Manuale della registrazione sonora 882032508X, 9788820325084 [PDF]

Zitiervorschau

MANUALE DELLA REGISTRAZIONE SONORA

,.

DAVID M. HUBER

ROBERT E. RUNSTEIN

MANUALE DELLA REGISTRAZIONE SONORA Concetti generali - Tecnologia audio analogica e digitale -Attrezzature - Procedure

EDITORE ULRICO HOEPLI MILANO

Titolo originale: Modern Recording Techniques, Fourth edition Copyright© 1995 by Butterworth-Heinemann Butterworth-Heinemann is a division of Reed Educational & Professional Publishing Ali rights reserved Per l'edizione italiana Copyright © Ulrico Hoepli Editore S.p.A. 1999 Via Hoe p li 5, 20121 Milano (ltaly) Traduzione di Marco Mezzetta e Ignazio Morviducci

Tutti i diritti sono riservati a norma di legge e a norma delle convenzioni internazionali

ISBN 88-203-2508-X

Ristampa:

4 3 2 l

o

1999

2000

2001

2002

2003

Copertina realizzata da Design in Progress, Milano

Composizione e impaginazione di Debora Giantomaso e Alessandro Piffero Stampato da Legoprint S.r.l., Trento Printed in Italy

Indice

Prefazione all'edizione italiana Ringraziamenti Marchi registrati l

Introduzione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1 Lo studio di registrazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.1 La contro! room . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.2 Tecniche di marketing dello studio di registrazione . . . . . . 1.2 Il procedimento di registrazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.1 La registrazione multitraccia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.2 La registrazione in tempo reale: un animale diverso . . . . . . 1.3 Il project studio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4 Produzione e post-produzione nel campo dell'audio per video . . . 1.5 Il settore multimediale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.6 Le persone che hanno reso possibile tutto ciò . . . . . . . . . . . . . . . . 1.6.1 Gli artisti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.6.2 I musicisti dello studio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.6.3 Il produttore . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.6.4 Il tecnico del suono (fonico) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.6.5 L'assistente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.6.6 Il tecnico della manutenzione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.6. 7 La gestione dello studio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.6.8 Le donne in questa industria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . l. 7 Il trasduttore . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

l 2 5 6 9 9 12 12 14 15 15 16 16 16 17 17 18 18 18 18

2 Il suono e la percezione uditiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1 Le onde di pressione sonora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2 Caratteristiche della forma d' onda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.1 L'ampiezza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.2 La frequenza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.3 La velocità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.4 La lunghezza d'onda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.5 La riflessione del suono . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.6 La diffrazione del suono . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.7 La risposta in frequenza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.8 La fase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.9 Il contenuto armonico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3 L'inviluppo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4 I livelli di sensazione sonora: i dB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21 21 23 23 24 25 25 26 27 28 29 32 38 40

INDICE

2.4.1 Il livello di pressione sonora . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.2 Il livello del segnale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5 L'orecchio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5.1 La soglia di udibilità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5.2 La soglia della sensibilità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5.3 La soglia del dolore . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6 La percezione uditiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.1 I battimenti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.2 Le frequenze di intermodulazione . . . . . . . . . . . . . . 2.6.3 L'effetto mascheramento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.4 La percezione della direzione . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.5 La percezione dello spazio . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ......

41 42 45 46 46 46 46 49 49 50 50 53

3 Caratteristiche acustiche e design dello studio . . . . . . . . . . . . . . . . .

58 59 60 62

3.1 3.2 3.3 3.4

Il project studio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Lo studio musicale . .......... .... .............. . La struttura di produzione audio per il video . . . . . . . . . . . . . . . . . Fattori di primaria imp011anza che regolano le caratteristiche acustiche dello studio e della contro! room 3.4.1 L' isolamento acustico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.4.2 Bilanciamento tra le frequenze ........ .. ... . 3.4.3 La riverberazione ........... o

•

•

•

4 I microfoni: caratteristiche e funzionamento

o

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

o

••

•••

o

•

•

•

•

o

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

o

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

4.1 La ripresa microfonica: introduzione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2 Il design dei micrfofoni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3 Caratteristiche microfoniche .. . ..... . . . . ... . ... 4.3.1 La risposta direzionale . .... . o......... . ... . ... .. . . . 4.3.2 La risposta in frequenza....... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3.3 La risposta ai transienti .. . ..... o. . ..... o.. . ..... .. . 403.4 Caratteristiche di uscita .. . ....... ... .. ... 4.4 Tecniche di ripresa microfonica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4.1 Caratteristiche di ripresa in funzione della distanza dalla sorgente ... . . . ....... . . ..... 4.4.2 Tecniche di microfonaggio stereofonico . . . . . . . . . . . . . . . 4.4.3 Registrazione in diretta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5 Tecniche per il posi zionamento dei microfoni . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5. 1 Gli ottoni . ..... .. .. .. . . . .. . . . . . ... 4.5.2 La chitana ... . . .. .. .. .. ... .. .. ... 4.5.3 Gli strumenti a tastiera .... .. . . .. 4.5 .4 Tastiere e lettroniche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5.5 Le percussioni . ....... . .. . .. ....... 4.5.6 Strumenti a percussione accordati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5.7 Gli archi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405 .8 La voce . . . . ........... .. . 4.5 .9 Strumenti a fiato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.6 Una se lezione di microfoni ..... .. . . . . . 4.6. I Shure SM 57 .. . ......... . . . ... o

•

•

••••

o

o

.

o

•

•

•

•

•

•

•

•

•

o

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

••

o

•

•

•

•

o

o

•

••••••

o

•

•

•

•

•

•

o

•••••

•

•

•

•

•

••

••

•

o

•••••••••••••••••

o

o

o

•

•

•

o

•

o

•

•

•

•

•

•

•

•

o

•

•

•

•

•

o

•••

o.

•

•••

o

•••

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

••

o

•••

o

•

•

•

•

•

•

•

•

•

64 64 74 87 93 93 93 100 100 104 107 l 08 ll1 112 118 121 122 122 125 128 131 132 139 139 14 1 142 146

146

INDICE

4.6.2 4.6.3 4.6.4 4.6.5 4.6.6 4.6.7 4.6.8 4.6.9

Sennheiser MD 504 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . AKG D 112 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . BEYER M-160 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . AKG C-3000 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . AKGC-414BrrLII ... . ..... . . . . . .. .. . .. . .. . . . . . . Audio-technica AT 4050-CM5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Neumann TLM 193 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Microtech Gefell UM92.1S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

147 147 149 150 151 153 154 154

5 Il registratore audio analogico a nastro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1 Il supporto di registrazione magnetico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2 Il trasporto del nastro (tape transport) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.1 I motori del capstan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.2 Sistemi di tape transport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.3 Le testine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3 L' ATR analogico professionale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.1 L'equalizzazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.2 La corrente di premagnetizzazione (bias) . . . . . . . . . . . . . . 5.3.3 I canali di registrazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.4 L'unità di controllo a distanza (remote contro!) e gli autolocator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.5 I controlli delle apparecchiature MIDI . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.6 I vari formati del nastro e delle testine . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.7 Effetto copia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.8 Pulizia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.9 Smagnetizzazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.10 L'allineamento delle testine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.11 Calibratura elettronica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

156 156 158 160 161 163 166 166 169 171 172 173 175 176 177 177 178 180

6 La tecnologia audio digitale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1 I principi basilari dell'audio digitale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1 .1 Il campionamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1.2 Il teorema di N yquist . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1.3 Il sovracampionamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1.4 La quantizzazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1.5 Il rapporto segnale/rumore . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1.6 Il dither . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1.7 La registrazione digitale e il processo di riproduzione . . . . 6.1.8 La trasmissione digitale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1.9 AES/EBU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1.10 S/PDIF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1.11 SCMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1.12 Distribuzione del segnale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1.13 Che cosa è il jitter? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2 I registratori audio digitali a testine fisse e a testine mobili . . . . . . 6.2.1 Il registratore audio digitale a testine fisse . . . . . . . . . . . . . 6.2.2 I registratori audio digitali a testine mobili . . . . . . . . . . . . . 6.2.3 Il DAT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

186 187 187 189 190 191 192 192 192 195 195 196 197 198 198 200 200 205 207

INDICE

6.2.4 MDM: sistema multitraccia digitale modulare . . . . . . . . . . 6.2.5 L' ADAT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2.6 Il DA88 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2.7 Sviluppi tecnologici operati da terzi e accessori per MDM . . 6.3 I sistemi di campionamento audio digitale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.3.11 campionatori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.4 La registrazione su hard-disk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.4.1 Editing su hard-disk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.4.2 L'editing non distruttivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.4.3 Non-real time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.4.4 DSP in tempo reale (real time DSP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.4.5 L' editing distruttivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.4.6 L'editing su display . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.4.7 L'editing grafico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.4.8 L'editing della playlist . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.4.9 Funzioni base deli' editing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.4.1 OFunzioni avanzate di editing DSP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.4. Il Sistemi di registrazione su hard-disk su due canali . . . . . . . 6.4.12 Sistemi di registrazione su hard disk con più canali . . . . . . 6.4.13 Le workstation audio digitali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.5 Triggerazione di eventi audio digitalizzati . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

209 210 212 213 215 215 223 225 226 226 227 228 228 229 230 231 234 238 243 245 247

7 Il MIDI e la tecnologia degli strumenti musicali elettronici . . . . . . . 7.1 Cosa è il MIDI? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2 Interconnessioni del sistema. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2.1 LeporteMIDiin, outethru .. . ............. ........ 7.2.2 Il collegamento in cascata (daisy chain) . . . . . . . . . . . . . . . 7.3 l canali MIDI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.4 I messaggi MIDI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 .4.1 Messaggi di canale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 .4.2 Messaggi di sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.5 Gli strumenti musicali elettronici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.5.1 Le tastiere....... . ............................... 7.5.2 Le percussioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.6 Il sequencer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.6.1 Sequencer basati su hardware proprio . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 .6.2 Le tastiere workstation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 .6.3 I sequencer su computer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.7 L'interfaccia MIDI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.8 Altri software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 .8.1 Editor dei pattem di batteria elettronica . . . . . . . . . . . . . . . 7 .8.2 Programmi di composizione algoritmica . . . . . . . . . . . . . . . 7.8.3 I patch editor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.8.4 I programmi di stampa musicale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.9 Il mixaggio di un insieme MIDI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.9.1 Il mixaggio in MIDI.. . . . . . . . . . . . .......... . . . . . . . . 7.9.2 Controlli MIDI di hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.9.3 L'implementazione del MIDI nei mixer e nelle consolle . .

249 250 250 251 252 252 253 254 255 258 259 263 264 265 266 267 268 270 271 271 272 272 273 274 275 276

lNDICE

8 La sincronizzazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.1 La sincronizzazione fra transport analogici . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.1.1 Il time code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.1.2 La parola di time code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.1.3 I dati di informazioni per l'utilizzatore . . . . . . . . . . . . . . . . 8.1.4 I dati di informazione di SYNC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.1.5 Lo standard dei frame del time code . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.1.6 I time code LTC e VITC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.1.7 Il time code JAM SYNC/restriping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.2 La sincronizzazione mediante time code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.3 La disposizione delle attrezzature per l'uso del time code . . . . . . . 8.3.1 Distribuzione delle linee di segnale LTC . . . . . . . . . . . . . . . 8.3.2 Il livello del time code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.4 La sincronizzazione nella produzione di musica elettronica . . . . . 8.4.1 La sincronizzazione non MIDI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.4.2 Il click SYNC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.4.3 La sincronizzazione TTL e DIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.4.4 La sincronizzazione basata sul MIDI . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.4.5 Il MIDI SYNC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.4.6 Messaggi MIDI real-time ...... .. ....... oo. oooo. . . . . 8.4.7 Il song pointer ... o. o.. o. o oo o.. o........ oo o. .. oooo 8.4.8 FSK ..... o... o.. o...... oo. o ooo. o........ o. o. o 805 Il codice di tempo MIDI ...... oo. oo o. oo. ooo... o. oo...... o 8.5.1 La struttura di controllo del MIDI time code oooooo. o.... 80502 I comandi del MIDI time code . ooo.. o... oo... oooo ooo. 8.503 I messaggi quarter frame ..... . o.. o.. oo. . . . . . . . . . . . . 8.5.4 I messaggi full . . .. o..... o. . .... oo. o. oo. ooooo.. oo. 805.5 I messaggi MIDI cueing o. oo. o. o. o... ..... . o.. o.. o. 80506 Direct time lock oo. o. oo..... o.. . o. oo. o. . . . . . . . o. o. 8.5.7 Il direct time lock avanzato .... ooo. . oo. o o. o. . . . o. . . . 8.5.8 Sistemi di conversione da SMPTE aMIDI o. o.. oo. o oo. o 8.6 La sincronizzazione audio digitale . o. o............ o. ooo. o. o 8.6.1 La necessità di un riferimento di tempo stabile o. . . . . . . . . 8.6.2 I black burst ooo.. . ..... o........ . . . o. ooo. . . . . . . . . 8.6o3 I sistemi di sincronizzazione oo o...... oo. oo. ooooo o. . . 806.4 WILD .... . ........ oooo.. oo... o. o. .. o. . . . . . . . . . 8.6.5 SMPTE trigger SYNC .. o. o.... . .... o. o. o... oo. . . . . 8.6.6 Continuous SYNC . o. . o....... . . . ... . ooo. o. ooo oo. . 80607 Locked trigger SYNC oo.. oooo. o. . o. o. . o..... oo.. o. 807 Metodi di sincronizzazione brevettati per registratori multitraccia modulari o. . . ... . ....... . . o. . . . o.. o. o. .. o. . . 808 Riduzione della frequenza di campionamento .... o. o oooo oo. o

278 279 279 280 281 281 281 283 284 285 287 287 288 289 289 289 289 290 290 290 291 292 293 294 294 294 294 295 295 296 296 297 298 298 299 300 300 301 302

9 L'amplificazione oo o. o.. o. o. o....... oo oo. o.. oo. o.. o. ... . oo 9 ol L'amplificazione . o. oo.. o. o. o....... oooo.... oo o. ....... o 902 L'amplificatore operazionale ... . ... o. oooooo... . ooo. oo o. . . 9.201 Il preamplificatore . ... o. o... ooo...... ooo. o. o. o oooo

304 304 308 308

302 303

INDICE

9.2.2 9.2.3 9.2.4 9.2.5 9.2.6 9.2.7 9.2.8 9.2.9

Gli Gli Gli Gli Gli Gli Gli Gli

equalizzatori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . amplificatori sommatori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . amplificatori distributori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . amplificatori da isolamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . amplificatori convertitori di impedenza . . . . . . . . . . . . . amplificatori di potenza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . amplificatori a guadagno controllato in tensione (VCA) . amplificatori a controllo digitale . . . . . . . . . . . . . . . . . .

309 309 309 310 31 1 311 313 313

lO Le consolle per la produzione audio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.1 La registrazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.1.1 Il monitoraggio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.2Lasovraincisione. ..... ... . . ....... . ...... .. . . ....... .. 10.3 Il mixaggio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . l 0.4 Le consolle analogiche professionali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.4.1 L'ingresso del canale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . l 0.4.2 L'equalizzazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.4.3 I punti di insert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.4.4 La sezione delle mandate ausiliarie . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.4.5 La sezione di controllo dinamico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.4.6 La sezione di monitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.4.7 L'assegnazione dei canali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . l 0.4.8 Il fader di uscita. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . l 0.4.9 Il bus di uscita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . l 0.4.1 O La patch bay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.4.11 I meter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . l 0.5 La tecnologia delle consolle digitali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.5.1 Le consolle analogiche a controllo digitale . . . . . . . . . . . . 10.5.2 Le consolle interamente digitali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.6 L'automazione della consolle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.6.1 Lo scanning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.6.2 L'automazione VCA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.6.3 Modi operativi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.6.4 I fader automatizzati servoassistiti . . . . . . . . . . . . . . . . . . l 0.6.5 L'automazione basata sul MIDI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

315 315 318 319 319 320 322 324 325 326 326 328 331 33 1 332 334 335 337 337 339 341 342 343 346 348 349

11 I processori di segnale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1 L' equalizzazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1.1 l filtri a campanatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1.2 Gli equalizzatori shelving . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1.3 I filtri passa-alto e passa-basso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 Tipi di equalizzatori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.3 L'applicazione dell'equalizzazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.4 Il controllo dell'estensione dinamica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.4. 1 La misurazione (metering) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.4.2 I processori di dinamica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.4.3 La compressione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.4.4 La limitazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

350 35 1 353 354 354 356 357 360 360 362 363 365

INDICE

11.4.5 L'espansione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.4.6 Il noise gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.5 L'applicazione del controllo dell' estensione dinamica . . . . . . . . . 11.6 DSP: l'elaborazione digitale del segnale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.6. 1 DSP real time e non-real time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.7 Fondamenti del DSP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.7 .l L'addizione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.7.2 La moltiplicazione............. . ................. 11.7.3 Ildelay. . . . . . .... . . . . . ....... . . . . . . ..... .. . . .. . 11.7.4 L'eco e la riverberazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.8 La realtà del DSP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.8.1 Idelay... . .... ..... . ... ....... . . . .. . ..... . . . . . 11.8.2 La riverberazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.8.3 Le unità di riverbero digitali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.9 Effetti di variazione di tempo e di intonazione . . . . . . . . . . . . . . . 11.9.1 La variazione di intonazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.9.2 Espansione e compressione temporale . . . . . . . . . . . . . . . 11.10 Enfatizzazione psicoacustica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.10.1 Dispositivi multi-effetto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.11 Editing degli effetti di dinamica, tramite protocollo MIDI . . . . .

366 367 368 370 370 371 371 371 372 375 376 377 378 379 380 380 381 382 384 386

12 La riduzione del rumore . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.1 Il processo di compressione/espansione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.1 .1 I sistemi Dolby per la riduzione del rumore . . . . . . . . . . . 12.1.2 Il sistema DBX per la riduzione del rumore . . . . . . . . . . . 12.2 Processo di riduzione del rumore single-ended . . . . . . . . . . . . . . . 12.2.1 Il noise gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.3 I sistemi digitali di riduzione del rumore . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.3.1 Analisi visuale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.3.2 Il de-clicking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.3.3 Il de-noising . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

389 390 391 394 396 397 397 399 399 399

13 I monitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 .l Considerazioni sui monitor e sulle stanze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 .l. l La progettazione dei monitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13.1.2 Le reti di crossover . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13.1.3 La polarità degli altoparlanti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13.2 11 monitoraggio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13.2.1 Il mixaggio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13.2.2 Il monitoraggio in campo distante (jar-field) . . . . . . . . . . 13.2.3 Il monitoraggio in campo ravvicinato (near-field) . . . . . . 13.2.4 I piccoli altoparlanti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13.2.5 Le cuffie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13.2.6 Il volume di monitoraggio ..... .... ......... . . . . . . . 13.2.7 La compatibilità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

401 40 l 403 404 407 408 409 409 410 412 41 3 4 13 415

14 La realizzazione del prodotto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.1 La masterizzazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4 16 416

INDICE

14.2 La realizzazione del prodotto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.2.1 Come scegliere il giusto costruttore . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.2.2 La produzione e la fabbricazione del compact disc . . . . . 14.2.3 Il procedimento di masterizzazione del CD . . . . . . . . . . . 14.2.4 L'incisione del CD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.2.5 La stampa del CD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.3 Il CD-ROM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.3.1 L'authoring di un CD-ROM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.3.2 La grafica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.3.3 Il MIDI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.3.4 L'audio digitale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.3.5 l registratori CD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.3.6 I CD ad alta densità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.4 La duplicazione delle cassette . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.4.1 La duplicazione in tempo reale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.4.2 La duplicazione ad alta velocità bin-loop . . . . . . . . . . . . . 14.4.3 La duplicazione ad alta velocità in-cassette . . . . . . . . . . . 14.5 La realizzazione dei dischi in vini le . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.5.1 L'incisione del disco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.5.2 Il tornio da incisione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.5.3 La testina di incisione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.5.4 Il controllo della densità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.5.5 I dischi da registrazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.6 Il procedimento di masterizzazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.6.1 La placcatura e la stampa dei dischi in vinile . . . . . . . . . . 14.7 La distribuzione e la vendita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

418 418 419 420 421 422 423 423 423 424 424 425 426 427 427 428 430 431 432 433 433 435 436 436 437 438

15 Le procedure di registrazione in studio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

439 439 441 442 443 446 448 450 451 451

15.1 La registrazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15.1.1 Gli strumenti elettrici ed elettronici . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 .1.2 La batteria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15.1.3 Il setup .. . . .......... . . . . . . . ... ... ...... . ...... 15.2 La sovraincisione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15.3 Il mixaggio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15.4 L'editing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15.4.1 L' editing analogico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15.4.2 L'editing digitale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16 Ieri, oggi e domani . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16.1 Ieri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16.2 Oggi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16.3 Domani . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

453 453 456 458

Appendice. Per saperne di più . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

460

Glossario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

464

Indice analitico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

480

Prefazione all'edizione italiana

Sono pochi i testi che analizzano tutti gli argomenti legati al mondo deli' audio professionale. La quarta edizione di Modern Recording Techniques, da cui questo volume è tradotto, non solo assolve questo compito in modo esauriente, ma si occupa anche di descrivere le diverse situazioni professionali che trovano nell'audio l'elemento o uno degli elementi principali. Se questo testo in inglese rappresenta un'eccezione. in italiano non può essere paragonato ad alcun testo pubblicato in precedenza, sia per la vastità degli argomenti trattati e per l'efficacia con la quale questi vengono analizzati. sia per il linguaggio semplice e immediato. Questo mix rende vincente la trattazione di un argomento, a volte ritenuto difficile e riservato a pochi appassionati, fornendone una visione a 360°. Ci auguriamo che questo sia solo il primo passo di un lungo cammino e che contribuisca a sviluppare in tutti i lettori la passione per l'audio.

MARCO MEZZETIA IGNAZIO MORVIDUCCI

Ringraziamenti

Vorrei ringraziare il mio socio, Bruce F. Hammerslough, per avermi sostenuto nell 'incontrare tutte quelle follie deliranti e declamatorie che si presentano quando si scrive un mastodontico poema. Lo stesso vale per i miei migliori amici: David Trigger M. Hines (Seattle), Steve Stevo L. Royea (Vancouver) e Wes Bulla (Nashville). I miei ringraziamenti vanno anche a Sean-Michael (fondamento di libertà di spirito) per il suo supporto tecnico e a Shirley Eggerling, per essersi occupata delle tonnellate di corrispondenza che ho ricevuto durante la stesura di questo libro. Un inchino, a Est, a Jordan Gold e Sunthar Visuvalingam, della Sams, per aver fatto crescere questo bambino e avervelo portato. Ultimo, ma non meno importante, vorrei ringraziare il mio consulente tecnico, Bmce Bartlett, per la sua competenza. Un ringraziamento speciale al mio editor e nuovo ottimo amico, Jodi Jensen, per essere strato un grande redattore e una voce comprensiva. Grazie a tutti! Vorrei anche ringraziare le seguenti persone e aziende che mi hanno assistito nella preparazione di questo libro, fornendomi il materiale fotografico e il supporto tecnico: Ed Simeone, T.C. Electronic; Nan Ferris, Meridian Data lnc.; Douglas N. Beard, Studer Usa; Chris Good, Sonic Science; Andy Wild, Euphonix; Gregg L. Perry, Young Chang Research and Development Institute; Shirley Beyer, Beyerdynamic; Joyce Greenwalt e Michael MacDonald, Yamaha Corporation of America; Peggy Kennedy, Timeline Vista, lnc.; Bany Fox, QMI; Nick Franks e Steve Harvey, Amek Technology Group, Plc; Mary Conway, Alesis Studio E lec tronics ; Chri ssie McDaniel, Aphex Systems; David Kimm, Apogee Electronics Corp.; Fred Balch, Desper Products, lnc.; Carmen David, Sonic Solutions; EveAnna Manley, Manley Laboratories, Inc.; Glen Ilacqua, Nicoll Public Relations; Laura Sordi, Sennheiser Electronic Corporation ; Stormy Connor, JLCooper Electronics; Sherri Swingle, Symetrix, Inc.; Art Noxon, Acoustic Sciences Corporation; Carl Tatz, Recording Arts; Danielle Ciardullo, Korg Usa Inc.; Davida Rochman, Shure Brothers, Inc.;

RINGRAZIAMENTI

David Kilkenny, Twelve Tone Systems; Rick Gentry, Rockford Corp., Haffler Div.; Catherine Moreau, Sony Electronics, Inc.; Deborah Otte, Music Quest; Mark S. Zachmann, The Blue Ribbon Soundworks, Ltd.; Eileen Tuuri, Dolby Labs, Inc.; Lissanne Gillham, Dynatek Automation Systems, Inc. ; Andrew Walls, nVision, Inc.; Richard Zimmermann, Night Technologies lnternational ; Bernard W. Chlop, Jr., Systems Development Group, lnc.; Jim Giordano, Studiomaster; Michael Paul lnman, MIDIMAN; Richard J. Mancuso, DIC Digitai; Robbie, Popper Stoppers; Bryant, Temporal Acuity Products; Bob Katz Mr. Jitter, Digitai Domain; Curt Smith, Sascom Marketing Group; Wynton R. Morrow, Avalon Design; Robert Pursell, Westlake Audio; Jack Kelly, Group One Ltd.; Jim Cooper, Mark of the Unicorn (MOTU); Kristen Wiltse, Giles Communications; Jesse Walsh Communications; Francine Moran, Sony Electronics Inc.; Jeff Wilson e Al Pickard, Digitai Audio Labs; Terri Murphy, Acoustical Solutions, Inc.; Bob Kraft, Versadyne; Sal Greco, Paisley Park Studios; Lenore Zenger, Opcode Systrems; Patti Du Fresne, Telex; Eric Beli Top Dog, Howling Dog Systems; H.Hildebrand, Jupiter Systems; John A. Kelly, Nobler; Lesley Cutter, Nelson/Clyne, Inc.; James Goodman, Otari Corporation; Jason Ojalvo, Disc Makers; Jack Knight, Samson; JoanneDarlington, AMSINEVE; Russ Jones e Liz Stasy, Steinberg North America; Jerry Kovarsky, Ensoniq; Kelly Naumann, Russ Berger Design Group, Inc. ; Mare Bertrand, TGI North America, Inc. ; Georges Arboretum Systems, Inc.; Kathy M. Johnson, Innovative Quality Software; Don Gates, Digidesign, lnc.; James Fowler Minister of Propaganda, Sarah, Mackie; Guy Charbonneau, Le Mobile Remote Recording Studio; Suzi Loritz e Wayne Morris, DOD Electronics Corporation; e Zoraya Mendez-DeCosmis, Music Sales Corporation.

DAVID

M . HUBER

Marchi registrati

Tutti i dispositivi menzionati in questo libro, di cui si specifica il marchio, sono marchi registrati o service marks. (La Sams Publishing non può certificare l'effettivo aggiornamento di tutte queste informazioni.) L'utilizzo di un termine in questo libro non ha nulla a che fare con l'effettiva qualità del dispositivo in questione. - ADAT e QuadraVerb sono marchi registrati della Aiesis Studio Electronics. Aphex Compellor è un marchio registrato della Aphex Systems Ltd. Appie; Macintosh Plus, SE, e II; Hypercard; Videoworks; e MacRecorder sono marchi registrati della Appie Computer, Inc. Blue Window è un marchio registrato della Arboretum Systems. Cakewalk è un marchio registrato della Tweive Tone Systems. dbx è un marchio registrato della dbx, Newton, MA, USA, Division of Carillon Technology. Digita! Domain è un marchio registrato della Digitai Domain, Inc. Dolby, Dolby SR; Dolby A, Dolby B, Dolby C, Dolby Surround Sound e Dolbv Tane sono marchi registrati della Dolby Laboratories Licensing Corporation. The Flying Fader è un marchio registrato della Neve Eiectronics Internationai, Ltd. Harmonizer e Ultra-Harmonizer sono marchi registrati della Eventide, Inc. Multiband Dynamics Tool è un marchio registrato della Jupiter Systems. PZM è un marchio registrato della Crown Intenationai, Inc. The Sonic System, CD Printer e NoNoise sono marchi registrati della Sonic Solutions. Sony è un marchio registrato della Sony Corporation of America. Sound Designer II, Sound Tools, Pro Tools, NuBus e DINR sono marchi registrati della Digidesign. Tannoy è un marchio registrato della Tannoy LTD (North America Inc.). Tube Trap è un marchio registrato della Acoustic Sciences Corp. Yamaha è un marchio registrato della Yamaha Corporation of America.

l

Introduzione

Il mondo della musica moderna e della produzione audio ha molte sfaccettature. È un mondo pieno di individui creativi: musicisti, fonici, produttori, produttori di apparecchiature e uomini d'affari esperti in campi come la musica, l'acustica, l'elettronica, la produzione, i mezzi di comunicazione visiva, la multimedialità, la legislazione, il marketing e in generale lo svolgimento quotidiano del business musicale. Gli sforzi combinati di questo insieme di talenti contribuiscono alla creazione di un prodotto che abbia un fine: una registrazione master. Una volta che il processo di registrazione è completo, il master può essere prodotto su larga scala nella forma finale vendibile, sia essa il compact disc, la cassetta o la colonna sonora di un film. Per coloro che sono nuovi del mondo della registrazione multitraccia, del MIDI (interfaccia digitale fra strumenti musicali), dell'audio digitale e delle loro condizioni ambientali, sono spesso necessari anni di pratica specifica per sviluppare le capacità di padroneggiare l'arte e l' applicazione di queste tecnologie. Una persona nuova alla registrazione o ali' ambiente dello studio (fig.l.l) può essere intimorita dalla quantità e varietà di attrezzature utilizzate. Comunque, una volta che si comincia a familiarizzare con questo ambiente, si noterà un ordine ben preciso nell'allestimento dello studio, in cui ogni parte dell'attrezzatura ha un ruolo definito nello schema complessivo della musica e della produzione audio. Lo scopo di questo libro è di servire da guida e da riferimento per aiutarvi a diventare esperti dei procedimenti di produzione e di registrazione. Se usato assieme ad altri consigli, esperienze pratiche, ulteriori letture e un pizzico di buon senso, questo libro può essere d'aiuto per comprendere gli strumenti e la pratica quotidiana della registrazione e produzione musicale. Benché lo studio di registrazione nella sua forma attuale sia il risultato di 70 anni di continua evoluzione che lo ha portato all'attuale livello di complessità tecnologica, siamo testimoni di un passo importante e rivoluzionario nel campo della registrazione e produzione musicale: il sorgere dell 'era digitale. In un ' epoca in cui spesso si danno per acquisiti lo studio digitale e le relative tecnologie, è facile dimenti-

2

Fig.l.l

CAPITOLO l

Il rinnovato Paisley Park Studio A, Chanhassen, MN. (Fonte : Studio Paisley Park)

carsi che la nostra posizione nella storia della produzione ci offre strumenti che hanno i costi effettivi e le possibilità tecniche di farci realizzare pienamente tutto il nostro potenziale creativo ed umano. Quasi sempre pazienza e duro lavoro sono necessari per apprendere queste tecnologie e questo linguaggio. Comunque tali conoscenze servono a renderei liberi per affrontare il compito veramente importante, vale a dire fare musica.

1.1

Lo studio di registrazione

Lo studio musicale commerciale (fig.l.2 e 1.3) è fatto di uno o più ambienti acustici appositamente progettati e armonizzati con l'intento di ottenere la migliore sonorità possibile, da trasferire successivamente su nastro per mezzo della corretta ripresa microfonica. Lo studio commerciale è isolato acusticamente in modo da evitare sia che i suoni esterni possano entrare ed essere registrati sul nastro, sia che i suoni interni si diffondano all'esterno e possano disturbare i vicini. Gli studi hanno dimensioni, forme e design acustico diversi fra loro, (fig.1.4 e 1.5), e ciò è determinato dai gusti personali del proprietario dello studio. Possono essere progettati per adattarsi al meglio ad alcuni generi musicali o a esigenze produttive, come si deduce dagli esempi che seguono. • Uno studio in cui si registrano molti generi diversi di musica (dalla classica al rock) probabilmente avrà una sala di ripresa principale molto grande e altre sale più piccole e isolate dall'esterno per strumenti con emissione sonora molto grande o molto contenuta, per cantanti, e così via. • Uno studio per registrare le colonne sonore dei film può avere dimensioni molto maggiori rispetto a studi utilizzati per altri generi di registrazioni. Questo tipo di studi spesso ha un soffitto alto per accogliere al meglio il suono proveniente da molti musicisti. • Uno studio usato solitamente per registrare la parte audio relativa al video, dialoghi dei film e parti vocali, può avere una piccola sala separata dalla regia. Non esiste una formula segreta per realizzare lo studio perfetto. Ogni studio ha le sue

INTRODUZIONE

Fig. 1.2

3

Consolle principale del Criteria Recording Studio (Miami, FL), sala B, che comprende un SL4000 G+ a 96 canali. La persona che appare nella foto è il presidente e proprietario, Joel Levy. (Fonte: Solid State Logic)

caratteristiche sonore, configurazione, sensazioni e ambiente che si basano sul gusto personale del proprietario e di chi lo ha disegnato (se è una diversa persona) e ha il proprio ritorno economico dall'investimento, derivante da tariffe dello studio che possano essere sostenute nelle condizioni di mercato deli' industria musicale. Negli anni '70 gli studi erano generalmente di piccole dimensioni. A causa dell'avvento dell'effettistica artificiale, come ad esempio i riverberi, i delay acu-

Fig. 1.3

Gary Henry (produttore, compositore, fonico e arrangiatore) che utilizza sistemi di registrazione su hard-disk Roland DM-80, nello studio Hide-out di Hillside, NJ. (Fonte: Roland Corporation, Pro Audio Division)

4

CAPITOLO l

regia

G sala ~macchine

Fig. lA

Planimetria del Bad Animals' Studio X (Seattle, WA). (Fonte: Bad Animals-Seattle e studio bea:ton)

studio (sala di ripresa)

.

Fig. 1.5

-:::-.:.

Plammètria del Sonic Tree's Music Studio (Nashville,TN). (Fonte: Russ Berger Design Group, lnc.)

stici e digitali. e della fiducia in essa riposta, le sale di registrazione tendevano ad essere acusticamente assorbenti. Il concetto alla base di questa struttura era di eliminare quanto più possibile le caratteristiche acustiche originali, per sostituirle con un ambiente artificiale. Per fortuna, sin dalla metà degli anni '80, molti studi commerciali hanno cominciato a ritornare a concetti di design dello studio usati negli anni 30 e 40. quando gli studi avevano dimensioni molto maggiori. Questo aumento nelle dimensioni (unito alla presenza di una o più stanze isolate di dimensioni minori, che possano accogliere strumenti che devono essere isolati

INTRODUZIONE

5

acusticamente) ha contribuito a far ritornare in voga l'arte di registrare le caratteristiche acustiche originali delle sale con una moderna ripresa sonora. In effetti, grazie a migliori tecniche di design dello studio, abbiamo imparato a sintetizzare il meglio da entrambe le epoche: ciò è stato raggiunto costruendo una sala che disperde il suono in maniera controllata (riducendo perciò l'ammontare di suono non desiderato che da altri strumenti presenti nella stanza perviene al singolo microfono di ripresa), conservando allo stesso tempo caratteristiche sonore e di riverbero molto ben definite. L'effetto di combinare il suono diretto e le caratteristiche riverberanti naturali è spesso usato come mezzo per dar vita a uno strumento - tecnica molto usata sulla batteria, su sezioni di archi, su chitarre elettriche, cori e altro ancora.

1.1.1

La control room

La regia (contro[ room) di uno studio, (fig.1.6 e 1.7), persegue diversi fini. La contro! room ideale è isolata dai suoni prodotti nello studio e nelle vicinanze. È ottimizzata in modo da comportarsi come un ambiente di ascolto critico, che usa altoparlanti regolati e posizionati attentamente. Contiene anche la maggior parte delle attrezzature relative alla registrazione nello studio e all'effettistica. Nel cuore della control room c'è la consolle di registrazione. La consolle di registrazione (detta anche banco) è per il fonico e il produttore quello che per il pittore è la tavolozza. La consolle permette al fonico di mescolare e controllare i segnali in ingresso e in uscita della maggior parte delle strumentazioni (se non di tutte) presenti nella control room. La funzione basilare di una consolle è quella di permettere qualsiasi combinazione variabile di mixaggio (cioè il controllo sulle ampiezze relative e il mescolarsi dei segnali fra canali), posizionamento nello spazio (destra/sinistra e, se possibile, un controllo sulla disposizione anteriore e posteriore), assegnazione (possibilità di inviare un qualunque segnale di ingresso da una sorgente a una destinazione) e la possibilità di scegliere fra gli innumerevoli segnali in ingresso e in uscita che di solito si incontrano nella strumentazione di produzione audio. Le mac-

sala di ripresa A stanza delle macchine

Fig. 1.6

Planimetria del rinnovato Paisley Park Studio A. (Fonte: Paisley Park Studio)

6

Fig. 1.7

CAPITOLO l

Control room dello Dead Aunt Thelma's Studio. (Fonte: Ross Berger Design Group, lnc.)

chine a nastro sono generalmente collocate nella parte posteriore o laterale della control room . A causa del calore e del rumore ulteriore generato da registratori, amplificatori e da altre strumentazioni, si preferisce sempre più alloggiare tutte queste attrezzature in una stanza separata, detta machine room, con porta e finestra di collegamento per un agevole accesso e completa visibilità. In entrambi i casi, i controlli a distanza relativi alle singole tracce (remote contro/) e quelli legati al trasporto del nastro (utili per far andare il nastro o altri supporti usati per la registrazione nei punti di ascolto preimpostati l sono spesso collocati nella control room, vicino al fonico in modo che questi possa a\ ere un facile accesso a tutte le funzioni relative al nastro o alle apparecchiature elettroniche. L' effettistica (usata per modificare elettronicamente le caratteristiche di un suono l e anche altri processori di segnale sono spesso posizionati vicino al fonico per una facile accessibilità. Come avviene per il design dello studio di registrazione, ogni contro! room ha le sue particolari caratteristiche sonore, il suo f eeling, elementi per il comfort e le rel ative tariffe. Le control room commerciali possono variare in design e apparecchiature - da una stanza essenziale per forma e funzioni a una stanza che sia riempita abbondantemente di tutte le migliori attrezzature e progettata secondo gli ultimi dettami . ì\on esiste una control room perfetta, come non ne esiste una totalmente sbagliata. Come \ edremo in questo libro, ci sono numerose linee guida che possono essere utili per indi\ iduare la vostra control room ideale. La cosa importante da ricordarsi è che sono le persone - lo staff, i musicisti e voi - che rendono tutto ciò possibile, e non le attrezzature.

