Nenhum home theater estará completo sem que o usuário tome ciência e instale corretamente os meios pelos quais as trilhas sonoras de cinema serão reproduzidas. Sem o bass management (“gerenciador de sons graves”), esta tarefa, apesar de ingrata, é virtualmente impossível!

Histórico do bass management

As deficiências de qualidade nas trilhas sonoras feitas para cinema sempre estiveram nos extremos de freqüência: sons mais graves e mais agudos. Mas isto desapareceu por completo com a introdução definitiva do áudio digital no filme 35 mm.

A idéia inicial de se introduzir informações sonoras dedicadas, para compensar a deficiência de reprodução na parte de graves, deve ter começado com pesquisas feitas por Ken Kreisel, dos laboratórios Miller & Kreisel, a partir da década de 1960. A iniciativa, porém, de se introduzir um alto-falante ou caixa acústica específica (subwoofer) para a reprodução de graves (200 Hz e abaixo) nunca foi muito popular entre audiófilos mais ortodoxos, mas foi, entretanto, de grande valia e aplicação no cinema.

O objetivo do uso de um subwoofer é o de aumentar a pressão sonora de sons graves, para os quais, segundo nos mostra a lei de Fletcher-Munson, o ouvido humano tem menos sensibilidade. Além disso, a partir de sons em torno de 180 a 200 Hz, e dali para baixo, o ser humano não consegue perceber de onde o som se origina (perda de direcionalidade), portanto a introdução de um subwoofer na cadeia de reprodução de áudio não está de todo errada.

Coube à Dolby Labs a introdução de um subwoofer e de um canal de graves, nas cópias de filmes em 70 mm contendo 6 canais em banda magnética. Este canal passou a se chamar de “LFE” ou “Low Frequency Effects channel”. Com ele foi possível redirecionar sons de baixa freqüência e grande amplitude, a partir de 120 Hz , dos canais principais para o LFE. A Dolby não foi a primeira a usar caixas para graves nas salas de exibição.

Antes dela, a Universal Pictures havia criado um sistema, chamado de “Sensurround”, que usava um subwoofer gigantesco, para gerar vibrações de baixa freqüência. O sistema foi usado na década de 1970, com filmes como Earthquake, Midway, Rollercoaster e Battlestar Galáctica, e depois abandonado.

O LFE saiu do Dolby 70 mm para o filme 35 mm, com a introdução do Dolby Digital, em 1992, e permanece assim até hoje, em todas as cópias de cinema e nos vídeos modernos (laserdisc, DVD, etc.), com este nome, e descrito como o tal “.1” das trilhas sonoras. Assim, 5.1 significa na prática 5 canais de reprodução completa (20 Hz a 22 kHz) mais o LFE (reprodução de 20 Hz a 120 Hz, somente).

Nos sistemas domésticos, a calibração da reprodução de graves é infinitamente mais crítica do que nas salas de exibição. Assim, com a introdução dos primeiros decoders de Dolby Digital para o home vídeo (na época, em laserdiscs), foi introduzido também o bass management doméstico. Aparentemente, o termo foi originalmente cunhado pelo especialista em áudio Anthony Grimani, e proposto dentro do padrão THX, no início dos anos de 1990. Mas o desenvolvimento final do conceito de gerenciamento eletrônico de graves só tomou corpo com o advento do Dolby Digital e do DTS, em 5.1 canais.

A presença do bass management nos decoders domésticos, em 1996, foi ao mesmo tempo uma necessidade e um pesadelo. O objetivo deste recurso é indicar ao sistema como os sons graves, abaixo de um determinado ponto de corte (“crossover point”) vão ser reproduzidos, ou seja, quais serão os alto-falantes do sistema que ficarão encarregados de tocar os sons mais graves.

O que complica o uso do bass management é a presença do canal LFE no sistema. Assim, todo e qualquer ajuste é obrigado a prever a maneira correta de reprodução do LFE, misturado aos graves normais dos outros canais. Se um subwoofer estiver presente, o usuário deverá dar prioridade a ele, sob pena de sobrecarregar as outras caixas e a amplificação das mesmas. Esta sobrecarga pode se traduzir em “clipping” (corte da onda sonora), distorção, e às vezes queima do estágio de saída dos amplificadores.

O mais básico dos decoders, dotado de bass management, deverá separar as caixas acústicas do sistema em duas classes: “Large” (grande) e “Small” (pequena). A terminologia usada é enganosa e imprecisa, porque, na grossa maioria das vezes, o tamanho das caixas é o que menos importa.

Na realidade, esta divisão se refere a caixas que seriam capazes de reproduzir completamente o espectro de radiação sonora (caixas “Large”) e as que são naturalmente limitadas na reprodução de baixas freqüências (caixas “Small”). Os termos Large e Small foram usados porque as caixas do tipo bookshelf, pouco capazes para reproduzir graves, são pequenas por natureza.

Operação do bass management

O que o bass management faz, em princípio, é acertar o ponto de corte de um filtro “passa alta” e assim toda e qualquer freqüência acima do ponto de corte (por exemplo, 80 Hz) não será reproduzida pelas caixas do sistema. Em contrapartida, quando o usuário escolhe Large no ajuste de caixas, ele diz ao decoder que não há necessidade de filtro passa alta nenhum. E se ele escolhe Small para qualquer caixa, esta só irá reproduzir sons acima do ponto de corte do filtro.

