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Fondamenti di acustica: il tempo (I)
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Con un cronometro in mano, la nostra percezione del tempo sembra lineare. Ma di solito non stiamo tutto il giorno con un cronometro in mano, e tutti quanti sanno che la percezione del tempo è relativa. Differisce, da persona a persona, e specialmente da un’attività a un’altra: un’ora spesa guardando un bel film, non è come un’ora passata in tangenziale!

Gli scienziati possono concepire il tempo misurandolo in secondi, ma i musicisti lo sentono in un modo più liquid o e pervasivo: sia nell’accelerazione del tempo, che nella leggera variazione tonale dovuta all’accento. In effetti, la tonalità, che è definita dalla frequenza, è un valore collegato al tempo e dipende dalla nostra percezione del secondo.

Si dice che nel medioevo, molto prima dell’invenzione del metronomo (1826), il battito del cuore veniva utilizzato come riferimento. Era meglio scegliere un musicista abbastanza calmo dunque.

Signal

Fig.1a : Sound signal with reverb. Note the progressive attenuation of the sound level

 

Signal reverse

Fig.1b : The same signal, through a reverse effect Reverse : maximum gain is at the end of the signal

Un esperimento

Per quelli che ancora ricordano il nastro magnetico, sapranno che una nota di piano in reverse, non suona come un piano vero e proprio , anzi… e un verso di Shakespeare in reverse suona quasi come… svedese. Le nostre orecchie percepiscono un singolo suono omogeneo, è come un piccolo treno costituio da quatrtro diverse carrozze: se noi lo guardiamo muoversi, avanti o indietro, l’ordine di arrivo non sarà lo stesso e dunque la nostra percezione del suono sarà differente.

E’ questa l’idea espressa attraverso il concetto di curva A.D.S.R, anche chiamata ‘envelope curve’ (curva di inviluppo). Un ‘ reverse preset’ trovato su un effeto di reverbero non modificherà nulla se non il ‘reverb envelope’.  Sarà probabilmnte un suono decrescente e assomiglierà alla  figura 1. Se è suonato in reverse, la fine sarà dunque suonata prima dell’inizio (figura 1b).

A.D.

Per ottenere un suono hai bisogno di due componenti:

un “eccitatore”: che apporta energia l’elemento “eccitato”: quelllo che riceve l’energia e vibrando emette il suono

Per esempio nel caso del violino, l’archetto sarà l’eccitatore sonoro, la corda l’elemento eccitato. Per la batteria, bacchette e pelli. Ogni fase dell’A.D.S.R. misurerà il rapporto tempo/energia di ognuna delle quattro fasi.

Figure 2

Fig. 2 : A.D.S.R. curve of a sustained signal

A come ‘Attack’ (attacco)

L’attacco è il tempo di trasferimento dell’energia quando passa dall’eccitatore all’elemento eccitato. L’importanza dell’attacco è fondamenttale per tutti gli strumenti, soprattutto per le percussioni. nel caso del pianoforte una grande parte dell’identità timbrica dello strumento è determinata proprio dal tipo di attacco, in altre parole dalla tecnica del musicista.  I suonatori di fiati hanno anche imparato a sviluppare tecncihe che, grazie all’utilizzo della lingua, permettono di creare attacchi quasi percussivi.. per esempio quando registri una voce, è molto probabile ottenere distorsioni, sia perchè il cantante canta troppo forte, ma anche perché parlando manda in clip il microfono utilizzando le consonanti occlusive (d t p),c on un attacco percussivo evidente. Un compressore ti permette di limitare il danno, ma un filtro ‘anti-pop’ davanti al microfono sitemerà il problema… Il Kleenex sulla capsula del microfono può dare una mano, ma di può fare anche di meglio.

D come ‘Decay’ (declino)

Delino può essere definito come il tempo che un segnale impiega per stabilizzarsi; possimomo rappresentarlo come la differenza tra l’energia iniziale dell’attacco e quella utilizzata per mantenere il segnale. Con uno strumento senza fase di sustain, la differenza tra declino e rilascio non è necessariamente avvertibile… le ultime fasi procedono senza che noi si sia in grado di percepire la soluzione di continuità. (fig. 3).

S.R.

S for ‘Sustain’ (il mantenimento)

E’ il periodo durante il quale l’enrgia viene mantenuta. Ci sono due possibilità: la prima, quella in cui il suono viene mantenuto come nella figura 2 (per esempio, gli strumenti a fiato dove devi contiunare a soffiare per mantenere la nota), è un suono morente (una batteria una volta che la pelle è stata colpita: il suono durerà tattno quanto l’energia accumulata dalla pelle).

La prima categoria crea uno spettro armonico, la seconda, uno spettro non armonico.