1.1.2

Tecniche di marketing dello studio di registrazione

Negli ultimi anni il ruolo dello studio di registrazione ha cominciato a cambiare, a causa dei passi in avanti nella progettazione degli studi, dell' audio per i video e i film, e di una

INTRODUZIONE

Fig. 1.8

7

A &M Studios, Los Angeles, California. (Fonte: World Studio Group)

accresciuta importanza del mixaggio. Queste forze di mercato hanno costretto a ripensare le strategie operazionali di mercato di alcune attrezzature, e spesso questi cambiamenti sono stati ripagati con grandi vantaggi e successi, come nei casi dei due esempi riportati qui di seguito. • Studi privati e project studio (studio di pre-produzione), la cui crescita di numero è stata favorita da un sorprendente calo nei costi dei macchinari, hanno ridotto di molto la necessità per gli artisti o i produttori di avere un accesso continuato a

Fig. 1.9

Studio 30 l , Sydney, Australia. (Fonte: World Studio Group)

8

Fig. 1.10

CAPITOLO l

Sound Inn, Tokyo. (Fonte: World Studio Group)

Fig. 1.11

Arco Studios, Monaco, Germania. (Fonte: World Studio Group)

Fig. 1.12

Buddy Bruno, fotografato nello Conway Recording Studios, di cui è proprietario (da non confondersi con il Conway di proprietà dell'autore di questo libro). (Fonte: World Studios Group)

INTRODUZIONE

9

costose attrezzature di tipo professionale. Comunque le attrezzature professionali sono ancora molto richieste quando un progetto richiede dimensioni fisiche maggiori o la possibilità di servirsi di attrezzature per la registrazione migliori di quelle fornite da un project studio. Dopo che la fase preliminare è stata portata a termine in un project studio, le attrezzature di livello professionale possono essere necessarie per fare il mixaggio del materiale nella sua forma definitiva. Molti studi fanno fronte a queste richieste di mercato e sono soltanto troppo contenti di poter trarre profitto da esse. • Gli sviluppi della post-produzione dell'audio per video e per i film hanno fatto nascere nuovi mercati che permettono agli studi professionali di fornire un servizio alle aziende di trasmissione e di produzione locali, nazionali e internazionali. Studi che abbiano sia le attrezzature tecniche sia uno staff creativo per poter iniziare ad occuparsi di audio per il video e di trasmissioni via etere (e di trame anche il mantenimento), possono avere successo nel difficile business musicale, quando la sola produzione musicale non fornisce introiti tali da consentire allo studio di poter continuare a lavorare. Queste e altre nicchie di mercato (che possono variare da zona a zona) sono state adattate dalla musica commerciale e dalle attrezzature di registrazione per andare incontro ai cambiamenti nei mercati, proprio ora che ci accingiamo a entrare nel nuovo millennio. Non c' è più una sola attività da svolgere. I cambiamenti nei mercati si fanno sentire e i modi con cui sono fronteggiati, spesso ingegnosi, sono diventati sempre più importanti in questo tipo di business unico ed interessante. Un altro modo in cui gli studi hanno colto le nuove opportunità è stato l'unione delle forze. Per esempio, nel 1992 Chris Stone (già fondatore e proprietario del Record Plant) ha fondato l'Associazione mondiale degli studi (WSG), che ha la funzione di registro associativo o albo per gli studi più importanti (dalla fig.l.8 alla 1.12). L'ammissione a questa associazione è estesa per invito solo alle strutture di registrazione più stimate delle più importanti zone di mercato mondiali.

1.2

Il procedimento di registrazione

Il procedimento di registrazione può avvenire in due forme principali: la registrazione multitraccia o la registrazione in tempo reale.

1.2.1

La registrazione multitraccia

Il ruolo delle tecnologie di registrazione multitraccia è quello di fornire un certo grado ulteriore di flessibilità al procedimento di registrazione, permettendo di registrare le molteplici sorgenti sonore e di riascoltarle da tracce singole in tempo non reale, nell'ambito della produzione. Dato che le tracce registrate sono isolate e indipendenti una dall' altra (con sistemi di registrazione in cui sono disponibili spesso a gruppi di otto, cioè 8, 16, 24, 32 e 48 tracce), si può registrare più volte un numero qualunque di sorgenti sonore senza influenzare le altre tracce. Inoltre le tracce registrate possono essere modificate, sommate o cancellate in qualunque momento per accrescere o affinare la musica originale. Le fasi comuni del procedimento di registrazione multitraccia - registrazione, sovraincisione e mixaggio- sono presentate nei paragrafi successivi e discusse ulteriormente nel Cap. 15.

.

... .....--·--------------------------------"

10

CAPITOLO l

tracce sul nastro: 1+8 1 cassa 2 rullante 3 tom sinistro 4 tom destro 5 chitarra 6 tastiera

7 8 voce

tttt:tt t l Fig. 1.13

llustrazione schematica di come un multitraccia.

~ i pn~sono

registrare alcune sorgenti sonore isolate su

1.2.1.1 La registrazione

La prima fase della produzione multitraccia è il procedimento di registrazione. In questa fase, una o più sorgenti sonore vengono riprese da un microfono o registrate direttamente (come spesso succede quando si registrano strumenti elettrici o elettronici), su una traccia di un registratore a nastro, oppure su più tracce. La separazione è un concetto chiave nella produzione multitraccia. Successivamente alla registrazione, si può cambiare il livello di queste sorgenti sonore isolate (fig. 1.13), indipendentemente una dall'altra, e anche il posizionamento spaziale (con l'assegnazione destra/sinistra) e lo smistamento definitivo, senza influenzare le tracce adiacenti. Questo isolamento rende possibile ricollocare le tracce e/o manipolarle in un momento successi vo senza influire sulle tracce adiacenti, conferendo perciò al procedimento multitraccia una maggiore flessibilità. 1.2.1.2 La sovraincisione

È uno degli aspetti più importanti del processo di produzione multitraccia. Grazie all'isolamento delle tracce registrate, è possibile riascoltare una delle tracce preventivamente registrate (generalmente dalle testine di registrazione usate in modalità di riascolto, funzione detta sync) , mentre simultaneamente si registrano uno o più segnali su altre tracce libere (fig. 1.14). Tale procedimento di sovraincisione può essere ripetuto fino a quando la canzone o la colonna sonora non abbia assunto la sua forma definitiva. Se si commette un errore, è di solito molto semplice far ritornare il nastro al punto desiderato e ripetere il procedimento fino a che non si è registrata sul nastro la ripresa migliore. 1.2.1.3 Il mixaggio

Dopo aver terminato le fasi di registrazione e di sovraincisione, può cominciare il procedimento di mixaggio (fig. 1.15). Durante il mixaggio le tracce audio separate di una macchina multitraccia possono essere mescolate, combinate e assegnate mediante la consolle di registrazione.

11

INTRODUZIONE

tracce su nastro: 1+8 1 cassa 2 rullante 3 tom sinistro 4 tom destro 5 chitarra 6 tastiera 7 sovraincisioni di voce 8 voce

mixaggio (per l'ascolto in cuffia) delle tracce preregistrate

...-o:o..-ho...-.o=

Fig. 1.14

Illustrazione schematica del processo di sovraincisione.

A questo punto il volume, il bilanciamento tonale, gli effetti speciali e il posizionamento spaziale possono essere variati in modo creativo dal fonico per avere un rnixaggio, stereofonico oppure codificato in Surround Sound (suono avvolgente), che viene poi registrato su un supporto definitivo (master) come ad esempio il DAT, registratore digitale a nastro. Dopo che si sono mixate tutte le canzoni di un progetto musicale, esse possono essere trasferite su un sistema di registrazione digitale, su disco fisso, e organizzate in un ordine di successione definitivo. Il programma risultante è a sua volta registrato su un supporto, per esempio il DAT, che serve come registrazione master definitiva, dalla quale si procederà al trasferimento del progetto su un supporto vendibile.

processori di segnale ed effettistica o o o

ascolto del segnale proveniente dal multitraccia

Fig. 1.15

llustrazione schematica del processo di mixaggio.

12

1.2.2

CAPITOLO l

La registrazione in tempo reale: un animale diverso

La registrazione in tempo reale (di solito detta registrazione dal vivo) comporta il mixaggio di microfoni o segnali diretti ripresi appunto in tempo reale durante una esecuzione o un concerto. Questo evento può svolgersi in un luogo per rappresentazioni dal vivo (come ad esempio un teatro, una chiesa, una palestra o una arena all'aperto) oppure su un palco o in uno studio musicale. A differenza dell'ambito della registrazione multitraccia tradizionale, in cui si usano un gran numero di sovraincisioni per completare una canzone, la registrazione dal vivo è fatta sul posto - spesso durante una sola esibizione su un palco, con una postproduzione in studio limitata o ridotta (se si esclude il mixaggio). Una registrazione dal vivo può essere molto semplice - se è possibile la si esegue con due microfoni le cui uscite saranno in\ iate direttamente su un registratore a due tracce. Altrimenti può richiedere una strumentazione multitraccia più complessa, che necessita delrutilizzo di una contro! roorn temporanea o di un camion attrezzato perfettamente per registrazioni. detto studio mobile (fig. 1.16a e 1.16b ). Quest'ultima soluzione permette ov\'iamente un maggior controllo sui singoli strumenti in fase di mixaggio. Anche se le attrezzature e la loro disposizione possono sembrare familiari a qualunque fonico, la registrazione dal vivo si differenzia rispetto alla sua controparte in studio, più controllata, per il fatto di trovarsi in un mondo in cui il motto è hai una sola opportunità. Quando si registra un evento musicale in cui l'artista sta sudando sangue per alcune centinaia o migliaia di fans, è difficile che tutto vada liscio. La registrazione dal vivo è una sfaccettatura dell'industria musicale che richiede una specifica esperienza, scelta delle attrezzature e loro disposizione, un certo grado di preparazione ma soprattutto esperienza.

1.3

Il project studio

Negli ultimi decenni si è sviluppato enormemente il mercato della produzione di attrezzature per la registrazione, professionali e semiprofessionali, dall'elevato rapporto qualità/prezzo. Il risultato, ormai possibile, se non assolutamente acquisito, è che musicisti, fonici e produttori hanno a disposizione una adeguata strumentazione per la registrazione e apparecchiature che utilizzano il protocollo MIDI, a casa propria o nel proprio luogo di lavoro, allo scopo di registrare le proprie composizioni. Questo sviluppo si è spinto fino al punto che l'insieme di queste strumentazioni, conosciuto come project studio, è diventato una forza trainante nell'industria della musicae della comunicazione in genere (fig. 1.17). I project studio sono divenuti importanti per i motivi elencati qui di seguito. • Rapporto qualità/prezzo. La ragione ovvia per la proliferazione di queste attrezzature è che con l'avvento del VSLI (cioè il cosiddetto circuito integrato su larga scala), è sceso notevolmente il prezzo della produzione in massa di sistemi elettronici altamente sofisticati. L'attrezzatura da studio che vent'anni fa costava centinaia di migliaia di dollari, per esempio, si può tranquillamente acquistare a un decimo di tali cifre. I costi dello studio si sommano velocemente. Quindi il fatto di possedere le proprie attrezzature e di conoscere le loro caratteristiche tecnologiche e tecniche ripaga immediatamente, in risparmio di denaro. Sapere quando usare a pieno la propria strumentazione e quando invece servirsi di uno studio professionale esterno può tradursi in un notevole risparmio nella produzione musicale.

JNTRODUZIONE

13

a)

b) Fig. 1.16

Studio di registrazione mobile Le Mobile Recording Studio. a) Control room. b) Automezzo utilizzato per il trasporto. (Fonte: Le Mobile recording studio, North Hollywood, California)

\

14

CAPITOLO I

Fig. 1.17

Project studio tipico. (Fonte Walt Wagner Productions)

• Disporre di programmi propri e risparmiare soldi usandoli! Un vantaggio altrettanto ovvio è quello di poter creare la propria musica con i propri programmi. I costi che si incontrano nell'utilizzo di uno studio professionale richiedono la disponibilità a lavorarvi in una data o in un periodo precisi. Un project studio rende liberi di regi strare quando il momento è più propizio, senza preoccuparsi del tempo che trascorre, come invece accade in uno studio tradizionale, nel quale la tariffa è oraria. • Vantaggi creativi e funzionali. Con l' avvento del MJDI come mezzo di creazione musicale tramite l' uso di strumenti elettronici, registratori a disco fisso, registratori multitraccia modulari digitali , e così via, il project studio offre vantaggi creativi e funzionali rispetto allo studio commerciale, per creare e produrre il proprio stile personale di musica. Bisogna comunque sottolineare che alcuni progetti richiedono la guida e l'esperienza di un professionista. La consapevolezza delle necessità della produzione dell'intero progetto è un aspetto importante per garantirne il completo successo.

1.4

Produzione e posi-produzione nel campo dell'audio per video

Nel campo dei video, dei film e della produzione per le trasmissioni, la componente audio è stata via via riconosciuta come una parte integrante e importante del processo globale di creazione di un prodotto finale più gradevole e di qualità superiore. Nei decenni passati l'audio per trasmissioni era quasi soltanto un'idea. Con l' avvento del MTS (suono televisivo multicanale, che rende stereofonici molti apparecchi TV), dei video musicali e della generazione MTV, la parte audio è cresciuta dalla sua posizione iniziale secondaria fino ad essere una delle componenti più seguite della produzione audio per il video (fig. 1.18). Con la rinascita della quadrifonia e di sonorità con migliore definizione spaziale, come il Dolby Surround Sound e altri sistemi di codifica, l'audio per video e per film ha visto crescere di molto le aspettative del pubblico di colonne sonore di grande qualità che siano di complemento per tutte le componenti visive.

lNTRODUZIONE

Fig. 1.18

15

SSL Scenaria installato nel rinnovato studio di post-produzione audio e video NOB, a Hilversum, Olanda. (Fonte: Solid State Logic)

Oggigiorno il settore dell'audio per video, dell'audio per film e dell'audio per trasmissioni comprende nella produzione quotidiana l'utilizzo del MIDI, la registrazione su disco fisso, l'utilizzo del time code, il mixaggio automatizzato e tutti i più avanzati sistemi di registrazione per far fronte a tutte queste richieste.

1.5

Il settore multimediale

Con l'integrazione dei testi, della grafica, del MIDI e dell'audio digitale in un numero sempre maggiore di sistemi computerizzati, il settore multimediale ha cominciato a utilizzare anche l'audio digitale e la produzione musicale di alta qualità come parte integrante dei media che sono comparsi più di recente. Tutto l'insieme dei professionisti nel settore audio ha intuito quasi subito che la produzione e la distribuzione di programmi educativi, di intrattenimento e di immagazzinamento dati per utenti di personal computer era un settore con crescita potenziale enorme. Questo settore rappresenta una sorgente importante e redditizia di entrate sia grazie a individui creativi sia grazie a innovative strumentazioni per la produzione.

1.6

Le persone che hanno reso possibile tutto ciò

L'industria di registrazione è un'industria di servizi. Quindi sono le persone che lavorano all'interno di questa industria che rendono possibile il business musicale. Gli studi di

16

CAPITOLO l

registrazione, così come gli altri settori deli' industria, non sono conosciuti solo per il tipo di attrezzature che hanno, ma spesso sono giudicati a seconda della qualità, della preparazione, della mentalità e della personalità del loro staff. Un professionista può entrare a far parte dell'industria musicale in uno o più dei seguenti settori: • gestione dello studio • legislazione musicale • arti grafiche e impaginazione • management degli artisti • scelta degli artisti e del repertorio (detta A&R) • produzione industriale • editoria musicale e stampa Ovviamente questo elenco è incompleto. dato che mancherebbe lo spazio per poter menzionare tutti i settori alrinterno di questo capitolo. I paragrafi seguenti, comunque, descrivono alcune delle figure chi~l\ e che si incontrano in uno studio di registrazione commerciale.

1.6.1

Gli artisti

La forza di una esecuzione musicale comincia e finisce con gli artisti. Tutta la tecnologia del mondo serve a ben poco senza l'ingrediente principale, che è la creatività dell'uomo, l'emozione e la tecnica esecutiva. Proprio perché la qualità sonora globale di una registrazione non può essere migliore dell'anello più debole della catena, è compito dell'esecutore capire se il fondamento della musica - cioè la sua anima più profonda - è stato reso comprensibile per tutti come esperienza e come ascolto. Dopo che ciò è stato fatto, una registrazione di alta qualità, ben fatta e con una buona produzione, può servire da cornice per esprimere l'energia originale della musica, il suo scopo e la sua emozione.

1.6.2

I musicisti dello studio

Un progetto spesso richiede musicisti aggiuntivi per completare la registrazione dell' esecuzione di un artista. Ciò può avvenire sotto diverse forme. Per esempio un progetto può richiedere un insieme musicale (come un coro, una sezione d ' archi o di fiati) per aggiungere una parte necessaria o completare la sonorità di un pezzo. Se c ' è bisogno di un insieme numeroso, può essere necessario assumere un impresario per coordinare tutti i musicisti e dare tutte le disposizioni in materia economica, e anche un arrangiatore per scrivere la partitura e possibilmente dirigere le varie parti musicali. Può anche succedere che un membro del gruppo non abbia l'abilità tecnica per eseguire una parte o non sia allo stesso livello dello standard musicale generale richiesto dal progetto. In tale situazione non è raro che si assumano dei musicisti da studio (turnisti) per inserirli nella parte. Può anche essere richiesto un intero gruppo musicale per fornire il supporto di maggior livello possibile a un artista o cantante di grande spessore.

1.6.3

Il produttore

Al di là dei fattori di programmazione e di disponibilità economica che concorrono nel coordinamento di un progetto di registrazione, è il lavoro del produttore che contribuisce

INTRODUZIONE

17

a creare- secondo la sua visione - la performance registrata e il prodotto finale migliori. In verità un produttore può essere assunto per far fronte a un certo numero di compiti. Un produttore può avere un contratto per occuparsi a pieno di tutti gli aspetti artistici c finanziari della produzione e dei contenuti programmatici. Più probabilmente un produttore agisce in collaborazione con un artista o con un gruppo per guidare l' artista o il gruppo durante il processo di registrazione. Il produttore assiste nella scelta e nella messa a punto degli arrangiamenti musicali per andare incontro all'audience prescelta nella maniera migliore, cerca di tirare fuori la migliore performance possibile e poi traduce questa performance (tramite il mezzo della registrazione) in un prodotto finale, vendibile. Un produttore è spesso scelto per la sua capacità di comprendere il processo creativo della registrazione finale da diverse prospettive: l'aspetto economico, la performance musicale, l'intuito creativo e la padronanza del processo di registrazione. Dato che gli artisti, i fonici e altri professionisti dell'industria musicale sono diventati via via più esperti dei numerosi aspetti che sono presenti nella realizzazione di un progetto, questo importante ruolo può essere assunto dall'artista stesso o in collaborazione col fonico. Al contrario, dato che i produttori diventano sempre più esperti di tecnologie di registrazione, è sempre più comune vederli seduti dietro alla consolle, ai controlli.

1.6.4

Il tecnico del suono (fonico)

Il lavoro del tecnico del suono può essere ben definito come l'interprete del campo tecnico-artistico. È compito del tecnico del suono far trasparire la musica dell'artista e i concetti del produttore dalla registrazione. Questo lavoro è davvero una forma d'arte perché sia la musica che la registrazione hanno natura soggettiva e si affidano al gusto e all'esperienza delle persone coinvolte. Durante una sessione di registrazione, i fonici di solito dispongono i musicisti nello studio nella posizione che desiderano, scelgono e posizionano i microfoni, determinano i livelli e il bilanciamento sulla consolle di registrazione e registrano la performance su nastro. In un situazione di musica elettronica, il tecnico del suono di solito può anche provvedere ai numerosi sequencer MIDI e agli strumenti musicali, ai registratori su hard-disk e così via. Durante una sessione di sovraincisione o di mixaggio, il fonico usa il proprio talento e la conoscenza dell'arte e della tecnologia del mezzo di registrazione per ottenere il miglior suono possibile.

1.6.5

L'assistente

Gli studi di dimensioni maggiori di solito preparano il futuro staff di tecnici del suono permettendo ad essi di lavorare come assistenti dei fonici attualmente in forza allo studio stesso. L'assistente spesso si occupa del posizionamento dei microfoni e del funzionamento delle cuffie, fa funzionare le macchine a nastro, prepara le pause della sessione e, in alcuni casi, fa dei mixaggi preparatori e dei bilanciamenti per il tecnico alla consolle. Con l'aumentare del numero dei fonicifreelance (coloro che non sono utilizzati continuativamente in uno studio, ma vengono scelti dall'artista o dalla casa discografica per lavorare su un particolare progetto), il ruolo deli' assistente è di ventata sempre più importante. L'assistente del fonico titolare ha il compito di aiutare il freelance a comprendere gli aspetti tecnici e le particolarità di quello studio, per rendeme il lavoro il più agevole possibile.

18

1.6.6

CAPITOLO l

Il tecnico della manutenzione

Il lavoro del tecnico della manutenzione è quello di controllare che la strumentazione dello studio sia tenuta in condizioni ottimali, allineata regolarmente e aggiustata quando sia necessario. Le organizzazioni più grandi - quelle con più di uno studio - spesso usano uno staff di tecnici della manutenzione a tempo pieno. Molti degli studi minori, comunque, si servono di tecnici della manutenzione freelance, chiamandoli quando è necessano.

1.6.7

La gestione dello studio

La conduzione di uno studio musicale o di produzione è un lavoro impegnativo, che richiede il talento speciale di uomini d· affari che conoscano a fondo il funzionamento dello studio. del business musicale e abbiano soprattutto facilità nei rapporti interpersonali. Sono necessari l'attenzione costante di uno studio manager (che può essere o meno il proprietario stesso dello studio), la sezione contabile (che controlla la maggior parte dei dettagli che riguardano l'utilizzo dello studio, le spese e se possibile il marketing), e, ultimo ma non meno importante, una segreteria competente. Anche se tutte o una parte di queste funzioni possono variare da studio a studio, queste e altre funzioni egualmente importanti sono richieste per gestire con successo, giorno dopo giorno, una struttura di produzione commerciale.

1.6.8

Le donne in questa industria

Fin dalla sua nascita, l'industria della registrazione è stata dominata dagli uomini. Ricordo molte sessioni di registrazione in cui le uniche donne presenti erano o musiciste o accompagnatrici di musicisti (groupies). Per fortuna negli ultimi anni le donne hanno cominciato ad assumere un ruolo sempre più importante dietro al vetro. È sempre più comune per le donne raggiungere livelli importanti, sia come fonici, sia nella produzione. Non importa chi sei, da dove vieni, o quale sia la tua razza o sesso, ricordati una verità universale: se lo senti nel cuore e lavori duramente, ci riuscirai.

1.7

Il trasduttore

Un concetto che è importante conoscere prima di andare al cuore di questo libro è un concetto che è fondamentale per tutta la musica, il suono e l'elettronica: il trasduttore. Se c'è un singolo strumento concettuale che possa aiutare a capire le basi tecnologiche del procedimento di registrazione, quello è proprio il trasduttore. Un trasduttore è qualunque dispositivo che trasformi una forma di energia in un'altra, corrispondente. Per esempio, una chitarra è un trasduttore. Raccoglie le vibrazioni delle corde pizzicate o suonate (il mezzo), le amplifica mediante il corpo in legno e trasforma queste vibrazioni in onde di pressione sonora corrispondenti. E di conseguenza noi percepiamo queste onde come suono (fig. 1.19). Un microfono è un altro esempio di trasduttore. Le onde di pressione sonora (il mezzo) agiscono sul diaframma del microfono e sono trasformate in una tensione elettrica corrispondente. Il segnale elettrico proveniente dal microfono può essere quindi amplificato (questo non è un processo di trasduzione perché il mezzo rimane nella sua forma

19

INTRODUZIONE

..... ---

Fig. 1.19

-

'

'

Una chitarra e un microfono usato come trasduttore.

elettrica) e viene inviato a un dispositivo per la registrazione. Questo dispositivo poi converte il segnale elettrico in un segnale analogo di flusso magnetico oppure in dati digitali rappresentativi che possono essere codificati su nastro, su floppy o su compact disc. Durante il riascolto, i segnali magnetici immagazzinati, o i dati digitali, possono essere riconvertiti nella loro forma elettrica originaria, amplificati e poi mandati al sistema di altoparlanti. Questi convertono i segnali elettrici in un movimento meccanico (per mezzo dell'induzione magnetica), che, a sua volta, ricrea le variazioni originali di pressione sonora che furono percepite dal microfono. Come si può vedere nella tabella 1.1, i trasduttori possono essere trovati praticamente ovunque nella strumentazione di uno studio. In generale, i trasduttori e i supporti che essi usano sono gli anelli deboli della catena di un sistema audio. Come già sottolineato, il trasduttore trasforma l'energia presente in un mezzo in una forma di energia corrispondente, in un altro mezzo. Data la tecnologia attuale, questo processo non può essere compiuto in maniera perfetta. Il rumore, la distorsione e spesso la colorazione del suono vengono in un qualche grado introdotte. Queste alterazioni possono essere solo minimizzate, ma non eliminate completamente. Le differenze nella progettazione sono un altro fattore che può influenzare la qualità sonora. Anche un piccolissimo cambiamento di design fra due microfoni, sistemi di altoparlanti, convertitori audio digitali, pickup delle chitarre o altri trasduttori può farli suonare in modo davvero differente. Questi fattori, combinati con la complessità della musica e con le caratteristiche acustiche, rendono il settore della registrazione molto soggettivo e personale. Le registrazioni digitali spesso presentano una notevole riduzione del rumore e della distorsione perché pochi trasduttori sono presenti nella catena di riascolto. In un sistema interamente digitale (fig. 1.20), le forme d'onda sonore sono riprese da un microfono e convertite in segnali elettrici. Questi segnali sono poi convertiti in forma digitale tramite un convertitore analogico-digitale (A/D). Il convertitore A/D trasforma le forme d' onda elettriche continue in valori numerici discreti corrispondenti, che rappresentano i livelli

20

Tab.l.l

CAPITOLO l

Mezzi usati dai trasduttori in studio per trasferire energia

Trasduttore

Sorgente

Destinazione

Orecchio Microfono Testina di registrazione Testina di riascolto Puntina del giradischi Altoparlanti

Onde sonore nell'aria Onde sonore nell'aria Segnale elettrico nei fili Flusso magnetico su nastro Solchi sulla superficie del disco Segnali elettrici nei fili

Impulsi nervosi nel cervello Segnale elettrico nei fili Flusso magnetico su nastro Segnali elettrici nei fili Segnali elettrici nei fili Onde sonore nell'aria

di tensione analogica delle forme d"onda. È evidente che le informazioni digitali hanno il netto vantaggio. rispetto a quelle analogiche, che i dati possono essere trasferiti fra mezzi elettrici. magnetici e ottici senza che ci sia, virtualmente, alcuna degradazione della qualità. dato che le informazioni stesse non sono trasdotte; esse continuano ad essere immagazzinate nella loro forma binaria discreta originale. In altre parole, cambia solo il mezzo; i dati contenenti le informazioni vere e proprie no. Perciò, se si ascolta una registrazione su un lettore compact disc domestico con buone casse, la mancanza di distorsione (che sarebbe stata introdotta dal disco in vinile e dalla puntina) ci dà una chiarezza sonora di qualità uguale o comunque molto vicina a quella della registrazione master originale. microfoni

,'' .... '

DAT

masterizzatore CD

l" =

t

~­

computer/ DAW (workstation audio digitale)

MDM (sistema multitraccia modulare digitale)

Fig. 1.20

Catena di registrazione interamente digitale.

l

l

888 compact disc

2 Il suono e la percezione uditiva

Quando si registra, la cosa che ci interessa fare è catturare e immagazzinare un evento sonoro originale in modo da poterlo riascoltare in seguito, oppure per creare un evento sonoro completamente nuovo. Partendo dal presupposto che la parola suono è solo una definizione di come il cervello interpreta un certo tipo di stimolo fisico che arriva alle orecchie, lo studio dell'acustica può essere diviso in tre aree: la natura dello stimolo, le caratteristiche dell'orecchio come trasduttore e le caratteristiche psicoacustiche della percezione uditiva. Quest' ultima area, la psicoacustica, si occupa di capire come e perché il cervello interpreta un particolare impulso che gli giunge dalle orecchie in un certo modo. Comprendendo la natura fisica del suono e come le orecchie trasformano i suoni da fenomeno fisico in fenomeno sensorio, si può scoprire ciò che è necessario affinché le proprie registrazioni trasmettano un particolare effetto.

2.1

Le onde di pressione sonora

Il suono arriva alle orecchie sotto forma di variazione periodica della pressione atmosferica - la stessa pressione atmosferica che viene misurata dal servizio meteorologico col barometro. Le variazioni di pressione corrispondenti al suono, ad ogni modo, hanno un'ampiezza troppo piccola e variano troppo rapidamente per essere osservate con un barometro. Queste variazioni di pressione sono dette onde di pressione sonora. Si possono visualizzare queste onde immaginando le onde che si vedono in uno specchio d'acqua quando vi si lascia cadere un sasso. Il movimento delle onde della superficie dell' acqua, e il loro allontanarsi dal punto in cui il sasso ha colpito la superficie (fig. 2.1 e 2.1 b), possono essere usati per rappresentare il movimento delle onde di pressione sonora neli' aria quando si allontanano dalla sorgente. L'unica differenza fra queste situazioni simili è che le onde di pressione sonora si irradiano nello spazio in modo tridimensionale, vale a dire sferico.

22

CAPITOL02

a)

b) Fig. 2.1

Illustrazione del movimento delle onde sulla superficie dell'acqua, man mano che si allontanano dal punto di origine. a) Vista dali' alto. b) Vista laterale della superficie dell'acqua.

Le onde di pressione sonora sono generate da un corpo vibrante a contatto con l'aria. Questo può essere un altoparlante, le corde vocali di una persona, o la corda di una chitarra che vibra assieme al corpo dello strumento, il quale a sua volta mette in vibrazione l'atmosfera che lo circonda, e così via. La pressione atmosferica è proporzionale al numero delle molecole che sono presenti nel volume d'aria che si misura. Una massa vibrante comprime un certo numero addizionale di molecole d'aria in uno spazio quando si muove verso lo spazio stesso, il che crea un'area con pressione atmosferica superiore a quella normale, detta compressione (fig. 2.2a). Dato che l'area compressa continua ad allontanarsi dalla sorgente sonora, si crea un'area vuota, detta rarefazione, in cui la pressione atmosferica è inferiore a quella normale (fig. 2.2b). È interessante notare che le stesse molecole interessate non si muovono nell'aria alla velocità del suono, ma le onde sonore si muovono nell'atmosfera sotto forma di onde compresse che si espandono incontrando resistenza, dall'area di pressione più alta a quella di pressione più bassa. Tale processo è conosciuto con il nome di propagazione dell'onda.

23

IL SUONO E LA PERCEZIONE UDITIVA

compressione

pressione atmosferica normale

l

a)

- --

verso di propagazione dell'onda - - - •

rarefaz.

compressione rarefaz.

l

b) Fig. 2.2

2.2

compressione

l

verso di propagazione dell'onda -

- -

Effetti della vibrazione di una massa sulle molecole d'aria e sulla loro propagazione. a) Compressione. Le molecole d' aria sono costrette ad anicinarsi !" una all"altra, formando una compressione. b) Rarefazione. Quando l'area compressa sia allontana dalla zona in cui ha avuto origine, si crea uno spazio con pressione atmosferica inferiore.

Caratteristiche della forma d'onda

Una forma d'onda è la rappresentazione grafica del livello di pressione sonora di un segnale o il livello di tensione nel tempo. In breve, una forma d'onda permette di capire . visualmente, di studiare e di spiegare il fenomeno reale della propagazione dell'onda in un ambiente. Una forma d'onda ha le seguenti caratteristiche fondamentali: • ampiezza • frequenza • velocità • lunghezza d'onda • fase • contenuto armonico • inviluppo Queste caratteristiche permettono di distinguere una forma d'onda dall'altra. Le più importanti fra di esse sono l'ampiezza e la frequenza. I seguenti paragrafi descrivono ciascuna caratteristica.

2.2.1

L'ampiezza

Il segmento al di sopra o al di sotto della linea centrale della forma d'onda, come ad esempio la sinusoide pura in fig. 2.3 , rappresenta l'ampiezza (livello) del segnale. Maggiore è la distanza o lo spostamento dalla linea centrale, maggiori saranno le variazioni di pressione, il segnale elettrico o lo spostamento fisico ali' interno di un mezzo. L'ampiezza di una forma d' onda può essere misurata utilizzando diversi standard.

24

CAPITOLO 2

ciclo o periodo _ ______

1

l

---;---+-------'1--------.: ~ 1 l RMS-

picco

da picco a picco

Fig. 2.3

Grafico di una forma J ·onda. c un di n~rsi \al ori di ampiezza.

Il valore di picco del!" ampiezza è la misurazione del livello di segnale massimo di un'onda. positi\o o ncgati\O. c la differenza fra i !il·e/li di picco positivo e negativo del segnale è detta l'a/ore da picco a picco. Il valore RMS, o l'Cl/ore efficace, fu introdotto per arrivare a una media significativa di questi valori e per approssimarsi maggiormente al livello di segnale percepito dalle nostre orecchie. Per un'onda sinusoidale, il valore RMS è calcolato elevando al quadrato l'ampiezza dell'onda in ciascun punto della forma d'onda e poi facendo la media matematica delle radici quadrate dei risultati ottenuti. Questo valore equivale a 0,707 volte il livello di ampiezza del picco istantaneo. Dato che il quadrato di un numero, positivo o negativo, è sempre positivo, il valore RMS sarà sempre positivo. Le seguenti formule matematiche ci danno in dettaglio le relazioni esistenti fra il picco e il valore RMS di una forma d'onda. picco = ...fi ·RMS = l, 414 · rms RMS =picco: ...fi = O, 707 ·picco

2.2.2

La frequenza

La rapidità con cui un generatore acustico, un segnale elettrico o una massa vibrante ripetono un ciclo di estensione dell'ampiezza dal massimo punto positivo a quello negativo è nota come frequenza del segnale. Un'escursione completa di un'onda, che viene tracciata sull'asse dei 360° di un cerchio, è nota come ciclo (fig. 2.4). Il numero di cicli che si verificano nel periodo di un secondo (frequenza) è misurato in hertz (Hz). Nel diagramma della fig. 2.5, il valore iniziale della forma d'onda è zero. All'istante di tempo t = O, il valore ha il suo massimo positivo, per poi diminuire ripassando per il valore O. Il processo quindi si ripete. Un ciclo può iniziare in qualunque punto di grado angolare della forma d'onda; per essere completo, comunque, deve passare per la linea O e terminare in un punto che abbia la stessa direzione (positiva o negativa) allo stesso valore del punto di partenza. Perciò la forma d'onda compresa fra il valore t = O e il valore t= 2 è un ciclo, e la forma d'onda compresa fra i tempi t= l e t= 3 è anch'essa un ciclo.

IL SUONO E LA PERCEZIONE UDITIVA

25

go a

270"

Fig. 2.4

Un ciclo è suddiviso in 360°. picco di ampiezza positiva /

+ ro N N

·~ 01~--~----~----+---~~---+----,_----~---.•tempo E

ro

t=O

Fig. 2.5

2.2.3

t= l

t=2

t=3

t=4

'

picco di ampiezza negativa

Questo grafico rappresenta l'ampiezza della forma d'onda rispetto al tempo.

La velocità

La velocità di un'onda è la velocità alla quale essa viaggia attraverso un mezzo ed è data dali' equazione

(si assume che t2 sia successivo a t 1) m cm V è la velocità di propagazione nel mezzo d è la distanza dalla sorgente t è il tempo, in secondi Per le onde sonore il mezzo è costituito dalle molecole dell'aria; per l'elettricità dagli elettroni. La velocità dell'onda determina quanto velocemente un ciclo esatto della forma d'onda possa percorrere una distanza prefissata. Alla temperatura di 20 °C, vale a dire 70 °F, la velocità delle onde sonore nell'aria è di circa 344 metri al secondo (m/s) cioè di 1130 piedi al secondo (ft/s). Questa velocità dipende dalla temperatura e aumenta in ragione di 1,1 ft/s per ogni grado di aumento della temperatura, in gradi Fahrenheit.

2.2.4

La lunghezza d'onda

La lunghezza d'onda À è l'effettiva distanza nel mezzo fra l'inizio e la fine di un ciclo, o fra punti corrispondenti di cicli successivi; è legata alla velocità di propagazione e alla

26

CAPITOLO 2

WHzr.== 10,26 m

300Hz~ 1,026 m

Fig. 2.6

Due onde cicliche.

frequenza dalla seguente equazione:

v

Ì\=-

f

dove

è la lunghezza d'onda nel mezzo v è la velocità nel mezzo f è la frequenza, in hertz À

Il tempo impiegato per completare un ciclo è detto periodo dell'onda. Per esempio, un'onda sonora corrispondente a 30Hz compie 30 cicli al secondo oppure un ciclo ogni trentesima parte di secondo (all'incirca ogni 0,0333 secondi). Il periodo dell'onda è espresso usando il simbolo T:

T=_!_

f

dove T è il numero di secondi per ciclo. Assumendo che il suono si propaga alla velocità di 1130 ft/s, una forma d'onda a 30 Hz compirà il suo ciclo di 360° in 0,0333 secondi, il che significa una distanza di 37,6 piedi (1130 · 0,0333). Perciò si può affermare che la lunghezza di un'onda sonora con frequenza 30Hz nell'aria è di 37,6 piedi, vale a dire 10,26 m (fig. 2.6). All'aumentare della frequenza della forma d'onda, il ciclo viene compiuto in un tempo minore (il periodo dell'onda diminuisce), e il punto iniziale della forma d'onda non può compiere un percorso di pari lunghezza prima di raggiungere la fine del ciclo. La lunghezza d'onda quindi diminuisce all'aumentare della frequenza. Per esempio, il numero di cicli al secondo che si ha in un'onda di 300Hz è 10 volte quello di un'onda a 30Hz, e quindi il punto iniziale di un ciclo percorre solo un decimo della distanza, vale a dire 3,76 ft, cioè 1,026 m, prima che il ciclo si compia. Dato che i cicli possono essere misurati fra punti corrispondenti qualsiasi di forme d'onda adiacenti, è una lunghezza d'onda anche la distanza fra picchi, di forma d'onda adiacenti, che abbiano lo stesso grado relativo di rotazione angolare. La distanza fra picchi positivi e negativi dello stesso ciclo corrisponde a metà di un ciclo. Il concetto di lunghezza d'onda dimostra che la percezione dell'onda dipende sia dalla distanza dalla sorgente sia dal tempo.

2.2.5

La riflessione del suono

In modo molto simile alle onde luminose, il suono si riflette su una superficie con un angolo uguale a quello iniziale di incidenza (e in direzione opposta). Questa proprietà

27

IL SUONO E LA PERCEZIONE UDITIVA

tl

ff

' - - ;~ -----' -+----: ______________ _ ~-:.:.::. ~--- -+-- - -::::: ~--- -+-------- ----- ---

-..-

-

- - '---;_- -- - - -

b)

a)

---------

- - -- - - - - -

c)

Fig. 2.7

----

'"' "' _ .-- ---

-..- - - - -

--

-·-

----

d)

Onde sonore incidenti su superfici diverse. a) Superficie piana, rigida e liscia. b) Superficie convessa. c) Superficie concava. d) Angolo riflettore a 90°.

fondamentale è una delle pietre miliari del complesso studio dell'acustica. La fig. 2.7a, per esempio, mostra come un'onda sonora si rifletta su una superficie piana, solida e liscia in modo semplice e rettilineo. La fig. 2.7b mostra come una superficie convessa rifletta verso l'esterno il suono che la colpisce, disperdendolo ampiamente. Nella fig. 2.7c viene messo in evidenza che la superficie concava può servire per indirizzare il suono in un punto ben preciso, detto fuoco, mentre un angolo di 90°, come in fig. 2.7d, serve per riflettere il suono verso la direzione di provenienza originale. Ciò vale per entrambe le pareti del muro, così come vale per l' intersezione a 90° in cui si incontrano i muri e il pavimento. Questo eguale angolo dì riflessione ci può far comprendere i cambiamenti di frequenza che spesso avvengono negli angoli - e in particolar modo nelle intersezioni muro/pavimento. Ovviamente, gli angoli o le intersezioni dei muri con angoli minori o maggiori di 90° rifletteranno i segnali a seconda della loro stessa angolazione.

