o fato de que costumam soar diferentes, e aqui o preço costuma fazer jus à qualidade. Mas dá para encontrar fones de alto nível mais baratos do que um par de monitores pequenos ou médios, que todos costumam preferir para compor o visual de seu setup inicial e impressionar os audiominions. Somando a isso o fato de que seus próximos possam não gostar de ouvir loops como trilha sonora de suas noites de sono tranquilo, os fones levam vantagem…

O pessoal que projeta fones não tem como objetivo uma resposta de frequência plana, e na sua maioria costumam ter um hump de até 5 dB entre uns 35 e 500 Hz, para compensar um fato que a maior parte dos usuários de fones ou monitores não conhece: pelos fones o seu corpo não “sente” as frequências graves emitidas pelos alto-falantes de maior diâmetro de cone. Já nas frequências acima de 1 kHz a 20 kHz costumam ter 5 dB a menos, afinal, os drivers dos fones estão quase dentro do seu cérebro.

Aqui entra em cena a variedade de fones disponíveis no mercado, o que leva alguns a serem mais adequados para as mixagens. Tecnicamente, os mais comuns são chamados de dispositivos circunventais, cobrindo toda a orelha, enquanto outros são dispositivos supra-auriculares, na parte superior das orelhas. Esses dois tipos de dispositivos podem receber o nome de abertos ou fechados, uma denominação que pode induzir a múltiplas e nem sempre reais deduções.

Fones abertos colocam os drivers em contato com a paisagem sonora externa, reduzindo os efeitos ressonantes da cavidade da concha, o que acaba produzindo algum tipo de alimentação cruzada entre as orelhas, tornando sua sonoridade mais natural e, portanto, mais próxima à de monitores. Mas não são muito bons para monitoração, justamente porque seu som pode ir parar nos microfones, seja durante gravações em salas únicas de técnica e tomada de som comuns em home studios, seja em performances de apresentação.

Para monitorar, os fones fechados são melhores. Mas podem também ser melhores para mixar, se seu objetivo é evitar um ambiente onde penetrem ruídos diabólicos como os da obra aqui no meu prédio, com pedreiros quebrando o reboco do lado de fora da janela da sala onde estou escrevendo este review. Mas não se esqueça de que o preço desse silêncio pode ser o suor de suas orelhas, fazendo dos fones fechados uma tortura para mixagens prolongadas.

Acontece que os dispositivos de reprodução portáteis são vendidos com pequenos fones chamados earbuds para serem introduzidos no ouvido, com uma qualidade nem sempre interessante e pouco isolamento, para que atletas urbanos não sejam atropelados ouvindo “Fast Car”, da Tracy Chapman. E há ainda os fones in-ear, que ficam dentro do canal do ouvido e podem ser feitos sob encomenda. Os fones in-ear bem adaptados, personalizados ou não, podem fornecer um isolamento capaz de torná-los o juiz das frequências graves das mixagens.

Mas indo direto ao ideal para as mixagens, os fones abertos e circunaurais (graves profundos e naturais) são o bicho. Podemos citar a experiência de mais de uma década dos Sennheiser HD650, conceituados por sua sonoridade detalhada e neutra, e o alcance de graves, ou a clareza da linha AKG iniciada com o K701s, depois K702 e agora continuada como os novos K245 e K275. No caso de fones fechados para as mixes, há modelos Sony desde o MDR7509HD até os atuais WH1000M3 e XB900N, com cancelamento de ruído.

O cancelamento de ruído

Aqui entramos no assunto de cancelamento de ruído, ou noise-canceling. Nos fones, podem ser do tipo ativo ou passivo, que não devem ser confundidos com os monitores passivos (sem amplificador próprio) ou ativos (com amplificador embutido), que são outro assunto. O cancelamento passivo de um fone é feito pelo uso de materiais que bloqueiam algumas ondas sonoras, geralmente as mais agudas. São do tipo circunaural, com camadas de espuma de alta densidade, o que aumenta significativamente o seu peso.

O aumento de peso consegue reduzir o ruído externo até 20 dB, insuficiente para o caso dos meus queridos pedreiros ali fora da janela. Aí vem em meu socorro o cancelamento ativo, que além de barrar as altas frequências, consegue também diminuir as baixas, médio-baixas e médio-altas. O termo ativo vem da sua capacidade de criar ondas sonoras próprias que imitam direitinho o ruído externo, exceto pelo fato de sua fase ser invertida em 180 graus.

Para explicar como isso ocorre, observe no desenho acima que as duas ondas, a produzida pelo fone e a do ruído ambiente, têm a mesma amplitude e frequência, mas seus picos — as partes de cima e de baixo, ou compressões e rarefações — estão invertidas. Teoricamente, essas duas ondas se anulam, um milagre chamado de interferência destrutiva. Para operar o milagre, quatro anjos são enviados dos céus para combater o mal.

O anjo Microfone, colocado dentro da concha do fone, ouve os sons dos demônios externos que não podem ser bloqueados pelos escudos sagrados dos materiais da construção do fone. O anjo Cancelador, um circuito eletrônico que detecta os demônios, suas amplitudes e frequências, criando uma onda de fase invertida às desses seres malignos. O anjo Alto-Falante é enviado junto com o áudio normal e liquida os demônios sem afetar as ondas do bem. E o anjo Bateria, que gera a energia divina. Amém.

