Если вы хоть раз гуглили бинауральную запись, то натыкались на странную вещь:
искусственная голова с микрофонами стоит — от нескольких тысяч до миллионов рублей.

И это довольно быстро вызывает диссонанс.

С одной стороны — идея выглядит почти тривиально:
два микрофона, размещённые в «ушах».

С другой — ценник, как у сложного лабораторного оборудования.

Интуитивно ожидаешь уровень «два хороших микрофона».
На практике — подержанная машина.

Рынок HATS — один из немногих в аудиоиндустрии, где цены растут быстрее, чем меняются технологии.

Отсюда возникает простой вопрос:

что это вообще за рынок и за что там платят?

Я как раз разбирался в этом, пока делал свою «Голову Бинго»,
и заодно разложил по полочкам:

• из чего складывается цена

• почему разброс такой большой

• и почему между «игрушкой» и «лабораторией» почти ничего нет

Что вообще такое HATS и зачем он нужен

Если коротко: HATS (HeadAndTorsoSimulator) — это попытка воспроизвести то, как человек слышит звук.

Задача — записать не просто сигнал с микрофона, а восприятие звука человеком.

И здесь начинается ключевая сложность.

Человеческий слух — это не два датчика, а система обработки. Мы определяем направление, расстояние и пространство за счёт различий между сигналами в левом и правом ухе: по задержке, уровню и спектральным искажениям.

Обычная стереозапись фиксирует звук, но не воспроизводит это восприятие. Она передаёт сигнал, но не формирует ощущение источника в пространстве.

Почему это важно:

• у нас два уха, а не один микрофон

• звук приходит к ним с разной задержкой

• форма головы, ушей и даже плеч влияет на спектр

Все эти эффекты описываются через HRTF — передаточную функцию головы.

Важно понимать: HRTF — это не одна функция, а набор характеристик, зависящих от направления звука. Меняются задержки, уровни и спектр.

Фактически это трёхмерная карта восприятия, которая определяется геометрией головы и ушей.

Поэтому «поставить два микрофона» недостаточно. Без этой геометрии результат не совпадает с тем, как человек слышит звук.

Отсюда и возникает идея HATS: физически воспроизвести форму головы и ушей и разместить микрофоны в тех же точках, где находятся слуховые каналы.

 

 

Звучит просто. Стоит почему-то нет.

Где это используется на практике  Чтобы это не выглядело нишевой экзотикой, HATS применяются в вполне прикладных задачах:

• разработка наушников и гарнитур

• тестирование систем активного шумоподавления (ANC)

• настройка автомобильной акустики

• VR и spatialaudio

• слуховые аппараты и медицинские исследования

Во всех этих случаях важно не просто «записать звук», а получить воспроизводимый результат.И здесь проходит принципиальная граница.Бинауральная запись может использоваться как формат — для эффекта присутствия.А может — как инструмент измерения.

Во втором случае требования совсем другие:

• результат должен повторяться

• условия должны быть контролируемыми

• геометрия системы — фиксированной

Именно поэтому решения из потребительского сегмента здесь не подходят.Они могут давать интересный эффект, но не дают стабильности.А без стабильности невозможно ни сравнивать результаты, ни делать инженерные выводы.

 

Рынок: от «игрушек» до лабораторного оборудования

Если посмотреть на реальные устройства, становится понятно, что под названием HATS скрываются сразу несколько разных классов решений.

Фактически это не один рынок, а три, которые сильно отличаются по задачам, требованиям и цене.

 

Потребительский уровень

Типичные представители:

• внутриушные микрофоны

• наушники с функцией записи

• компактные решения «вставил и пошёл»

Примеры: Sound Professionals, Hooke Verse, Roland CS-10EM.

 

Что у них общего:

• низкая цена (десятки–сотни долларов)

• мобильность

• отсутствие подготовки перед использованием

Ключевая особенность: такие системы используют вашу собственную голову как HATS.

Отсюда и главный недостаток — отсутствие стандартизации.

Результат зависит от:

• формы уха

• положения микрофонов

• того, как именно они установлены

Сегодня запись может звучать отлично, завтра — заметно иначе.

И дело не в электронике.

Даже при одинаковых микрофонах результат меняется, потому что меняется сама акустическая картина: смещение на миллиметры уже даёт другую HRTF.

Для повседневных задач это допустимо.
Для измерений — нет.

Полупрофессиональный сегмент

Это компромисс между удобством и попыткой приблизиться к реальной бинауральной записи.

Типичный представитель — 3Dio. 

Что здесь делают:

• используют силиконовые ушные раковины

• фиксируют расстояние между ними

• упрощают остальную геометрию

Идея — сохранить ключевой эффект уха, убрав сложность полной модели головы.

Что получается на практике:

• лучше, чем внутриушные микрофоны

• но всё ещё не полноценный HATS

Причина в том, что часть акустики теряется.

В формировании HRTF участвует не только ухо, но и вся голова и верхняя часть тела: отражения, дифракция, переотражения.

Убирая их, мы получаем упрощённую модель восприятия.