2.2.6

La diffrazione del suono

Il suono ha la proprietà intrinseca di diffrarsi attorno o attraverso una barriera acustica fisica. In altre parole, il suono può curvare attorno a un oggetto in maniera da ricostruire la forma d' onda originaria sia come frequenza sia come ampiezza (relativamente alla dimensione dell'ostacolo che incontra al suo passaggio). Nella fig. 2.8a si può vedere come un ostacolo che sia piccolo relativamente alla sorgente iniziale di una grande forma d' onda sia un impedimento irrilevante per il suono stesso. Questo, invece, si incurva

,

- ---------------------

. . ...... .""~'-''~ ·

28

CAPITOLO 2

~~ /~ ~~/~

;;; a)

~

~

b)

~ ~

k ' / .....--------.. ~

k /

c)

Fig. 2.8

d)

---------------

~

~

Influenza di differenti ostacoli sulla propagazione e sulla diffrazione di un suono. a) Un suono che abbia una lunghezza d' onda molto grande rispetto alle dimensioni dell'ostacolo subirà un impedimento irrilevante da parte dell'ostacolo stesso. b) Un ostacolo le cui dimensioni siano rilevanti rispetto alla lunghezza d'onda del suono costituirà un impedimento per la propagazione del segnale. c) Una piccola apertura su una parete ampia ostacola il segnale e in seguito diventa un nuovo punto sorgente di emissione per il suono. d) Una grande apertura non ostacola la propagazione del segnale.

attorno all'ostruzione in modo da ricostruire completamente la forma d'onda. La fig. 2.8b mostra come un grande ostacolo può ostacolare una notevole porzione di segnale irradiato. Passata questa ostruzione, comunque, il segnale comincia a curvarsi attorno all'area immediatamente al di là della barriera e comincia a ricostruire la forma d'onda. Nella fig. 2.8c, si può vedere come un segnale possa passare attraverso una apertura in una grande barriera. Anche se il segnale trova un grande impedimento, può nondimeno incominciare a ricostruirsi come lunghezza d' onda e ampiezza (relativamente alla dimensione dell'apertura) e può irradiarsi fuori dell'apertura come se essa fosse il punto d'origine. E infine la fig. 2.8d mostra come una grande apertura nella barriera lascia passare una grande porzione della forma d'onda senza alcun impedimento. Attraversando la barriera, la forma d'onda comincia ad incurvarsi in modo da ricostruirsi nuovamente nella sua forma originale.

2.2.7

La risposta in frequenza

Osserviamo ora la curva di risposta in frequenza di un dispositivo, quale può essere un microfono o un equalizzatore (fig. 2.9a e 2.9b). In questi casi l'asse y rappresenta l'am-

IL SUONO E LA PERCEZIONE UDITIVA

29

a)

b) Fig. 2.9

Curve di risposta in frequenza. a) Curva che mostra un incremento alle basse frequenze. b) Curva che evidenzia una risposta in frequenza crescente alle alte frequenze.

piezza media del segnale misurato in uscita dal dispositivo stesso; l'asse x rappresenta la frequenza (o intonazione) del segnale. Se all'ingresso del dispositivo viene inviato un segnale di ampiezza costante, rappresentata in maniera crescente dall'estremità inferiore a quella superiore della scala sull'asse x, il grafico mostra come l'ampiezza in uscita varia al variare della frequenza del segnale in ingresso. Se l'ampiezza in uscita è la stessa a tutte le frequenze, la curva sarà piatta, cioè una linea retta da sinistra a destra. Ecco da dove deriva il termine risposta in frequenza piatta. Esso indica che il dispositivo lascia passare tutte le frequenze in maniera eguale; nessuna frequenza viene enfatizzata o attenuata. Se la curva dovesse abbassarsi per alcune frequenze, si capirebbe immediatamente che tali frequenze hanno un'ampiezza inferiore rispetto alle altre, e viceversa. La curva di risposta in frequenza indica graficamente la colorazione che un dispositivo apporta a un segnale che lo attraversa.

2.2.8

La fase

Un ciclo può iniziare in qualunque punto di una forma d'onda, quindi è possibile avere due generatori d'onda che producono onde sinusoidali con la stessa frequenza e ampiezza di picco e che queste onde abbiano ampiezze diverse in qualunque istante temporale. Si dice che queste onde sono reciprocamente fuori fase. Lafase è misurata in gradi, e un ciclo può essere di viso in 360°. Di solito si considera che l'onda sinusoidale (così chiamata perché il suo andamento segue la funzione trigonometrica seno) inizi a oo con ampiezza O, aumenti fino a un massimo positivo a 90°, diminuisca fino a zero a 180° e aumenti di nuovo fino a un altro massimo (ma in direzione negativa) a 270° e ritorni nuovamente a zero a 360°. Si possono sommare forme d'onda sommando le ampiezze dei loro segnali in ciascun istante di tempo. Quando si sommano due forme d'onda che siano completamente in fase (differenza di fase 0°) e alla stessa frequenza, forma e

30

CAPITOL02

ampiezza di picco, la forma d'onda risultante ha la stessa frequenza, fase e forma ma ha ampiezza di picco doppia rispetto alle originali (fig. 2.10a). Se si prendono in considerazione due forme d'onda assolutamente uguali a quelle appena descritte, ma completamente fuori fase (differenza di fase di 180°), esse si cancellano reciprocamente quando vengono sommate. Ciò si traduce in una linea retta di ampiezza O (fig. 2.10b). Se la seconda onda sonora è solo parzialmente fuori fase (non esattamente 180° o (2n- l) · 180° fuori fase, dove n= 1,2,3 ... ), essa interferisce costruttivamente in punti in cui l'ampiezza delle due onde ha lo stesso segno (cioè entrambe sono o positive o negative). L'onda risultante ha quindi ampiezza maggiore rispetto all'onda originaria nello stesso istante di tempo, e interferisce distruttivamente nei punti in cui i segni delle due ampiezze d'onda sono opposti (fig. 2.1 Oc ). Si può dire che le onde siano in fase, o correlate, nei punti in cui i segni correlati siano gli stessi e fuori fase, o non correlate, laddove i segni siano opposti. La nJtazione di fase è il termine che descrive l'ammontare dell'avanzamento o del ritardo di un'onda rispetto ad un'altra. Esso risulta dal ritardo di tem~ po della trasmissione di una delle due onde. Per esempio, un'onda con frequenza 500Hz completa un ciclo ogni 0,002 secondi. Se si prendono due onde di 500Hz in fase e se ne ritarda una di 0,001 secondi (cioè di metà del periodo dell'onda), l'onda in ritardo seguirà l'altra di un mezzo ciclo, cioè di 180°. Il valore in gradi della rotazione di fase introdotta da un ritardo di tempo può essere calcolato mediante la seguente formula: 0

dove

=~t· f

·360°

0 è la rotazione di fase in gradi !1t è il ritardo di tempo in secondi f è la frequenza in hertz

Dalla formula si può dedurre che il valore della rotazione di fase, risultante da un tempo di ritardo prefissato, varia in maniera direttamente proporzionale alla frequenza. L'inserimento di valori di frequenza leggermente diversi mostra che per un tempo di ritardo di l millisecondo (0,001 s), la rotazione di fase seguente a diverse frequenze sarà: 25Hz, 90°; 500Hz, 180°; 1000Hz, 360°; 1500Hz, 540°- 360°= 1800; 2000Hz, 720°- (2 · 360°) = 0°; 2500Hz, 900°- (2 · 360°) = 180° e così via. Ogni 1000 Hz l'aumento è pari a un multiplo intero di 360° e quindi ritorna in fase rispetto alla frequenza originale. Qualunque aumento di 500 Hz si traduce in un incremento pari a un multiplo intero di 360° più 180°, e perciò si trova in controfase rispetto all'originale. Se si combina un segnale ad eguale ampiezza con lo stesso segnale ritardato di l millisecondo, l'ampiezza raddoppia per le frequenze con una rotazione di fase di oo e si cancella completamente per quelle frequenze che sono ruotate di fase di 180°. Le frequenze che sono ruotate di fase esattamente di 90° si combinano col segnale non ritardato con un eguale ammontare di interferenze distruttive e costruttive di fase, risultando della stessa ampiezza di ciascuna onda considerata singolarmente. Le frequenze che sono ruotate fra i 90° e i 180° presentano un numero maggiore di interferenze distruttive e danno una somma inferiore rispetto a ciascuna delle due onde considerate singolarmente. Le frequenze ruotate fra oo e 90° presentano un numero maggiore di interferenze costruttive e danno una somma maggiore rispetto a ciascuna delle due onde considerate singolarmente. Esclusi i casi oo e 180°, i segnali risultanti saranno ruotati di fase di un certo grado compreso fra i due segnali originali. Tutte le volte che un segnale segue percorsi diversi per giungere allo stesso punto,

IL SUONO E LA PERCEZIONE UDITIVA

31

+1

o -1 +1

+

--

o -1

a) +1

o -1 +1

+

o -1

b) +1

o -1 +1

+

-

o -1

c) Fig. 2.10

Somma di onde sinusoidali. a) Le ampiezze di onde in fase si rafforzano quando le onde sono sommate. b) Due onde di ampiezza uguale si cancellano completamente quando sono sommate con fasi diverse di 180°. c) Quando si sommano, le ampiezze di due onde parzialmente fuori fase si sommano in alcuni punti e si sottraggono in altri.

per cui l'energia presente in un percorso è ritardata rispetto a quella presente nell'altro, si ha una certa differenza di fase fra i due segnali, dipendente dalla frequenza. Se si sommano le energie dei due diversi percorsi, si creano picchi e abbattimenti nella risposta in frequenza. Questi picchi e abbattimenti si verificano perché alcune frequenze sono enfatizzate dalle differenze costruttive di fase mentre altre diminuiscono di livello a causa delle interferenze distruttive. La distanza è la principale fonte di tali ritardi di tempo.

32

CAPITOLO 2

Per esempio, se la stessa sorgente è ripresa da due microfoni posizionati a distanze diverse da essa, si avranno ritardi di tempo corrispondenti alle differenze di lunghezza dei due percorsi. Una seconda fonte di ritardi di tempo si ha quando il suono riflesso è ripreso dallo stesso microfono che riprende il suono diretto. I due segnali saranno in fase alle frequenze per cui la differenza di lunghezza di percorso è pari alla lunghezza d'onda del segnale, e fuori fase a quelle frequenze per cui la differenza di lunghezza di percorso è pari alla metà della lunghezza d'onda del segnale. Se si combinano segnali con questi ritardi di tempo si ha una risposta in frequenza alterata. Per toni continui, le differenze create dalle rotazioni di fase a diverse frequenze si verificano sia per lunghi che per brevi ritardi. Per la maggior parte dei suoni in uno studio, comunque, c'è un certo valore di ritardo di tempo al di là del quale l'interferenza non è più percepibile. A questo punto, i segnali ritardati che hanno lunghezza d'onda da 3 a 5 m (a seconda della frequenza e del contenuto armonico del suono) cominciano a sembrare una seconda sorgente sonora che genera onde in unisono all'originale. Per mantenere le interferenze soltanto al di sopra dei 20 kHz, e quindi al di fuori dello spettro audio udibile, le differenze di lunghezza di percorso devono essere minori di 0,86 cm (0,034 pollici), il che corrisponde a un ritardo di tempo di 0,03 millisecondi. Dato che questo è un valore di ritardo infinitesimale, si comprende come, virtualmente, qualunque riflessione o segnale ritardato nel tempo che abbia sufficiente livello provocherà notevoli degradazioni nella risposta in frequenza. Per evitare questa forma di distorsione, si possono sia eliminare le riflessioni sia ridurre il loro livello fino al punto in cui esse non possono dare cancellazioni udibili. Questa è una delle ragioni per cui bisognerebbe evitare di avere interferenze e rientri fra strumenti durante una registrazione. tutte le volte che sia possibile.

2.2.9

Il contenuto armonico

Fino a questo punto la discussione è stata incentrata su un'onda sinusoidale composta di una sola frequenza e che produca un suono puro con una certa intonazione. Gli strumenti musicali raramente producono onde sonore sinusoidali pure ed è un bene che sia così, altrimenti tutti gli strumenti che suonassero la stessa nota avrebbero la stessa sonorità e la musica sarebbe davvero noiosa. Il fattore che ci permette di riconoscere i diversi strumenti musicali è la presenza di molte frequenze diverse nell'onda sonora da questi

a) Fig. 2.11

Illustrazione degli armonici. a) Fondamentale (primo armonico).

IL SUONO E LA PERCEZIONE UDITIVA

33

b)

c)

Fig. 2.11

Illustrazione degli armonici. b) Secondo armonico. c) Terzo armonico.

emessi, oltre a quella che corrisponde alla nota suonata (e che viene detta fondamentale). Le frequenze presenti in un suono, con esclusione della fondamentale, sono dette parziali. I parziali che hanno frequenza maggiore della fondamentale sono detti parziali superiori o ipertoni. Per la maggior parte degli strumenti musicali, le frequenze degli ipertoni sono multipli interi della fondamentale e sono dette armonici. Per esempio, la frequenza corrispondente al La da concerto è 440Hz (fig. 2.1la). Un'onda sonora a 880Hz è un armonico dell'onda a 440Hz perché è il doppio della frequenza 440Hz (fig. 2.11b). In questo caso l' onda sonora a 440Hz è detta primo armonico o fondamentale, perché è pari a una volta la frequenza fondamentale, e l'onda sonora a 880 Hz è detta secondo armonico, perché è due volte la fondamentale. Il terzo armonico avrà frequenza uguale a tre volte la fondamentale, cioè 1320Hz (fig. 2.11c). Alcuni strumenti, come le campane, gli xilofoni e altri strumenti a percussione, presentano dei parziali che non sono armonicamente correlati con la fondamentale. L'orecchio percepisce i suoni con un rapporto di frequenza di 2 : l come relazionati in modo speciale con la fondamentale, e questa relazione è alla base dell' ottava musicale. Per esempio, dato che il La da concerto è 440Hz, l'orecchio sente che gli 880Hz hanno una relazione speciale con il La da concerto; vale a dire che gli 880 Hz sono il primo tono superiore ai 440 Hz che assomiglia in massimo grado al La da concerto. La nota superiore successiva che assomiglia maggiormente al La da concerto sarà quella a 1760 Hz, e

--

-------------------------------------------------------~

34

CAPITOL02

~--------+---------~--------~---------r----.

tempo

a)

b)

c) Fig.2.12

Forme d'onda semplici. a) Onda quadra. b) Onda triangolare. c) Onda a dente di sega.

perciò si dice che 880 Hz è un'ottava sopra i 440 Hz e 1760 Hz due ottave sopra i 440 Hz. Due note che abbiano la stessa frequenza fondamentale e siano suonate allo stesso tempo si dicono all'unisono, anche se esse hanno diversi armonici. L'orecchio umano non risponde a tutte le frequenze delle forme d'onda; la sua estensione è limitata alle 10 ottave e mezza che vanno da circa 15 Hz a circa 20 kHz. Alcune persone giovani riescono a sentire fino a 23 kHz, ma la risposta dell ' orecchio alle alte frequenze peggiora con l'aumentare dell'età; per esempio, poche persone al di sopra dei 60 anni possono

Fig. 2.13

Forma d' onda complessa.

IL SUONO E LA PERCEZIONE UDITIVA

35

sentire frequenze superiori a 8 kHz. Dato che le forme d'onda emesse dagli strumenti musicali contengono armonici con diverse ampiezze e relazioni di fase, queste forme d'onda assomigliano ben poco a quella sinusoidale di una singola frequenza. Le forme d'onda musicali possono essere suddivise in due categorie: semplici e complesse. Quelle denominate quadrate, triangolari e a dente di sega sono esempi di onde semplici che contengono degli armonici (fig. 2.12a, 2.12b, 2.12c). Tali forme d'onda sono semplici perché sono continue e ripetiti ve; un ciclo di un· onda quadra è esattamente uguale a quello successivo, e tutti sono simmetrici rispetto alla linea zero. Le caratteristiche fondamentali delle onde sonore descritte in precedenza si applicano alle onde semplici che contengono degli armonici, così come alle onde sinusoidali . Le onde complesse, d'altro canto, non necessariamente si ripetono o sono simmetriche rispetto alla linea zero. Un esempio di onda complessa (fig. 2.13) si può prendere dalla musica. Le onde complesse non si ripetono e quindi è difficile suddividerle in cicli. o farle rientrare in determinate categorie in base alla frequenza semplicemente guardando la forma d'onda. Per quanto riguarda la struttura o la complessità della forma d' onda che raggiunge il timpano dell'orecchio umano, l'orecchio interno separa i suoni nelle loro componenti sinusoidali prima di trasmettere gli stimoli al cervello. Perciò non dovremmo interessarci alla forma d'onda in sé stessa, quanto piuttosto alle componenti che ne determinano quella particolare forma, dato che queste componenti inì1uiscono sulle caratteristiche del suono e come il cervello lo percepisce. Ciò può essere illustrato facendo passare un'onda quadra attraverso un filtro passa-banda regolato in modo da lasciar passare solo una ristretta banda di frequenze in qualunque intervallo unitario di tempo. Si vedrebbe che l'onda quadra è composta dalla frequenza fondamentale più tutti i suoi armonici dispari, l'ampiezza dei quali decresce all'aumentare della loro frequenza. Nelle figure 2.14a e 2.14b si può notare come i singoli armonici dell'onda sinusoidale si combinino per formare un'onda quadra, mediante sottrazione dalla fondamentale laddove essi non siano correlati e mediante addizione laddove siano correlati. Se ci si trova ad analizzare il contenuto armonico di un violino e a paragonarlo poi con quello di una viola (se entrambi stanno suonando un La da concerto a 440 HzJ si ottengono i risultati mostrati nella fig. 2.15a e 2.15b. Si nota che il violino ha armonici che differiscono sia in estensione che in intensità rispetto a quelli della \'iola. Gli armonici presenti e le loro relative intensità determinano le caratteristiche sonore di ciascuno strumento e definiscono il timbro dello strumento. Se si cambia il bilanciamento degli armonici, cambieranno le caratteristiche sonore dello strumento. Per esempio, se nel caso del violino si diminuisse il livello degli armonici che vanno dal quarto al decimo e si eliminassero quelli superiori al decimo, il violino suonerebbe proprio come una viola. Oltre alle variazioni nel bilanciamento armonico che si possono verificare tra strumenti e tra famiglie di strumenti, è normale che sia la frequenza fondamentale sia le frequenze degli armonici cambino di direzione dal momento della loro emanazione dallo strumento, a seconda della loro posizione nell'estensione sonora dello strumento stesso. Per esempio la fig. 2.16 ci mostra i diagrammi dei principali modelli di radiazione sonora del violoncello, sia visto di lato che visto dal di sopra. Il significato degli armonici per la nostra percezione della qualità sonora fu riassunto alla perfezione da Russe) Hamm nel numero di maggio 1973 del Journal ofthe Audio Engineering Society: Le fondamentali caratteristiche della colorazione di uno strumento sono determinate dall'intensità dei primi armonici. Ciascuno degli armonici inferiori dà il suo caratteristico effetto quando è dominante, o può modificare l'effetto di un altro armonico domi n an-

36

CAPITOLO 2

r--------+---------r----•tempo

a) l

:-

f

l l l l l

b) f+ 3f 3f

c) l

-- -~

- f+3f+5f

l

~ 5f

d) Fig. 2.14

Sommando gli armonici dispari si ottiene un'onda quadra. a) Onda quadra con frequenza.{ b) Onda sinusoidale con frequenza.{ c) Somma di un'onda sinusoidale con frequenza f e di un'onda sinusoidale con frequenza 3 f di ampiezza inferiore. d) Somma di un'onda sinusoidale con frequenza/e di onde sinusoidali con frequenze 3 f e 5 f di ampiezza inferiore; si nota una certa somiglianza con un'onda quadra.

37

IL SUONO E LA PERCEZIONE UDITIVA

t

2

3

4

5

6 7 armonici

8

9

10

11

12

t

2

3

4

5

6 7 armonici

8

9

10

11

12

a)

b) Fig. 2.15

Disposizione degli armonici di un La da concerto a 440Hz. a) Se suonato da un violino. b) Se suonato da una viola.

te se è più rilevante di esso. Nella più semplice classificazione gli armonici sono suddivisi in due gruppi tonali: gli armonici dispari (il terzo e il quinto), rendono il suono stappato o mascherato. Gli armonici pari (il secondo, il quarto e il sesto) rendono il suono più corale o cantante. Dal punto di vista musicale il secondo armonico è un'ottava sopra la fondamentale e non è praticamente udibile, anche se contribuisce alla corposità del suono, rendendolo più pieno. Il terzo armonico è anche denominato quinta o dodicesima. Conferisce al suono una caratteristica che molti musicisti definiscono ovattata. Invece di rendere il suono più pieno, una terza molto forte lo rende più morbido. Se si aggiunge il quinto armonico oltre al terzo, il suono diventa metallico e, nel caso di un eccessivo aumento della sua ampiezza, diventa fastidioso. Un secondo armonico forte assieme ad un terzo anch'esso forte tende a far svanire la sensazione di ovattato appena descritta; se si aggiungono il quarto ed il quinto la sonorità poi si apre e diventa simile a quella di un ottone. Armonici superiori al settimo rendono il suono più definito e tagliente. Dato che questa maggiore definizione viene bilanciata dalle qualità fondamentali del suono, essa tende a rinforzare la fondamentale e conferisce al suono un attacco ben definito. Molti degli armonici di quest'ultimo tipo non hanno la stessa intonazione, cioè sono per esempio il settimo, il nono e l'undicesimo. Perciò una definizione troppo spinta può portare a un'aspra dissonanza. Dato che l' orecchio sembra essere molto sensibile agli armonici che conferiscono maggior definizione, il controllo della loro ampiezza è di fondamentale importanza. Lo studio del suono di una tromba dimostra che l'effetto di definizione è correlato direttamente con il volume a cui si suona. Suonare con una tromba la stessa nota forte o piano non comporta una grande diffe-

38

CAPITOL02

200Hz

250Hz

300Hz 350+500 Hz

800Hz

1t

400+600 Hz

800+ 1000 Hz

Fig. 2.16

2000+5000 Hz

Diagramma di emissione di un violoncello. visto di lato (parte sinistra della figura) e dali' alto (parte destra).

renza nell'ampiezza della fondamentale e degli armonici più bassi, ma si vede che l'ampiezza del sesto armonico aumenta o diminuisce in maniera quasi proporzionale all'intensità dell'emissione. Tale bilanciamento della parte esterna di un suono è un segnale di intensità che ha importanza critica per l'orecchio umano. Dato che il bilanciamento relativo degli armonici di uno strumento è così importante per il suono dello strumento stesso, la risposta in frequenza di microfoni, amplificatori, monitor e di tutti gli altri elementi che il segnale incontra nel suo percorso, può influenzare il timbro o il bilanciamento armonico del suono. Se la risposta in frequenza non è piatta, il timbro del suono ne risulterà cambiato; per esempio se si amplificano le alte frequenze in maniera minore rispetto alle basse e alle medie, il suono risulterà più smorzato del necessario. Gli equalizzatori possono essere usati per variare il timbro degli strumenti, variando perciò l'impressione soggettiva che producono sull'ascoltatore.

2.3

L'inviluppo

Il timbro non è l'unica caratteristica che permette la differenziazione fra strumenti musicali. Ciascuno strumento ha il suo inviluppo caratteristico che va considerato insieme al timbro e determina il suono particolare dello strumento stesso. L'inviluppo di una forma d'onda descrive la variazione di intensità e può essere rappresentato graficamente unendo fra di loro i punti di picco con la stessa polarità per una serie di cicli. L'inviluppo di un segnale acustico è composto di tre sezioni: attacco, dinamiche interne e decadimento. L'attacco descrive il modo in cui un suono inizia e aumenta di intensità; le dinamiche interne sono gli aumenti e le diminuzioni di volume e il mantenimento (sustain) dopo il periodo iniziale; con decadimento (finale) si intende il modo in cui il suono cessa. Ciascuna di queste sezioni ha tre variabili: durata nel tempo, ampiezza e variazioni di ampiezza nel tempo. La fig. 2.17 a mostra l'in viluppo di una nota di clarinetto.

lL SUONO E LA PERCEZIONE UDITIVA

39

a) A

b)

A B

Legenda: A= Attacco iniziale. B = Decadimento iniziale. C= Sustain (o dinamica interna). D = Decadimento finale.

c)

Fig. 2.17

Forme d'onda di alcuni strumenti musicali. a) Inviluppo di un clarinetto. b) In viluppo di un rullante. c) Inviluppo di un piatto.

I tempi di attacco e di decadimento sono lunghi e le dinamiche interne sono essenzialmente un sustain, che dà un suono pastoso e fluente. La fig. 2.17b mostra l'inviluppo di un colpo di rullante. Si nota subito che l'attacco iniziale ha una ampiezza molto maggiore rispetto alle dinamiche interne, e che l'attacco, il decadimento iniziale e il decadimento final e sono veloci, determinando quindi un suono con l'attacco ben definito, caratteristica tipica dei suoni percussivi brevi. Un colpo sui piatti della batteria, come si

40

CAPITOLO 2

vede in fig. 2.17c, ha un attacco veloce di grande ampiezza molto simile a quello del rullante, con un decadimento iniziale veloce ed ha un sustain più lungo e un decadimento finale più lungo, che combinano un impulso sonoro ben definito con un prolungamento brillante e gradevole. Una nota di organo elettrico ha un attacco e un decadimento molto veloci ed un'ampiezza interna costante, a meno che non si usi il pedale del volume per variare l'inviluppo. Esso può produrre una gamma sonora che varia da un click, se il sustain è molto breve, fino a sonorità molto pastose, se i tempi di attacco e di decadimento sono resi più lunghi dal pedale del volume. Gli inviluppi che presentino tempi di attacco molto brevi, seguiti da decadimenti iniziali veloci, si dicono suoni percussivi o spinti, mentre quelli che hanno attacco e decadimento più lunghi hanno sonorità più morbide e dolci. È importante notare che il concetto di inviluppo fa riferimento a valori di picco della forma d'onda, mentre la percezione umana dell'intensità sonora è proporzionale all'intensità media in un certo periodo di tempo. Perciò le porzioni dell'inviluppo che hanno grande ampiezza non faranno suonare forte uno strumento a meno che questa grande ampiezza non venga mantenuta per un tempo sufficiente. Brevi sezioni a grande ampiezza contribuiscono alle caratteristiche del suono piuttosto che all'intensità. Mediante l'uso di una strumentazione di controllo dell'ampiezza, come ad esempio i compressori, i !imitatori e gli expander, le caratteristiche del suono di uno strumento possono essere cambiate, variando l'inviluppo e non il timbro. L'inviluppo di una forma d'onda generata da uno strumento elettronico è simile, per la maggioranza delle caratteristiche, al suo gemello acustico e viene anch'esso misurato in base al suo attacco iniziale, al tempo di decadimento (dall'attacco iniziale), al tempo di sustain e al tempo di rilascio finale. Di solito viene indicato con la sigla abbreviata ADSR.

2.4

I livelli di sensazione sonora: i dB

L'orecchio opera su un'estensione di energia di circa 10 13 : l (10.000.000.000.000: 1)un' estensione molto ampia. Essendo questa difficile da esaminare, si è adottata una scala logaritmica per comprimere le misure in valori più facilmente utilizzabili. Il sistema usato per la misura del livello di pressione sonora (SPL), il livello di segnale e i cambiamenti nel livello di segnale è il decibel (dB). Per comprendere cosa sia il decibel, si devono innanzitutto prendere in esame i logaritmi e le scale logaritmiche (fig. 2.18a e 2.18b). Il logaritmo (log) è una funzione matematica che riduce un numero molto grande in uno più piccolo e più maneggevole; dato che aumenta in maniera esponenziale, esprime il nostro senso della percezione in modo più fedele rispetto alle curve lineari. Il logaritmo di un numero è quel numero che, se applicato a l O come esponente, dà il numero stesso. Il logaritmo del valore 2 può essere memorizzato, preso da una tabella o trovato mediante una calcolatrice; ma quando il numero è una potenza intera di 10, il valore de] logaritmo può essere trovato facilmente, scrivendo il numero in forma esponenziale: il logaritmo sarà l'esponente. Per esempio, il numero 10.000 è, in forma esponenziale, 104 e quindi il suo logaritmo (in base 10) è 4. log 2 = 0,3 log l= O log 10 =l log 100 = 2 log 1000 = 3

IL SUONO E LA PERCEZIONE UDITIVA

41

a) tempo

.Q Q5 -~

b)

Fig. 2.18

tempo

Scala lineare e scala logaritmica. a) Lineare. b) Logaritmica.

I valori dei logaritmi sono negativi per potenze di l O minori di l . Per esempio: log 0,1 =-l log 0,01 = -2 log 0,001 = -3 I seguenti due paragrafi che riguardano il livello di pressione sonora e il livello di segnale sono presi dall'Appendice al volume Practical Recording Techniques scritto da Bruce e Jenny BartJett (Howard W Sams & Co.,1992).

2.4.1

Il livello di pressione sonora

Il livello di pressione sonora è definito come la pressione esercitata dalla massa d'aria messa in vibrazione dal suono, misurata in un punto, solitamente in dB SPL. Maggiore è il livello di pressione sonora, più forte sarà il suono (fig. 2.19). Il suono più debole che si possa udire, la cosiddetta soglia di udibilità, è pari a O dB SPL; la conversazione di media intensità a 30 cm è 70 dB SPL; il livello di ascolto medio dell'impianto stereo domestico è di 85 dB SPL: la soglia del dolore (vale a dire un suono di intensità tale che l'orecchio non riesce a sopportare) è circa 140 dB SPL.

42

CAPITOLO 2

Fig. 2.19

Tabella dei livelli di pressione sonora.

Il livello di pressione sonora in decibel è pari a 20 volte il logaritmo del rapporto delle pressioni di due suoni:

.

p

dB SPL = 20/ogpref

dove

P Pref

2.4.2

è la pressione sonora espressa in dine/cm2 è la pressione sonora di riferimento che vale 0,0002 dine/cm2 (soglia di udibilità)

Il livello del segnale

Anch'esso è misurato in decibel. Il livello in decibel è 10 volte il logaritmo del rapporto di due livelli di potenza:

dB=10log -

p

pre.f

dove

P Pref

è la potenza espressa in watt è la potenza di riferimento espressa in watt

Di recente è divenuto di uso comune riferirsi ad un rapporto di tensioni:

v

dB=20log - Vref

dove

V vref

è la tensione rilevata è la tensione di riferimento

Questa espressione è matematicamente equivalente alla precedente, dato che la potenza è pari al quadrato della tensione diviso per la resistenza del circuito:

IL SUONO E LA PERCEZIONE UDITIVA

43

~ dB=lOlogp2

v?

=l0log-1V2 2

v;

=20logV2 I livelli di segnale in decibel possono essere espressi in molti modi: quelli più usati sono dBm, dBu, dBv e dBV. dBm: decibel riferiti ad l m W dBu o dBv: decibel riferiti a 0,775 V (di solito si preferisce dBu) dBV: decibel riferiti a l V Le considerazioni seguenti spiegano ciascuna di queste espressioni. Se si misura la potenza di un segnale, l'unità logaritmica da usare è il dBm: p

dBm=lOlogPref

dove

P p ref

è la potenza misurata è la potenza di riferimento, cioè l m w

Per esempio, per convertire 0,01 W in dBm si esegue il seguente calcolo: p 0,01 dBm = lOlog- = 10log-- =lO pref 0,001 Quindi alla potenza di 0,01 W corrispondono 10 dBm. Convertiamo ora 0,001 W, cioè l mW, in dBm: p

dBm=10log. P,·ef

=lOto 0,001 g 0,001 =0 Quindi O dBm = lmW. Una tensione che impone ad una resistenza la potenza di 1 mW corrisponde a O dBm. Si può scrivere:

y2 O dBm=R =1 rnW

44

CAPITOL02

dove

V R

è la tensione ai capi della resistenza, in volt è la resistenza, in ohm

Per esempio, a 0,775 V su 600 Q corrispondono O dBm; anche a l V su 1000 Q corrispondono O dBm. Alcuni voltmetri sono calibrati in dBm e la lettura del meter in dBm è accurata solo quando si effettuano misurazioni su 600 Q. Per avere una misura accurata in dBm, bisogna misurare la tensione e la resistenza del circuito e quindi usare la seguente equazione:

(v 2 1R)

dBm = l 0/og--'-----'0,001 Un'altra unitù di misura è il dBu o dBv. Significa decibel riferiti a 0,775 volt. Il valore 0.775 V deriva da O dBm. O dBm = 0,775 V su 600 Q, dove 600 Q è l'impedenza standard delle connessioni audio. Perciò:

v

dBu= 20/og~d dove vref= 0,775

v

Anche il livello di segnale è misurato in dBV, o decibel riferiti ad l V. L'equazione relativa è la seguente:

dBV=20log -

v

V,er

dm e

vre/ è

l

v

Per esempio. convertiamo l m V in dBV:

v

dBV=20logV,ef =

20/oo 0,001 ,., 1

=

-60

Quindi l mV = - 60 dBV (60 decibel al di sotto di l V). Ora convertiamo l V in dBV, come qui di seguito:

l dBV = 20/og1

Quindi l V= O dBY. Per convertire i dBV in tensione, usiamo la formula V=

}()(dBY /20)

45

IL SUONO E LA PERCEZIONE UDITIVA

2.5

L'orecchio

Una sorgente sonora emette onde che causano una alternanza di compressioni e rarefazioni nell'aria compresa fra la sorgente e l'ascoltatore, e queste compressioni e rarefazioni provocano fluttuazioni della pressione al di sopra e al di sotto del normale livello della pressione atmosferica. L'orecchio è un trasduttore estremamente sensibile che risponde a queste variazioni di pressione mediante una serie di processi correlati che si verificano all'interno dell'organo uditivo. Quando arrivano ali' ascoltatore, le onde di pressione sonora sono raccolte nel canale auricolare tramite la parte esterna dell'orecchio, detta pinna, e poi indirizzate al timpano, che è una membrana tesa (fig. 2.20). Le onde sonore sono poi trasformate in vibrazioni meccaniche e trasferite alla parte interna dell'orecchio mediante tre ossicini detti martello, incudine e staffa. Questi ossicini si comportano come un amplificatore (aumentando in maniera significativa le vibrazioni trasmesse loro dal timpano) e anche come protezione (riducendo il livello dei transienti sonori più elevati, come i tuoni o le esplosioni). Le vibrazioni sono poi trasferite alla coclea - un organo di forma tubolare, simile a una chiocciola, che contiene due camere riempite di un liquido; le vibrazioni trasmesse alle ciglia bagnate dal liquido (le quali rispondono alle diverse frequenze a seconda della loro posizione lungo l'organo) si traducono in stimolazioni neurali che ci danno la sensazione uditiva. La perdita dell'udito si ha generalmente quando queste ciglia sono danneggiate o si deteriorano a causa dell'età.

c d

a. orecchio esterno b. timpano c. coclea d. pinna

Fig. 2.20

Orecchio esterno. medio e interno.

46

2.5.1

CAPITOLO 2

La soglia di udibilità

Si usa in riferimento ai dB SPL ed è la pressione sonora minima che possa produrre il fenomeno dell'udito nella maggioranza delle persone. È pari a 0,0002 microbar, essendo un microbar la milionesima parte della pressione atmosferica normale, il che ci fa capire l'estrema sensibilità dell'orecchio. In effetti, se l'orecchio fosse ancora più sensibile, si riuscirebbe ad ascoltare persino il movimento delle molecole dell'aria. Se si riferiscono i livelli di pressione sonora a 0,0002 microbar, questo livello di soglia è di solito indicato con O dB SPL. La soglia di udibilità è definita anche come il livello di pressione sonora, per una specifica frequenza, che un individuo medio riesce a percepire solo nel 50% dei casi.

2.5.2

La soglia della sensibilità

È il livello di pressione sonora che provocherà un fastidio nel 50% dei casi e si verifica a un livello di circa 118 dB SPL, fra le frequenze di 200 Hz e l O kHz.

2.5.3

La soglia del dolore

Il livello di pressione sonora che provoca una sensazione dolorosa nel 50% delle persone è detto soglia del dolore e corrisponde ad un valore di 140 dB SPL, nel range di frequenze da 200Hz a IO kHz. La fig. 2.21 mostra i livelli in SPL usuali per diversi eventi sonori; questi livelli sono pesati per tenere conto della ridotta sensibilità umana alle basse frequenze.

2.6

La percezione uditiva

L'orecchio umano non è lineare e quindi produce una distorsione armonica quando è sottoposto ad onde sonore al di sopra di una certa intensità. La distorsione armonica è il prodotto di forme d'onda che non esistono nel segnale originale; perciò l'orecchio può interpretare un'onda sinusoidale di l kHz di notevole intensità come una combinazione di onde di l kHz, 2 kHz, 3 kHz e così via. Anche se l'orecchio è in grado di percepire gli armonici superiori di un violino, se il livello di ascolto è sufficiente, produce però armonici aggiuntivi, modificando il timbro percepito dello strumento; ciò significa che un suono ascoltato a un livello molto alto può essere completamente diverso se ascoltato a un livello molto basso. I termini lineare e non lineare sono usati per descrivere le caratteristiche dell'ampiezza in uscita rispetto a quella in entrata di trasduttori e di processori di segnale. Un dispositivo o un mezzo lineari hanno lo stesso rapporto fra Je ampiezze in ingresso e in uscita a qualsiasi livello di segnale; per esempio, se un amplificatore è lineare, raddoppiando l'ampiezza del segnale in ingresso si raddoppierà l'ampiezza del segnale in uscita, indipendentemente dal livello originale del segnale in ingresso. Se invece per alcuni livelli di segnale, raddoppiando l'ampiezza del segnale in ingresso l'ampiezza del segnale in uscita varia in un rapporto maggiore o minore di 2, l'amplificatore sarà definito non lineare a tali ampiezze. L'uso del termine lineare deriva dal grafico delle caratteristiche di trasferimento del dispositivo in questione; lineare significa che la funzione rappresentativa è una linea retta, mentre non lineare significa che presenta tratti curvilinei o ci sono uno o più angoli in essa. Un dispositivo può avere regioni

47

IL SUONO E LA PERCEZIONE UDITIVA

}.

Livelli sonori usuali (con pesatura A) Ad una data distanza dalla sorgente sonora

Livello di riferimento 2 in decibel: 20 ~-tN/m

Ambiente considerato

140 sirena, 50 HP, a 30 m

l l 120 l 11 o l 100 130

area di scarico di una fonderia

sega a nastro* o martello pneumatico a punta* industria tessile* o treno in metropolitana, a 6 m

l

martello pneumatico, a 15 m

90

treno merci, a 30 m o aspirapolvere, a 3 m o conversazione, a 30 cm

80

trasformatore di grandi dimensioni, a 60 m

l l 70 l 60 l 50 l

40 lieve sussurro, a 15 cm

l 30

l 20

jet in fase di decollo, a 60 m macchina chiodatrice * caldaia elettrica stanza con caldaia o macchina da stampa stanza di stampaggio cataloghi vicinanze di una strada di grande

interno di un'auto da corsa scorrimento o grande magazzino o ufficio pubblico ufficio privato o traffico non intenso a 30 m o ambiente domestico (media) !livelli minimi rilevati di notte nelle zone residenziali (di Chicago) studio di registrazione studio per colonne sonore

l 10 soglia dell'udibilità, per persone giovani, fra 1000 e 4000 Hz

l

o

*rilevati nella posizione dell'addetto

Fig. 2.21

Livelli sonori usuali, in SPL, per eventi sonori comuni. Il livello di riferimento di 20 f..lNfm2 è equivalente a 0,0002 microbar, vale a dire 0,002 dyne/cm2. (Fonte: Generai Radio Company)

operative sia lineari che non lineari; limitando l'operati vità alle sezioni lineari si evita qualunque distorsione. Oltre al fatto di non essere lineare rispetto all'ampiezza, la risposta in frequenza dell 'orecchio (cioè il timbro percepito) cambia secondo l'intensità del segnale recepito. Su molti preamplificatori ad alta fedeltà si trovano dei pulsanti per il loudness, il cui scopo è quello di cercare di compensare la diminuzione di sensibilità dell' orecchio per suoni di bassa frequenza e bassa intensità. In fig. 2.22 sono rappresen-

48

CAPITOL02

120

iii' 100 ~ ('(l ..... o c

o (/) Q)

c o "Ui

80 60

-..........: ........

0

~

~

l'i' i'

.................. ......................

'\t\Ì\

1"\f\

!

l

-+-. l

20

.:::

o

....................

~ ,"\Ì\

40

r-

20

-t

r--

120 11CJ l-..., 1001-

r--

r-

................... ~

"

f0.'\ ~

iJ

.2 Cii

.............