Se todas as caixas selecionadas são Small, os graves deverão ser reproduzidos por um subwoofer. Se este não estiver instalado no sistema, o bass management impede automaticamente o usuário de selecionar todas as caixas como Small. Com o uso do bass management existem vários tipos de configuração de caixas possíveis. Por exemplo:

Caixas Small + subwoofer: todos os graves abaixo do crossover + LFE são direcionados para o subwoofer;

Caixas Large + Small + subwoofer: todos os graves baixo do crossover para as caixas Large e o LFE para o subwoofer;

Caixas Large sem subwoofer: todos os graves + LFE para as caixas Large;

Caixas Large + subwoofer: todos os graves para as caixas Large e LFE para o subwoofer, caso o decoder permita a soma dos mesmos.

Note que o LFE é um sinal separado, e para ele o bass management usa um filtro passa baixo. Na maioria dos decoders, o ponto de corte deste filtro obedece ao padrão THX, que é de 80 Hz, muito embora o LFE esteja previsto para conter graves até 120 Hz.

O motivo pelo qual o padrão THX é feito assim é porque as pesquisas feitas pelos seus proponentes evidenciam que raramente sons acima de 80 Hz são usados para o LFE. Porém, quando o corte é definido em 80 Hz, sons entre 80 e 120 Hz são automaticamente descartados, e este tem sido, até hoje, um dos pontos mais criticados do padrão THX.

O problema maior, entretanto, com relação ao decoder doméstico seria impedir a sobrecarga de um sinal 10 dB acima daquele gravado nos outros canais, contido no LFE, e que poderia danificar as caixas do sistema. Por isso, muitos decoders implementam atenuadores na saída LFE, para evitar coisa semelhante.

Decoders mais recentes contornam estas limitações, atacando o problema em dois pontos distintos:

1. Na parte do filtro passa alta, em vez de Large e Small, o usuário pode selecionar pontos de corte específicos, por pares de caixas (frontal e demais surrounds) e para o canal central, ao invés de um único ponto de corte, para todas as caixas indistintamente.

2. Para o LFE, o usuário pode escolher o ponto de corte do filtro passa baixo, por exemplo, entre 80 Hz, 100 Hz ou 120 Hz.

Valores abaixo de 80 Hz anulariam por completo o objetivo de uso do LFE e portanto não poderão ser escolhidos. Valores acima de 120 Hz também são inúteis, já que o codificador Dolby Digital corta sinais acima de 120 Hz com filtro de barreira. Este corte é abrupto, e praticamente anula qualquer chance de reprodução acima de 120 Hz.

Os pontos críticos dos ajustes

Sem querer dar aqui nenhuma fórmula mágica para ajustar esses parâmetros (até porque a internet está cheia delas), eu passo a dar ênfase em alguns pontos que merecem a atenção por serem de ajustes críticos ou muito difíceis:

Em primeiro lugar, é bom e aconselhável que o leitor não se iluda com esta estória de caixa grande. A imensa maioria das caixas não tem capacidade para reproduzir linearmente, e na pressão sonora desejada, sons abaixo de 70 Hz, e entre as que têm, são muitas as que não tem eficiência na região abaixo dos 50 Hz. Tomando isso como uma regra básica, a maior parte dos especialistas aconselha o usuário a selecionar todas as caixas como “Small” e estabelecer um ponto de corte para o filtro passa alta, de maneira a tentar interagir as caixas do sistema com o subwoofer usado.

Os ajustes de subwoofer, por outro lado, são difíceis de fazer, porque, entre vários fatores, existe um que pode complicar tudo de uma vez só: o próprio subwoofer tem um filtro passa alta, que pode influenciar negativamente o sinal como um todo. Se o usuário tem um subwoofer deste tipo, e se o mesmo tem um ajuste de crossover (ponto de corte) variável, a saída é selecionar o ponto mais alto deste ajuste (por exemplo, 150 Hz) e o ponto de corte do decoder em valores abaixo deste.

Um ponto a nunca ser esquecido é que, embora freqüências abaixo de 180 Hz não tenham direcionalidade, quanto mais alto o ponto de corte do filtro passa alta, maiores as chances de ocorrer interação entre as caixas do sistema e o subwoofer, de tal forma que sons de média freqüência (por exemplo, voz humana) sejam afetados e distorcidos consideravelmente.

Por isso, os ajustes de crossover serão sempre críticos, e não é incomum, mesmo no usuário mais experimentado, a sensação de que ele está andando numa corda bamba: a qualquer momento, onde um dado ajuste pode colocar tudo a perder.

Moral da estória: experimentar sempre! Não existe regra absoluta neste tipo de ajuste, mas o conservadorismo do mesmo diminui as chances de resultados errados. O conservadorismo, entretanto, tem limites onde começa o bom senso.

Assim, nunca se esqueça que o LFE, que contém sons graves de alta intensidade, faz parte das trilhas do cinema. Portanto, qualquer corte mais abrupto poderá tirar impacto das trilhas. [Webinsider]

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Paulo Roberto Elias

Paulo Roberto Elias é professor e pesquisador em ciências da saúde, Mestre em Ciência (M.Sc.) pelo Departamento de Bioquímica, do Instituto de Química da UFRJ, e Ph.D. em Bioquímica, pela Cardiff University, no Reino Unido.