O milagre não é total, podendo chegar a barrar uns 20 dB dos sons externos, o que pode significar cerca de 70% de redução. Mas existem alguns efeitos colaterais, como mudanças na pressão do ar, aliviadas com aberturas no protetor auricular para liberar o ar preso atrás dos speakers, e que podem prejudicar a audição das frequências graves. Talvez isso possa ser compensado pela eliminação do ruído de fundo, ou seja, a soma de ruídos das marretas, do canto feliz e dos ringtones dos celulares dos pedreiros… 

A sensação de mudança de pressão no ouvido com os fones de cancelamento vem da diferença entre a pressão do ar no ouvido interno e a do ar no ambiente. Quanto mais elevada a altitude, o ar interno tende a escapar; quanto menos elevada, ocorre o inverso. Isso pode ser percebido até em um carro subindo algumas centenas de metros numa estrada, ou em aviões. Quem nunca “estalou” os ouvidos equalizando sua pressão nessas situações?

Outro incômodo registrado pelos usuários dos fones com cancelamento de ruído é o chamado “efeito vácuo”, que pode desconfortável e até mesmo perturbador para o ser humano, que, como já apontei, desde o nascimento se acostumou com as reflexões e reverberações do som, percebidas pelas características peculiares da construção do aparelho auditivo humano. A necessidade de alimentação por bateria, e o peso desta, também podem ser apontados como um “contra” no cancelamento ativo.

Acusticamente falando, na audição de música, o cancelamento de sons “constantes”, cujos formatos de onda e sua sucessão no tempo possam ser facilmente anulados pela inversão de fase, não são uma constante. Isso pode resultar no seu não cancelamento. Sons rápidos e de alta frequência tendem a sobreviver ao cancelamento. E sons graves e/ou contínuos, facilmente trabalhados pelo cancelamento, podem induzir seu cérebro a percebê-los como mudanças de pressão do ar, e a uma necessidade de compensação.

Em vez de fones x monitores, melhor fones + monitores

Ouvir mixagens ou mesmo audições de entretenimento detalhadas com fones tem mais vantagens do que desvantagens. Voltando aos pedreiros ali fora da minha janela, nos fones foi possível detectar os cliques de suas ferramentas no áudio de um vídeo, que eu já tinha ouvido nos meus monitores Alesis e não percebi. E os ouvi de novo no estúdio, simplesmente porque tinha levado o mesmo Neumann NDH20 para lá. Isso quer dizer que ter fones conhecidos em toda parte elimina os possíveis desconhecimentos de mudança de salas e suas consequências, óbvio.

Em alguns casos, o som da sala onde você trabalha pode ser como o acabamento que os pedreiros colocam sobre os tijolos: o reboco, a massa fina e finalmente a tinta nas paredes. Sem falar nos revestimentos acústicos diversos nas paredes de diferentes salas. O grau de detalhamento nos fones pode, entretanto, tornar mais difíceis resoluções de mixagem que tratam de reverberações, que parecem ser maiores nos fones. Mas nada que a prática não ensine, bastando aumentar o reverb nos fones um pouco mais do que entregam os monitores.

Já alguns efeitos da compressão — tão usada nos dias de hoje —, como distorção, para ficar num só efeito colateral, podem também dificultar decisões de mixagem. Também a aplicação de reverbs fica muito nítida na audição com fones, em que pequenas quantidades de reverberação são percebidas de imediato, e o resultado disso é subestimar a quantidade de reverb que deve ser usada em mixagens feitas para soar em monitores de áudio, que precisam ser ouvidas junto com as características acústicas de uma sala.

Por outro lado, mixagens que são feitas para ser ouvidas em fones de ouvido — e aqui podemos acrescentar que a maioria dos ouvintes atualmente vai ouvir as composições populares e comerciais nesses dispositivos, nem sempre de boa qualidade — precisam de ajustes finais de reverb. Se um vocal, que é só o que a maioria dos ouvintes destreinados ouve — daí a expressão “a música que diz assim…” —, está seco nos monitores, pode ser adicionado um reverb com cerca de 40 dB abaixo do sinal direto para ser mais bem ouvido em fones.

Uma mix em fones é melhor para caprichar em detalhes sutis como ecos quase “psicológicos” mexendo com o tempo, efeitos de pan para criar movimento, percussão incidental, efeitos ambientais e até abusar de compressão pesada e distorção, sempre com muito critério e sutileza. A filha adolescente de um amigo descobriu uma percussão sutil que se movimentava pela panorâmica de uma mix minha olhando nos cantos da sala e soltando a frase que só eu entendi: “Pai, você não percebeu que esse bongô está passeando pela sala?”

Mas há efeitos que não funcionam nos fones, como os plug-ins de posicionamento 3D projetados para o uso em monitores. Estou me referindo aos efeitos beyond the speaker (além do alto-falante), que funcionam muito bem nos monitores, mas não nos fones. Da mesma forma, plug-ins 3D desenvolvidos para os fones não rolam bem nos monitores. Tais plug-ins têm sua aplicação ideal, desde que se considere o fenômeno de “sombra” a que já me referi anteriormente.

Os efeitos de posicionamento e movimento em 3D precisam ser projetados especificamente para a reprodução através de alto-falantes ou fones de ouvido para ser eficazes. Isso ocorre porque nos fones de ouvido apenas ouvimos o sinal do canal esquerdo no ouvido esquerdo e o canal direito no ouvido direito, enquanto nos alto-falantes cada ouvido também ouve o outro canal, um pouco mais tarde e com um nível ligeiramente reduzido.

Terminando nossa primeira e teórica parte do The Great Headphones Review, é bem possível e adequado fazer a maior parte de sua mix em fones de ouvido, desde que você possa verificá-la ocasionalmente através de monitores — o ideal seria aprimorá-la para os dois sistemas de reprodução. Lembre-se de que nas ruas, ônibus, Ubers, quartos de apartamento e milhares de outros locais, os “juízes” da sua mix estarão julgando seu trabalho, seu setup — e sua reputação — em modestos fones de ouvido que podem ter ganhado na última viagem de avião… Na próxima parte, vamos analisar marcas e modelos, não perca!