.........

~ "'i'

(/)

0..

-----

r-. r-.

r::::-- '.........

livello di loudness (phon)

'

...............

- ~

r--

l

l

l'--

r--. r--.

'

r--..

'~ .............. t~ .............. !---.,

: '''

- "S:::~ ... r---·

soglia inferiore V di udibilità

50 100 300 500

l

v v 9Ò r--.. . . v v 80-1-

-----:::--

70-r-.. . . 60........

v v v

50 i""......:.._ ......... ~ ; 40 ~v 30 20r--.,. V 10- r-..J.v

~~

_.) ~

........ ~·

-/ -../

..._, · v/

'-'l.

':::J

"'t

l 1k

3k 5k 10k 20 k

frequenza (Hz)

Fig. 2.22

Curve isofoniche di Fletcher e Munson, relative a toni puri, percepiti da un ascoltatore medio.

tate le curve isofoniche di Fletcher e Munson; indicano la risposta media dell'orecchio in funzione della frequenza a diversi livelli di intensità. La parte orizzontale della curva indica il livello di pressione sonora necessario per dare la stessa sensazione di intensità a diverse frequenze. Perciò, per eguagliare l'intensità di un suono ad 1,5 kHz a 110 dB SPL (che è il li vello sonoro di solito prodotto dal clacson di un'auto alla distanza di l metro), un suono a 40Hz deve avere un livello di pressione sonora superiore di 12 dB, mentre un suono a 10 kHz deve essere superiore di 8 dB rispetto al suono a l ,5 kHz, affinché sembrino alla stessa intensità sonora. A 50 dB SPL (livello di rumorosità medio di un ufficio), il livello di un suono a 30Hz deve essere di 30 dB superiore e quello di un suono a 10kHz deve essere superiore di 14 dB rispetto al suono a 1,5 kHz, per essere percepiti alla stessa intensità sonora. Perciò, se un brano di musica è ascoltato a 110 dB SPL, e suona ben bilanciato, lo stesso brano sembrerà mancare di bassi e di alti se ascoltato a un livello di 50 dB SPL. Partendo dal presupposto che i cambiamenti nel bilanciamento apparente delle frequenze sono meno evidenti immediatamente al disopra o al di sotto di 85 dB SPL rispetto a qualunque altro livello, questo valore sembra essere il livello medio di ascolto ideale. Per esempio, se il livello di ascolto è di 120 dB SPL, e si ritiene soddisfacente il bilanciamento musicale, si noterà che, al diminuire del livello di ascolto, la risposta dell'orecchio alle basse frequenze diminuisce e quindi i bassi sembreranno meno marcati; se si abbassa ulteriormente il livello di ascolto, i bassi tenderanno a scomparire e diminuirà parimenti la sensibilità dell'orecchio alle frequenze alte. Tali livelli percepiti di intensità sono rappresentati per livelli di pressione sonora relativamente alla frequenza di 1000Hz. Perciò un mixaggio fatto a 120 dB SPL sembrerà mancante di bassi, distante e smorto se riascoltato a livelli inferiori; se si fa il monitoraggio del mix a 100 dB SPL e si è soddisfatti del bilanciamento, la diminuzione del livello di monitoraggio darà ancora

IL SUONO E LA PERCEZIONE UDITIVA

49

una volta una diminuzione della chiarezza percepita, anche se in grado minore. Se si effettua il monitoraggio a 85 dB SPL e si è soddisfatti del bilanciamento, si potrà riascoltare il mix a qualunque livello fra i 60 e i 90 dB SPL, notando piccolissime variazioni nel bilanciamento stesso, se non per parti molto alte o molto basse dello spettro delle frequenze in cui i cambiamenti sono minori di 5 dB. Per convenienza il livello di ascolto domestico è di solito compreso fra i 75 e gli 85 dB SPL, e anche per questo motivo il livello di 85 dB SPL può essere considerato appropriato per il mixaggio. L'intensità di un suono può anche influire su li' intonazione che l'orecchio percepisce. Per esempio, se si aumenta l'intensità di un suono a 100Hz da 40 a 100 dB SPL, l'orecchio percepisce una diminuzione dell'intonazione di circa il 10%; per lo stesso aumento del livello di pressione sonora a 500 Hz l'intonazione cambia del 2%. Questo è il motivo per cui i musicisti trovano difficile accordare i propri strumenti se li ascoltano in cuffia, perché le cuffie producono spesso un livello di pressione sonora maggiore di quello che ci si aspetta. Come risultato della non linearità dell'orecchio, i toni possono interagire fra di loro piuttosto che essere percepiti come separati; si verificano tre effetti di interazione: i battimenti, le frequenze di intermodulazione e il mascheramento. Questi tre effetti sono descritti nei paragrafi che seguono.

2.6.1

I battimenti

Due toni che presentano piccolissime differenze di frequenza e hanno approssimativamente la stessa ampiezza produrranno, per l'orecchio, dei battimenti (variazioni ripetitive di volume) proporzionalmente alla differenza di frequenza fra i due toni. Il fenomeno dei battimenti può essere d'aiuto nell'accordare gli strumenti, dato che i battimenti stessi diminuiscono di intensità fino a fermarsi man mano che le due note si avvicinano e raggiungono la stessa frequenza. In un pianoforte perfettamente accordato non tutte le note hanno la stessa accordatura, e l'accordatore dovrà scordare leggermente lo strumento basandosi sulle relazioni fra i battimenti. Tali battimenti sono il risultato dell ' incapacità del!' orecchio umano di separare note con intonazioni vicinissime. La sintesi risultante in una terza onda rappresenta la somma delle intensità delle due onde quando sono in fase e la differenza quando sono fuori fase.

2.6.2

Le frequenze di intermodulazione

Si hanno quando due toni di notevole intensità differiscono fra di loro di più di 50 Hz; l'orecchio produce un numero di toni aggiuntivi che è uguale sia alla somma sia alla differenza dei due toni originali e anche alla somma e alla differenza dei loro armonici. Per calcolare questi toni si usano le seguenti formule: frequenze dei toni differenza = frequenze dei toni somma = dove

~ -

f2

.1; + f 2

.f1 e f 2 sono numeri interi positivi

I toni differenza sono facilmente percepibili quando sono al di sotto delle frequenze di entrambi i toni originali ; per esempio, 2000 e 2500 Hz producono un tono differenza di 500Hz.

50

2.6.3

CAPITOLO 2

L'effetto mascheramento

È l'effetto per il quale segnali ad alto volume impediscono l'ascolto di segnali a volume inferiore. L'effetto mascheramento maggiore si ha quando la frequenza del suono e quella del rumore mascherante sono molto vicine. Per esempio, un tono di 4 kHz riuscirà a mascherare uno di 3,5 kHz ma influirà poco sull'udibilità di un tono di l kHz di basso volume. L'effetto mascheramento può essere causato anche dagli armonici del tono mascherante, cosicché un tono di l kHz con un armonico molto forte a 2 kHz riuscirà a mascherare un tono di 1,9 kHz. Questo fenomeno è una delle ragioni principali per cui il posizionamento all'interno dell'immagine stereo e l'equalizzazione sono così importanti nel procedimento di mixaggio. Uno strumento che abbia di per sé una sonorità molto fine potrà essere completamente mascherato o subirà variazioni di caratteristiche da parte di uno strumento di timbro simile ma di emissione sonora molto più intensa. Può essere necessaria una equalizzazione per variare la sonorità dello strumento in maniera sufficiente per evitare il mascheramento.

2.6.4

La percezione della direzione

Un orecchio soltanto non riesce a discernere la direzione da cui proviene un suono; per fare ciò sono necessarie entrambe le orecchie. La capacità delle due orecchie di individuare una sorgente sonora in uno spazio è detta localizzazione spaziale o binaurale. Questo è l'effetto risultante dall'utilizzo delle tre seguenti informazioni percepite dalle orecchie: • differenze di intensità fra le orecchie • differenze di tempi di arrivo alle orecchie • influenza della pinna (parte esterna dell'orecchio) I suoni di frequenze medie e alte provenienti dalla parte destra arrivano all'orecchio destro con un li vello di intensità superiore rispetto all'orecchio sinistro, provocando quindi una differenza di intensità fra orecchie. Tali differenze si verificano perché la testa funge da ombra acustica permettendo solo ai suoni riflessi dalle superfici circostanti di raggiungere l'orecchio sinistro (fig. 2.23). Dato che i suoni riflessi fanno un percorso più lungo e perdono energia ad ogni riflessione, l'intensità del suono percepito dall'orecchio sinistro risulta ridotta e il cervello comprende che il suono derivante proviene dalla destra. Questo effetto non assume grande importanza per le basse frequenze, le cui lunghezze d· onda sono molto superiori al diametro della testa e possono facilmente curvarsi attorno alla sua ombra acustica. Un altro metodo di localizzazione noto come differenze di tempi di anivo fra orecchie, è usato alle basse frequenze. Sia nella fig. 2.23 sia nella 2.2-+. sono i llustrate piccole differenze di percorso delle onde sonore, dato che la lunghezza del percorç,o per giungere fino all'orecchio sinistro è leggermente superiore a quella del percorso fino all'orecchio destro. La pressione sonora è quindi recepita all'orecchio sinistro in un istante di tempo successivo rispetto all'orecchio destro; questo metodo di localizzazione, in combinazione con le differenze di intensità fra le orecchie, ci dà le informazioni per la localizzazione laterale sull'intero spettro udibile. Le informazioni relative all'intensità ed ai ritardi ci permettono di capire l'angolazione da cui proviene un suono, ma non se un suono si origina da davanti, da dietro o da sopra. La pinna (fig. 2.25), comunque, usa due rilievi che riflettono il suono incidente nell'orec-

IL SUONO E LA PERCEZIONE UDITIVA

51

sorgente sonora

(~ ombra acustica

Fig. 2.23

L'ombra acustica data dalla testa provoca differenze di intensità percepita dalle orecchie, per frequenze medie e alte.

sorgente sonora

~

Fig. 2.24

Differenze interaurali di tempi di arrivo, per basse frequenze.

52

CAPJTOL02

chio: tali rilievi introducono dei ritardi di tempo fra il suono diretto (che raggiunge l'ingresso del canale uditi vo) e il suono riflesso dai rilievi stessi (che varia a seconda della posizione della sorgente). È interessante notare che da una posizione anteriore fino a 130° rispetto ali' asse non ci possono essere riflessioni da parte dei rilievi della pinna, perché esse vengono bloccate dalla pinna stessa. I suoni non riflessi che sono in ritardo di un tempo compreso fra O e 80 microsecondi saranno percepiti come se si originassero da dietro. Il secondo rilievo produce ritardi fra i 100 e i 330 microsecondi, corrispondenti a una sorgente collocata entro il piano verticale. Le riflessioni ritardate da entrambi i rilievi si combinano con il suono diretto per dare le caratteristiche colorazioni della risposta in frequenza che sono dovute a interferenze di fase distruttive e costruttive a frequenze diverse fra loro. Il cervello è in grado di comparare queste colorazioni in ciascun orecchio e usare queste informazioni per determinare la localizzazione della sorgente. Piccoli movimenti della testa forniscono ulteriori informazioni posizionali, dovute alla mutevole prospettiva della sorgente. Comunque queste ultime informazioni sono meno importanti rispetto alle altre localizzazioni. Se non ci sono differenze fra ciò che percepisce l'orecchio destro e quello che percepisce l'orecchio sinistro, il cervello ritiene che la sorgente sia alla stessa distanza rispetto a ciascun orecchio. È questo fenomeno che permette ai fonici di posizionare un suono non solo nel monitor destro o in quello sinistro, ma anche fra i due monitor in maniera monofonica. Inviando lo stesso segnale ai due monitor, il cervello

rilievo 1

Fig. 2.25

La pinna e i suoi rilievi riflettenti, utili per acquisire informazioni sulla posizione verticale delle sorgenti sonore.

IL SUONO E LA PERCEZIONE UDITIVA

completamente a sinistra

Fig. 2.26

t

in centro

53

L_ a metà fra centro ed estrema destra

Indirizzamento tramite panpot, per determinare la collocazione spaziale.

percepisce il suono in maniera identica fra le due orecchie e ne deduce che la sorgente sonora proviene da una posizione perfettamente centrale rispetto ali' asco! tatore. Cambiando il livello proporzionalmente in ciascun monitor, il fonico cambia le differenze di intensità fra le orecchie e perciò riesce a creare l'illusione che la sorgente sonora sia posizionata fra i due monitor in una qualunque posizione egli desideri; questa tecnica di posizionamento è detta panning (fig. 2.26). Anche se è il metodo più ampiamente usato, non è quello più efficace, dato che solo gli ascoltatori equidistanti dai due monitor percepiranno l'effetto desiderato. Un ascoltatore che fosse posizionato molto vicino al monitor di sinistra tenderà a posizionare la sorgente sonora come proveniente da quella direzione, anche se il segnale è stato indirizzato a destra tramite il pan. Il fonico può usare altri sistemi di localizzazione molto più efficaci, come ad esempio il delay digitale (DDL), il variatore di fase, filtri o tecniche di microfonaggio stereofonico per assegnare un punto di localizzazione fra i due monitor.

2.6.5

La percezione dello spazio

Oltre a riconoscere la direzione del suono, l'orecchio ed il cervello interagiscono per riuscire a percepire la distanza e la sensazione fisica dello spazio acustico in cui un evento sonoro si verifica. Quando viene generato, un suono si propaga dalla sorgente verso tutte le direzioni. Gli angoli di propagazione sono determinati dalla natura della sorgente; una parte del suono raggiunge l'ascoltatore direttamente, senza incontrare alcun ostacolo. Una parte molto maggiore viene propagata in direzione delle molte superfici che racchiudono il luogo dove si verifica il fenomeno sonoro; se queste superfici sono riflettenti, rimandano il suono verso l'interno della stanza, e alcune di queste riflessioni raggiungeranno l'ascoltatore; se le supetfici sono assorbenti, solo una piccola parte di energia verrà riflessa verso l'ascoltatore. Il suono viaggia nell'aria a una velocità costante di 344 mis (vale a dire 1130 ftls), e le onde che si muovono in linea retta verso l'ascoltatore, percorrendo un cammino più breve, raggiungono l'ascoltatore stesso per prime; questo è detto suono diretto. Le onde che vengono riflesse dalle superfici circostanti devono percorrere un cammino più lungo per raggiungere l'ascoltatore e perciò arriveranno dopo il suono diretto. Queste onde formano quello che viene definito suono riflesso il quale, oltre ad essere in ritardo, può anche arrivare da direzioni diverse rispetto al suono diretto. Come risultato di queste distanze aggiuntive percorse, l'orecchio percepisce un suono a volte anche dopo che la sorgente ha cessato di emetterlo. Le superfici altamente riflettenti assorbono, ad ogni riflessione, una porzione di energia più

54

CAPITOL02

piccola e consentono al suono di persistere più a lungo dopo che la sorgente cessa di emettere, rispetto a superfici più assorbenti che dissipano l'energia dell'onda. Il suono che viene percepito in una stanza può essere suddiviso in tre categorie che si verificano in tempi successivi: suono diretto, prime riflessioni e riverberazione (fig. 2.27). Il suono diretto determina la nostra percezione della posizione e della dimensione della sorgente sonora e trasmette il vero timbro della sorgente. L'ammontare di assorbimento che si verifica quando il suono viene riflesso da una superficie non è uguale a tutte le frequenze; perciò il timbro del suono riflesso è influenzato dalle caratteristiche della superficie che ha incontrato. Le prime riflessioni raggiungono l'orecchio entro 50 millisecondi dal suono diretto; queste riflessioni sono il risultato di onde che hanno incontrato poche superfici prima di arrivare all'ascoltatore, e possono giungere da direzioni diverse rispetto al suono diretto. L'intervallo di tempo che intercorre fra l'ascolto del suono diretto e l'inizio delle prime riflessioni fornisce informazioni sulla dimensione della stanza in cui si verifica l'evento sonoro. Più lontane sono le superfici rispetto all'ascoltatore, maggiore sarà il tempo che il suono impiega per raggiungerle e per venire poi riflesso verso l'ascoltatore stesso. Il fenomeno acustico noto col nome di effetto precedenza o effetto Haas elimina la nostra percezione delle prime riflessioni fino ad un valore compreso fra gli 8 e i 12 dB, a seconda dell'intervallo di tempo che intercorre fra i1loro arrivo all'orecchio e quello del suono diretto. L'effetto Haas si applica in maniera eguale, sia che si prenda in considerazione una sorgente sonora e la sua riflessione, sia due sorgenti sonore separate - per esempio due monitor - che emettano lo stesso suono. Il suono apparirà generarsi nella prima sorgente anche se la sorgente in ritardo ha un'intensità di 8+ 12 dB maggiore.

10

1000 ms

*

*

\qf suono diretto

Fig. 2.27

suono riflesso

riverberazione

Campo sonoro generato nella posizione dell'ascoltatore, in uno spazio chiuso.

IL SUONO E LA PERCEZIONE UDITIVA

55

Un altro aspetto dell'effetto precedenza è detto fusione temporale. Le prime riflessioni che giungono all'orecchio umano entro 30 mi li isecondi dal suono diretto, oltre a risultare non udibili, sono effettivamente fuse con il suono diretto stesso. L'orecchio umano non riesce a distinguere separatamente suoni che si verifichino molto ravvicinati nel tempo e considera le riflessioni come parte del suono diretto. Il limite di tempo di 30 millisecondi per la fusione temporale non è assoluto; dipende piuttosto dall'inviluppo del suono. La fusione si interrompe a 4 millisecondi nel caso di transienti, anche se può arri vare fino a 80 millisecondi nel caso di suoni che cambiano lentamente, come ad esempio il legato dei violini. Nonostante le prime riflessioni siano soppresse e risultino amalgamate con il suono diretto, esse modificano la nostra percezione del suono, rendendolo più pieno e più intenso. I suoni che raggiungono l'ascoltatore in un istante successivo a 50 millisecondi dopo il suono diretto, sono stati riflessi da un numero tale di superfici diverse che cominciano a raggiungere l'ascoltatore in un flusso virtualmente continuo e da tutte le direzioni. Queste riflessioni ravvicinate sono dette riverberazione; la riverberazione è caratterizzata da una diminuzione graduale di ampiezza e dal fatto che conferisce calore e corposità al suono; inoltre contribuisce anche alla sua intensità. A causa delle numerose riflessioni, il timbro della riverberazione è molto diverso rispetto al suono diretto, e la differenza principale è un taglio delle alte frequenze e una conseguente enfatizzazione delle basse. Il tempo impiegato dal suono persistente per diminuire di 60 dB al di sotto del suo livello originale è detto tempo di decadimento o tempo di riverberazione ed è abbreviato RT60. Le caratteristiche di riverberazione delle superfici di una stanza ne determinano il tempo di riverberazione. Il cervello percepisce il tempo di riverberazione e il timbro della riverberazione e usa queste informazioni per "costruire" un giudizio sulla qualità delle pareti, più riflettenti o più assorbenti. L'intensità del suono diretto percepito dall'orecchio aumenta rapidamente se l'ascoltatore si avvicina alla sorgente sonora; nel frattempo l'intensità della ri verberazione rimane la stessa essendo molto ben diffusa in tutta la stanza. La percezione del rapporto esistente fra suono diretto e suono riverberato permette all'ascoltatore di giudicare la distanza della sorgente sonora. Per riassumere, il suono diretto fornisce le informazioni sulla posizione, sulla dimensione e sul timbro della sorgente sonora; il tempo che intercorre fra la percezione del suono diretto e le prime riflessioni determina la nostra impressione sulle dimensioni della stanza di ascolto; il tempo di decadimento della riverberazione ci dà informazioni sulla qualità delle pareti della stanza, e la proporzione della riverberazione rispetto al suono diretto determina la nostra percezione della distanza dalla sorgente sonora. Con l'uso dei riverberi artificiali e dei delay, i fonici possono generare le informazioni necessarie a convincere il cervello che il suono è stato registrato in un'immensa cattedrale di pietra, mentre invece è stato registrato in una piccola stanza acusticamente morta. Per ottenere tale risultato, il fonico invia il segnale asciutto, cioè non ancora trattato, nel canale della consolle, da dove viene indirizzato in due percorsi (fig. 2.28). Una parte del segnale va direttamente all'uscita della consolle, per avere il suono originale, mentre l'altra parte è indirizzata verso un effetto che fornisce il ritardo e la riverberazione necessaria. Le uscite stereo del processare sono quindi inviate sul percorso del segnale in uscita, tramite due fader che corrispondono a due canali liberi sulla consolle, o per mezzo di ingressi speciali riservati per gli effetti, detti appunto ritorni degli effetti. Variando il numero e la consistenza degli effetti di delay sul processare, il fonico ha la possibilità di controllare il tempo che intercorre fra l'ascolto del suono diretto, o asciutto. e le prime riflessioni, determinando perciò la percezione della

56

CAPITOL02

dimensione della stanza da parte dell'ascoltatore. Variando il tempo di decadimento del riverbero artificiale, il fonico determina la percezione delle caratteristiche delle pareti della stanza; un tempo di decadimento lungo indicherà una stanza con pareti molto riflettenti, uno breve indicherà pareti molto assorbenti. Aumentando o diminuendo la proporzione fra il suono diretto e quello ritardato o riverberato, l'ascoltatore può essere tratto in inganno nel credere che la sorgente sonora si trovi più vicina o più lontana rispetto alla sua posizione, nella stanza creata artificialmente. I delay artificiali possono essere usati indipendentemente dai riverberi, per ottenere l'effetto di eco asciutto che si sente nei concerti all'aperto, o per creare l'illusione di strumenti aggiuntivi che suonano all'unisono. Questo è possibile perché la percezione umana del fatto che stia suonando più di uno strumento dipende dalla mancanza di sincronizzazione precisa fra i suoni. Anche se non consideriamo l'abilità tecnica del musicista, il fatto che ciascuno strumento sia a distanze diverse rispetto all'ascoltatore (non importa quanto grande sia questa differenza), assicura la mancanza di sincronizzazione, a causa dei diversi intervalli di tempo necessari alle onde sonore per raggi ungere l'orecchio dell'ascoltatore stesso. Ripetencln il segnale dopo un piccolo intervallo di 4 ms circa, raddoppia il numero apparente di strumenti in azione; questo procedimento è detto raddoppio o raddoppio automatico delle tracce (ADT o Automatic Double Tracking). Spesso il raddoppio o la triplicazione acustica è fatta dall'artista mediante sovraincisioni multiple, cosicché un violino può sembrare un insieme orchestrale o un cantante può sembrare un coro. Sia il raddoppio acustico sia quello automatico possono essere usati per rafforzare performance vocali deboli, dato che le piccole irregolarità presenti in una performance possono essere nascoste dall'altra. Se il ritardo è abbastanza lungo (35 ms) da farci ascoltare una ripetizione separata, questa è spesso chiamata eco improvviso o rimbalzo e dà la sensazione che il ritmo raddoppi. Oltre a queste conoscenze sul posizionamento e a questi trucchi di psicoacustica, sono attualmente disponibili diversi sistemi di elaborazione digitale della fase e dei parametri dei delay, che danno la possibilità di ingannare l' ascoltatore facen-

selettore di ingresso regolazione del guadagno

mandata effetti

equalizzazione uscite UR principali destra l sinistra

panpot fader

Fig. 2.28

ritorno effetti, stereo

Esempio di cammino percorso dal segnale, nel caso si applichi una riverberazione digitale.

IL SUONO E LA PERCEZIONE UDITIVA

Fig. 2.29

57

Lo Spatializer, processare audio spaziale. (Fonte: Desper Products, lnc.)

dogli credere che il suono provenga da un campo sonoro le cui dimensioni siano maggiore della distanza fra i due monitor, o che il segnale stesso giunga da una posizione posteriore rispetto all' ascoltatore. Questi processori, di solito noti col nome di processori spaziali di segnale (fig. 2.29) sono diventati sempre più popolari con la crescita delle industrie per i divertimenti e l'intrattenimento domestico, dato che hanno sistemi a matrice per surround sound che possono codificare e decodificare informazioni semidiscrete a 4 o a 6 canali all'interno di due tracce audio.

3 Caratteristiche acustiche e design dello studio

La Audio Enciclopedia definisce il termine acustica come la scienza che si occupa della generazione, degli effetti e della trasmissione delle onde sonore; la trasmissione delle onde sonore attraverso diversi mezzi, compresi la riflessione, la rifrazione, la d(ffrazione, l'assorbimento e l 'interferenza; le caratteristiche degli auditorium, dei teatri e degli studi, così come la loro progettazione. Si può vedere dalla loro descrizione che il design appropriato delle caratteristiche acustiche per una registrazione musicale, uno studio di progetto, sia d'uso commerciale che privato, uno stadio di audio per il video o di trasmissioni, non è un argomento facile. Spesso nella realizzazione di un design vincente per lo studio entrano in gioco un gran numero di variabili complesse e di interrelazioni. Bisogna prendere in considerazione i requisi6 di base elencati qui di seguito. • Isolamento acustico. Impedisce che rumori esterni possano entrare nell'ambiente dello studio, così come evita problemi con il vicinato, che spesso si verificano quando un volume sonoro eccessivo si propaga all'esterno. • Bilanciamento delle .frequenze. I componenti di frequenza del suono registrato dovrebbero mantenere le loro intensità relative. Per convenzione, le caratteristiche acustiche ambientali non dovrebbero influenzare negativamente o alterare la qualità sonora della performance originale. • Separazione acustica. Le caratteristiche acustiche ambientali dovrebbero offrire sia un alto grado di intelligibilità, sia la separazione acustica (spesso una necessità quando si vuole evitare che i suoni emessi da uno strumento siano indebitamente ripresi dal microfono di un altro strumento). Queste caratteristiche sono ben controllabili mediante l'assorbimento e la riflessione del suono. • Riverberazione. Il controllo delle riflessioni del suono in uno spazio è un fattore molto importante per la ricerca della migliore intelligibilità in un brano, musicale o parlato. Inoltre la riverberazione aggiunge una importante sensazione psicoacustica di "spazialità", nel senso che dà alla nostra mente informazioni subconsce come la dimensione della stanza, il numero delle superfici riflettenti, la distanza fra la sorgente e l'ascoltatore e così via.

CARATTERISTICHE ACUSTICHE E DESIGN DELLO STUDIO

59

• Fattori economici. Non sono certo gli ultimi fattori da prendere in considerazione. La costruzione di strutture il cui costo spesso raggiunge il miliardo di lire comporta il lavoro congiunto di studi di progettazione e di imprese di costruzione specializzati, al fine di ottenere un ambiente che sia lussuoso e che soddisfi contemporaneamente le esigenze del proprietario e dei clienti. I proprietari di studi di progetto e di attrezzature per la produzione musicale che vogliano seguire caratteri di economicità, comunque, possono trarre grande vantaggio dai principi basilari di acustica e dalle tecniche costruttive e applicarle in maniera economica. Questo capitolo si occupa dei principi acustici basilari e delle tecniche costruttive che vanno considerate nella progettazione di una struttura per la produzione musicale; è da sottolineare che una qualunque o anche tutte queste considerazioni di acustica possono essere applicate a qualunque struttura di produzione musicale, e non sono limitate solamente alla progettazione di studi professionali. Per esempio, i proprietari di studi amatoriali dovrebbero comunque conoscere l'importanza della simmetria della contro l room; se un monitor è posto in un angolo e l'altro è a metà di una parete, l'immagine centrale percepita non sarà bilanciata. Così come avviene per molti tentativi tecnico - artistici, le caratteristiche acustiche e il design dello studio sono una mescolanza di fondamenti di fisica (in questo caso si tratta soprattutto di calcoli matematici) e di buon senso.

3.1

Il project studio

Le considerazioni sul design e sulla costruzione di uno studio di progetto privato, di uno studio MIDI o di uno studio di registrazione (fig. 3.1 ), spesso sono diverse da quelle relative agli studi professionali per due fattori fondamentali: restrizioni date dalla costruzione e costi. In generale la stanza (o la serie di stanze) di uno studio di progetto sono ricavate all'interno dell'abitazione dell'artista oppure in un luogo preso in affitto, le cui caratteristiche dimensionali e costruttive sono già definite; questo fatto, assieme alle

Fig. 3.1

Studio privato di Rick Rottenberg, in cui è stata composta la colonna musicale per la serie televisiva I Simpson. (Fonte: Rick Rottenberg, e Mackie Designs)

60

CAPITOL03

considerazioni sui costi, spesso porta l'artista/proprietario ad utibzzare tecniche non troppo costose per il trattamento acustico della stanza. Anche se il trattamento acustico sulla stanza è ridotto o inesistente, o se non lo si ritiene necessario, bisogna ricordarsi che una conoscenza di base di fisica acustica e dei criteri progettuali della stanza potranno rivelarsi utili strumenti, quando saranno cresciute l'esperienza, le necessità di produzione e (si spera) la dimensione degli affari.

3.2

Lo studio musicale

Lo studio di registrazione professionale (fig. 3.2a, 3.2b, 3.3a e 3.3b) è prima di tutto e soprattutto un affare commerciale, e quindi la sua progettazione, l'allestimento interno e le necessità costruttive in fatto di acustica sono più complessi, rispetto alle loro controparti dello studio privato o di progetto. In alcuni casi, il designer di acustica professionale e il team di costruzione sono incaricati di tutte le fasi di realizzazione di una struttura professionale. Di solito però il budget disponibile impedisce di assumere tali professionisti, e il proprietario e lo staff dello studio devono quindi occuparsi in prima persona sia del design sia della costruzione della struttura. Se si ha la fortuna di costruire una nuova struttura sin dalle fondamenta o ali' interno di uno spazio già esistente, probabilmente si desidererà contare sull'esperienza e sulla preparazione di un progettista professionista, anche se si sta procedendo per conto proprio a rinnovare o a costruire la struttura stessa. Tale collaborazione si rivelerà redditizia, alla lunga; valutazioni non corrette nella fase di progettazione possono portare ad una crescita dei costi, alla perdita economica dovuta a ritardi inaspettati o alla sfortuna di vivere con la consapevolezza che si sarebbero potuti evitare certi errori.

a) Fig. 3.2

Bad Animals' Studio X. a) Control room. (Fonte: Bad Animals, Seattle, Washington e Studio bea:ton)

CARATTERISTICHE ACUSTICHE E DESIGN DELLO STUDIO

61

b) Fig. 3.2

Bad Animals' Studio X. b) Sala di ripresa. (Fonte: Bad Ani mals, Seattle, Washington e Studio bea:ton)

a) Fig. 3.3

Sony Music Studios. New York. a) Control room C. (Fonte: Russ Berger Design Group, lnc.)

62

CAPITOL03

b) Fig. 3.3

Sony Music Studios. New York. b) Sala di ripresa B. (Fonte: Russ Berger Design Group, lnc.)

3.3

La struttura di produzione audio per il video

Uno studio di produzione audio per il video è una struttura usata per la post-produzione audio di film o video (fig. 3.4a e 3.4b), nella quale si mettono in atto particolari procedimenti quali il Foley (sostituzione e creazione di effetti sonori su schermo e fuori schermo), doppiaggio (ADR), registrazione musicale (colonna sonora) e rnixaggio. Così come avviene negli studi musicali, le attrezzature per la produzione audio per video possono andare da una semplice stanza fornita di strumentazioni economiche fino alla fascia più alta di attrezzature per un project studio, con soluzioni progettate appositamente per far fronte alle necessità del sistema video o della produzione di lungometraggi. Per quel che riguarda lo studio musicale, la progettazione e le tecniche di costruzione, si deve considerare che variano molto, per poter essere compresi nel budget dello studio. Molte attrezzature per la produzione audio per video sono disegnate per adattarsi a funzioni specifiche; per esempio, lo studio di Foley è usato per registrare alcuni effetti su schermo e fuori schermo (come il rumore di passi o di porte), mentre uno studio di ADR è disegnato espressamente per rimpiazzare dialoghi, sia su schermo sia fuori schenno. Tali attrezzature impallidiscono, per dimensioni, se paragonate alle strutture di registrazione e di mixaggio spesso usate quando per la prima volta si combinano tutte le componenti audio con le immagini di un film.

63

CARATTERISTICHE ACUSTICHE E DESIGN DELLO STUDIO

a)

b) Fig. 3.4

Attrezzature di post-produzione audio per il video. a) SSL Scenaria, installato nello studio Sunders & Gordon, Londra (Fonte: Solid State Logic)

b) Postazione Studer- Editech Post Trio Audio - for - visual, e relativa workstation audio digitale. (Fonte: Studer - Editech Corporation)

64

CAPITOLO 3

3.4

Fattori di primaria importanza che regolano le caratteristiche acustiche dello studio e della control room

In questa sezione si esamineranno dettagliatamente gli aspetti più importanti e pertinenti dell'acustica che riguarda la sala di ripresa (vale a dire dove si registrano le parti musicali o parlate) e la contrai room (cioè la sezione usata per la produzione e il mixaggio delle registrazioni musicali o parlate). Punti importanti trattati in questo paragrafo sono l'isolamento acustico, la risposta in frequenza, l'assorbimento, la riflessione e la riverberazione.

3.4.1

L'isolamento acustico

In certe condizioni può essere necessario, per i moderni studi musicali o per le produzioni audio per il video, utilizzare efficaci tecniche per ridurre il rumore proveniente dall'esterno- sia che questo rumore venga trasmesso attraverso l'aria (come può avvenire per il ravvicinato traffico automobilistico, ferroviario o aereo) sia attraverso le strutture (per esempio il rumore di fondo dell'impianto di condizionamento dell' aria o quello della metropolitana, trasmesso attraverso le fondamenta della costruzione). Per ridurre tali rumori sono necessarie delle tecniche costruttive particolari. Se si ha la possibilità di costruire uno studio fin dalle fondamenta, si dovrà studiare molto attentamente la posizione in cui costruire l'edificio. Se proviene un notevole rumore dalle vicinanze, si dovrà far ricorso a sofisticate e costose tecniche di isolamento sonoro. Se non si ha altra scelta, e lo studio è situato vicino ad una fabbrica, alla pista di atterraggio principale di un aeroporto o sopra la linea urbana della metropolitana, bisognerà rassegnarsi e costruire barriere acustiche che si oppongano a tali interferenze esterne. La riduzione nel livello di pressione sonora SPL, al passaggio di un suono attraverso una massa fisica che costituisca una barriera acustica (fig.3.5), è detta perdita di trasmissione del segnale (TL). Questa attenuazione può essere espressa in dB tramite la seguente formula TL = 14,5log M+ 23

dove

TL è la perdita di trasmissione in decibel M è la densità del materiale (o la media delle diverse densità) di una barriera, in libbre al piede quadrato (lbs/ft2)

Inoltre, dato che la perdita di trasmissione dipende dalla frequenza, si può usare questa seconda equazione per determinare con una certa accuratezza la perdita di trasmissione a diverse frequenze: TL = 14, 5log Mf -16

dove

f

è la frequenza, in hertz

Queste due equazioni (e anche il buon senso) dicono che barriere acustiche più pesanti comportano una maggior perdita di trasmissione. Per esempio, dalla tabella 3.1 si vede che una parete di cemento di 12 pollici (30 cm) con una densità di 150 lbs/ft2 offre una resistenza molto maggiore alla trasmissione del suono rispetto ad una cavità di 4 pollici riempita con sabbia (densità 32 lbs/ft2). Dalla seconda equazione si può trarre la conclusione che, per una data barriera acustica, si avranno perdite di trasmissione crescenti al crescere della frequenza; si può notare facilmente questa particolarità chiuden-

CARATTERISTICHE ACUSTICHE E DESIGN DELLO STUDIO

65

so~nra / ~~:a

onda incidente

//

sonora riflessa

/ /

perdita di trasmissione

Fig. 3.5

La perdita di trasmissione (TL) si riferisce all'attenuazione, in dB, che un suono subisce quando attraversa una barriera acustica.

do la porta di un'auto la cui autoradio sia accesa oppure chiudendo una porta singola della control room di uno studio. Il livello delle alte frequenze si ridurrà molto, mentre le basse saranno meno attenuate. Ciò considerato, sembrerebbe che lo scopo finale possa essere quello di costruire nello studio una parete, una finestra, il pavimento, il soffitto o una porta con il materiale più duro e denso che si riesce a trovare. Comunque la praticità e l'economicità giocano un ruolo fondamentale nel determinare lo spessore di una barriera acustica necessario per ottenere un determinato isolamento. Nella maggioranza dei casi si ottiene un compromesso usando sia i materiali più economici sia quelli di ingombro minore. In genere è necessario un isolamento fra lo studio e la control room pari a quello fra la struttura interna e quella esterna dello studio; ciò è importante affinché un accurato bilanciamento tonale possa aversi dai monitor della control room senza che una certa dispersione di suono proveniente dallo studio possa colorare il segnale che si sente. Tab. 3.1

Densità per unità di superficie (lbs/ft2) di materiali da costruzione di uso comune

Materiale Mattoni Cemento (leggero) Cemento (pesante) Vetro

Cartongesso Piombo Trucio lato Compensato Sabbia Acciaio Legno

Spessore (pollici)

4 8 4 12 4 12 114 112 3/4 1/2 5/8 1/16 3/4 3/4 l

4 114 l

Densità per unità di superficie Obslft2)

40,0 80,0 33 100 50 150 3,8 7,5 11,3 2,1 2,6 3,6 2,3 1,7 8,1 32,3 10,0 2,4

66

CAPITOLO 3

3.4.1.1 Le pareti Quando si costruisce una parete o si rinforza una struttura già esistente, l'obiettivo principale dovrebbe essere quello di ridurre la trasmissione (ovvero aumentare la perdita di trasmissione) attraverso il muro, per tutte o quasi le frequenze. In generale ciò si ottiene costruendo un muro con una struttura il più pesante possibile (in termini di densità sia volumetrica sia superficiale) e che sia altamente smorzante (cioè ben sostenuta dalle sue strutture di rinforzo e relativamente libera da risonanze), come si vede nella fig. 3.6. Le linee guida seguenti possono essere utili nella costruzione di muri disaccoppiati con un alto grado di perdita di trasmissione: • per quanto possibile, la parte interna e quella esterna della stessa parete non andrebbero attaccate direttamente allo stesso montante; per evitare questo problema occorre attaccare ciascuna parte al proprio montante sfalsato (fig. 3.6b); • ciascuna parte del muro dovrebbe avere una differente densità, per ridurre la possibilità di una trasmissione crescente dovuta a frequenze di risonanza che sono simpatetiche (comuni) rispetto ad entrambi i lati. Per esempio, un muro andrebbe costruito con due pareti di cartongesso di 5/8" di spessore, mentre gli altri muri dovrebbero essere composti di assi meno rigide con due superfici di cartongesso di 1/2";

a) presella pannello in fibra

l

b)

Fig. 3.6

Due strutture tipiche per pareti di cartongesso. a) Parete singola. b)Parete doppia, struttura a montante sfalsato, con una maggiore perdita di trasmissione.

67

CARATTERISTICHE ACUSTICHE E DESIGN DELLO STUDIO

• se si devono posizionare un certo numero di pannelli di cartongesso su una sola parete, si può aumentare la perdita di trasmissione montando gli strati successivi (ma non il primo) con un mastice adesivo piuttosto che con delle viti o dei chiodi; • distanziando i montanti di 60 cm rispetto al centro invece di usare la solita distanza di 40 cm si ha un lieve aumento nel TL; • per ridurre la trasmissione che si potrebbe verificare attraverso le fessure, si può applicare una goccia di sigillante non indurente alla parte interna del montante di cartongesso, nei punti di congiunzione del muro al pavimento, del muro al soffitto e negli angoli.