Она работает, но не совпадает с реальным слухом.

Зато такие системы:

• компактнее

• дешевле

• удобнее в использовании

Поэтому они популярны у контент-мейкеров и в прикладных задачах, где абсолютная точность не критична.

 

Профессиональный сегмент

Здесь начинаются полноценные измерительные системы.

Типичные представители:

• NeumannKU 100

• Brüel&KjærHATS

• KEMAR

Это уже другой класс задач:

• лабораторные измерения

• разработка аудиотехники

• научные исследования

Что здесь принципиально важно:

• точная геометрия головы и тела

• откалиброванные микрофоны

• стандартизированные параметры

Ключевое отличие — воспроизводимость.

Две одинаковые системы должны давать сопоставимые результаты.Это позволяет сравнивать измерения и делать инженерные выводы.

Цена — соответствующая:

от ~500 тыс ₽ до нескольких миллионов рублей.

И именно здесь становится видно, откуда берётся разрыв.

Снизу — удобство и доступность.
Сверху — точность и стандарты.

Плавного перехода между ними почти нет. Либо «игрушка», либо «лаборатория».

  

Сколько это стоит на самом деле

Чтобы не оставалось ощущения «ну дорого и дорого», лучше сразу посмотреть на конкретные цифры.

Типичные цены на рынке:

• NeumannKU 100 — примерно 1–1.5 млн ₽

• Brüel&KjærHATS — легко уходит за 2 млн ₽

• KEMAR — в том же диапазоне, в зависимости от конфигурации

И это не какие-то редкие или кастомные решения.
Это базовый вход в профессиональный сегмент.

Теперь для контраста:

• внутриушные микрофоны — от 5 до 20 тыс ₽

• решения уровня 3Dio — примерно 50–200 тыс ₽

Разница — не в 2–3 раза, а на порядок.

Но здесь важно понимать: это не постепенный рост цены за «чуть лучше звук».

Переход резкий.

Меняется не столько качество записи, сколько класс задачи.

В нижнем сегменте вы платите за удобство и эффект присутствия.
В верхнем — за возможность использовать результат как измерение.

И это принципиально разные вещи.

Именно поэтому между «поиграться» и «работать по-взрослому» образуется ценовая пропасть.

И здесь возникает главный вопрос:за что именно платят в профессиональных системах?

Почему разница не в два раза, а в десятки?

Разберёмся, из чего складывается эта стоимость.

 

За что платим?

Чтобы понять разницу в цене, важно не смотреть на HATS как на «железку с микрофонами».В профессиональном сегменте это не просто устройство — это инструмент измерения.И стоимость здесь складывается из нескольких факторов.

 

Маленький рынок

HATS — это не массовый продукт.

Его покупают:

• университеты

• R&D-отделы

• крупные производители аудиотехники

Объёмы производства небольшие, серийность низкая.Отсюда — высокая цена.

Это честно. Тут без заговора.

Причём это замкнутый круг:рынок маленький → устройства дорогие → массового спроса нет → рынок остаётся маленьким.

Историческая инерция

Первые нормальные головы появились ещё в прошлом веке.Например, NeumannKU 80 — 1970-е. И с тех пор концепцияпочти не изменилась.

То есть:

• рынок давно сформирован

• основные игроки те же

• подходы устоялись

А цены — как будто каждую голову вручную собирает команда нейрохирургов.

И это редкий случай, когда технология почти не меняется десятилетиями,но это не вызывает давления на снижение цены.Потому что альтернативы долгое время просто не существовало.

 

Стандарты и сертификация

Отдельная часть стоимости — это стандарты.

Такие системы, как KEMAR, используются как индустриальные эталоны.

Это даёт:

• сопоставимость измерений

• единый «язык» между компаниями

• возможность повторять эксперименты

Но у этого есть цена:

• практически отсутствует гибкость

• кастомизация сильно ограничена

Фактически вы платите не только за устройство,но и за возможность работать внутри индустриального стандарта.В инженерной практике это критично: несопоставимые измерения часто бесполезны.

 

Переусложнение

Многие профессиональные системы — это уже не просто HATS в классическом виде.

Это полноценные измерительные комплексы:

• дополнительные датчики

• механические системы

• специализированная электроника

Иногда это действительно необходимо, но платят за это всегда.

 

Закрытость рынка

Часть решений вообще не представлена в открытой продаже.

Они:

• разрабатываются под конкретные компании

• адаптируются под внутренние задачи

• не выходят на массовый рынок

В результате рынок остаётся не только дорогим, но и частично закрытым.

Именно сочетание этих факторов даёт текущую картину.Цена — это не только инженерия.

Это ещё:

• стандарты

• инерция

• структура рынка

Почему разброс цен такой дикий

Если собрать всё вместе, становится видно, что под названием HATS скрываются разные по своей сути решения. И разброс цен — это не случайность. Это результат того, что на самом деле существует три разных подхода, которые решают разные задачи.

Можно упростить картину до трёх уровней:

Дёшево
Вы платите за удобство. Получаете мобильность и простоту, но результат нестабилен.