Figure 3

Fig. 3 : A.D.S.R. curve of a non-sustained signal

R come ‘Release’ (il rilascio)

una volta he non arriva più energia, il suono muore fino all’estinzione. Per i segnali ‘non-sustained’, questa fase semplicemente continua dopo il declino. La fase di rilasscio è abbastanza complessa. Comincia, in teoria, non appena il musicista non ha più alcun controllo sul segnale, e finisce quando l’energia sonora che produce il suono è ccompletamente esaurita. Per quel che riguarda il piano, la nota continua a suonare anche quando il tasto è stato rilasciato, se il pedale di ’sustain’ è schiacciato. In più bisogna considerare che anche lo stesso spazio ha un effetto ‘decay’. Lo stesso strumento suonato in un a piccola stanza, non suonerà, in termini di decay nello stesso modo  che farebbe in una cattedrale. Il risultato dell’effetto di trascinamento dovuto a una lunga ‘release’ potrebbe risulatare carino per certi suoni sintetici, ma è comunque difficile da controllare durante la registrazione.

Sintetizzare  un  Onda di Inviluppo (Envelope)

Ci sono due modi diversi per manipolare un’onda ADSR. il primo ci porta direttamente al sintetizzatore. Il primo modello analogico fu progettato per essere in grado di regolare ogni sezione di un suono, a immagine degli strumenti acustici. In un sintetizzatore, il filtro dell’inviluppo, o EG (da’ envelope generetor’) controlla un VCA (‘Voltage Controlled Filter’)  e sottopone i controlli sonori al settaggio dell’ADSR. Questo significa che l’oscillatore produce un segnale di potenza costante che girerà attraverso un VCA il quale  riceverà le sue istruzioni dal settaggio dell’ADSR:  il VCA viene modificato a seconda della corrente che lo alimenta. Questa viene regolata dall’ ADSR. L’inviluppo in fig. 2 vorrebbe essere la rappresentazione di qualcuno ch progressivamentealza il volume di un amplificatore, da zero fino al livello prrescelto(A), poi riducendolo velocemente (D) fino a un secondo livello di stabilità (S), e poi progressivamente abbassandolo fino a zero  (R ). Se ci si pensa, i controlli ADSR ti permettono di aggiustare il tempo che ci si mette ad andare da A a D, poi da D a S  e, infine, da R a zero, con il relativo livello di  S (Sustain)  derivato dalla differenza tra la fine dell’attacco e al fine del declino.

 

Figure 4

Fig. 4 : The Yamaha DX7 envelope generator

Un po’ di storia

Qusto approccio è sempre stato considerato sufficiente anche se un certo livello di approssimazione ha dovuto essere ammesso:  infatti i livelli assluto di  A,D, e R non vengono modificati; solo i livelli relativi definiti dal livello di Sustain. Quando uscì il DX7 nei primi anni 80, c’erano alla fine  8 segmenti generatori dell’inviluppo che separavano il livello dal tempo (fig. 4).anche se un sistema del genere ha portato nuove possibilità, in termini di regolazione e di creazione sonora, la ricreazione transitoria attraverso i filtri semplici è ancora soddisfacente. La digitalizzazione di samples (Roland D50) ha permesso l’utilizzo di un attacco campionato reale con suono sintetico. Tutti i produttori allora hanno usato tecniche equivalenti nei loro strumenti. Ai nostri giorni, il ‘physical modeling’ ci permette di ricreare l’onda di inviluppo originale di uno strumento e e di interagire con il suono creato, ma i parametri ADSR sono ancora presenti per permettere le regolazioni dello sviluppo dinamico dei suoni.

Compressione

Il secondo caso in cui un tecnico-musicista potrebbe imbattersi con un generatore di inviluppo: un compressore. Un compressore di solito ha delle regolazioni dell’onda di inviluppo che cambiano il tempo di azione dell’effetto di compressione. (fig. 5)

Dipende dall’attrezzatura e dal software, ma di solito si avrà una regolazione dell’Attacco, che corrisponde al tempo nel quale il segnale arriva al limite estremo del livello dic ompressione definito. Regolando questo parametro su valori più lenti, la compressione sarà discreta e assicurerà un certo carico  senza essere troppo avvertibile  come nella musica classica per esempio). Ma d’altro canto, tutti i picchi improvvisi corrispondenti ad atacchi troppo brevi sfuggiranno al trattamento.  Una regolazione su valori più piccoli dell’attacco permetterà allora al compressore di reagire immediatamente, ma l’effetto sarà il tipico suono « punchy » . Nella musica commerciale o comunque contemporanea, questo potrebbe esere anche un effetto interessante, se usato con moderazione. E’ possibile anche modificare il volore del Rilascio che regola il tempo che il compressore impiega per  riportare il segnale al livello iniziale di compressione. Come per quanto riguarda l’Attacco, un valore medio renderà l’effetto del compressore molto più discreto, al contrario, un rilascio settato sullo zero, può, se il compressore  interviene spesso, dare un effetto davvero sgradevole.

 

Figure 5

Fig 5a: Cubase’s standard compressor

 

Figure 5

Fig 5b: TC Electronics TC CL1B plug-in which models a tube compressor


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