3.4.1.2 ll pavimento Per molti studi di registrazione musicale, l'isolamento dai rumori provenienti dal pavimento è estremamente importante. Per esempio, una costruzione che è su una strada molto trafficata e il cui pavimento in cemento poggia direttamente sulle fondamenta soltostanti può soffrire di un notevole rumore di fondo a bassa frequenza. Oppure lo strato secondario del pavimento può trasmettere dei rumori non desiderati provenienti dai vicini o, anche più spesso, può interferire con la silenziosa attività del vicino stesso. In entrambi i casi è necessario un certo isolamento dai rumori trasmessi dal pavimento; a questo proposito una delle tecniche più usate è quella del pavimento flottante, cioè strutturalmente disaccoppiato (in un certo grado) rispetto alle fondamenta sottostanti. Due dei metodi più usati di costruzione di pavimenti flottanti utilizzano o una struttura isolante di piccoli dischi (da hockey) di neoprene (fig. 3.7) oppure un rialzo ininterrotto, ad esempio una copertura gommata (fig. 3.8). In entrambi i casi, un rialzo flessibile è posto sopra la fondamenta esistente del pavimento. Il rialzo è coperto di un foglio di compensato di 1/2", seguito da un rivestimento di plastica (per l'isolamento e per prevenire le infiltrazioni), e da una griglia di rinforzo ed è rifinito con uno strato di cemento pannello di isolamento perimetrale

cemento, spessore 1O cm griglia di rinforzo - · · rivestimento di plastica 6cm - ··--··-· legno compensato marino 1,25 cm dischi di neoprene o di fibra di vetro

Fig. 3.7

struttura

Dettagli costruttivi di un pavimento flottante, che utilizzi dischi di neoprene.

68

CAPITOLO 3

soletta di cemento armato

2 strati di pellicola di polietilene, 6 mm

legno compensato, di 1,25 cm, sfalsato esternamente

collante bordo perimetrale

12" ò 24 "

Fig. 3.8

sezione AA

Dettagli costruttivi di un pavimento flottante, con copertura gommata.

di 4". Tale struttura flottante è quindi pronta per essere rivestita di moquette, di legno, di altre coperture o per essere verniciata. Assicurarsi di isolare la struttura superiore sia dal sottopavimento sia dal perimetro esterno della parete; se non si attua tale isolamento, queste parti possono trasmettere il suono attraverso i muri fino al pavimento e dal sottopavimento fino allo strato superiore - vanificando quindi il tentativo di rendere flottante il pavimento. Tale isolamento perimetrale può essere fatto sia di materiale disaccoppiante flessibile sia di un riempimento di morbidi pannelli di fibra minerale o di neoprene (fig. 3.9). Una tecnica più economica per disaccoppiare il pavimento è quella di fare il primo strato con un tappeto di gommapiuma. Uno strato di compensato, del tipo ad alette e scanalature, di 1/2" o 5/8" di spessore può essere posto sopra tale tappeto (questo non va avvitato al sottopavimento; si possono invece fermare i pezzi bloccandoli assieme con delle sottili staffe metalliche). Un altro strato di gommapiuma può essere posto sopra a questa struttura e poi coperto con un tappeto o con qualunque altra finitura si desideri (fig. 3.10).

pannello pieghevole

/ ••

•

•

•

•

•

•

••••••••••••

•

•

•

•

•

o

•

•••

o

o

•

••••••••••

•

•

•

•

•

•

•

•••

l

•

•

•

•

•

l

••••••••••••

l

l

o

•••••

••••••••••

• • • • • • • • • • • • • • • • o •••••••••••••••• •• • ••••••••••• o • • • • •••••••••••• o ••• • •••••••••••• o • • • • ••••••••••• • • • • • • • • • • • • • o . o •••••••••••• ••• • • o l. l ••••••••• o ••••• l ••••• o ••• •

•

Fig. 3.9

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

o

l

••••••••

-

o

•

•••••

•

o

•

• • . . • • • • • . • . . . . • • • • • • • . . • . o .

•

Il disaccoppiamento tra il pavimento flottante e i muri perimetrali esterni andrebbe attuato utilizzando un pannello elastico, per esempio un pannello morbido in fibra o in neoprene.

CARATTERISTICHE ACUSTICHE E DESIGN DELLO STUDIO

Fig. 3.10

69

Metodo alternativo, e più economico, per rendere flottante un pavimento preesistente.

3.4.1.3 I supporti Come si è già visto nell'equazione TL = 14,5 log Mf- 16, i suoni a bassa frequenza attraversano le barriere acustiche più facilmente rispetto a suoni ad alta frequenza; è quindi evidente che l'energia legata alle basse frequenze si trasmette meglio - fra gli studi, fra lo studio e la contro! room e verso l'esterno. E qual è la cosa più fastidiosa che passa attraverso le barriere acustiche? Il suono della batteria, ovviamente. Disaccoppiando dal pavimento la maggior parte dell'energia legata alle basse frequenze di un set di batteria, si può ridurre di molto il problema della trasmissione e lo si può risolvere, nella maggior parte dei casi, costruendo una pedana stessa per la batteria (fig. 3.11). Per ridurre le risonanze indesiderate, i supporti per la batteria andrebbero costruiti usando dei travetti di 2"x 6" o di 2"x 8", sia per l'intelaiatura che per i travetti stessi (distanziati ad intervalli di 16" o di 12" rispetto al centro). Robusti pannelli di compensato del tipo ad alette e scanalature, di 1/2" o 5/8" di spessore, devono essere fissati sull' intelaiatura con colla da falegname e quindi inchiodati; nella parte inferiore dell'intelaiatura vanno messe strisce adesive o spessori di neoprene o, al limite, strisce di moquette. Ecco pronta la pedana.

3.4.1.4 I soffitti In uno studio o in una sala di produzione un'altra fonte comune di trasmissione dall'esterno è il rumore, di passi o di qualunque altra cosa, proveniente dall' alto. Il rumore proveniente dal soffitto può essere isolato in molti modi; si può far mettere una moquette al piano di sopra o costruire un pavimento flottante (questo se si è proprietari della stanza di sopra!). Se non si ha questa possibilità, l'approccio per smorzare tali rumori è

Fig. 3.11

Dettagli costruttivi di una tipica pedana per batteria.

70

Fig. 3.12

CAPITOLO 3

Le sospensioni a Z possono essere utilizzate per appendere un soffitto flottante a una struttura preesistente.

quello di aggiungere una falsa struttura al soffitto esistente (per esempio un controsoffitto) o posizionando dei nuovi tra v etti sul soffitto preesistente (come di solito si fa quando si costruisce una stanza nuova). Quest'ultima tecnica può essere abbastanza economica se si usano profilati di sospensione aZ (fig. 3.12). Tali profilati possono essere avvitati alle travature del soffitto per fornire un supporto, flessibile ma resistente, al quale un altro soffitto sospeso può essere avvitato. Si possono mettere lana di vetro o altri materiali assorbenti , se necessario, nelle cavità fra le due strutture. Esistono altri metodi molto più costosi che usano sistemi di supporti a molla per appendere controsoffitti alle strutture già esistenti.

3.4.1.5 Porte e finestre Anche gli accessi e le uscite da uno studio o da una sala di produzione (nel senso di porte e finestre) possono essere fonti di trasmissione di rumore e, per tale ragione, bisogna mettere molta attenzione nel loro design e costruzione. La visibilità all'interno dello studio è estremamente importante nell'ambiente di produzione musicale; essa favorisce una buona comunicazione fra i fonici o i produttori e i musicisti nello studio, così come fra i musicisti stessi quando si utilizzino più stanze. Le finestre sono, ormai da decenni, un fattore importante nella struttura dello studio; i dettagli del design e della costruzione delle finestre variano molto a seconda delle necessità economiche e dello studio. Vanno da profonde cavità a due vetri costruite in muri a doppia sezione (fig. 3.13a) fino a costruzioni meno profonde e più modeste in un muro singolo (fig. 3.13b). Inoltre, i progetti più recenti prevedono sia finestre che si estendono dal pavimento al soffitto, creando una parete virtuale di vetro, sia aperture in una parete divisoria fra contro] room e studio, fatta di cemento e spessa l metro. I pannelli di vetro che di solito si usano nella costruzione delle finestre hanno spessore variabile, da 3/8" a 3/4", e sono fissati nella scanalatura della finestra con una gom-

CARATTERISTICHE ACUSTICHE E DESIGN DELLO STUDIO

71

distanza di 1,25 cm

control room

vetro, 2cm -

studio -

vetro 1 ,25 cm fibra di vetro, spessore 5 cm peso specifico 3 lb/ft 3 tutti i vetri sono montati con

~- guam;z;on; d; gomma mort>;da

D \_

intonaco, 2,5 cm -

modanatura con mastice acusticamente isolante blocchetti di cemento P....,.~=::t:l=;::tt-::::::="" 20 x 20 x 40 cm ~L_jj3tt=Ft--

isolamento strutturale

a)

studio

-

vetro 1 cm

vetro 1 ,25 cm fibra di vetro 5 cm peso specifico 3 lb/ft3

control room

tutti i vetri sono montati con guarnizioni di gomma morbida modanatura con mastice acusticamente isolante

cartongesso doppio, 1,5 cm strato esterno in cartongesso, 1,5 cm, su struttura elastica

isolamento strutturale

b)

Fig. 3.13

Dettagli per la costruzione di una finestra fra lo studio e la contro! room. a) Finestra studiata per una parete con notevole perdita di trasmissione. b) Finestra per parete con struttura più modesta.

72

Fig. 3.14

CAPITOLO 3

Esempi costruttivi di bussole.

ma o con guarnizioni elastiche e smorzanti, per prevenire oscillazioni portate dalla struttura. È importante che almeno uno di questi pannelli sia inclinato di almeno 5° rispetto agli altri in modo da eliminare le onde stazionarie che si formano nell'aria compresa fra i due vetri. L'esistenza di onde stazionarie (esaminata più avanti in questo capitolo, nel paragrafo intitolato Bilanciamento tra le frequenze) spesso serve a bloccare la perdita di trasmissione per intervalli di frequenza ben determinati. Così come avviene per le tecniche di costruzione dei muri, l'uso di vetri di spessore variabile riduce la possibilità di vibrazioni indotte; anche altre finestre, per esempio quelle di osservazione della machine room, devono essere disegnate tenendo presenti tali considerazioni sull'isolamento. Le porte di accesso e di uscita dallo studio, dalla control room e dalle aree esterne, devono essere costruite usando un design a doppia porta per creare una bussola (fig. 3.14). Tale tecnica costruttiva è usata perché si ha un alto valore TL dell'aria tutte le volte che l'aria stessa sia racchiusa fra due barriere isolanti. Porte pesanti, piene, di solito danno un valore TL maggiore rispetto a porte più leggere e vuote all'interno. Indipendentemente dal tipo di porta utilizzato, si dovrebbe far uso del sigillante appropriato, in modo da ridurre la trasmissione sonora attorno ai bordi.

3.4.1.6 Stanze e cabine isolate Le stanze isolate e le cabine isolate, più piccole, sono aree sigillate dal punto di vista acustico, costruite all'interno dello studio e di facile accesso. Tali aree migliorano la separazione fra strumenti che producono alti volumi sonori e strumenti a volume inferiore, cantanti e così via; la loro costruzione dipende dalle dimensioni dello studio, dal design e dalle necessità acustiche (fig. 3.15). Le loro caratteristiche acustiche possono essere diverse rispetto a quelle dello studio principale, offrendo così un ambiente più vivo o più morto per adattarsi meglio alle caratteristiche acustiche degli strumenti. Le cabine e le stanze isolate possono essere pensate come aree totalmente separate e che possono essere raggiunte dallo studio, o possono essere collegate direttamente allo studio principale mediante pareti mobili o porte a vetri scorrevoli . Le parti mobili, note come flats o gobos, cioè pannelli acustici

CARATTERISTICHE ACUSTICHE E DESIGN DELLO STUDIO

73

studio principale porte a vetri scorrevoli a doppio pannello

Fig. 3.15

Esempio di stanza isolata.

eventualmente angolati, sono comunemente usati negli studi per avere delle barriere sonore mobili e facilmente posizionabili (fig. 3.16). Queste pareti divisorie di solito danno un isolamento molto basso, ma sono assai flessibili e possono adattarsi alle differenti necessità di isolamento che si possono presentare. Spesso un adeguato grado di isolamento può essere ottenuto creando con dei pannelli un 'area attorno al musicista o allo strumento e posizionando il microfono all'interno di questa area. Bisogna comunque ricordarsi della necessità dei musicisti di vedersi fra di loro, di vedere il produttore o il direttore. La musica ha quasi sempre la precedenza rispetto alle necessità tecniche del protocollo.

Fig. 3.16

Pannelli acustici divisori.

74

3.4.2

CAPITOLO 3

Bilanciamento tra le frequenze

Il secondo prerequisito per avere una stanza, con un design appropriato, è che le frequenze che compongono il segnale acustico mantengano i loro livelli relativi. In altre parole la stanza dovrebbe avere una risposta piatta sull'intero spettro audio, senza aggiungere una sua colorazione al suono. La maniera più comune di controllare il carattere tonale di un ambiente acustico è quello di usare materiali e tecniche di progettazione che regolano la modalità di assorbimento e di riflessione del suono all'interno della stanza.

3.4.2.1 Le riflessioni Uno dei fenomeni sonori più importanti è la riflessione su una superficie, che avviene con un angolo uguale in valore e opposto come direzione rispetto all'angolo di incidenza (fig. 3.17). Così come la luce viene riflessa da uno specchio o un qualunque numero di immagini può essere visto in una stanza con degli specchi sulle pareti, il suono si riflette sulle varie pareti della stanza in modi complessi; nondimeno le riflessioni possono essere controllate in maniera da enfatizzare o diminuire le caratteristiche sonore della stanza stessa. Nel capitolo 2 abbiamo visto che le riflessioni sonore possono essere controllate in modo da disperdere il suono all'esterno con un'ampia angolazione, (mediante l'uso di una superficie convessa), o possono focalizzare il suono stesso in un punto specifico (mediante l'uso di una superficie concava). Altri tipi di progetto possono riflettere il suono con angoli di riflessione uguali agli angoli di incidenza; per esempio, un angolo di 90° rifletterà il suono facendolo tornare indietro con la stessa direzione originale - fatto che giustifica l'uso di superfici trattanti, per diverse frequenze, direttamente sulla parete o a poca distanza dall'angolo o dall'intersezione angolo - pavimento. Comunque, se vogliamo dare un premio, ironicamente, per la riduzione dei costi a qualunque costo dobbiamo darlo agli studi con pareti opposte parallele. Tale situazione dà origine al fenomeno delle onde stazionarie. Queste si verificano appunto quando un suono si riflette su pareti parallele e compie nuovamente lo stesso percorso in direzione inversa, interferendo con le caratteristiche della risposta in ampiezza della stanza; attraversando quindi la stanza dà una sensazione di aumento o di diminuzione del livello del segnale sonoro percepito, e ciò è dovuto alla somma delle onde sonore (quando sono in fase) e alla loro sottrazione (quando sono sfasate). Le frequenze che danno onde stazionarie sono determinate dalla distanza fra superfici parallele e dalla lunghezza d'onda del segnale.

sono~(.

inciden~~ ( . ~

onda

Fig. 3.17

/

/. / \ /

0 )

onda sonora riflessa

Un suono viene riflesso da una superficie con un angolo pari a quello di incidenza, e con direzione opposta.

CARATTERISTICHE ACUSTICHE E DESIGN DELLO STUDIO

75

Ciò fà in modo che la risposta in frequenza della stanza sia discriminante, ed è possibile che produca dei picchi o dei vuoti accentuati (fino a e oltre 19 dB) nella curva di risposta in frequenza della fondamentale (o delle fondamentali) interessate e degli intervalli armonici (fig. 3.18). Tali condizioni non si verificano solo nel caso di pareti opposte e parallele, ma fra tutte le superfici, fra il pavimento ed il soffitto o fra due pannelli riflettenti . Muri non paralleli, comunque, non eliminano le onde stazionarie alle basse frequenze; una soluzione migliore è quella di usare delle bass traps (trappole acustiche), accordate alle frequenze di risonanza o alle dimensioni della stanza. I muri non paralleli prevengono il verificarsi di echi variabili nel tempo all'interno della stanza. Le frequenze alle quali si verificano le onde stazionarie dipendono dalle dimensioni della stanza stessa: altezza, profondità e lunghezza. La formula per calcolare la frequenza di risonanza fondamentale di una stanza che determina onde stazionarie è la seguente: 2

2

!=; ~(~) +(!) +(~) dove

2

f

è la frequenza di risonanza, in hertz L è la lunghezza della stanza, in piedi o in metri W è la larghezza della stanza, in piedi o in metri H è l'altezza della stanza, in piedi o in metri p, q e r sono i coefficienti interi della stanza (1, 2, 3 ... )

Quando si considera una sola dimensione si usa la seguente operazione:

f= N·565 D

dove

N D

è il coefficiente modale della stanza (1, 2, 3 ... ) è una delle dimensioni della stanza (L, W o H) in piedi o in metri

Le diverse dimensioni della stanza, ovviamente, determinano direttamente le frequenze delle onde stazionarie. Se due o tre delle dimensioni della stanza sono uguali, le frequenze modali o gli armonici superiori saranno enfatizzati, cosa che non si verificherà se le dimensioni della stanza non sono multiple fra di loro, e renderanno più uniformi le caratteristiche di risposta della stanza stessa. Il modo più efficace per evitare il formarsi di onde stazionarie è quello di costruire le pareti, i soffitti e i pannelli, tutti disassati fra loro. Per esempio, la figura 3.19 mostra i diversi modi delle onde stazionarie così come si verificano all'interno di due sale che hanno uguale superficie. La stanza rettangolare presenta onde stazionarie indesiderate uniformi, che si verificano lungo l'intera larghezza o lunghezza (e probabilmente anche il soffitto) della stanza, mentre nelle sale non rettangolari i modi sono stati frazionati e si presentano ad intervalli di frequenza irregolari e diffusi in modo non uniforme all'interno della stanza stessa. Se la sala è rettangolare, o se si vuole avere una dispersione maggiore delle onde sonore nello spazio, si possono posizionare dei diffusori sulle pareti e/o sui pannelli sul soffitto. I diffusori (fig. 3.20) sono pannelli sonori che rimandano le onde indietro con angoli diversi, più ampi di quelli di incidenza, e quindi i modi che si hanno internamente alla stanza sono stati interrotti e appaiono ora a intervalli spaziali irregolari. Inoltre l'uso combinato si pareti non parallele e di diffusori riduce la probabilità di avere unflutter

76

CAPITOL03

parete riflettente

parete riflettente

~

sorgente sonora L (ft)

1130 f1 = - 2L

565

(J.)

c ro

0'--

·o (/)c (/)o ~(/)

a.

L

--

distanza (ft)

--

(J.)

ero 0'-·-o Cile (/)o ~(/)

a.

f2

--

2~

distanza (ft)

f3

Q)

ero ·-o Cile (/)o

=

=

--

3~

0'-

~(/)

•·-·--

distanza (ft)

-

--

distanza (ft)

•

a.

(J.)

ero O'-

·-o Cile (/)o ~(/)

a.

Fig. 3.18

Pareti riflettenti e parallele portano ad avere un elevato numero di onde stazionarie indesiderate, che si verificano a differenti intervalli di frequenza (/1, h ..f1,J4 e così via).

echo, cioè un eco fluttuante nel tempo e attenua le caratteristiche di riverberazione della stanza facendo compiere al suono percorsi aggiuntivi e più complessi. L' eco variabile (detto anche slap) è una condizione che si verifica quando i pannelli sono distanziati abbastanza da far percepire all'ascoltatore molti echi separati. Spesso l'eco variabile conferisce alle stanze piccole una sonorità intubata, che influenza sia le caratteristiche sia la risposta in frequenza del suono. In una stanza più grande (nella quale il percorso degli eco può superare anche i 50 millisecondi), gli echi si verificano ad intervalli di tempo tali che le riflessioni discrete interferiscono effettivamente sulla intelligibilità del suono diretto, provocando un guazzabuglio di rumori.

77

CARATTERISTICHE ACUSTICHE E DESIGN DELLO STUDIO

f= 31 ,6 Hz f= 34,3 Hz

! l

Il

- 100

o

100

- 100

a) f= 85,5 Hz 100

f = 81,1 Hz

b) 100

-100

f= 95,3 Hz f= 98,0 Hz -100.----

-

-

0.

- - -----,

.

o

c) Fig. 3.19

Comparazione dei due campi sonori che si verificano all'interno di due stanze, una rettangolare e l'altra non rettangolare, ma con uguale superficie interna. a) Il modo l, O, O della stanza rettangolare (a 34,3 Hz) paragonato con quello della stanza non rettangolare (a 31,6 Hz). b)Il modo 3, l, O della stanza rettangolare (a 81,1 Hz) comparato con quello della stanza non rettangolare (a 85,5 Hz). c) Il modo 4, O, O della stanza rettangolare (a 98Hz) comparato con quello della stanza non rettangolare (a 95.3 Hz).

78

CAPITOL03

-100

f=103,9 Hz

f=102,9Hz -100'

111111 1111 li l l

l lllllllllllillll l

l llllllllllilil

111111

Ili l l

d) Fig. 3.19

ilillli

Comparazione dei due campi sonori che si verificano ali' interno di due stanze, una rettangolare e l'al tra non rettangolare, ma con uguale superficie interna. d) Il modo O, 3, O (a l 02,9 Hz) comparato con quello della stanza non rettangolare (a 103,9 Hz).

3.4.2.2 Simmetrie nel design dello studio e della contro/ room Anche se molti prestigiosi progettisti di studi e di control room hanno lavorato duro per ottenere un ambiente acustico standardizzato e di successo, la maggior parte dei progetti

~/h~

Hìiii1 ,::rn::l Fig. 3.20

c:>,

o

1-~.z~i 1·+~~.t~.l

Diversi metodi utilizzati per ottenere la diffusione.

~

CARATTERISTICHE ACUSTICHE E DESIGN DELLO STUDIO

Fig. 3.21

79

Riflessioni laterali asimmetriche causano una percezione sbilanciata nella posizione del fonico. (Fonte: Acoustical Physics Laboratories)

degli studi e delle control room ha tante forme diverse ed esprime tante filosofie costruttive quanti sono i proprietari di studi di registrazione. Vi sono alcune regole basilari di fisica acustica che debbono essere seguite in modo da creare un ambiente di lavoro appropriato. Fra queste, una linea guida, che è persino più importante del controllo della risposta in ampiezza, è la necessità di riflessioni simmetriche per tutti gli assi all'interno della stanza. Nel caso in cui alcune delle pareti principali della control room (specialmente quelle vicino alla consolle) siano asimmetriche, il suono percepito da un orecchio del fonico ha una certa combinazione di suono diretto e di suono riverberato, mentre l'altro orecchio riceve un suono con un bilanciamento diverso. Tali condizioni modificano le caratteristiche dell' immagine del centro del suono, in modo che quando un suono è effettivamente indirizzato fra i due monitor, esso appare fuori centro. Per evitare questo problema, bisogna verificare con cura che le pareti laterali ed il soffitto siano simmetrici gli uni rispetto agli altri. La parete laterale concava (fig. 3.22), è un esempio della tecnica di costruzione simmetrica che riduce l'ammontare di quelle riflessioni acustiche che potrebbero interferire, nella posizione dell'ascoltatore, con l'energia acustica diretta. Anche le riflessioni provenienti da grandi soffitti possono interferire con il percorso diretto del segnale acustico. La fig. 3.23 mostra le riflessioni che ritornano all'ascoltatore da un soffitto di livello costante, mentre il design di un soffitto concavo (fig. 3.24 ). ci mostra la riduzione di tali riflessioni indesiderate.

80

Fig. 3.22

CAPITOLO 3

Pareti concave simmetricamente danno un bilanciamento acustico appropriato. (Fonte: Acoustical Physics Laboratories)

3.4.2.3 L'assorbimento Un altro metodo, usato per modificare il campo sonoro all'interno di un ambiente acustico, si avvale dell'uso di materiali da applicare sulle superfici e di design adatti ad assorbire i suoni non desiderati - sia per l'intera banda dell ' udibile sia per particolari frequenze. L'assorbimento di energia acustica è in effetti l'inverso della riflessione (fig. 3.25). Tutte le volte che un suono raggiunge un materiale, l'ammontare di energia assorbita (spesso sotto forma fisica di dissipazione di calore), rispetto a quella riflessa, può essere espresso come un semplice rapporto, noto come coefficiente di assorbimento. Per un dato materiale il coefficiente di assorbimento è dato da fa

a=lr

CARATTERISTICHE ACUSTICHE E DESIGN DELLO STUDIO

Fig. 3.23

81

Le riflessioni provocate dal soffitto generano interferenze acustiche nella posizione del fonico. (Fonte: Acoustical Physics Laboratories)

dove la è il livello sonoro (dB) che viene assorbito dalla superficie Ir è il livello sonoro (dB) che viene riflesso dalla superficie Il fattore (1-a) rappresenta il suono riflesso. Quindi il coefficiente a è un valore decimale (in percentuale) compreso fra O e l. Nella tabella 3.2 viene fornito un elenco esplicativo di questi coefficienti.

Fig. 3.24

Un soffitto concavo riduce le riflessioni indesiderate. (Fonte: Acoustical Physics Laboratories)

82

CAPITOLO 3

son~ra

onda incidente

/ / /

/o~:a

sonora riflessa

/

/

Fig. 3.25

L'assorbimento si verifica quando soltanto una parte dell'energia acustica incidente è riflessa dalla superficie.

Tab. 3.2

Coefficienti di assorbimento per diversi materiali

Materiali Mattoni non smaltati Tappeti pesanti su cemento Tappeti con fondo in lattice su l ,2 kg di gommapiuma Cemento a grana grossa Feltro leggero (300 gfm2 a contatto con la parete) Cemento o terrazzo Legno Vetro, di grande spessore Vetro, finestra normale Rivestimento in gesso fissato su perni 2 x 4 su centri di 40 cm Intonaco, gesso o calce (finito su mattoni o mattonelle) Compensato 3/8" Aria, Sabins/1000 Pubblico su sedie rivestite Banchi di legno Sedie, di metallo o di legno, non occupate

125Hz 250Hz 500 HzlOOO Hz 2000 Hz4000 Hz 0,03 0,02

0,03 0,06

0,03 0,14

0,04 0,37

0,05 0,60

0,07 0,65

0,08 0,36 0,03

0,27 0,44 0,04

0,39 0,31 0,11

0,34 0,29 O, 17

0,48 0,39 0,24

0,63 0,25 0,35

0,01 0,15 0,18 0,35

0,01 0,11 0,06 0,25

0,015 0,10 0,04 0,18

0,02 0,07 0,03 0,12

0,02 0,06 0,02 0,07

0,02 0,07 0,02 0,04

0,29

0,10

0,05

0,04

0,07

0,09

0,013 0,28

0,015 0,22

0,02 0,17

0,03 0,09

0,44 0,57

0,54 0,61

0,60 0,75

0,62 0,86

0,04 0,10 2,3 0,58 0,91

0,05 0,11 7,2 0,50 0,86

0,15

0,19

0,22

0,39

0,38

0,30

Quando si dice che un materiale ha coefficiente di assorbimento pari a 0,25, significa in effetti che tale materiale assorbe il 25% dell'energia acustica incidente, mentre riflette il 75% dell'energia sonora complessiva a tale frequenza. Se si vuole determinare l'assorbimento c:omplessivo che si ottiene all'interno di una stanza, è necessario calcolare il coefficiente di assorbimento medio per l'insieme di tutte le superfici considerate. Il coefficiente di assorbimento medio a (detto a ave) di una stanza o di una superficie può essere espresso nel modo seguente

CARATTERISTICHE ACUSTICHE E DESIGN DELLO STUDIO

Fig. 3.26

83

Project studio sulle cui pareti sono fissati pannelli AlphaSorb, nella contro! room, e gommapiuma a sezione piramidale AlphaSorb nella sala di ripresa. (Fonte: Acoustical Solutions, lnc.)

dove

s1,2 ....n sono le singole superfici a 1, 2•...n sono i coefficienti di assorbimento delle singole superfici S è la superficie complessiva espressa in piedi quadrati

(Nota bene: questi coefficienti sono stati ottenuti da misurazioni effettuate nei laboratori della Acoustical Materials Associations. I coefficienti relativi ad altri materiali si possono trovare sul Bulletin XXII dell' Associations.)

3.4.2.4 Assorbimento alle alte frequenze L'assorbimento alle alte frequenze è ottenuto tramite materiale poroso denso, come ad esempio la stoffa, la fibra di vetro o i tappeti. Tali materiali hanno di solito alti coefficienti di assorbimento per frequenze molto elevate, permettendo perciò di controllare le riflessioni all'interno della stanza in relazione alle frequenze. Sono disponibili pannelli trattanti di gomma con un design speciale e possono essere fissati agevolmente sulle pareti di uno studio di registrazione o di produzione o di una contro} room, in modo da correggere le molteplici riflessioni della stanza o in modo da smorzare le riflessioni alle alte frequenze (fig. 3.26).

3.4.2.5 Assorbimento alle basse frequenze Come si è visto nella tabella 3.2, i materiali che hanno una certa capacità di assorbimento alle alte frequenze spesso non offrono che una piccola resistenza per quanto riguarda la parte inferiore dello spettro audio, o viceversa. Ciò è dovuto al fatto che le basse frequenze possono essere smorzate da materiali elastici, vale a dire che l'energia delle basse frequenze stesse è assorbita tramite la capacità del materiale di piegarsi o di flettersi

84

Fig. 3.27

CAPITOLO 3

Assorbimento delle basse frequenze.

all'impatto con un'onda sonora (fig. 3.27). Altre tecniche di design possono essere usate per attenuare l'energia crescente di basse frequenze specifiche e dei loro multipli all'interno di una stanza. Questi dispositivi per l'attenuazione delle basse frequenze, noti come hass traps, cioè trappole sonore, sono disponibili sotto forme diverse. Questa sezione discute quattro tipi di bass traps: quella a cancellazione di fase, cioè che usa la legge del qumto di onda, la trappola a zona di pressione, la trappola funzionale e i risuonatori di Helmoltz.

3.4.2.6 Trappole a cancellazione di fase La hass trap a cancellazione di fase, (fig. 3.28), è una cavità profonda un quarto della lunghezza d'onda della frequenza fondamentale incidente e spesso è ricavata direttamente in un muro (generalmente quello posteriore), nel soffitto, o nella struttura del pavimento (coperto da una grata metallica per permettere di camminarci sopra). Le leggi fisiche che regolano l'assorbimento di una data frequenza (e di molti degli armonici che ne derivano) si basano sul fatto che, nella parte posteriore della trappola, i componenti di pressione sonora di un'onda saranno alloro livello massimo, mentre i componenti di velocità dell'onda (cioè la parte riguardante l'energia cinetica del movimento molecolare atmosferico) saranno alloro valore minimo. All'ingresso della bass trap (che è distante un quarto della lunghezza d'onda del suono che si vuole attenuare dalla superficie posteriore), la pressione acustica globale è al suo minimo, mentre i componenti in velocità sono alloro massimo. Dato che il movimento molecolare dell'onda ha il suo valore più alto in questo punto, la maggior parte del segnale può essere assorbita mettendo del materiale assorbente all'ingresso della bass trap. Si può anche posizionare un rivestimento in fibra di vetro a bassa densità all'interno della trappola per aumentare l'assorbimento (specialmente su intervalli armonici della fondamentale data).

3.4.2. 7 Trappole a zona di pressione Le bass trap a zona di pressione (fig. 3.29) si basano sul principio fisico del raddoppio della pressione sonora (+3 dB) nel punto in cui si trovano delle superfici (per esempio i muri o i soffitti). Mediante un certo numero di pannelli in fibra di vetro di media den-

CARATTERISTICHE ACUSTICHE E DESIGN DELLO STUDIO

85

parete

/

a)

materiale assorbente

velocità delle particelle ':: _,,-- -

/0,5

/

0,025 lunghezza d'onda

pressione

b)

Fig. 3.28

Trappola, per le basse frequenze, a quarti di lunghezza d'onda. a) Struttura. b)Cancellazione di un'onda sonora con lunghezza uguale a un quarto della profondità della trappola.

sità, (noti come 703), appoggiati direttamente e rigidamente sulla superficie, si può assorbire parzialmente la pressione sonora che viene a crearsi. Inoltre si possono mettere, leggermente staccati rispetto alla superficie in fibra di vetro, dei listelli di legno o di altre strutture riflettenti e non risonanti, in modo da riflettere le alte e le medie frequenze verso la stanza. Bisogna fare molta attenzione a non posizionare i listelli rasenti al materiale assorbente, dato che ciò eliminerebbe la capacità della trappola di cancellare le basse frequenze.

3.4.2.8 Trappole funzionali Inventate negli anni '50 da Hany F. Olson (direttore dei laboratori della RCA) e attualmente costruite dalla Acoustic Science Corporation, sotto il nome commerciale di tube trap, anche le bass trap funzionali usano un pannello in fibra di vetro di media densità. Tale pannello solitamente assume la struttura di un tubo o di un mezzo tubo, montato su un supporto rigido in modo da ridurre le vibrazioni strutturali.

86

CAPITOL03

vista dall'alto

=

ml!.nmrmmtmmlfi·M·-t.1~ilt:t.tttmu

== vista di lato

Fig. 3.29

2S

==::;:!=

alte frequenze

Trappola a zona di pressione, per basse frequenze.

Posizionando questi pannelli negli angoli e ai lati della stanza, si può assorbire la maggior parte dell'aumento indesiderato delle basse frequenze. Mettendo una membrana riflettente sulla parte della trappola rivolta verso la stanza, le frequenze al di sopra di 400 Hz possono essere disperse nell'ambiente. La fig. 3.31 mostra uno studio in cui sono state installate delle tube traps nel design acustico.

3.4.2.9 I risuonatori di Helmholtz Un altro tipo di assorbitori è costituito dai risuonatori di Helmholtz, ad assicelle. Come abbiamo già visto, l'assorbimento deriva dalla dissipazione dell'energia sonora sotto forma di calore, dovuta a perdite per attrito. Il design dei risuonatori di Helmholtz si basa su assicelle distanziate fissate sulla parete o sul soffitto per creare una cavità d'aria,

superficie riflettente

-

/

Fig. 3.30

Bass trap funzionale.

CARATIERISTICHE ACUSTICHE E DESIGN DELLO STUDIO

Fig. 3.31

87

Studio in cui sono installate diverse Tube Traps. (Fonte: Acoustic Sciences Corporation and Recording Arts)

con profondità e massa ben definite. Dato che questa massa d'aria (alla frequenza calcolata) reagisce con la elasticità dell' aria presente nella cavità, si verifica una risonanza che assorbe efficacemente la frequenza voluta, secondo la seguente equazione

fo dove

=

2160

r

(d·D)+(w+r)

fa è la frequenza di risonanza, in hertz r è la distanza fra le assicelle, in pollici w è la larghezza de li' assicella, in pollici D è la profondità dello spazio d'aria, in pollici d è la profondità effettiva della scanalatura fra le assicelle, in pollici (che è approssimativamente 1,2 volte lo spessore dell'assicella)

Si può anche studiare un risuonatore di Helmholtz a profondità variabile che, oltre ad una singola frequenza, possa assorbire effettivamente un certo numero di frequenze variando la profondità della cavità, le dimensioni delle assicelle e la loro distanza relativa (fig. 3.32).

3.4.3

~

t

l

l

La riverberazione

Un altro criterio da tenere presente nella progettazione dello studio è la necessità che la sala abbia un ambiente acustico piacevole che non pregiudichi l'intelligibilità dei suoni, tenendo conto anche della necessità di avere una buona separazione acustica fra gli strumenti, quando li si registra su multitraccia. Ciascuno di questi fattori è governato da un attento controllo e dalla regolazione delle costanti di riverberazione su tutto lo spettro delle frequenze all'interno dell'ambiente dello studio. La riverberazione (o riverbero) è la persistenza di un segnale, sotto forma di onde sonore riflesse all'interno di un ambiente acustico, una volta che il suono originario sia cessato. L'effetto di questi echi multipli casuali e ravvicinati fornisce informazioni percezionali sulla dimensione, sulla densità e

88

CAPITOL03

assorbimento alle basse frequenze

vista laterale

Fig. 3.32

Un risuonatore di Helmholtz ad assicelle, con e senza la possibilità di variare la profondità, in modo da migliorare la curva di assorbimento.

la natura dell'ambiente. Il riverbero contribuisce anche al calore percepito e alla profondità del suono registrato e ha un ruolo importante nell'enfatizzazione della nostra percezione della musica. Lo stesso segnale riverberato può essere suddiviso in tre componenti (fig. 3.33 e 3.34): segnale diretto, prime riflessioni e riverberazione. Il segnale diretto è identificabile con il punto in cui l'onda sonora originale è ricevuta dall'ascoltatore. Le prime riflessioni sono quelle proiettate verso l'ascoltatore dalle superfici interne principali in un dato ambiente, e solitamente danno alJ 'ascoltatore informazioni subconsce circa la dimensione dell'ambiente stesso. L'ultima parte delle riflessioni del segnale è quella che forma le effettive caratteristiche della riverberazione. Questi segnali possono essere suddivisi nelle molte riflessioni casuali che viaggiano da parete a parete in una stanza.

segnale diretto - - prime riflessioni - - segnali riverberati multipli lw'"":·h' J

Fig. 3.33

Le tre componenti della riverberazione.

CARATTERISTICHE ACUSTICHE E DESIGN DELLO STUDIO

89

*

\

" suono diretto

Fig. 3.34

prime riflessioni

riverberazione

Comportamento semplificato delle componenti della riverberazione, all'interno di uno spazio acustico.

Tali riflessioni sono così ravvicinate che il cervello umano non riesce a percepirle singolarmente; prese nel loro complesso, esse sono percepite come un unico segnale che si affievolisce. Tecnicamente, la riverberazione è calcolata come il tempo impiegato da un suono per ridursi fino ad un milionesimo della sua intensità iniziale, ovverosia una riduzione di 60 dB, come è precisato nella seguente formula: RT. _ V ·0, 049 6oAS

dove

RT è il tempo di riverberazione, in secondi V è il volume dell'ambiente, in piedi cubi A è il coefficiente di assorbimento medio dell'ambiente S è la superficie totale, in piedi quadrati

Come si deduce da questa equazione, il tempo di riverberazione dipende da due fattori principali: il volume d'aria e il coefficiente di assorbimento delle superfici dello studio. Un ambiente grande con un coefficiente di assorbimento relativamente basso, per esempio una sala da concerto, presenta un tempo di decadimento, RT60, relativamente lungo; al contrario uno studio di registrazione di piccole dimensioni, con pareti acusticamente molto assorbenti, presenta un RT60 brevissimo. L'RT60 va calcolato, per un determinato ambiente, a seconda del genere musicale e dell'utilizzo della stanza. La fig. 3.35 mostra una linea guida generale per quanto riguarda i tempi di riverbero per diversi utilizzi della stanza e per differenti generi musicali.

90

CAPITOL03

CD

c

o .N ~

CD

.o .....

CD > ·;::

- -·

100

200

500

1000

volume d'aria (ft 3 )

Fig. 3.35

Tempi di riverberazione di diversi studi di produzione, calcolati per la frequenza di 512Hz.

I tempi di ri verberazione possono variare da 0,25 secondi in un piccolo studio di registrazione con caratteristiche assorbenti, fino a l ,6 secondi nel caso di studi più ampi, in grado di ospitare un'orchestra. In alcuni progetti, l'RT60 di una stanza può essere regolato in modo che si adatti all'utilizzo voluto mediante pannelli o finestre mobili (fig. 3.36), oppure mettendo alcune tende nella stanza. In altri design si hanno parti dell'ambiente dello studio con diverse caratteristiche di riverberazione; una parte dello studio (o le camere isolate e separate) può essere abbastanza morta, cioè relativamente non riflettente, mentre un'altra parte può essere più viva. La parte più viva, cioè la più riflettente, è spesso usata per dare una sonorità più presente ad alcuni strumenti, come per esempio i violini, il cui timbro è molto influenzato dalla riflessione e dalla riverberazione della stanza. La registrazione di alcuni strumenti, comprese batterie e percussioni, può trarre un gran beneficio da un ambiente acusticamente vivo. L'isolamento fra diversi strumenti e canali microfonici è estremamente importante all'interno dello studio. Se non si controlla la dispersione, l'efficacia acustica della stanza subisce drastiche limitazioni in molti utilizzi. I design degli studi degli anni '60 e '70 videro l'affermarsi della concezione sound sucker, in cui il coefficiente di assorbimento di molte stanze era spinto fino al limite di condizioni anecoiche. Con l'avvento dei generi musicali degli anni '80 e di una rivalutazione delle caratteristiche riflettenti delle stanze, i nuovi studi di registrazione

Fig" 3.36

Esempio di pannelli posti su cardini, regolabili in modo da variare le caratteristiche acustiche della stanza.