Средний сегмент
Вы платите за компромисс. Получаете часть эффектов HRTF, но без полной точности.

Дорого
Вы платите за точность. Получаете стандартизированную систему и воспроизводимые измерения.

Это не «лестница качества», где каждое следующее решение просто лучше предыдущего. Это три разных класса задач. И между ними почти нет плавного перехода.

Отсюда и возникает ощущение разрыва:

снизу — удобные и доступные решения,
сверху — точные, но дорогие измерительные системы.

А между ними — почти пусто.

Либо «игрушка», либо «лаборатория».

Почему это не решается «просто сделать дешевле» 

На первый взгляд задача кажется тривиальной: геометрия известна, микрофоны доступны, вычисления — не проблема.

На первый взгляд кажется, что можно взять 3D-принтер, собрать корпус, поставить микрофоны — и получить аналог HATS.

На практике это не работает.

Проблема в том, что такие системы очень чувствительны к деталям.

• геометрия влияет на результат сильнее, чем кажется

• уши — это не декоративный элемент, а сложный акустический фильтр

• позиционирование микрофонов требует точности на уровне миллиметров

• даже материал корпуса влияет на отражения и резонансы

В результате «похоже на голову» не означает «работает как HATS».

Можно относительно легко собрать устройство, которое даёт бинауральный эффект.

Но получить систему, которая ведёт себя предсказуемо и даёт сопоставимые результаты, — уже инженерная задача.

Именно поэтому разрыв между «сделать что-то похожее» и «сделать инструмент измерения» оказывается гораздо больше, чем кажется.

 

Где здесь проблема

Проблема не в том, что профессиональные системы дорогие.Они решают свои задачи и делают это корректно.Проблема в другом: между DIY-решениями и индустриальными системами почти пусто.

Нет сегмента, который был бы одновременно:

• доступным

• достаточно точным

• удобным в использовании

И это выглядит странно.

Особенно если учитывать, что сегодня:

• 3D-печать стала доступной

• микрофоны — не дефицит

• DSP давно перестал быть экзотикой

Технологического барьера больше нет.Но рынок ведёт себя так, как будто он всё ещё существует. Это уже не инженерное ограничение, а рыночный пробел.

Тут возникает вопрос:

Если технология понятна, а инструменты доступны,

почему между «дёшево и просто» и «дорого и лабораторно» до сих пор почти ничего нет?

Возможных объяснений два:

Либо эту задачу никто системно не решал, либо на неё долгое время просто не было запроса.

С учётом роста VR, spatialaudio и контента второй вариант выглядит всё менее убедительно.

 

Попытка закрыть этот разрыв

И вот здесь появляется естественный вывод:если готовых решений в этом сегменте нет,их придётся делать самостоятельно.С этого момента «интерес к теме» превращается в инженернуюзадачу.

Один из таких подходов — собрать HATS с нуля, опираясь на доступные технологии. 

Задача была максимально приземлённой:

• убрать лишнюю сложность

• сохранить ключевые акустические эффекты

• сделать систему, которую можно использовать вне лаборатории

Важно: это не попытка заменить профессиональные системы.

Такие решения уступают в:

• точности

• воспроизводимости

• стандартизации

Но дают преимущества в другом:

• значительно ниже стоимость

• гибкость конструкции

• возможность быстро экспериментировать

В результате получается промежуточный вариант:не «игрушка», но и не лабораторный эталон.Система, которую можно использовать в реальных задачах,если требования к точности разумны.

Про саму реализацию головы и программной части я писал отдельно — чтобы не перегружать этот разбор, оставлю ссылки в конце.

 

Вывод

Рынок HATS сейчас выглядит немного перекошенным:

• технология известна давно

• спрос растёт

• а доступных и гибких решений почти нет

Значительная часть стоимости — это не только инженерия, но и:

• стандарты

• историческая инерция

• узкий рынок

Такие ситуации обычно долго не держатся.

И именно поэтому начинают появляться альтернативные подходы.Не потому что существующие решения плохие,а потому что стало возможно делать проще, дешевле и гибче.И, судя по всему, сегмент между DIY и лабораторией только начинает формироваться.

Как только технология становится доступной, появляется не только вопрос «почему это такдорого», а люди, которые начинают делать дешевле.

 

 

Связанные материалы

1. NeumannKU 100

   https://www.neumann.com/en-us/products/microphones/ku-100

2. Roland

   https://www.roland.com/ru/products/cs-10em/

3. 3Dio

   https://3diosound.com/collections/microphones/products/free-space-binaural-microphone

4. Brüel&KjærHATS

   https://media.hbkworld.com/transform/717dcdaf-9a73-442c-8774-28184160caa4/HATS-Type4128-C

5. KEMAR (HATS)

   https://www.grasacoustics.com/products/head-torso-simulators-kemar/product/45bd-autokemar

6. Как я напечатал бинауральную голову на 3D-принтере и попытался конкурировать с Neumann

   https://habr.com/ru/articles/1007864/

7. Как я написал Qt-приложение, почти не написав код

   https://habr.com/ru/articles/1011420/