CARATTERISTICHE ACUSTICHE E DESIGN DELLO STUDIO

91

hanno dimensioni maggiori, favorendo così la riflessione del suono, con un conseguente aumento dell'RT60. Ciò ha ridato ai consumatori quelle produzioni musicali di grande impatto e più simili alla musica dal vivo tipiche dei primi decenni, quando gli studi di produzione avevano strutture acustiche più grandi e più vive.

3.4.3.1 Camere di riverberazione Prima di chiudere questo capitolo bisogna parlare di un'altra concezione progettuale del lo studio che è stata usata moltissimo in passato (prima dell'invenzione dell'effettistica artificiale), per ricreare la riverberazione di una stanza: la camera di riverberazione è una stanza isolata (fig. 3.37) con pareti altamente riflettenti, nella quale vengono posizionati un microfono e un altoparlante. All'altoparlante viene inviato il segnale che deve essere riverberato ed il microfono riprende una combinazione del suono dell'altoparlante stesso e delle riflessioni delle pareti, del soffitto e del pavimento. Usando uno o più microfoni direzionali posizionati lontano dagli altoparlanti, la ripresa del suono diretto può essere ridotta al minimo, e si possono usare anche dei pannelli mobili per variare il tempo di decadimento della stanza. Se appropriatamente disegnate, le camere di riverberazione presentano una qualità sonora molto naturale; lo svantaggio è che esse occupano un certo spazio (di solito 18' x 15' x 12') e devono essere isolate perfettamente dai suoni esterni. Si possono usare camere più piccole, ma in questo caso viene penalizzata la risposta alle basse frequenze. Le dimensioni e i costi rendono spesso impossibile costruire una nuova camera di riverberazione, specialmente se si vuole riprodurre la qualità ed il valore dei riverberi elettronici attualmente disponibili. Comunque, tutto ciò non dovrebbe scoraggiarci dallo sperimentare diversi posizionamenti microfonici - nello studio, nelle camere isolate ed in qualsiasi altro ambiente, anche nel proprio studio o in casa- per realizzare effettivamente una camera di riverberazione temporanea che possa aggiungere particolari caratteristiche sonore alle nostre produzioni (fig. 3.38).

Fig. 3.37

Disposizione di base del progetto Les Pau!, per le prestigiose camere di riverberazione della Capito! Rccords. Los Angeles.

92

CAPITOL03

microfono stereofonico

Fig. 3.38

Esempio di come una stanza o lo spazio interno di uno studio possano essere utilizzati come camere di riverberazione temporanee.

t

i 4

I microfoni: caratteristiche e funzionamento

l 4.1

La ripresa microfonica: introduzione

Il microfono è spesso il primo dispositivo che si incontra nella catena di registrazione; esso è un trasduttore che trasforma l'energia da una certa forma (onde sonore) in energia di forma diversa (segnale elettrico). La qualità della ripresa microfonica dipende da molte variabili esterne, per esempio la collocazione dei microfoni e l'ambiente acustico e anche da variabili interne, vale a dire il tipo di progettazione. Questi elementi interdipendenti contribuiscono alla qualità della ripresa complessiva del microfono. Allo scopo di soddisfare le necessità di un gran numero di applicazioni e di gusti personali, si ha una notevole varietà di microfoni per l'uso professionale. Dato che le particolari caratteristiche di ciascuno di essi si adattano meglio a un uso specifico, l'utilizzatore può ottenere la migliore ripresa di una sorgente acustica combinando attentamente la scelta del microfono e il suo utilizzo. Quando si sceglie il posizionamento microfonico più adatto, si devono tenere presenti le due raccomandazioni elencate qui di seguito: • Non ci sono regole, solamente linee guida. Anche se tali linee guida possono aiutare ad ottenere una buona ripresa, non bisogna dimenticarsi di sperimentare altre soluzioni, che potrebbero adattarsi maggiormente al proprio gusto personale. • La qualità del segnale audio, ripreso e registrato, non risulterà migliore rispetto alla qualità data dal dispositivo meno valido che si trova nel percorso di registrazione del segnale stesso.

4.2

Il design dei microfoni

Un microfono può convertire l'energia acustica in tensioni elettriche corrispondenti in svariati modi; comunque, i due tipi di trasduttori più usati attualmente in registrazione sono quelli dinamici e quelli a condensatore.

94

CAPITOL04

4.2.1.1 Il microfono dinamico In teoria, il sistema di ripresa dinamico opera mediante induzione elettromagnetica per generare un segnale di uscita. Quando un elemento metallico, elettricamente conduttore, è posizionato in modo da incrociare perpendicolarmente le linee di flusso di un campo magnetico, all'interno del metallo stesso si genera una corrente di ampiezza e direzione date. I microfoni dinamici sono di due tipi: a bobina mobile e a nastro e sono descritti più dettagliatamente nei paragrafi che seguono.

4.2.1.2 Il microfono a bobina mobile È raffigurato nella fig. 4.1 e di solito è composto da un diaframma di mylar di circa 0.35 millimetri di spessore. A questo è collegato un avvolgimento ben realizzato di filo, detto bobina mobile, sospeso con molta precisione all'interno di un campo magnetico di alta intensità. Quando un'onda sonora raggiunge un lato di questo diaframma (A), la vicina bobina (B) è mossa in maniera direttamente proporzionale all'ampiezza e alla frequenza dell'onda, facendo sì che la bobina stessa attraversi il percorso delle linee del flusso magnetico generato da un magnete permanente (C). In questo modo, ai capi della bobina si genera un segnale elettrico analogo (di ampiezza e direzione specifiche).

4.2.1.3 Il microfono a nastro Il microfono a nastro (fig. 4.2), similmente a quello a bobina mobile, si basa sul principio dell'induzione elettromagnetica. In questo caso tuttavia si usa un diaframma composto da un nastro di alluminio molto sottile (2 micron). Spesso questo diaframma presenta delle ondulazioni trasversali (lungo la sua lunghezza), ed è sospeso all'interno di un campo con flusso magnetico molto forte. Quando le variazioni di pressione sonora, secondo la velocità delle particelle dell'aria, fanno muovere il diaframma metallico, il nastro si muove perpendicolarmente rispetto alle linee di flusso del campo magnetico. Ciò induce nel nastro una corrente di intensità ed ampiezza proporzionale all'onda sonora. A causa della lunghezza ridotta del diaframma a nastro (se paragonato alla bobina mobile), la sua resistenza elettrica è dell'ordine di 0,2 Q. L'impedenza considerata è troppo bassa per essere connessa direttamente ad un preamplificatore microfonico, e quindi si deve usare un trasformatore elevatore per portare l'impedenza stessa ad un valore accettabile, compreso tra 150 e 600 Q. B

terminali di uscita

A

Fig. 4.1

Microfono a bobina mobile.

I MICROFONI: CARATIERISTICHE E FUNZIONAMENTO

vista frontale

95

vista laterale

Q)

a; c

O> ctl

E

Fig. 4.2

Dettaglio di un microfono a nastro (sezione).

4.2.1.4 Recenti sviluppi nella tecnologia del microfono a nastro Negli ultimi trent'anni, alcuni costruttori di microfoni hanno fatto grandi passi avanti nella miniaturizzazione e nel miglioramento delle caratteristiche funzionali dei microfoni a nastro. Per esempio la Beyerdynamic ha progettato i modelli M260 e M160; nel caso del M260, Beyer usa un magnete a terre rare per formare una struttura magnetica abbastanza piccola da poter stare in una griglia sferica di 2" di diametro- molto più piccola dei tradizionali microfoni a nastro, per esempio i tipi RCA 44 o 77. Il nastro, che è ondulato nel senso della lunghezza per conferirgli maggior resistenza e più flessibilità alle estremità, ha spessore di circa 3 micron, larghezza 0,08", lunghezza 0,85" e pesa solamente 0,000011 once. Un tubo di plastica è fissato sopra il nastro e contiene unfiltro antipop. Due filtri addizionali e la griglia sferica riducono di molto il rischio che il nastro venga danneggiato dal vento, rendendolo adatto per le riprese in esterni e ad essere tenuto in mano. Un altro sviluppo recente nella tecnologia dei microfoni a nastro è il microfono a nastro stampato. In teoria, il nastro stampato opera nello stesso identico modo del nastro tradizionale. Il diaframma è fatto di una sottile pellicola di poliestere sulla quale viene stampato un nastro di alluminio a forma di spirale. La struttura magnetica è data da due magneti ad anello in fronte e due dietro al diaframma stesso; ciò provoca una cascata di flusso magnetico, che, attraversato dal nastro, induce in esso una determinata corrente elettrica.

4.2.1.5 ·11 microfono a condensatore Questo microfono (fig. 4.3 e 4.4) si basa su un principio elettrostatico piuttosto che elettromagnetico, come succede invece nel caso dei microfoni dinamici e di quelli a nastro. La testa o capsula del microfono a condensatore consiste di due lamine molto sottili, una fissa ed una mobile, dette armature. Queste due lamine formano un capacitore (in origine chiamato condensatore, da cui il nome di microfono a condensatore). Un capacitore è un dispositivo elettrico in grado di immagazzinare una carica elettrica; l'ammontare della carica che un capacitore può immagazzinare è dato dal valore della sua capacità e dalla tensione applicata, secondo la

96

CAPITOLO 4

Fig. 4.3

Microfono a condensatore Neumann U-67. (Fonte: Neumann USA)

seguente equazione Q=CV

Q è la carica, in coulomb C è la capacità, in farad V è la tensione, in volt La capacità della capsula è determinata dalla superficie delle due lamine, dal dielettrico, cioè la sostanza presente fra le lamine (che è aria), e dalla distanza fra le lamine stesse (che varia a seconda della pressione sonora). Perciò, le lamine della capsula di un microfono a condensatore formano un capacitore sensibile alle variazioni di pressione sonora (fig. 4.5). Nel design più usato dai costruttori, le lamine sono collegate ai poli di un alimentatodove

l MICROFONI: CARATTERISTICHE E FUNZIONAM ENTO

Fig. 4.4

97

Particolare interno del microfono a condensatore Neumann U-67. (Fonte: Neumann USA)

re in continua, che fornisce una tensione di polarizzazione per il capacitore (fig. 4.6). Gli elettroni sono portati via dalla lamina connessa con il polo positivo dell'alimentatore e attraversano un resistere di grande valore fino alla lamina connessa con il polo negativo dell'alimentatore. Tale processo continua fino a che la carica presente nella capsula (cioè la differenza fra il numero di elettroni presenti sulla lamina caricata positivamente e quelli presenti sulla lamina caricata negativamente) sia uguale alla capacità della capsula per la tensione di polarizzazione. Quando si raggiunge questo equilibrio non scorre più una corrente apprezzabile attraverso il resistere. Se il microfono è raggiunto da un'onda di pressione sonora, la capacità della capsula varia. Se la distanza fra le lamine diminuisce, aumenta la capacità; viceversa se la distanza aumenta, diminuisce la capacità. Secondo la precedente equazione, Q, C e V sono interrelati fra di loro; quindi

98

CAPITOL04

Q

Q

Q

+

+

+

~

~

' '

. ''' ~

'

E C aumenta V diminuisce

C diminuisce V aumenta

Fig. 4.5

Relazioni fra uscita e potenziale, derivate da variazioni di capacità.

se la carica Q è costante e la pressione sonora fa variare la capacità del diaframma C, la tensione V cambierà in maniera proporzionale. Insieme con la capacità delle lamine, un resistere di alto valore dà una costante di tempo del circuito maggiore del ciclo di qualsiasi frequenza audio. (La costante di tempo di un circuito è proporzionale al tempo necessario al circuito stesso per caricarsi o scaricarsi.) Dato che il resistere previene variazioni della carica del condensatore che siano causate dai rapidi cambiamenti in capacità dovuti alla pressione sonora applicata, la tensione presente nel capacitore varia in base alla formula V= Q/C. Il resistere e il capacitore sono in serie con l'alimentazione, così che la somma delle rispettive tensioni eguaglia quella di alimentazione. Quando varia la tensione ai capi del capacitore, cambia in maniera eguale la tensione ai capi del resistere - ma con segno opposto. La tensione ai capi del resistere diventa quindi il segnale in uscita. Dato che il segnale al di fuori del diaframma ha un'impedenza molto alta, il capacitore è alimentato mediante un amplificatore a conversione di impedenza, posizionato nella circuiteria il più vicino possible al diaframma (spesso 2" o meno). Tale amplificatore è messo all'interno del corpo del microfono in modo da prevenire i ronzii, la ripresa di rumori e la perdita di livello del segnale che altrimenti si verificherebbero. Questo è un altro dei motivi per cui un microfono a condensatore necessita di un'a-

Il + v Fig. 4.6

I

L'lV

uscita

Quando l'onda sonora incidente fa diminuire di !ld la distanza d interna al condensatore, la capacità aumenta di un valore pari a !t..C e, per converso, la tensione sulle lamine diminuisce di un valore pari a !l V.

I MICROFONI: CARATTERISTICHE E FUNZIONAMENTO

Fig. 4.7

99

Microfono AKG C 12VR, val volare. (Fonte: AKG Acoustics, lne.)

limentazione per funzionare. Anche se la maggior parte dei microfoni attualmente in uso ha un FET (transistor ad effetto di campo) per diminuire l'impedenza della capsula, alcuni design più vecchi e di grande fama (e i nuovi rifacimenti di tali modelli) usano delle valvole a gas rarefatto messe all'interno della capsula (fig. 4.7). Questi microfoni di soli-

100

CAPITOL04

to sono molto apprezzati dagli studi o dai collezionisti per il loro suono valvolare; generalmente danno una piacevole colorazione tonale, risultante dal design stesso (spesso hanno un'intelaiatura più ampia e una chiusura a griglia a rete) e dalla distorsione degli armonici pari, oltre ad altre caratteristiche che si incontrano quando si usano le valvole.

4.2.1.6 Il microfono a condensatore a elettrete Questo tipo di microfono opera in maniera simile a quelli a condensatore polarizzati dall' esterno, a parte il fatto che la carica polarizzante è immagazzinata permanentemente all'interno del diaframma o della lamina fissa. Data la presenza di questa carica elettrostatica, non è necessaria un'alimentazione esterna per caricare il diaframma. L'alta impedenza in uscita della capsula richiede però un amplificatore a impedenza variabile, e quindi deve essere presente una alimentazione interna, o phantom.

4.3

Caratteristiche microfoniche

Per soddisfare le molteplici esigenze incontrate nella registrazione in studio e in altri ambienti, i microfoni spesso differiscono nelle loro caratteristiche fisiche ed elettriche globali. Le seguenti nozioni mettono in evidenza queste caratteristiche in modo da aiutare l'utilizzatore a scegliere il microfono migliore per un certo uso.

4.3.1

La risposta direzionale

La risposta direzionale di un microfono si riferisce alla sua variazione in sensibilità (cioè livello di uscita) per diversi angoli di incidenza del suono rispetto all'asse centrale (frontale) del microfono stesso (fig. 4.8). Tale grafico, noto come diagramma polare o risposta polare del microfono, è usato per definire graficamente la sensibilità del microfono rispetto alla direzione di provenienza e alla frequenza di un suono, su 360°. La direzionalità di un microfono può essere classificata in due tipi fondamentali: • la risposta polare omnidirezionale • la risposta polare direzionale. Il microfono omnidirezionale (fig. 4.9) è un dispositivo sensibile alla pressione; il

in asse

Fig. 4.8

Assi direzionali di un microfono.

l MICROFONI: CARATTERISTICHE E FUNZIONAMENTO

Fig. 4.9

101

Diagramma polare tipico di un microfono omnidirezionale.

suo diaframma reagisce in maniera eguale a tutte le variazioni di pressione sulla sua superficie, senza operare discriminazioni basate sulla posizione della sorgente. Il tipo di ripresa che mostra caratteristiche direzionali è detta a gradiente di pressione; ciò significa che il sistema è sensibile alle differenze di pressione fra le due facce del diaframma. Un microfono a gradiente di pressione assoluto ha un digramma polare bidirezionale, detto a coseno o figura a otto (fig. 4.1 0). La maggior parte dei microfoni a nastro ha diagrammi polari bidirezionali; dato che il diaframma del microfono a nastro è esposto alle onde sonore sia sull'asse anteriore che su quello posteriore, esso è sensibile in maniera eguale ai suoni provenienti da entrambe le direzioni. I suoni provenienti posteriormente rispetto al diaframma danno una tensione che è di 180° fuori fase rispetto al segnale in asse equivalente (fig. 4.11a). I suoni provenienti da 90° fuori asse producono una pressione eguale in valore ma opposta per entrambe le parti del nastro (fig. 4.11 b) e quindi si cancellano sul diaframma, dando come risultato un segnale nullo. La fig. 4.12 illustra graficamente come l'output di un bidirezionale (a gradiente di pressione) e di un omnidirezionale (a pressione) possano essere combinati per ottenere diversi altri diagrammi direzionali (e, in effetti, se ne possono avere una infinità). I diagrammi risultanti più noti sono il cardioide, il supercardioide e l'ipercardioide (fig. 4.13).

Fig. 4.10

Diagramma polare tipico di un microfono bidirezionale.

102

CAPITOL04

sorgente sonora frontale

D

---

sorgente sonora posteriore

·-

sorgente sonora

a) Fig. 4.11

b)

a 90°

Sorgenti sonore in asse e a 90° fuori asse rispetto al diaframma di un microfono a nastro. a) Il nastro è sensibile ai suoni provenienti anteriormente e posteriormente. b) Onde sonore provenienti da 90° fuori asse.

Il microfono a bobina mobile può dare una risposta di tipo cardioide se presenta una apertura nella parte posteriore della sua capsula; essa serve da labirinto acustico per creare un ritardo o resistenza acustica. Un feltro leggero o un foglio di nylon sono spesso usati per attenuare la risonanza del diaframma su tutte le frequenze. N ella fig. 4.14a, è raffigurato un microfono dinamico con risposta cardioide che riceve un segnale sonoro in asse (a 0°). In realtà il diaframma riceve due segnali: quello incidente frontalmente e quello posteriore in ritardo. In questo caso il segnale in asse esercita una pressione positiva sul diaframma e si porta anche a 90° verso l'apertura laterale, dove viene ritardato di altri 90° (trovandosi così sfasato di 180° nella parte posteriore del diaframma). Durante tale periodo di ritardo, il segnale in asse comincia a esercitare una pressione

non direzionale

combinazione

energia risultante per sorgenti sonore casuali

Fig. 4.12

R2f R,

= o o< R2
'f"'- ··

-

100

·:·_- - f-

--

200

-F-- -:

+

f

r

500

+1k

2k

5k

10k

180°

Fig. 4.60

Audio - Technica AT 4050 - CMC5. (Fonte: Audio- Technica U.S.)

20kHz

154

4.6.8

CAPITOLO 4

Neumann TLM 193

È un microfono a condensatore a diaframma largo (fig. 4.61) che combina un design privo di trasformatore con la classica capsula dell' U89I con quello del TLM170. Ha risposta in frequenza da 20Hz a 20kHz (al di sotto di 10Hz togliendo un ponte interno) e ha un SPL massimo stimato di 140 dB, rapporto segnale rumore di 130 dB e un basso rumore proprio (self- noise) di 10 dBA.

4.6.8.1 Specifiche Tipo di trasduttore: condensatore. Diagramma polare: cardioide. Risposta in frequenza: 20 + 20000 Hz. Rumore equivalente stimato: 21 dB, 10 dB (pesati A). SPL massimo per una distorsione armonica totale THD inferiore a 0,5% a l kHz: 140 dB.

...

- t ··

-1

=-·

o

__,....,

•· ..

l

-10 -20 20

Fig. 4.61

50

100

200

500

1k

2k

5k

10k

Neumann TLM 193. (Fonte: Neumann USA)

4.6.9

Microtech Gefell UM92.1S

È la versione a valvole del Gefell UM70 Perastroika. Questo microfono (fig. 4.62) a condensatore, a valvole, con tre diagrammi polari selezionabili, usa una capsula a largo diaframma doppio, simile a quella usata nell'originale Neumann U4 7. Gli accessori standard comprendono una gabbia elastica, un alimentatore dal quale si possono anche selezionare i diagrammi polari, cavo e schermo antivento.

4.6.9.1 Specifiche Tipo di trasduttore: condensatore. Diagramma polare: cardioide, omnidirezionale, figura a otto. Risposta in frequenza: 40 + 18000 Hz. Sensibilità: 15 mV/Pa a l kHz.

20 k-.

I MICROFONI: CARATIERISTICHE E FUNZIONAMENTO

Fig. 4.62

Spaccato del microfono Microtech Gefell UM92.1 S.

amni direzionale

cardioide

o

oo

o

diagrammi polari

oo

180°

155

5 Il registratore audio analogico a nastro

Nella pratica professionale della produzione attuale, uno studio di registrazione si affida a supporti magnetici - di solito nastri magnetici - per immagazzinare il suono. In teoria, un apparecchio per la registrazione del suono può essere considerato come un blocco di memoria che abbia la capacità di conservare delle informazioni audio e, a richiesta, di riprodurre queste informazioni il più fedelmente possibile. Anche se i sistemi di registrazione audio digitale, sia quelli a nastro sia quelli senza nastro, fanno saldamente parte delle tecnologie attualmente in uso, questo capitolo pone l'attenzione su un altro apparecchio comunemente usato per la registrazione audio: il registratore analogico a nastro, detto ATR analogico. Possiamo definire il termine analogico come essere simile a oppure essere in qualche modo comparabile con qualcosa d'altro. Se definiamo un registratore analogico, ci riferiamo quindi alla sua capacità di trasformare un segnale elettrico in ingresso in un corrispondente segnale magnetico, che viene immagazzinato su nastro sotto forma di residui magnetici. La capacità e la forza di questi residui magnetici sono proporzionalmente analoghe allivello del segnale in ingresso.

5.1

Il supporto di registrazione magnetico

Nella attuale pratica professionale della produzione musicale, le informazioni audio, come quelle degli altri mezzi di comunicazione, sono di solito registrate su nastro magnetico o sul disco fisso di un computer. La maggior parte dei supporti per immagazzinamento attuali sono composti di diversi strati di materiale, ciascuno con una sua specifica funzione (fig. 5.1). Il nastro magnetico o i floppy dei computer spesso sono fatti, come composizione basilare, di poliestere o di cloruro di polivinile (PVC). Questo durevole polimero è fisicamente resistente, ed è in grado di sopportare una notevole serie di impieghi impropri prima di danneggiarsi seriamente.

TL REGISTRATORE AUDIO ANALOGICO A NASTRO

r------

Fig. 5.1

(1) (2) (3) (4)

157

strato coprente strato di ossido magnetico base in poliestere o in PVC strato di carbonio antistatico

Strati strutturali che formano un nastro magnetico.

Connesso con la base di PVC c'è uno strato di ossido magnetico, che ha un ruolo operativo nel processo di registrazione. Le molecole di questo ossido formano regioni dette domini (fig. 5.2 a e 5.2 b), che comprendono i magneti permanenti più piccoli che si conoscano. Su un nastro non magnetizzato questi domini sono orientati a caso ricoprendo l'intera superficie del nastro. Il risultato complessivo di questa magnetizzazione casuale è che i poli magnetici nord e sud di ciascun dominio agiscono in modo da cancellarsi vicendevolmente sulla testina di riascolto, e quindi danno un livello medio in uscita pari a zero. Quando si registra un segnale, la magnetizzazione data dalla testina di registrazione orienta i singoli domini (con diversi gradi di direzione angolare) in modo che il loro magnetismo combinato produca un flusso magnetico medio non nullo. Questo output magnetico alternato può essere quindi amplificato e ulteriormente processato, per riprodurre accuratamente un dato segnale, in un tempo successivo. domini

a)~

b)~ Fig. 5.2

Orientamento dei domini magnetici su un nastro da registrazione non magnetizzato e su uno magnetizzato. a) L'orientamento casuale su un nastro non magnetizzato si traduce in un flusso di uscita nullo. b) La magnetizzazione dei domini si traduce, sulla testina, in un f1usso di uscita non nullo.

158

CAPITOL05

x

-

!

x 15 pollici

!

1-t--------

1--'---'--'-----'-------'---"--------1 secondo a 15 IPS 1/2 secondo a 30 IPS

Fig. 5.3

5.2

l

Relazioni di tempo rispetto alla lunghezza fisica di un nastro da registrazione.

Il trasporto del nastro (tape transport)

Il procedimento di registrazione di una banda audio, su nastro magnetico, dipende dalla capacità del transport di far scorrere il nastro sopra a una testina, a velocità costante e con tensione uniforme. In breve, questa tecnologia è usata per passare fisicamente una parte di nastro di una data lunghezza sopra la testina di registrazione in un dato intervallo di tempo (fig. 5.3). Durante il riascolto, la relazione di tempo è mantenuta stabile riproducendo esattamente la velocità alla quale il nastro fu registrato, preservando perciò l'intonazione originale, la velocità e la durata. Il movimento del nastro sulla testina a velocità e tensione costante è la funzione principale del transport; tale operazione inizia quando si preme il pulsante Play. Si può sbloccare il comando in qualunque momento premendo il pulsante Stop, il che fa entrare in funzione i freni simultaneamente alla bobina di destra e di sinistra. l pulsanti Fast Forward e Rewind servono per far riavvolgere velocemente il nastro in entrambe le direzioni, per posizionarlo in un punto ben preciso. L'avvio di questa operazione fa entrare in funzione dei supporti che sollevano il nastro, affinché non sia a contatto con le testine. Dopo che si è entrati in modo Play, premendo il pulsante Record si può registrare un segnale audio sul nastro. Su alcuni registratori bisogna premere simultaneamente i pulsanti Play e Record per iniziare una registrazione; altri incominciano a registrare quando il pulsante Play è già in azione e non appena si preme il pulsante Record. La fig. 5.4 mostra i componenti del tape transport del registratore multitraccia a 1/4 di pollice Fostex R8. Nei registratori più vecchi, se si preme il pulsante Stop per fermare un riavvolgimento veloce si rischia di torcere e danneggiare il nastro, a causa dell'alto grado di inerzia presente quando si usa il riavvolgimento veloce. Tramite una procedura di avvolgimento del nastro (detta rocking) si può prevenire questo tipo di danni. Un nastro può essere avvolto fino alla sua posizione di Stop, utilizzando il riavvolgimento veloce nella direzione opposta alla direzione dello scorrimento del nastro in quel momento, fino a quando il nastro rallenta e arriva a una velocità ragionevole; a quel punto si può premere il pulsante Stop. Negli ultimi anni i progettisti di transport hanno incorporato la Total Tramport Logic (TTL), che permette di monitorare e controllare completamente, tramite un microprocessore, tutte le funzioni del transport. Questa innovazione presenta un certo numero di vantaggi. Per esempio, permette all ' operatore di premere il pulsante Play anche quando il nastro è in fase di riavvolgimento veloce, senza paura di danneggiarlo; sulle macchine più vecchie una tale operazione avrebbe distrutto una parte del master. Con la logica TTL il registratore si rende

159

IL REGJSTRATORE AUDIO ANALOGICO A NASTRO

alimentazione

guida, regolatore della tensione

capsan

rullo del capsan

della posizione del nastro

Fig. 5.4

trasporto

guida del nastro, regolatore della tensione

Pannello del transport di un registratore multitraccia Fostex R8 1/4". (Fonte: Fostex America)

conto se il suo transport non è fermo, e può determinare la direzione in cui il nastro sta avanzando. Il registratore può sia far avanzare il transport fino a che il nastro non possa essere fermato senza problemi, oppure può ridurre la velocità del nastro fino a quella di Play e a quel punto farlo entrare comodamente nel modo Play o Record. Perciò, seppure con alcuni limiti, una macchina dotata di TTL può essere considerata intelligente. Lo sviluppo di questa intelligenza logica ha trasformato i registratori a nastro magnetico nei sofisticati e interattivi ATR attuali. La maggior parte degli ATR attuali è equipaggiata con un controllo a navetta (shuttle) che permettere di far scorrere il nastro con diverse velocità in entrambe le direzioni. Questo controllo rende possibile il posizionamento automatico del nastro su punti predefiniti o riavvolgere il nastro sulla bobina, a una velocità ridotta, per un immagazzinamento a lungo termine. Il pulsante Edit, che si trova su moltissime macchine professionali, consente due tipi di operazioni: lo stop- edit e il dump-edit. Se si preme il pulsante Edit quando il transport è nel modo Stop, i freni delle bobine di destra e di sinistra sono allentati e il sensore relativo al nastro è ignorato. Questo modo stop- edit permette di far scorrere il nastro avanti e indietro, in modo da

160

CAPITOLO 5

trovare manualmente i punti su cui intervenire. Spesso se si preme il pulsante di Edit quando il nastro è in Play, solo la bobina che riavvolge è sbloccata e il sensore relativo al nastro è ignorato anche questa volta. Questo modo edit-dump permette all'operatore di far saltare al transport parti di nastro non interessanti, mentre si ascolta il materiale che viene rimosso. Uno switch di sicurezza, incorporato in tutti i transport degli ATR professionali, entra in modo Stop quando avverte l'assenza di nastro lungo le guide. Per questo il nastro si ferma automaticamente alla fine di una bobina o nel punto in cui sia stato tagliato. Questo switch può essere incorporato anche nei sensori della tensione del nastro, oppure si può utilizzare un raggio di luce che viene interrotto dalla presenza del nastro sul suo percorso. La maggior parte degli ATR professionali hanno il contagiri del nastro che ci dà la lettura di quanto nastro è passato, in ore, minuti e secondi. Molti di questi registratori hanno display digitali e possono avere anche indicatori di velocità doppi, se hanno anche il modo varispeed. Questo sistema ha un controllo continuamente variabile per permettere la variazione della velocità rispetto agli standard industriali. Su molti transport questo controllo dà la possibilità di variare la velocità di ± 20% rispetto allo standard.

5.2.1

I motori del capstan

Il capstan è l'elemento più critico in molti sistemi di transport. È l'albero di un motore ed è regolato con precisione per ruotare a una velocità determinata. Due tipi comuni di motori del capstan sono in grado di fornire una accuratezza notevole per quanto riguarda la velocità: il motore a isteresi e il servo motore a coiTente continua. Il motore a isteresi deriva la sua precisione, nel mantenere costante la velocità, dalla frequenza della tensione di alimentazione; questo standard di riferimento di solito è pari a 50 Hz o 60 Hz, cioè la frequenza della linea di alimentazione principale. Questo tipo di motore si trova spesso nelle macchine vecchie o nei modelli attuali più economici. Il più moderno servo motore a corrente continua, d'altro canto, deriva la sua precisione, nel mantenere costante la velocità, dal livello della tensione continua che gli viene fornita. Essenzialmente il servo motore a corrente continua deve la sua stabilità e versatilità a una analisi continua della velocità di scorrimento del nastro. Questo meccanismo, che capstan

o

segnale luminoso

decodificatore

disco tachimetrico con scanalature

Fig. 5.5

senso re ottico

Servo motore a corrente continua, con tachimetro- decodificatore.

IL REGISTRATORE AUDIO ANALOGICO ANASTRO

161

si basa sul feedback relativo alla percezione del movimento del nastro, è costituito da un disco tachimetrico dentellato (fig. 5.5), posto direttamente sopra l'asta del motore del capstan o sopra l'assemblaggio della bobina passiva. Il rapporto di rotazione è calcolato contando il numero dei denti del disco che passano in un secondo fra una sorgente di luce ed un sensore ottico. Un decodificatore compara il rapporto effettivo di rotazione con uno standard di riferimento, fornendo una velocità del capstan molto accurata e costante. Durante lo scorso decennio, questo tipo di design è divenuto il più usato per i transport del nastro, grazie alla sua grande adattabilità ai sistemi che usano sensori di movimento e TTL.

5.2.2

Sistemi di tape transport

Nei registratori audio professionali ree! to reel si usano tre sistemi principali per far scorrere il nastro sulle testine, con velocità e tensione costanti: open -loop, closed -loop e zero -loop. Il sistema open -loop (fig. 5.6) è quello che si trova comunemente nelle macchine meno recenti e in quelle attuali meno costose. In un sistema open -loop il capstan e il capstan roller (detto pinch roller) lavorano assieme per far scorrere il nastro lungo il percorso prestabilito alla velocità corretta. Una coppia di intensità limitata è applicata al motore della bobina che si svuota, in direzione opposta a quella di scorrimento del nastro, fornendo così la tensione e il contatto testina-nastro necessari. Una coppia di intensità limitata, applicata al motore della bobina trainante, aiuta lo scorrere del nastro che passa attraverso il capstan inattivo fino alla bobina trainante stessa. Un altro sistema di transport usato da molti costruttori è quello closed-loop, o a capstan differenziale (fig. 5.7). Come dice il nome, il percorso guida del nastro è separato dal resto del transport, e vengono ridotte al minimo le parti di nastro non supportate. Questo isolamento del nastro riduce di molto le distorsioni che si possono verificare nel sistema open -loop. Nel sistema closed -loop il nastro è, in effetti, portato fuori dal blocco delle testine, a una velocità leggermente superiore alla velocità cui è fatto entrare sul blocco stesso. I punti di entrata e di uscita del blocco testine sono controllati a volte da due capstan separati ma sincronizzati, con diametri leggermente diversi, a volte tramite un solo capstan con delle scanalature, con due roller di pressione accoppiati con quelli del capstan stesso (il che dà lo stesso risultato di due capstan di diametro diverso).

Fig. 5.6

Sistema open -loop.

162

CAPITOL05

testina di ascolto

Fig. 5.7

Sistema closed -loop.

Le forze di traino applicate al nastro, nelle due direzioni, nel sistema closed - loop forniscono la necessaria tensione per un corretto contatto nastro - testine. Questo processo è possibile perché il nastro può essere allungato del 5% della sua lunghezza prima che si abbia una deformazione permanente - questo valore è ben al di sotto della tolleranza di un sistema closed -loop. Il sistema zero-loop (fig. 5.8) è stato man mano sempre più usato nei progetti dei transport professionali attuali, perché ha la migliore struttura per poter beneficiare della logica di controllo tramite computer (TTL) e della circuiteria servo feedback in corrente continua. Il sistema zero -loop non un usa capstan; sono presenti invece dei sensori del mo vimento e della tensione del nastro da entrambe le parti del blocco delle testi ne (quella inattiva e quella di trascinamento), per controllare continuamente la velocità e la tensione del nastro. Quando si verificano variazioni rispetto alla velocità di riferimento, una tensione correttiva è immediatamente applicata direttamente al motore inattivo e al servo motore in corrente continua (e possibilmente al servo motore del capstan), riportando quindi il movimento del nastro alla tensione e velocità di scorrimento corrette.

Fig. 5.8

Sistema zero -loop.

IL REGISTRATORE AUDIO ANALOGICO A NASTRO

163

movimento del nastro

,;,:~:~>~

"'-- --- ·• "" .

.

l

Fig. 10.19 Alcune consolle inglesi hanno una sezione di monitoraggio separata, nella parte destra del banco.

LE CONSOLLE PER LA PRODUZIONE AUDIO

331

mandata alla traccia 1

ritorno dalla traccia 1

Fig. 10.20 Inserendo direttamente le mandate e i ritorni del registratore nel percorso del segnale, si può monitorare facilmente una traccia.

mandate ausiliarie, il pan pot e il fader principale (fig. 10.20). Se si usa questo approccio al monitoraggio, il segnale di input è inviato alla traccia sul nastro; il livello è regolabile tramite il trim miclline. Il segnale di ritorno dalla traccia corrispondente è quindi inviato all'ingresso della sezione degli effetti, in modo da poterlo mixare assieme all'effetto desiderato, senza influenzare il livello del segnale che va sul nastro. Mettendo la traccia sul nastro in sync o in playback non si andrà ad agire sul mixaggio, perché le uscite del multitraccia sono già state assegnate al mix con il loro bilanciamento appropriato. Questo approccio può essere utilizzato con profitto sulle consolle più grandi, che hanno anche altri dispositivi di mixaggio. L'unico inconveniente potenziale è il notevole numero di cavi necessari per collegare gli input e gli output in andata e in ritorno dal multitraccia.

10.4.7 L'assegnazione dei canali Dopo il fader principale che invia il segnale al multitraccia, il segnale stesso viene mandato alla matrice di assegnazione dei canali (fig. l 0.21 a e 10.21 b), che può distribuire il segnale a una qualunque o a tutte le tracce del multitraccia. Se per esempio il microfono del cantante è inserito nell'ingresso numero 14, il tecnico del suono potrebbe assegnare il segnale alla traccia 14 premendo il pulsante corrispondente a quella traccia sulla matrice. Se è necessario fare una sovraincisione sulla traccia 15, tutto ciò che il tecnico del suono deve fare è disabilitare il pulsante numero 14 (semplicemente premendolo di nuovo), e assegnare il segnale al numero 15. Molte fra le consolle più recenti e più piccole hanno un solo pulsante per l'assegnazione alle tracce pari o dispari, le quali possono essere selezionate individualmente usando il pan pot relativo. Perciò, premendo il pulsante indicato con 5/6 e ruotando il pan a sinistra, il segnale viene inviato soltanto all'output bus numero 5. Questo semplice approccio permette la creazione facilitata di submix, che a sua volta consente di inviare a una coppia di tracce sul multitraccia più segnali di input.

10.4.8 Il fader di uscita Ciascun modulo di input ha un fader di uscita - che determina il livello - e un pan pot (panoramic potentiometer) -che determina il posizionamento destra/sinistra del segnale

·332

CAPJTOLO l O

a)

b)

c)

Fig. 10.21 Sezione del canale relati\·a all'assegnazione. a) Serie 8-Bus. b) AMEK 9098. c) SSL SL-8000 G Plus.

(Fonte: Mackie Designs, lnc.) (Fonte: AMEK U.S. Operations, lnc.) (Fonte: Solid State Logic)

nello spettro stereo. Di solito questa sezione (fig. 10.22 a e 10.22 b) include la funzione di solo/cut, che ha le seguenti funzioni: • solo. Opera come una funzione di monitor. Quando è premuto su un canale, tutti gli altri sono automaticamente messi in mute, permettendo al fonico di ascoltare soltanto il segnale del canale scelto, senza influire sulle uscite della consolle, sia quelle principali sia quelle dirette al multitraccia, durante una registrazione o un mixaggio. Nella fase di mixaggio, questo pulsante può essere programmato per escludere i segnali di tutti gli altri canali (che possono contenere, per esempio, rumori estranei o passaggi musicali indesiderati); • cut o mute. Elimina tutti i segnali in ingresso e in uscita sul canale selezionato. Un cut master permette di agire su più canali tramite un solo pulsante.

10.4.9 Il bus di uscita Oltre al concetto di percorso del segnale, occorre comprenderne un altro di uguale importanza, vale a dire quello di bus (a volte buss), che è parte integrante della progettazione di una consolle. Il bus può essere inteso come una singola conduttura elettrica che percorre la consolle in senso orizzontale (fig. 10.23). Questo percorso del segnale spesso è fisicamente costituito da un filo di rame di grande sezione, oppure da un singolo filo

LE CONSOLLE PER LA PRODUZIONE AUDIO

a) Fig. 10.22 Sezione del fader di uscita. a) AMEK 9098. b) SSL SL-8000 G Plus.

333

b)

(Fonte: AMEK U.S. Operation, lnc.) (Fonte: Solid State Logic)

su una connessione a nastro, che percorre tutta la larghezza della consolle. Può essere visto come un punto di congiunzione elettrica che permette di inserire un segnale nel bus, dove può essere mixato con tutti gli altri segnali presenti. Essi possono essere fatti uscire dal bus e assegnati a una particolare destinazione, per esempio agli output della consolle, alla mandata al registratore e alle mandate ausiliarie degli effetti. In maniera molto simile ad un autobus di città, il bus del segnale segue un percorso preciso e permette ai segnali stessi di entrare o uscire in un qualunque punto di tale percorso. Se si osserva il modulo del canale verticalmente, si possono individuare molti punti in cui il segnale viene portato fuori del modulo stesso, e su un bus output posto in senso orizzontale. Le mandate ausiliarie, le mandate monitor, l'assegnazione ai canali e gli output principali sono tutti esempi di bus. Si può notare che lo stesso controllo delle mandate ausiliarie è duplicato in senso orizzontale lungo la consolle. Allo stesso modo questi controlli sono legati fisicamente a un bus di mandata orizzontale nel quale i diversi contributi di segnale dai canali di input vengono indirizzati, per poi giungere alla loro destinazione finale: l'output della mandata ausiliaria. Un esempio di bus stereo è l'output ste-

CAPITOLO IO

334

mandata effetti 1 livello generale della mandata

Fig. 10.23 Esempio di bus della mandata effetti.

reo principale del mixer; dopo essere stato regolato dal fader di ciascun modulo, il segnale viene bilanciato fra destra e sinistra (usando il pan pot) sui bus di uscita destro e sinistro. L' output principale è una combinazione di tutti i vari segnali di input e può essere inviato al registratore master.

10.4.10 La patch bay I vari componenti di una consolle sono fra di loro collegati nella patch bay (detta anche patch panel). Una patch bay comune è raffigurata nella fig. 10.24. La patch bay è un pannello che, in una situazione ideale, presenta un ingresso per ciascuno dei singoli componenti della consolle, o delle altre apparecchiature presenti nella control room. Si dice che un ingresso della patchbay è normalizzato con un altro se il segnale passa automaticamente fra i due ingressi, quando non si ha un jack inserito in nessuno dei due (fig. 10.25). Quando un jack viene inserito in uno o in entrambi gli ingressi, si dice che si è interrotta la normalizzazione fra i due ingressi (fig. 10.26a e 10.26b).

a)

b) Fig. 10.24 La patch bay. a) Patch singola in più moduli rack. b) Patch con etichettatura per identificare gli ingressi.

335

LE CONSOLLE PER LA PRODUZIONE AUDIO

~

polo freddo

t

polo freddo

l

polo caldo massa

polo caldo .,._---,___ _ ___, massa

..

..

dal preamplificatore

all'equalizzatore

Fig. 10.25 Jack normalizzato; l'uscita del preamplificatore è normalizzata con l'ingresso dell'equalizzatore.

Lo scopo di interrompere le connessioni normalizzate è quello di permettere al tecnico del suono di usare dei cavi per collegare dei dispositivi diversi, o addizionali, fra i due componenti collegati in normalizzazione. Per esempio, un limiter può essere temporaneamente inserito fra l'uscita del preamplificatore microfonico e l'ingresso dell'equalizzatore della consolle. Lo stesso limiter può essere in seguito collegato tra l'uscita del registratore e un ingresso di linea della consolle. Altri utilizzi comuni della patch bay sono quello di escludere (bypassare) componenti difettosi o quello di cambiare il percorso del segnale per ottenere un determinato effetto. I jack della patch bay di solito sono del tipo bilanciato tip-ring-sleeve, con due conduttori più la massa. Sono usati nei circuiti bilanciati (fig. l 0.27 a) e si trovano in due modelli standard: telefonico militare e telefonico sottile. I jack e gli ingressi sbilanciati hanno solo i connettori tip e sleeve (fig. 10.27 b).

10.4.11 I meter Tutti gli input, tutti gli output di linea e, dove possibile, tutte le mandate agli effetti possono essere valutati (misurati) tramite un meter che mostra il livello del segnale.

Fig.10.26 Un jack inserito nell'uscita o nell'ingresso relativi al preamplificatore microfonico interrompe una connessione normalizzata. a) Accesso all'uscita del preamplificatore. b) Accesso ali' ingresso dell'equalizzatore.

336

CAPITOLO lO

a)

~ polofreddo

··~t:fìt~~)~~

b)

~

polocaldo massa

.=

~· "'·.· . ~ . Ì/·'''t0'*''-:' ~"'f:Jill .

l!f E:S~Ji~~:-

filtro che apporta - 12 dB a 100 Hz (pari a +6 dB al di sopra della perdita passiva cui si va incontro in mancanza di incremento dell'equalizzazione)

Livelli di segnale usuali in un equalizzatore passivo. a) EQ predisposta per avere una risposta piatta. b) EQ che apporta un incremento di 6 dB a 100 Hz.

-

PROCESSORIDISEGNALE

ingresso

Fig. 11.4

353

uscita

Esempio di circuito di equalizzatore attiYo.

11.1.1 I filtri a campanatura Le curve di equalizzazione più comuni sono quelle a campanatura. Come dice il nome stesso, si crea una curva a forma di campana, che può essere sia incrementata sia attenuata rispetto a una frequenza centrale prefissata. Nella fig. 11.5 vediamo le curve di un equalizzatore a picco regolate per incrementare o attenuare attorno a l kHz. Il fattore di merito Q di un equalizzatore a picco si riferisce alla larghezza della campanatura (fig. 11.6). Una curva con un fattore di merito alto avrà una campanatura stretta, e poche frequenze al di fuori della banda selezionata saranno influenzate, mentre una curva con Q basso presenta una banda molto ampia e agisce su molte frequenze. L'ampiezza della banda è lo spettro delle frequenze che sono comprese fra i punti della curva che sono a -3 dB (cioè alla metà della potenza). Il Q di un filtro è una misurazione inversa della campanatura. Per calcolare il Q si divide la frequenza centrale per l'ampiezza della banda. Per esempio, un filtro centrato sulla frequenza di l kHz e con un'ampiezza di 113 di ottava, ha i suoi punti a -3 dB posizionati a 891 kHz e a 1,123 kHz rispettivamente, e quindi una banda ampia 232Hz (1123-891). Ne deriva che il fattore di merito di questa curva di equalizzazione è dato da 1.000 Hz diviso 232 Hz, cioè 4,31 .

16 12

cc

:E. 19 rJ)

8 4

o

o -4 a. rJ)

·;:::

-8

/ /

-----""'

~

~ ~ "----~ ~ //!:_ ~:;:::::::: ~ ~ r--.-_\\ /l_,.. t:/"'

100

200

500

1k

2k

frequenza (Hz)

-·

-

~1/

-18

Fig. 11.5

l-

"'\ 1/

-12

50

-

l '\ ~ \ l ~ _.....--:VI \""\L--_....___ ~

~ r-

Curve di equalizzazione con picco.

5k

10k

20k

354

CAPITOLO Il

o

co

-3

2.

~o

BW(Q)

a. f/)

·;:::

fc frequenza (Hz)

Fig. 11.6

L'ampiezza di banda di un filtro a picco è pari alla differenza, in hertz, fra i valori di frequenza corrispondenti ai punti che sono 3 dB al di sotto della risposta massima.

11.1.2 Gli equalizzatori shelving Il termine shelving si riferisce all'incremento o alle cadute nella risposta in frequenza a una frequenza selezionata, che viene attenua fino a un livello pre-selezionato, e il cui livello rimane invariato fino alla fine dello spettro audio. Lo shelving può essere inserito sia nella parte iniziale che in quella finale dello spettro audio, e questa curva si trova di solito nei controlli degli alti e dei bassi degli impianti stereofonici di uso domestico (fig. 11.7).

11.1.3 I filtri passa-alto e passa-basso Gli equalizzatori includono anche i filtri passa-alto e passa-basso. Come indica il nome stesso, alcune frequenze sono lasciate passare inalterate, mentre altre sono attenuate. Le frequenze attenuate meno di 3 dB si dicono interne alla banda passante; quelle attenuate di più di 3 dB sono nella banda attenuata. La frequenza a cui il segnale è attenuato esattamente di 3 dB è dettafrequenza di taglio (turnover o cutoff), e viene usata per dare il nome al filtro. Idealmente l'attenuazione dovrebbe essere infinita immediatamente al di fuori della banda passante, ma in pratica ciò non è ot~enibile. Nei casi più comuni l'attenuazione si porta ad un valore di 6 dB per ottava; questa è chiamata pendenza del filtro. massimo incremento---...

_,-- -

massimo . incremento

O dB (riferimento) massimo taglio

piatto - - - - - - - , : : : . - - - - - - - - = : : - - - - - - piatto

mi mimo incremento

mi mimo incremento

frequenza

Fig. 11.7

Curve di incremento o di taglio, per le alte e per le basse frequenze, di un equalizzatore shelving.

PROCESSORIDISEGNALE

355

o ~ -3 tU

1ii

-6

g_ -9

(/)

·.::;

350 700 frequenza (Hz)

Fig. 11.8

Filtro passa-alto, con taglio a 700 Hz e pendenza di 6 dB per ottava.

Altre pendenze molto usate sono quelle di 12 e 18 dB/ottava. La fig. 11.8 mostra. per esempio, la curva di risposta di un filtro passa-alto a 700 Hz con una pendenza di 6 dB/ottava, mentre la fig. 11.9 mostra la curva di risposta di un filtro passa-basso a 700Hz con una pendenza di 12 db/ottava. I filtri passa-alto e passa-basso differi scono dagli equalizzatori shelving perché la loro attenuazione non si uniforma al di fuori della banda passante ma, al contrario, continua ad aumentare. La combinazione di un filtro passa-alto e un filtro passa-basso dà un filtro passa-banda, la cui ampiezza di banda è regolata dalla frequenza di taglio del filtro e dal Q regolato dalla pendenza del filtro stesso (fig. 11.1 0). 0+------

~ tU

1ii

-3 -6

g_ -9

(/)

·c: -12

-15

'

--------------- ~ -----

''

700 1,4k frequenza (Hz)

Fig. 11.9

Filtro passa-basso, con taglio a 700Hz e pendenza di 12 dB per ottava. banda passante

700

1,4k frequenza (Hz)

Fig. 11.10 Un filtro passa-banda nasce dalla combinazione di un filtro passa-alto e di un passabasso, con diverse frequenze di taglio.

356

11.2

CAPITOLO 11

Tipi di equalizzatori

Attualmente si usano quattro tipi principali di equalizzatori, che utilizzano uno o più dei suddetti tipi di filtro: gli equalizzatori a frequenza selezionabile, parametrici, grafici e filtri notch. Gli equalizzatori a frequenza selezionabile danno la possibilità di scegliere fra un certo numero di frequenze su cui operare. Di solito questi EQ permettono un incremento o una attenuazione alla frequenza selezionata con Q fisso e bande indipendenti per gli alti, i medi e i bassi. Questo tipo di EQ è molto comune nelle consolle meno recenti o in quelle attuali ma più economiche. Nel caso dell'equalizzatore parametrico (fig. 11.11), la frequenza centrale di ciascuna banda è regolabile in modo continuo, invece che per scatti successivi. La regolazione del Q è sia selezionabile sia variabile continuamente, anche se alcuni costruttori non danno la possibilità di avere un Q variabile. Anche l' ammontare dell'incremento o della attenuazione è variabile in maniera continua. Di solito ciascuna banda di frequenze sconfina in quella adiacente, permettendo di attuare passaggi omogenei fra diverse bande oppure consentendo di selezionare diverse curve con Q alto per uno stesso spettro di frequenze di estensione limitata. Grazie a questa maggiore flessibilità e performance, l'equalizzatore parametrico è diventato un design standard per i moduli di ingresso di molte consolle. L'equalizzatore grafico (fig. 11.12) fornisce un controllo di livello di incremento/attenuazione su una serie di frequenze centrali, distanziate fra di loro equamente a seconda degli intervalli musicali. Un equalizzatore grafico a un'ottava per banda può avere, per esempio, 11 controlli di equalizzazione distanziati a intervalli di ottava di 20, 40, 80, 160, 320, 640Hz e 1,25, 2,5, 5, 10 e 20kHz, mentre gli equalizzatori a terzi d'ottava arrivano ad avere 36 controlli. I controlli delle diverse bande di equalizzazione di solito sono fader di tipo lineare, disposti verticalmente, da una parte all'altra del dispositivo. Il posizionarnento fisico di questi controlli ci dà una rappresentazione grafica della curva di risposta in frequenza complessiva. Questo tipo di equalizzatori è spesso usato nelle applicazioni che richiedono una accordatura fine di un sistema, per compensare le caratteristiche acustiche di una stanza, per esempio di un auditorium o di una control room. Oltre a essere usato per modificare i suoni, un equalizzatore serve per eliminare i rumori di fondo o altri rumori

Fig. 11.11 Equalizzatore a valvole Drawmer 1961. (Fonte: Drawmer)

PROCESSORlDlSEGNALE

357

Fig. 11.12 Equalizzatore grafico stereo Rane GE60. (Fonte: Rane Corporation)

indesiderati a frequenze ben determinate. Un filtro notch è usato per questo scopo. e può essere regolato in modo da attenuare una determinata frequenza, con una ampiezza di banda molto ristretta influenzando in maniera irrilevante il resto del programma (fig. 11.13). I filtri notch sono usati più nella insonorizzazione dei film che nelle registrazioni in studio, dato che i problemi incontrati nelle registrazioni in loco non si presentano di solito in uno studio di registrazione con un design appropriato.

11.3

L'applicazione deli' equalizzazione

Anche se la maggior parte dell'equalizzazione è fatta dall'orecchio, è utile avere un' idea di come determinate frequenze influenzano uno strumento in modo da ottenere un parti-

o

- -- - ---- .... ·- .

r---.,

'

"

-1

"

::s. C1l

.•• '

l

E C1l

l

-3

0 1..

l

l!

- r ··

' ' -.

'

l / ,. -

-"""

/

l"

// l

l ./

/v

'

\

\

'

:

l

l

l

+-+---11---t--t., +-ti--~:'-----'-'+-- - i '

' :

~

\

l

\ l -- -~ ---~ ~': -+-- •--'--,' -

f------- -

·a.

1

l\ ' l\

'

\

-2

r--.. "

" \l \

'\

\ f--- - + - ---'t----

$

N N Ql

',

l

\

1\

\

\

1:

l

-'--'- t--

f

)/

---t-l- - -f-- l

--'t-

/

/

l i l -1----+----t--+--1--+---1

l

!

l!

:

'l \

i ,'_,f--1 ---+-----+--+-+--+l

1

'!' \ \

"

:

l

l

f ,' l

l

!

l

' l

l

l_

i l

'

!

-4 100

200

1k

500

2k

5k

o

1 k

frequenza (Hz) .. ------ tipica banda passante a terzi d'ottava (Q= 4) - - - - tipica banda passante a ottave (Q = 1,4) - - - banda passante di ampiezza massima 672A (Q= 0,5)

Fig. 11.13 Curve di risposta di un filtro notch. (Fonte: Orban Associates, l ne.)

358

CAPITOLO Il

colare effetto. Complessivamente lo spettro audio può essere suddiviso in quattro bande di frequenza: basse (20 + 200Hz), medio basse (200 + 1000Hz), medio alte (l +5kHz) e alte (5 + 20 kHz). Quando si modificano le frequenze nell'intervallo 20 + 200 Hz, si va ad agire sulle fondamentali e sullo spettro armonico inferiore. Questi suoni spesso sono sentiti (fisicamente) oltre che ascoltati, e quindi un incremento in questa parte dello spettro può aggiungere un grande senso di potenza alla musica. Una riduzione renderà più debole o diminuirà la risposta in frequenza alle basse. Le note fondamentali di molti strumenti si trovano fra 200 Hz e l kHz. I mutamenti in questo settore si traducono in una notevole variazione sull'energia globale del segnale, con un incremento ulteriore dell'impatto complessivo di tutto il programma. A causa della maggiore sensibilità dell'orecchio umano, un piccolo calo nel livello sonoro in quest'area spesso si traduce in un effetto molto superiore. Le frequenze prossime a 200 Hz conferiscono alle basse un maggior senso di calore, senza perdita di definizione, mentre le frequenze fra 500 Hz e l kHz, rendono la sonorità di uno strumento più nasale. Un incremento eccessivo in questo settore porta un affaticamento dell'orecchio. Gli strumenti con intonazione superiore possono essere influenzati nella regione l + 5 kHz. L'enfatizzazione di queste frequenze aggiunge un senso di chiarezza, di definizione e di luminosità, ma se l'enfasi è eccessiva si avrà un suono metallico; la parte superiore delle medie, da 2 kHz a 4 kHz, influenza la comprensibilità del parlato. L'incremento di queste frequenze rende la musica più vicina ali' ascoltatore, ma se è eccessivo tende ad affaticare l'orecchio. La regione delle alte frequenze (5 + 20 kHz), è composta quasi interamente dagli armonici di molti strumenti. Per esempio, un incremento di queste frequenze aggiunge vivacità e brillantezza agli strumenti ad arco e ai fiati, ma un'enfasi eccessiva può dare problemi di sibilanza nelle parti vocali, e rendere la sonorità degli strumenti a percussione stridente e inconsistente. Una certa enfatizzazione attorno a 5 kHz dà la sensazione che la musica abbia un volume maggiore. Per esempio, un incremento di 6 dB a 5 kHz può dare l'impressione che tutto il programma sia stato alzato di 3 dB; al contrario una corrispondente attenuazione può rendere la musica più distante. La tab. 11.1 ci fornisce un'analisi completa dei modi in cui le frequenze e l'equalizzazione possono interagire con i vari strumenti. (Per ulteriori approfondimenti vedere i paragrafi Tecniche di posizionamento microfonico nel capitolo 4.) Un modo per avvicinarsi a una particolare frequenza usando un equalizzatore (specialmente un equalizzatore parametrico) è quello di regolare il valore dell'incremento quasi al massimo, e variare la frequenza centrale fino a quando si trova la sezione di frequenze dello strumento che si vuole enfatizzare. L'ammontare dell'incremento può essere ridotto fino a che si ottiene l'effetto desiderato; l'attenuazione di un certo spettro di frequenze può essere ottenuta in modo simile. Se l'enfasi di una parte di frequenze di uno strumento rende necessaria una corrispondente enfasi nelle altre parti, l'effetto complessivo è semplicemente quello di aver elevato il livello totale del segnale. Ciò si può fare più facilmente aumentando il livello dei fader in ingresso. Se un semplice aumento nel guadagno non conferisce una sonorità soddisfacente, la ragione può essere che una sezione delle frequenze è troppo predominante e quindi va attenuata. Spesso si attua una equalizzazione durante la fase di registrazione, e ci sono diverse opinioni a questo proposito. Alcuni usano l'equalizzazione ampiamente per compensare errori nel posizionamento o nella scelta dei microfoni, mentre altri la usano molto poco o per niente. Un esempio di come l'equalizzazione può essere usata con parsimonia è dato da un fonico che sta facendo una registrazione sapendo già che il mixaggio sarà fatto da un altro foni-

PROCESSORI DI SEGNALE

359

Tab. 11.1 Spettro delle frequenze degli strumenti su cui operare Strumento

Frequenze su cui agire

Cassa della batteria Rullante Charleston/piatti

Profondità alle basse a 60 + 80Hz. punta a 2,5 kHz Corpo a 240 Hz, brillantezza a 5 kHz Suono tipo gong o metallico a 200Hz. suono scintillante da 7,5 a 12kHz Corposità a 240 Hz, attacco a 5 kHz Pienezza del suono a 80 + 120Hz, attacco a 5kHz Profondità a 60 +80Hz, attacco/strappo a 700/ l 000 Hz. rumore/pop delle corde a 2,5 kHz Pienezza del suono a 240Hz, incisività a 2,5 kH z Profondità a 80 + 120Hz, corpo a 240Hz e chiarezza a 2,5+5kHz Profondità a 80 + 120Hz, corpo a 240Hz, presenza a 2.5 kHz Profondità a 80 + 120Hz, presenza a 2,5+5 kHz, attacco cristallino a 10kHz, suono honky-tonk (con Q stretto) a 2,5 kHz Pienezza a 120 +240Hz, suono stridulo a 5 + 7,5 kHz Pienezza a 240 Hz, suono graffiante a 7,5 + l O kHz Risonanza a 200 +240Hz, presenza e incisività a 5kHz Pienezza a 120 Hz, enfasi a 200 + 240 Hz, presenza a 5 kHz e sibilanti a 7,5 + 10 kHz

Toms Timpano Basso elettrico Chitarra elettrica Chitarra acustica Organo elettrico Pianoforte acustico

Fiati Archi Conga/bongo Voci

co. In questa situazione, il fonico di mixaggio può avere un'opinione molto diversa su quale debba essere la sonorità degli strumenti. Se si registra su nastro un brano con una notevole equalizzazione, il fonico che fa il mixaggio avrà molte difficoltà nel cercare di variare la regolazione dell'equalizzazione originale. D'altro canto, se si è registrato tutto con equalizzazione piatta, il produttore e l'artista possono incontrare grossi problemi nel giudicare un brano, oppure nell'ascoltare il bilanciamento appropriato in fase di sovraincisione. Una tale situazione richiede una certa equalizzazione in fase di mixaggio sui monitor. Quando si devono combinare molti microfoni su un canale di un nastro. possono essere equalizzati individualmente solo durante la fase di registrazione. Perciò. se registriamo il segnale piatto eviteremo, di regola, di dover ottimizzare ciascun segnale ripreso da ciascun microfono durante il mixaggio. Inoltre, anche se registrare con EQ non farà cambiare il livello di rumore percepito, le variazioni apportate all' equalizzazione durante il riascolto possono, potenzialmente, enfatizzare sulla traccia il fruscio del nastro e/o il rumore dell'amplificazione. Un incremento delle alte durante il riascolto, per esempio, rende più evidente il fruscio di un nastro analogico rispetto alla situazione in cui le alte siano enfatizzate prima della registrazione. Se lo stesso tecnico del suono deve registrare e rnixare un brano su nastro, la registrazione con equalizzazione di solito non dà problemi. In ogni caso, a meno che non si ricerchi un particolare effetto, l'EQ deve essere usata con moderazione, e si devono scegliere i microfoni in modo tale da ottenere buone sonorità degli strumenti già in partenza. Se la sonorità di uno strumento risulta povera nella registrazione originale, difficilmente la si potrà correggere completamente durante la fase di mixaggio. Per riassumere, l'equalizzazione è uno strumento

-

360

CAPITOLO Il

davvero potente; se usata in modo corretto, può migliorare o ripristinare il bilanciamento musicale e sonoro di un segnale. La sperimentazione è l'elemento chiave nell'uso dell'equalizzazione, e da nessun libro si può imparare tanto quanto si impara dal processo di apprendimento dagli errori commessi. Bisogna ricordarsi che un equalizzatore non è la panacea per un errato posizionamento dei microfoni; l'EQ deve essere usata, piuttosto, per correggere problemi minori delle caratteristiche acustiche della stanza o per modificare, a seconda dei gusti, la risposta in frequenza di un sistema o di una ripresa.

11.4

Il controllo deli' estensione dinamica

Il livello di un segnale può variare ampiamente da un istante all'altro. Per esempio, se un cantante emette un forte urlo subito dopo un passaggio a volume molto basso, siamo sicuri che il livello del segnale microfonico passerà dalla normalità a una notevole distorsione. Al contrario, se si regola un microfono in modo che possa adattarsi a un livello molto alto, un segnale a basso volume proveniente da esso rimarrà sepolto all'intemo del mixaggio. Per queste e altre ragioni risulta ovvio che, in alcune condizioni, è necessaria una certa fonna di controllo sull'estensione dinamica di un segnale.

11.4.1 La misurazione (metering) Gli amplificatori e il nastro pongono dei limiti al segnale che possono sopportare senza distorcere, e di conseguenza il tecnico del suono ha bisogno di capire se il segnale su cui sta lavorando può essere immagazzinato o trasmesso senza distorsione. Il modo più conveniente di determinarlo è quello di usare un dispositivo visualizzatore, per esempio un meter. Se l'unico obiettivo è quello di evitare la distorsione sul nastro, i meter che indicano il livello di picco possono essere usati per mostrare le massime variazioni di ampiezza di una forma d'onda. La percezione umana del volume, comunque, non è in relazione con il livello di picco di un segnale. Il meter può dare una lettura maggiore in un determinato punto del programma, ma in realtà il segnale può anche non suonare così forte (fig. 11.4). Se un meter è usato per regolare o mantenere un certo livello di volume percepito, l'indicatore di picco non è molto utile. Dato che la percezione dell'orecchio umano rispetto al volume è proporzionale al valore medio, o valore rms, di un segnale, è stato realizzato un meter che possa leggere questo livello in modo che le indicazioni del meter e del volume coincidano (fig. 11.5). La scala scelta per il meter è stata calibrata in unità di volume - da qui il nome VU picco ~

l':':5ID

Fig. 11.14 Un peak meter legge un livello superiore sia in A che in B, anche se il segnale non ha la stessa intensità.

PROCESSORIDISEGNALE

361

vu ~ ~

livello medio RMS

Fig. 11.15 Il VU meter legge il valore rms e ignora i picchi transienti, che non contribuiscono all'intensità del suono.

meter (fig. 11 .6). Il valore O VU è considerato il livello operativo standard; anche se i VU meter hanno il compito di indicare i livelli di volume, ignorano però i picchi molto brevi che possono mandare in distorsione il nastro. Questi picchi possono essere dagli 8 ai 14 dB superiori rispetto al valore rms indicato; ciò significa che i circuiti elettronici devono essere progettati in modo che non si verifichi una distorsione inaccettabile prima del livello + 14 dB. Le specifiche usuali di VU meter sono indicate nella tab. 11.2.

Tab. 11.2 Specifiche dei VU meter Caratteristiche

Specifiche

Sensibilità

Legge O VU se viene immesso un segnale a + 4 dBm (1,228 V in un circuito a 600 Q di impedenza) ± 0,2 dB da 35Hz a 10kHz;± 0,5 dB da 25Hz a 16kHz Può sopportare fino a 10 volte il livello OVU (+24 dBm) per 0,5 secondi e fino a cinque volte il livello O VU (circa +18 dBm) in maniera continuativa.

Risposta in frequenza Capacità di distorsione

Fig. 11.16 La scala superiore di un VU meter è calibrata in unità di volume, e viene utilizzata in fase di registrazione. La scala inferiore è in modulazione percentuale e viene usata nelle trasmissioni.

362

CAPITOLO Il

Le unità di volume indicate sui meter sono pari ai dB per le onde sinusoidali; per gli altri tipi di onda e per i segnali complessi, il VU meter dà un valore di lettura compreso fra il valore rms e quello di picco. Per queste onde, le unità di volume sono maggiori rispetto ai dB. La differenza fra il massimo livello che può essere sopportato, senza incorrere in distorsione, e il livello operativo medio del sistema è detta headroom. Alcuni amplificatori da studio di alta qualità sono in grado di emettere suoni a 26 dB al di sopra dello O VU, e perciò hanno 26 dB di headroom. Il nastro magnetico, però, ha una headroom limitata. La sua estensione dinamica è tale per cui se si volesse fornire la headroom necessaria per evitare la distorsione dei picchi, si avrebbe un fruscio di fondo troppo elevato durante tutto il resto del programma. Il livello di distorsione del 3% per un nastro magnetico registrato è normalmente solo 8 dB al di sopra dello O VU, mentre gli amplificatori della consolle hanno una distorsione inferiore allo 0,4% per tale livello. Il livello di registrazione appropriato per la maggior parte dei programmi è lo O VU, anche se livelli maggiori sono accettabili, ammesso che i picchi di breve durata - che potrebbero provocare distorsione - non siano eccessivamente alti. Invece di usare un meter ad ago mobile (VU e BBC PPM meters), alcuni meter usano i LED (diodi a emissione di luce) oppure i display a cristalli liquidi (LCD), per fornire l' indicazione di livello mediante luci che si illuminano in corrispondenza dei diversi livelli del segnale. Questi indicatori di lettura seguono i picchi meglio di qualunque meter, e mostrano il livello del segnale in maniera virtualmente istantanea; spesso ci fanno vedere contemporaneamente sia il valore rms che quello di picco.

11.4.2 I processori di dinamica L'estensione dinamica complessiva della musica è potenzialmente dell' ordine di 120 dB, mentre l'estensione del supporto digitale è mediamente 90 dB (fig. 11 .17), e quella del nastro magnetico è circa 60 dB, escludendo l'uso di sistemi di riduzione del rumore che possono aggiungere altri 15 o 30 dB, ma rimanendo comunque al di sotto dei 120 dB della musica. Anche l'estensione dinamica complessiva di un compact disc è compresa fra 80 e 90 dB. Con questa gamma dinamica, a meno che non si ascolti il CD in un ambiente completamente privo di rumori, si perdono i passaggi con volume molto basso, nel rumore medio dell'ambiente casalingo (dai 35 ai 45 dB SPL), oppure i passaggi a 40

30 20 10

+24dBm f------

f--

-

-·-····· +20dBm

+12 dBm

-+20dBm +6dBm +6dBm _

-

+6dBm

o -10 -20

c--- ' ,

- 30

r---

- 40

-50 -60

-70 -80 console nastro analogica analogico

nastro digitale

radio FM

disco in vinile

Fig. 11.17 Estensione dinamica di alcuni supporti audio.

compact disk

nastro video

363

PROCESSORI DI SEGNALE

volume elevato risulteranno praticamente insopportabili. Similmente, se si deve riascoltare un programma con una notevole estensione dinamica su un supporto con minore estensione, per esempio una radio AM (20+30 dB) o FM (40+50 dB), moltissime informazioni andranno perse nel rumore di sottofondo. Per prevenire questi problemi, la gamma dinamica può essere portata a un livello adatto sia al mezzo con cui si ascolta il programma, sia a un confortevole ascolto in un ambiente domestico medio. Questa riduzione di guadagno può essere fatta muovendo manualmente il fader del gain, oppure usando un dispositivo, detto processare di dinamica, che cambia automaticamente la gamma dinamica del segnale

11.4.3 La compressione Un compressore è, a tutti gli effetti, un fader automatico. Quando il segnale in ingresso eccede un valore prefissato, detto soglia (fig. 11.18), il guadagno è ridotto dal compressore e il segnale è attenuato. Riducendo il livello dei segnali a volume maggiore, in pratica si dimuinuisce l'estensione dinamica complessiva del programma. Dato che la gamma compresa fra i segnali a volume più alto e quelli a volume più basso è compressa, aumentando il guadagno complessivo del segnale si avrà un livello medio (rms) maggiore. Perciò si percepiranno i segnali come se fossero più forti di quanto dovrebbero essere. L'aumento del segnale in ingresso (in dB) necessario per avere un aumento di l dB nel segnale di uscita del compressore è detto rapporto di compressione (slope) della curva di compressione. Con un rapporto di 4 : l , perciò, un aumento di 8 dB in ingresso produrrà un aumento di 2 dB in uscita. Dato che i segnali registrati hanno intensità variabile, e possono oltrepassare la soglia in un determinato istante ed essere al di sotto di essa neli' istante successivo, si deve determinare la velocità che controlla il rapporto con cui il gain è ridotto (una volta che il segnale ha superato la soglia), e poi ripristinato (dopo che il segnale di ingresso scende nuovamente al di sotto della soglia). Queste velocità possono essere variate cambiando i tempi di attacco e di rilascio, rispettivamente. Il tempo di attacco è definito come il tempo necessario affinché il guadagno diminuisca di un certo ammontare, di solito il 63 % del suo valore finale. Il tempo di rilascio è definito come il tempo necessario affinché il guadagno ritorni al 63 o/c del suo valore iniziale. Come si è sopra stabilito, la percezione dell'orecchio umano rispetto all'intensità di un segnale è proporzionale al suo valore rms; perciò picchi notevoli ma di brevissima durata non variano l'intensità di un segnale in maniera considerevole. Ciò che di solito

z

è7i

60 dB di estensione dinamica complessiva

35 dB di estensione dinamica

.8

o 0.. 0..

~

25 dB di guadagno

rumore

segnale compresso 25 dB

Fig. 11.18 Un compressore riduce, di un certo ammontare, la gamma dinamica che oltrepassa la soglia prefissata.

364

CAPITOLO Il

si vuole ottenere è che il volume del segnale cresca e diminuisca durante il programma, ma in maniera minore di quanto avverrebbe se il volume stesso non fosse controllato. Se si consentisse ai picchi delle forme d'onda di triggerare la riduzione del guadagno, il volume diminuirebbe invece di aumentare; ciò cambierebbe le caratteristiche dinamiche del programma, in maniera evidente e inaccettabile. Per evitare che questi picchi operino la triggerazione della compressione, il tempo di attacco è regolato in modo che il livello della forma d'onda vada oltre il livello di soglia per un intervallo di tempo sufficiente a far aumentare il livello medio. Se si è regolato il tempo di rilascio troppo corto per un programma, e se il guadagno totale è stato ripristinato tutte le volte che il segnale è andato al di sotto della soglia, si possono percepire degli effetti indesiderati, come rumori di fondo e il respiro dei musicisti, e ciò è dovuto al rapido accrescimento del segnale in sottofondo all'aumentare del gain. Inoltre se si inviano picchi in rapida successione nel dispositivo, il gain del programma verrebbe regolato dopo ciascuno di essi, e il livello del programma stesso aumenterebbe dopo ogni picco. Dato che il meccanismo sensibile allivello rileva sia le escursioni positive che quelle negative, tempi di rilascio estremamente brevi potrebbero portare a una riduzione del gaio due volte ogni ciclo e introdurrebbero nel segnale una distorsione armonica. Per eliminare questi effetti collaterali, si usano tempi di rilascio più lunghi in modo che le ripetute escursioni della forma d'onda al di sopra della soglia provochino una sola diminuzione del gaio, che rimarrebbe ridotto durante tutte queste escursioni e poi ritornerebbe gradualmente al suo valore normale. Ciò rende meno probabile l'aumento del rumore di sottofondo. Comunque, se il tempo di rilascio è troppo lungo, una parte del programma con volume molto elevato potrebbe portare a una riduzione del gaio che continuerebbe anche durante una parte a volume inferiore, rendendo inudibile quest'ultima parte stessa. Il tempo di rilascio è definito come il tempo necessario affinché il gaio ritorni a un

threshold

ratio

p.~~"""-~~~~.. ~GR ,, ..;,__.__ ,. :~ · '.;'

f ie

Ì

Fig. 11.19 Un compressore a doppia funzione e display con misurazione della riduzione di guadagno (VU/GR).

Fig. 11.20 In alcuni compressori gli indicatori dell'intervento di riduzione del guadagno operato sul segnale sono costruiti in modo da leggere direttamente l'ammontare della riduzione.

PROCESSORI DI SEGNALE

365

certo valore percentuale del suo valore non ridotto (solitamente circa il 63%). I compressori di solito possiedono una sezione di meter che permette il monitoraggio dell' ammontare della riduzione di guadagno che si sta apportando. Il meter è in posizione O VU quando il segnale in ingresso è al di sotto della soglia e si sposta a sinistra per indicare il valore in dB della riduzione di gain quando il segnale in ingresso oltrepassa la soglia (fig. 11.19). Alcuni compressori usano meter o LED che mostrano direttamente la riduzione di gain (fig. 11.20), e si spostano lungo la scala sia in aumento che in diminuzione (a seconda del modello) per mostrare la riduzione di guadagno in dB.

11.4.4 La limitazione Se il rapporto di compressione è molto elevato, il compressore diventa un limiter (!imitatore; fig. 11.21 e 11.22). Un limiter è usato per impedire che i picchi di livello superino una certa soglia. in modo da evitare la distorsione del segnale proveniente da un amplificatore, registrato su nastro, su disco, trasmesso e così via (fig. 11.23). Un caso particolare di limiter è il clipper, che taglia gli estremi di una forma d· onda che superino una certa soglia; si può dire che il clipper ha un rapporto di compressione infinito. Quasi tutti i limiter hanno un rapporto di compressione di 10 : l o di 20: l , e in alcuni casi arrivano addirittura fino a 100 : l. Dato che è necessario un aumento così grande nel segnale in ingresso per avere un piccolo incremento nell'uscita dellimiter, le possibilità di distorsione del dispositivo si riducono quasi a zero. Di solito si un usano i limiter in registrazione, per evitare che un picco raggiunga la . . sua ampiezza massima. I picchi di breve durata aggiungono al programma un livello molto contenuto. se paragonato con la distorsione che potrebbero provocare (se saturassero il nastro), o co n il rumore che lascerebbero entrare nel sistema (se il segnale fosse registrato ad un livel lo così basso da non mandare in distorsione i picchi). - ·· Tempi di attacco e di rilascio estremamente brevi sono usati in modo che l'orecchio non percepisca la riduzione media globale del gain. Illimiter è usato solo per eliminare picchi casuali, dato che la riduzione di gain sui picchi successivi non è percepibile. Se ci sono ·mol~ picchi nel programma. bi sogna elevare il livello di soglia e ridurre il guadagno manua'\mente, in modo da limitare solo i -~ picchi casuali.

Fig. 11.21 Il Symetrix 501, compressore/limiter su picco e rms . (Fonte: Symetrix, lnc.)

-

366

CAPITOLO 11

Fig. 11.22 Illimiter Manley Electro-Optical. (Fonte: Manley Labs, lnc.)

11.4.5 L'espansione L'espansione è il procedimento mediante il quale si aumenta l'estensione dinamica di un segnale. A seconda della progettazione del dispositivo, l' expander opera diminuendo il livello del segnale se il livello stesso diminuisce, oppure aumentando il gain se il livello aumenta. Se si usa un expander (come quello della fig. 11.24), che opera secondo il sistema appena descritto (che è del resto il più comune), quando il segnale scende al di sotto della soglia di espansione, il gain viene ridotto in maniera proporzionale (a secon-· da del rapporto di espansione prefissato), in modo da ridurre i segnali che hanno livello molto basso (fig. 11.25). Questi dispositivi possono essere regolati in modo da eliminare il rumore di fondo che si trovi al di sotto di una certa soglia, mentre il segnale desiderato rimane al di sopra della soglia stessa. amplificazione lineare 1:1 soglia di

4:1

limitazione~ 1"-7.::;.___~::::::-...::::::=-----

20:1

soglia di compressione

livello di ingresso (dB)

Fig. 11.23 L' output di un compressore è lineare al di sotto della soglia, e segue la pendenza della compressione selezionata o della curva limite al di sopra della soglia.

367

PROCESSORIDISEGNALE

Fig. 11.24 Expander/gate Aphex Model 622 Logic Assisted. (Fonte: Aphex Systems, lnc.)

11.4.6 Il noise gate Un altro dispositivo di espansione è il noise gate (fig. 11.26). Esso si comporta come un expander con rapporto infinito, e permette il passaggio unicamente al segnale che si trova al di sopra della soglia prefissata, a unity gain (vale a dire senza variazione di guadagno) e senza alcun processo sulla dinamica. Ogni volta che il segnale in ingresso scende al di sotto di tale soglia, il dispositivo blocca effettivamente il segnale applicando una attenuazione totale in uscita. In questo modo si permette al segnale desiderato di passare, mentre i rumori di sottofondo o quelli non desiderati che si trovano nelle pause della musica vengono eliminati. Questo dispositivo è efficace anche per la riduzione dello scambio di informazioni fra tracce. Spesso alcuni gate offrono l'opzione di uno speciale "ingresso di chiave" che permette al fonico di utilizzare un segnale diverso da quello processato per atti vare o disattivare il gate. Può essere chiamato anche sidechain input (fig. 11.27a e 11.27b). Un input sidechain è una sorgente di controllo esterna che è in grado di influenzare in modo specifico il percorso principale del segnale audio di un dispositivo. Ciò permette a una sorgente esterna di segnale analogico (per esempio un sintetizzatore, un oscillatore oppure uno strumento microfonato) di controllare o triggerare l'uscita segnale audio principale di un gate.

60dB di estensione dinamica

z

èì5

g

90dB di estensione dinamica

soglia

o

a. a. ~

rumore

Fig. 11.25 L'expander aumenta l'estensione dinamica di un segnale, attenuando il livello dei segnali che si trovano (per un valore ben preciso) al di sotto di una soglia prefissata.

368

CAPITOLO 11

Fig. 11.26 Drawmer DS404 Quad Gate. (Fonte: QMI)

11.5

L'applicazione del controllo dell'estensione dinamica

La scelta di tempi di attacco e di rilascio appropriati, del grado di compressione, di espansione e di limitazione, dipende dal materiale del programma. Nella registrazione multitraccia, le variazioni dell'estensione dinamica di solito vengono apportate a strumenti singoli o a gruppi di strumenti. Nella radio, in televisione e in fase di stampa del disco, si comprimono anche intere canzoni e la necessità di applicare parametri adatti è molto più critica. Il limiter di solito è usato solo nella registrazione delle parti parlate o per strumenti che presentino transienti (cioè elevati livelli di picco momentanei), in modo che il segnale venga registrato a un livello alto, senza mandare in distorsione il nastro. ingresso del segnale

-

a)

uscita del segnale

-

ingresso del segnale chiave ingresso del segnale

uscita del segnale

-

b) ingresso del segnale chiave

Fig. 11.27 Diagramma di un noise gate con input chiave. a) Con un segnale presente come chiave. b) Senza segnale chiave.

-------

369

PROCESSORIDISEGNALE

La compressione può essere usata per una delle seguenti ragioni: • per minimizzare le variazioni di volume che si verificano quando un musicista, o un cantante, ha un'estensione dinamica eccessiva rispetto alla musica, oppure nel caso di cambiamenti improvvisi della distanza dal microfono; • per pareggiare le diverse estensioni di volume di uno strumento. Per esempio, le note di un basso elettrico spesso hanno un volume molto diverso fra di loro, a seconda della corda suonata. Si può quindi usare una certa compressione per avere una linea di basso più uniforme, uguagliando i volumi delle varie corde. Un altro esempio: alcuni strumenti, come i fiati, hanno alcuni registri a volume più elevato rispetto ad altri, e ciò è dovuto allo sforzo necessario per il musicista per produrre le note. La compressione può rendere omogenei questi livelli di volume; • per poter elevare in maniera significativa un segnale all'interno di un mix, mentre il livello globale del mix che si legge sui meter rimane quasi inalterato. Ciò viene attuato aumentando il rapporto del livello medio rispetto ai picchi; • per ridurre le sibilanze, inserendo nel circuito di compressione un filtro, che fa triggerare il circuito quando si è in presenza di un segnale ad alta frequenza eccessivo. Un compressore usato in questo modo è detto de-esser. Alcuni produttori vogliono ottenere dischi il più compressi possibile; in buona sostanza, essi vogliono che i livelli registrati siano portati al valore più elevato cui si può arrivare senza una vistosa distorsione. La logica che sostiene questa filosofia è che in questo mercato così competitivo le registrazioni più rumorose, quando vengono trasmesse alla radio, per esempio, superano le registrazioni meno rumorose nella classifica dei 40 dischi più venduti. In effetti, una registrazione che abbia l o 2 dB in più rispetto ad un'altra sembra avere più alti o più bassi, e ciò è dovuto all'effetto descritto dalle curve di Fletcher-Munson. Per raggiungere questi alti livelli senza che si verifichi una distorsione, si usano spesso compressori e limiter a doppio canale durante la fase di masterizzazione, per eliminare i picchi ed innalzare il livello medio del programma, in modo che il disco abbia un volume più alto di quello che avrebbe altrimenti. Nella fig.l1.28 viene mostrato un dispositivo che combina un compressore e un limiter. La compressione di un mix mono è effettuata in maniera molto simile a quella con cui si comprime un singolo strumento. La regolazione della soglia, dell'attacco, del release e della ratio è molto più difficile, se vogliamo evitare di enfatizzare troppo (pompare) lo strumento in evidenza nel mix. Quando si comprime un mix stereo si incontra un problema ulteriore: se si usano due compressori individuali, un picco che si verifica in un canale riduce il gain anche nell'altro canale, e fà sì che i suoni posizionati centralmente fra i due monitor si spostino bruscamente verso il canale che non è soggetto a compressione. Per evitare questo spostamento del centro dell'immagine, molti compressori sono collegati in stereo con un secondo compressore, dello stesso modello e marca. Questo procedimento di interconnessione, unendo assieme i due canali, combina le uscite dei

Fig. 11.28 Processore di dinamica, stereo, Valley Audio 433 Dynamite. (Fonte: Valley Audio Products, l ne.)

370

CAPITOLO 11

circuiti sensori del livello di segnale delle due unità. In questo modo, un segnale che provoca una riduzione di gain in un canale, causerà una riduzione uguale anche nell'altro canale, evitando quindi che le informazioni centrali si spostino dalla loro posizione originaria nel mix.

11.6

DSP: l'elaborazione digitale del segnale

Nella produzione audio attuale, l'elaborazione del segnale si attua in maniera sempre più estesa nel dominio digitale, mediante l'uso del DSP (Digitai Signa! Processing). Uno dei maggiori vantaggi che si incontrano lavorando con il DSP è la possibilità di usare la programmazione del software, per configurare un processo sul segnale digitale in modo da ottenere una grande varietà di effetti (riverbero, eco e delay), così come numerose altre funzioni di elaborazione del segnale (l'equalizzazione, il cambiamento di intonazione e di guadagno). Il processo sul segnale nel dominio digitale viene effettuato combinando le circuiterie logiche a blocchi. Queste circuiterie logiche seguono regole di calcolo binario elementari, che si basano su programmi con algoritmi dedicati. Se combinati a blocchi, questi circuiti logici possono essere usati per variare i valori numerici dei campioni audio in maniera prevedibile. Dopo che un programma è stato configurato sia dalla RAM interna sia dal software del sistema, i controlli totali sui parametri delle regolazioni del programma possono essere variati, oppure misurati come numeri discreti o come percentuali del valore totale. Dato che tali valori sono sia discreti che digitali, le regolazioni possono essere duplicate esattamente, o, ancora meglio, salvate in una RAM o in un hard-disk come file, facilmente richiamabile in qualunque istante.

11.6.1 DSP real time e non-real time I processi dì manipolazione numerica usati nei calcoli del DSP possono essere attuati in uno dei due modi seguenti: real time e non-real time. I calcoli in real time sono in grado di processare un segnale in diversi momenti; possono cioè alterare, mixare o processare in altro modo i campioni audio, sia in fase di registrazione sia in quella di riascolto. In questa situazione di elaborazione, le variazioni del segnale audio sono fatte spesso quando lo si riproduce prendendolo da disco, senza agire direttamente sui dati del soundfile originale. Questo editing non distruttivo permette anche, in un secondo tempo, di annullare facilmente (tramite la funzione undo) qualunque variazione apportata inavvertitamente. D'altro canto, il signa! processing in non-real time è usato spesso dai sistemi di harddisk, e dalle workstatìon audio digitali che non possiedono o non hanno bisogno di blocchi processori real time dedicati, per attuare tutti i processi o solo una parte di essi. Dopo che sono stati richiamati i dati in non-real time, oppure le funzioni di signal processing, il processare o il coprocessore del sistema si dedica all'attuazione dei compiti in non-real time (vale a dire l'utilizzatore deve aspettare che il sistema abbia finito di fare tutti i calcoli necessari). Quando ciò avviene, i risultati definitivi sono scritti in un harddisk come file separato. Se si usa questa sezione processata per sostituire un segmento esistente e non processato (per esempio un'area su cui si applica un fade o un crossfade), essa è di solito collegata a dei punti (marker) nell'area del soundfile originale non processato. In seguito, durante il riascolto, la sezione processata è unita con le aree originali in maniera che non ci siano giunzioni evidenti quando il programma viene riprodotto.

PROCESSORIDISEGNALE

371

x 1 ( n ) - 0 - y(n) = x 1 (n)+ x2 (n) =addizione x 2 (n)

x( n)--{)>-- y (n) = guadagno/attenuazione

x( n)

-0--

z (n) = ritardo

Fig. 11.29 Il processo di DSP è costituito soltanto da 3 funzioni basilari: addizione. moltiplicazione (guadagno/attenuazione) e ritardo.

11.7

Fondamenti del DSP

Lo scopo e le funzioni del DSP sono limitati solo dalla velocità, dalla capacità di manipolazione dei dati e dall'immaginazione umana. Il processo in se stesso è costituito soltanto da tre funzioni basilari (fig. 11.29): • addizione; • moltiplicazione; • ritardo (delay). Uno dei metodi migliori per comprendere queste funzioni basilari della logica digitale è quello di usarle in pratica. Proveremo ora a costruire un semplice mixaggio digitale con 4 input e l output, che potrebbe essere usato per combinare i canali di output di una workstation digitale.

11.7.1 L'addizione Come ci si potrebbe aspettare, un sommatore digitale addiziona i vari bit all'ingresso di un circuito, in modo da creare un risultato unico. Con questa costruzione lineare a blocchi, si può iniziare il mixaggio combinando i segnali di input in un solo canale di output (fig. 11.30).

11.7.2 La moltiplicazione La moltiplicazione di valori di campioni per un coefficiente numerico permettere di variare, sia in aumento sia in diminuzione, il guadagno (livello) di un segnale audio

Fig. 11.30 Gli ingressi di un mixer possono essere sommati assieme in un unico flusso di dati.

L

372

CAPITOLO 11

Fig. 11.31 Il guadagno può essere sommato per determinare i rapporti relativi, in mixaggio, dei segnali combinati.

digitalizzato. Tutte le volte che si moltiplica un campione per il fattore l, il guadagno rimane invariato e non si ha alcuna variazione di livello. La moltiplicazione per un fattore inferiore a l porta a una riduzione del guadagno (attenuazione). Parimenti, la moltiplicazione per un fattore maggiore di l si traduce in un incremento del guadagno. Ora che abbiamo appreso queste nozioni , possiamo agire sui controlli del gain del mixer, con una reale possibilità di comando (fig. 11.31 ). Il controllo sul gain può essere messo in atto aggiungendo fader digitali variabili, che possono fornire direttamente al processare i coefficienti di guadagno appropriati, mediante i quali moltiplicare il segnale in ingresso. Prima di continuare, dobbiamo considerare come la moltiplicazione può essere applicata alla produzione attuale, pensando a come si può cambiare il gain di un soundfile nel tempo. Esempi di applicazione di questa variazione del gain sono i fade-in, i fade out, i crossfade e le variazioni di livello. Per comprendere al meglio questo processo, vediamo come si può creare un fade out in non-real time, utilizzando un sistema che si basa su un hard-disk. Supponiamo che, durante la fase di mixaggio, non sia stato applicato un fade out alla canzone su cui stiamo lavorando, ma che si debba usare un fade out nella parte del chorus finale. Il primo passaggio che bisogna affrontare è quello di definire la parte di canzone su cui si deve applicare il fade out (fig. 11.32a), richiamare la funzione di fade e quindi metterlo in atto. Dopo che il fade out è stato completato, è il processore di segnale che deve moltiplicare continuamente i campioni interessati per un coefficiente di diminuzione. n risultato è quello di ridurre il gain lungo tutta la regione definita. Dopo che sono stati calcolati i nuovi campioni, i risultati sono riscritti automaticamente su di sco come file separato (fig. 11.32b); in riascolto, il fade è sovrapposto al soundfile originale. terminando nel punto giusto (fig. 11.32c).

11.7.3 Il delay I blocchi costituti vi finali del DSP mettono in atto funzioni temporali, vale a dire usano i ritardi per creare una specifica funzione o effetto. Nel mondo del DSP, il delay è usato in svariate applicazioni, due delle quali saranno approfondite in questa sede: • i delay usati per effetti particolari ; • i delay applicati ai campioni. La maggior parte dei musicisti moderni, e le persone che si occupano di produzione audio, conoscono bene i dif ferenti modi in cui i delay possono creare un ' ampia gamma di effetti particolari, tra cui il raddoppio delle note e l'eco. Questi effetti (di cui ci occuperemo più avanti in questo capitolo), sono creati mediante ritardi discreti di 35 millisecondi

PROCESSORIDISEGNALE

373

a) fade di 1 secondo

scritto sul disco rigido come fade .001

b) soundfile

c)

fade .001

punto in cui le due regioni sono

attaccate

Fig. 11.32 Esempio di fade di durata l s. a) Soundfile originale. b) Regione definita su cui applicare il fade e scritta su disco fisso, come file separato. c) Il file processato è unito al file originale e viene riprodotto senza una interruzione percepibile o altri effetti sgradevoli.

o più. Un delay digitale viene effettuato memorizzando un campione audio direttamente in una RAM; dopo un certo intervallo di tempo ben preciso (in millisecondi o in secondi), il campione può essere riletto dalla memoria in un istante determinato (e quindi ritardato) (fig. 11.33). Quando il tempo di ritardo è ridotto al di sotto di 10 millisecondi, si verifica un nuovo effetto. Il risultato della somma di un segnale originale e di una sua copia ritardata di un tempo variabile molto breve è una serie di picchi e di cadute nella risposta in frequenza del segnale stesso. Questo effetto, conosciuto con il nome generico diflanging, è il risultato di una equalizzazione selettiva (fig. 11.34). Se si possiede un delay digitale, si può verificare questo effetto di flanging combinando il segnale ritardato con quello originale, ascoltando poi il risultato. Riducendo ulteriormente i tempi di ritardo al di sotto di l f..lS (cioè un milionesimo di secondo), si può cominciare ad introdurre ritardi che influenzano il segnale digitalizzato nel suo livello di campionamento. Così facendo, si può migliorare il controllo sulle caratteristiche del filtro, fino al punto di attuare una equalizzazione selettiva. La fig. 11.35 mostra due semplici circuiti di equalizzazione con caratteristiche shelving nel dominio digitale, alle basse e alle alte frequenze rispettivamente. L'ammontare dell'equalizzazione che deve essere applicata (sia in incremento che in attenuazione) dipende dai moltiplicatori che controllano il gain applicato dai moduli di delay. Aggiungendo stadi ulteriori di ritardo e di moltiplicazione a questo processo di

Blam!

1

........ --------555ii555 '''''il> --------::::::::

m: delay

$

Blam!

Fig. 11.33 Il delay colloca i dati nella memoria, da dove possono essere estratti in un tempo successivo.

374

CAPlTOLO Il

uscita

(dB)ty=yy frequenza

Fig. 11.34 Sommando a un segnale una sua copia ritardata di un intervallo di tempo molto breve, si ha una risposta a pettine, a cui viene dato il nome generico di flanging .

base, si possono assemblare complessi stadi di equalizzazione per creare equalizzatori digitali che sono, per natura, più complessi e di tipo parametrico. Bisogna sottolineare che delay così brevi non possono essere creati usando circuiterie di ritardo che si basano su RAM (che vengono utilizzate invece per creare delay più lunghi), ma impiegando circuiterie logiche dette shift registers, che hanno un design più semplice ed economico. Ritornando ali' esempio del mixer digitale, si può ora finire il progetto intrapreso, mediante l'aggiunta di una certa equalizzazione nello stadio finale. Per esempio, la fig. 11.36 mostra l'applicazione di un semplicissimo filtro passa-alto, che elimina qualunque rumore di fondo a bassa frequenza che possa inserirsi nel sistema, a causa del condizionatore della stanza o del traffico presente ali' esterno.

vy

filtro shelving alle basse

. l{i];

filtro shelving alle alte

;[DJ

•

massimo guad:::: ~~~~~r:..~·~----~-411~~~~-~;~~~~ ::::mo guadagno minimo guadagno

~

guadagno alle basse frequenze

minimo guadagno guadagno alle alte frequenze

Fig. 11.35 Semplici circuiti di equalizzazione e relative possibili curve di risposta.

Fig. 11.36 Elementi di ritardo pari a un campione possono essere aggiunti a un mixer per fornire un'equalizzazione.

375

PROCESSORIDISEGNALE

uscita

Love !

Love !

Love '

Fig. 11.37 Aggiungendo un semplice feedback loop a un circuito di ritardo. si può creare un effetto di eco.

11.7.4 L'eco e la riverberazione Dopo aver esaminato i singoli effetti di delay, si possono aggiungere ulteriori trucchi al proprio bagaglio, ripetendo i delay in modo da creare echi. Gli echi ripetuti vengono creati facendo rientrare una porzione del segnale ritardato di nuovo nel segnale stesso (fig. 11.37). Aggiungendo uno stadio di moltiplicazione in questo circolo, è possibile variare l'ammontare del guadagno che deve essere reinserito nel segnale, e quindi controllare sia il livello sia il numero degli echi ripetuti. Anche se il riverbero potrebbe esser fatto rientrare in una diversa categoria, in effetti esso non è altro che una serie di ritardi molto ravvicinati nel tempo. Per la sua natura, il riverbero acustico può essere suddiviso in tre sottocomponenti: • segnale diretto; • prime riflessioni; • riverberazione. Il segnale diretto è percepito quando il suono originario viaggia direttamente dalla sorgente all'ascoltatore. Le prime riflessioni sono la parte di segnale che viene per prima riflessa verso l'ascoltatore, da superfici ampie in un dato spazio. Di solito queste riflessioni danno all'ascoltatore informazioni subconsce per la percezione dello spazio e delle dimensioni dell'ambiente. L'ultimo tipo di riflessioni è quello che determina le caratteristiche di riverberazione del segnale. Questi segnali sono spezzettati nelle numerose riflessioni casuali che viaggiano da superficie a superficie all'interno di una stanza. Queste riflessioni sono talmente ravvicinate nello spazio che vengono percepite come un unico segnale che si affievolisce. Quando si progetta un dispositivo che usa un numero determinato di linee di ritardo, attentamente controllate sia per quel che riguarda l'ampiezza sia per le relazioni temporali, è possibile creare un numero quasi infinito di caratteristiche di riverberazione. Per illustrare questo punto, riprendiamo il nostro schema elementare di DSP a blocchi e costruiamo un processare (riverbero) molto semplice (fig. 11.38). Come sappiamo, il segnale diretto è il primo che giunge all'ascoltatore; perciò, può essere rappresentato come una singola linea di dati che viene aggiunta a ciascuno stadio - passando direttamente dall'input all'output. All'interno di questo stadio di DSP ci sono un determinato numero di linee di ritardo, accordabili individualmente. Accordando questi diversi moduli a differenti tempi compresi fra 10 millisecondi e l s (che possono rappresentare le dimensioni di un bagno, fino a quelle del Grand Canyon), si possono simulare le prime riflessioni. Successivamente a questa sezione, si possono mettere nel sistema una o più linee di ritardo che presentino dei loop di eco (vale a dire che sono preposte a ripetere gli echi in maniera molto ravvicinata). Tali echi decadranno in un tempo predetermi-

376

CAPITOLO 11

out

Fig. 11.38 Un semplicissimo schema di processare di riverbero.

nato. Questa unità di riverbero può suonare un po' grezza, perché la sua semplicità limita molto il tipo e la qualità di suono che può offrire. Aggiungendo stadi ulteriori e mettendo le regolazioni del gaio sotto il controllo di un microprocessore (usando diversi algoritmi programmati dall'utilizzatore), si può creare una grande libreria di suoni riverberati di alta qualità.

11.8

La realtà del DSP

Come abbiamo appena visto, i fondamenti del DSP sono davvero semplici e lineari. Quando si è in fase di applicazione, comunque, questi blocchi costitutivi possono essere programmati in un blocco di elaborazione, che usa combinazioni più complesse ed elabora algoritmi specifici per arrivare a determinati risultati. Oltre alla complessità intrinseca, si incontrano alcune restrizioni ed esigenze superiori, da tenere presenti per evitare che il processo porti a risultati sbagliati, degradati o addirittura inutilizzabili. Per esempio, tutte le volte che si mixano assieme un certo numero di campioni digitali usando un circuito sommatore, la somma risultante potrebbe avere un valore molto superiore al limite di segnale massimo del sistema. Se non si mettono in atto precauzioni appropriate, si può verificare una condizione detta bit wraparound, con il risultato di un forte pop!. Ogni volta che i processori devono sommare campioni, oppure moltiplicare valori numerici per coefficienti molto lunghi, è possibile che si accumulino più errori o che il risultato finale abbia una parola più lunga di 16 bit. Per ridurre questi errori a un livello accettabile, o per prevenire l'esclusione di valori potenzialmente importanti di lsb (vale a dire bit meno significativi), i processori di alta qualità spesso possono calcolare i valori relativi alla lunghezza delle parole con una risoluzione anche di 24 o 32 bit. Per fortuna, la maggior parte dei moderni dispositivi non presenta più tali inconvenienti. Più ci si addentra nel DSP, più si comprende che il compito della progettazione di un sistema di qualità non è quello di ottenere il suo puro e semplice funzionamento, ma quello di eliminare gli inconvenienti fastidiosi, che spesso sono l'effetto collaterale dell' attuazione di complesse funzioni di manipolazione sonora. Nella parte restante di questo capitolo si prenderanno in esame molti dei più comuni dispositivi e applicazioni di DSP usati nella produzione audio, fra cui i seguenti: • delay; • riverberi; • effetti relativi alla variazione di intonazione e di tempo; • enfatizzazione delle caratteristiche psicoacustiche.

PROCESSORI DI SEGNALE

377

11.8.1 I delay Un'applicazione molto comune degli effetti che usano il DSP è costituita dalle variazioni di tempo ottenute inserendo diverse forme di ritardo nel percorso del segnale. La creazione di un circuito di ritardo è relativamente semplice nel dominio digitale. Anche se i dispositivi di delay dedicati - spesso detti DDL, cioè linee di delay digitali - sono normalmente disponibili in commercio, in effetti quasi tutti i processori di segnale digitali, che possano mettere in atto più funzioni, possono creare questo effetto. Abbiamo visto nel cap. 6 che i ritardi dell'ordine di alcuni millisecondi o secondi si basano soltanto sull'immagazzinamento di campioni audio all'interno di una RAM. Oltre una certa lunghezza di tempo ben precisa i dati sono riletti e mixati con il segnale originale non ritardato (fig. 11.39a e 11.39b). Il tempo massimo di delay che si può ottenere da un dispositivo di questo tipo è limitato unicamente dalla frequenza di campionamento e dalla capacità dei blocchi di memoria. Se si usano ritardi di 35+40 millisecondi, o superiori, nel materiale di un programma, l'ascoltatore li percepisce come ritardi discreti. Quando vengono mixati con il segnale originale, possono aggiungere profondità e corpo a uno o più strumenti. Bisogna comunque fare molta attenzione quando si aggiunge un delay a un intero programma musicale, dato che si rischia di perdere un po' di chiarezza. Se si riducono i delay a valori compresi fra i 15 e i 35 millisecondi, si avranno ritardi troppo ravvicinati per essere percepiti dall'ascoltatore come discreti; in questo caso si otterrebbe un effetto di raddoppio (fig. 11.40). Quando si mixano delay così ravvicinati con il suono di uno o più strumenti, il cervello umano viene ingannato, e ritiene che stiano suonando più strumenti di quanti non ve ne siano in realtà. L'effetto finale (detto tracking o autornatic double tracking, vale a dire raddoppio automatico delle tracce) è ritardo di x millisecondi

+-

,-----· ·' uscita

'

L

a)

b) Fig. 11.39 La DDL introduce una o più ripetizioni discrete del segnale in ingresso, a intervalli scelti dall' utilizzatore. a) Singolo segnale ritardato. b) Un segnale che viene reinserito nella memoria può creare numerosi ritardi ripetuti.

378

CAPITOLO 11

"' .·..··..·. -.·..l

. , . . . . delay

lllliiUII·III· ··. ·.··. ·.·.. " '. ll!llil.lillll!l

Fig. 11.40 In alcuni casi il raddoppio può ingannare il cervello, facendogli credere che stiano suonando contemporaneamente più strumenti di quanti non ve ne siano in realtà. un accrescimento della densità del suono, e può essere usato per i cori i fiati, le sezioni di archi e altri insiemi musicali, per "raddoppiarne le dimensioni". Si può impiegare questo effetto anche su tracce preminenti, come nel caso di parti soliste di voce o di strumenti, per ottenere un suono più grande, ricco e pieno. Ogni volta che i delay inferiori a 15 millisecondi sono mixati con il segnale originale non ritardato, si hanno delle cancellazioni, vale a dire l'effetto di jìltro a pettine. Questo è il risultato dei picchi e delle cadute equalizzate che si verificano nella risposta in frequenza del segnale (fig. 11.41 ). Variando il tempo di uno o più di questi delay ravvicinati, sia manualmente sia automaticamente, si può ottenere un effetto di costante scivolamento di fase, detto flanging o phasing. A seconda delle applicazioni, questo effetto può essere davvero minimo (phasing), oppure portare a variazioni di tempo e di intonazione (flanging) sia moderate sia accentuate. Se si combinano due segnali identici (e spesso leggermente ritardati), che abbiano intonazione lievemente diversa fra di loro, si può ottenere l'effetto comunemente detto chorus. Questo è usato dai chitarristi, in special modo, e da altri musicisti per aggiungere profondità, ricchezza e contenuto armonico al suono del proprio strumento.

11.8.2 La riverberazione Nella produzione audio professionale, la riverberazione acustica naturale ha un ruolo molto importante nella valorizzazione della musica e dei suoni. Un ambiente con caratteristiche acustiche correttamente studiate aggiunge qualità e profondità naturale al suono registrato, influenzando spesso la performance tanto quanto le caratteristiche sonore complessive. In queste situazioni in cui è necessario aggiungere l'ambiente di una determinata stanza, si possono usare riverberi digitali di alta qualità per completare o aggiungere un nuovo senso di spazialità dimensionale alla produzione. Come si è visto nel cap. 3. la riverberazione è data da riflessioni multiple casuali e ravvicinate, che sono rimandate indietro da una superficie all'altra all'interno di uno spazio determinato (fig.

frequenza (Hz)

Fig. 11.41 I picchi e le cadute nella risposta in frequenza di un segnale (aree in grigio) derivano da una combinazione di diversi moduli di ritardo a brevissimo tempo, che si spostano nel tempo per creare i caratteristici effetti di flanging e phasing.

379

PROCESSORIDISEGNALE

livello di riferimento

riverberazione principale

~i 0,5 ~l

tempo di ritardo della prima riflessione (canale 1) ~a~ tempo di ritardo della prima riflessione (canale 2) _ ___riv. subc... . tempo di riverberazione -

_.

te!:!1.2_~_pre_:~"itardo

------

tempo

Fig. 11.42 Livelli del segnale rispetto al tempo, per la riverberazione.

11.42). Questo effetto si traduce in informazioni percepibili che riguardano la dimensione, la densità e la natura di un ambiente, e vanno ad aggiungersi al calore e alla profondità percepite del suono registrato.

11.8.3 Le unità di riverbero digitali Negli ultimi decenni, le unità di riverbero digitali (fig. dalla 11.43 alla 11.45) sono diventate il dispositivo più usato nella produzione audio, per la loro grande qualità, l'ingombro minimo, la flessibilità e l'economicità. Nel paragrafo relativo al DSP nel cap. 6, si è visto che il riverbero digitale è attuato mediante la rigenerazione del segnale di input da parte di una serie di delay digitali molto ravvicinati. Usando alcuni algoritmi digitali, questi delay digitali adottano una serie di esempi casuali, che si traducono in un riverbero le cui caratteristiche sono prevedibili. Questi dispositivi basati su microprocessori possono esercitare un notevole controllo su caratteristiche di riverberazione, quali il livello, il tempo di decadimento, il ritardo p re-eco, l'equalizzazione alle basse e alle alte frequenze e i punti di incrocio (crossover) degli equalizzatori variabili. Quasi tutti i processori digitali di riverbero sono disegnati in modo che l'utilizzatore possa richiamare un certo tipo di riverbero, già programmato, e su di esso operare in tempo reale per adattarlo al meglio alle sue esigenze, salvando queste nuove combinazioni nella memoria del dispositivo stesso, per poterle riutilizzare in futuro.

Fig. 11.43 Processare di effetti digitale Yamaha REV l 00. (Font: Yamaha Corporation of America)

380

CAPITOLO Il

Fig. 11.44 Sony DPS R7. (Fonte: Sony Corporation)

Fig. 11.45 Laxicon 480L, processore di effetti digitale, con sistema LARC. (Fonte: Lexicon, lnc.)

11.9

Effetti di variazione di tempo e di intonazione

Alcuni processori di segnale possono variare la velocità e l'intonazione di un programma audio. Questo complicato compito richiede al sistema una notevole capacità di calcolo (specialmente se il processo è attuato in real-time da un dispositivo dedicato). In generale, il processo di variazione dell'intonazione e della velocità ha un raggio d'azione limitato, vale a dire può correggere o alterare il materiale del programma, senza introdurre distorsione nel segnale, solamente entro limitate variazioni di intonazione. Ciò cambia da dispositivo a dispositivo e a seconda del tipo di materiale (parti vocali, musica e forme d'onda complesse). In definitiva, l'orecchio umano può giudicare se gli inconvenienti dati dalla distorsione introdotta nel sistema possono controbilanciare i benefici dell'effetto stesso. Attualmente si hanno le seguenti possibilità di variazione di intonazione e di tempo: cambiare l'intonazione senza cambiare la durata, cambiare la durata senza cambiare l'intonazione oppure variarle entrambe.

11.9.1 La variazione di intonazione Questa funzione può essere usata per cambiare l'intonazione di un programma, sia in aumento che in diminuzione, per operare la trasposizione di una sorgente audio senza influire sulla durata del programma stesso. Questo processo può attuarsi sia in real time che in non-real time. Uno dei modi in cui esso lavora è quello di scrivere i dati audio campionati in un supporto di memoria temporanea (detto buffer circolare), dove possono essere ricampionati con frequenze di

381

PROCESSORIDISEGNALE

ricampionamento, con frequenza pari alla metà di quella originale (22,05 kHz)

, Ili l

1 kHz a 44,1 kHz di frequenza di campionamento

Ili

l

ttttttttt l

Ili,

si moltiplicano i dati nuovamente ricampionati per il fattore 2

111111'

circuito buffer

Fig. 11.46 La variazione di intonazione viene effettuata ricampionando un dato che è temporaneamente immagazzinato in un buffer circolare, sia a frequenza superiore, sia a frequenza inferiore.

campionamento sia superiori che inferiori a quella originale (fig. 11.46). Per riportare il segnale ricampionato alla sua frequenza di campionamento originale, il passaggio successivo è quello di alterare il segnale in modo da ritornare alla frequenza di campionamento utilizzata nello stadio di input. La variazione di intonazione risultante sarà data in rapporto alla differenza fra la frequenza di ricampionamento interna e la frequenza di campionamento in uscita. Perciò verrà abbassata l'intonazione dei dati che sono stati ricampionati a una frequenza superiore, e viceversa per quelli ricampionati a frequenza inferiore. N elle fig. 11.47 e 11.48 sono mostrati due dispositi vi per la variazione dell'intonazione molto usati attualmente.

11.9.2 Espansione e compressione temporale Combinando frequenze di campionamento variabili e cambiamenti di intonazione. è possibile alterare le caratteristiche di durata di un programma (si cambia la lunghezza di un programma aumentando o diminuendo la sua frequenza in riascolto), così come si può variare l'intonazione relativa (aumentandola o diminuendola). In questo modo si possono ottenere due diverse combinazioni di tempo/intonazione: - si può variare la lunghezza di un programma con un cambiamento corrispondente nell ' intonazione, dovuto alla variazione della frequenza di campionamento; - si può variare la durata di

Fig. 11.47 Eventide DSP 4000 Ultra-Harmonizer. (Fonte: Eventide lnc.)

382

CAPITOLO 11

Fig. 11.48 Studio Vocalist della Digitech. (Fonte: Digitech)

un programma, mentre l'intonazione è aumentata o ridotta in modo da mantenere la stessa intonazione relativa del materiale del programma originale. Le funzioni di compressione/espansione temporale, disponibili sulle più recenti workstation audio digitali, campionatori e processori singoli, stanno diventando lo standard operativo nell'audio per il video, nei film e nelle trasmissioni. Queste funzioni permettono di controllare la durata di un film e della colonna sonora, mantenendo l'intonazione originale, naturale della voce, della musica e degli effetti.Per illustrare come si possono applicare queste tecniche di manipolazione temporale, supponiamo di voler portare a 30 secondi uno spot pubblicitario radiofonico della durata di 27 secondi. Le tecniche di compressione/espansione possono ridurre la frequenza di campionamento del rapporto preciso necessario per ottenere una durata di 30 secondi. Applicando in seguito le funzioni di variazione dell'intonazione, si può riportare l'intonazione del segnale al suo valore originale.

11.10

Enfatizzazione psicoacustica

Alcuni processori di segnale si affidano alle informazioni di tipo psicoacustico per operare; in altre parole sfruttano le modalità di percezione sonora del cervello umano. I primi e più comuni fra questi dispositivi sono quelli che enfatizzano la presenza complessiva di un segnale o dell'intera registrazione, sintetizzando gli armonici superiori e quindi mixandoli con il segnale originariamente registrato. Anche se l'aggiunta di questi armonici sintetizzati non influenza in maniera significativa il volume complessivo del programma, l'effetto che si percepisce è quello di un marcato aumento della parte superiore dello spettro di frequenza, che rende la sonorità del programma più brillante e più presente. Fra questi processori quelli più noti sono l' Aural Exciter della Aphex Systems (fig. 11.49). Altri processori agiscono sull'equalizzazione e sul tempo, di solito in forma di piccole variazioni dei ritardi che introducono cancellazioni di fase, per enfatizzare le caratteristiche spaziali di un suono (quelle relative al posizionamento all'interno dello spettro stereofonico). Un modello di processare psicoacustico di equalizzazione è il Vitalizer del Sound Performance Laboratory (fig. 11.50); esso usa numerosi loop di filtri che mettono in relazione la frequenza, l'ampiezza e la risposta di fase in modo da evidenziare gli strumenti individuali, separando i suoni in bande di frequenza adiacenti e applicando lievissime variazioni dei ritardi. Oltre alle sofisticate funzioni di elaborazione nelle regioni degli infrasuoni e delle medio-alte, il Vitalizer può essere utilizzato per aggiungere armonici di quart' ordine al ségnale, per enfatizzare e dare maggiore definizione senza andare in distorsione. Il pro-

PROCESSORIDISEGNALE

383

Fig. 11.49 Aural Exciter Type C con Big Bottom. (Fonte: Aphex Systems. lnc.)

Fig. 11.50 Il processare psicoacustico di equalizzazione Vitalizer. (Fonte: Beyerdynamic)

Fig. 11.51 Processare digitale tridimensionale Spatializer. (Fonte: Desper Products, lnc.)

384

CAPITOLO Il

Fig. 11.52 Riverbero spaziale dimensionale Rolands SRV-330. (Fonte: Roland Corporation, US)

cesso di surround (avvolgimento) psicoacustico si attua individuando i segnali che sono fuori centro e inviandoli in controfase ai canali opposti, creando perciò un suono che aumenta l'ampiezza dello spettro sonoro percepito. Altri processori digitali di tipo psicoacustico (fig. 11.51 e 11.52) si occupano esclusivamente della spazializzazione (cioè del posizionamento di un segnale audio all'interno dello spettro acustico tridimensionale), anche se la registrazione è riascoltata su monitor stereo. Spesso questi dispositivi hanno ingressi multipli che sono manipolabili in uno spettro stereo a 360°, mediante un alpha dial continuo o un joystick. Variando questi parametri di posizionamento (in tempo reale o immettendo informazioni di posizionamento automatizzate sotto forma di dati MIDI in un sequencer), ciascun percorso di elaborazione può creare un percorso, relativamente alla fase e all'ampiezza, che può trarre in inganno il cervello, che percepisce la performance come se arrivasse da uno spettro sonoro avvolgente. Questo, ovviamente, è l'obiettivo teorico; in pratica, il successo di questo effetto varia da dispositivo a dispositivo.

11.10.1 Dispositivi multi-effetto Dato che molti processori di segnale digitali possono essere facilmente programmati, per attuare svariate funzioni, sempre più processori di segnale hanno funzioni di multieffetto (fig. 11.53, 11.54 e 11.55). I multi-effetto, in questo caso, hanno due principi di base: • un dispositivo con un solo effetto che fornisce alcune funzioni di elaborazione; comunque, una sola può essere richiamata volta per volta; • un dispositivo con un solo effetto, che fornisce alcune funzioni di processazione delle quali solo un numero limitato possono essere richiamate e messe in atto contemporaneamente. Entrambi questi tipi di dispositivi sono usati comunemente e sono molto preziosi per lo studio di registrazione o di progetto, in cui la versatilità di elaborazione è spesso un extra. L' elenco seguente offre alcune delle possibili funzioni di elaborazione di effetti fornite all'utilizzatore da diversi dispositivi multi -effetto:

385

PROCESSORIDISEGNALE

Fig. 11.53 Processore multieffetto Boss SE-70. (Fonte: Boss)

Fig. 11.54 Processore multieffetto Lexicon PCM-80. 1

Fonte Lexicon . In c )

Fig. 11.55 Processore multieffetto T.C. Electronic M5000. (Fonte: T. C. Electronic of Denmark)

386

CAPITOLO Il

Riverbero Equalizzazione Variazione deli' intonazione Conversione della frequenza Campionamento, anche one-shot Pedale wah-wah Tremolo e vibrato

11.11

Delay, chorus, phasing e flanging Compressione, limitazione, espansione e gating Variazione di tempo Enfatizzazione spaziale e dello spettro di campionamento Distorsione e overdrive Effetto di rotary speaker e auto-panning Mescolamento degli effetti

Editing degli effetti di dinamica, tramite protocollo MIDI

Uno dei metodi più usati per automatizzare i dispositivi degli effetti durante un mixaggio- da una sequenza MIDI o sul palcoscenico durante una performance dal vivo- è quello di usare i comandi di program change MIDI. Allo stesso modo in cui un patch di suono può essere memorizzato nei registri posizionali della memoria di uno strumento, per essere richiamato in un secondo tempo, la maggior parte dei dispositivi di effetti che funzionano con il MIDI offrono numerosi registri, in cui si possono memorizzare i dati dei parametri dei patch e i tipi di effetti usati. Mediante la trasmissione di un comando di program change, è spesso possibile richiamare automaticamente un tipo di effetto, tramite un dispositivo che sia programmato per ricevere tali comandi di program change su un dato canale MIDI (fig. 11.56). I comandi di program change (e a volte i messaggi continui di controller) permettono di modificare facilmente complesse funzioni di elaborazione del segnale, o di richiamarle durante il normale riascolto di una sequenza MIDI. Un sequencer permette spesso l'inserimento di un numero di program change - che corrisponde al tipo di effetto desiderato - in una traccia separata, sempre su sequencer, oppure su una traccia che contiene dati di performance strettamente correlati. Oltre ai program change in real time, i parametri degli effetti possono essere spesso variati in tempo reale, mediante l'uso di messaggi di sistema esclusivo in real time (vale a dire· tipo di programma, tempo di riverbe-

canale MIDI nr. 8, program change #46

effetto

Fig. 11.56 Le regolazioni degli effetti possono essere rese automatiche all'interno un sistema, mediante 1'utilizzo di comandi MIDI di program change.

PROCESSORI DI SEG:'\.-\LI:'

387

controllar del software controllar dell'hardware

messaggi di controllo MIDI in sistema esclusivo, in tempo reale

messaggi di controllo MIDI in sistema esclusivo, in tempo reale

Fig. 11.57 Controllo dinamico sui parametri degli effetti, mediante un controller esterno di comandi MIDI.

ro, EQ o profondità di chorus). Il controllo su questi messaggi è attuato in tempo reale, con l'uso di un controller MIDI esterno oppure di controller dei fader di dati, su hardware o su software (fig. 11.57). I software di editing basati su computer, detti patch editors (fig. 11.58 e 11.59), offrono anche la possibilità di editing della dinamica dei parametri degli effetti, permettendo all'utilizzatore di variare e di accordare finemente i parametri stessi, mediante l'uso di grafici e di scale visualizzati su uno schermo e variati tramite un mouse oppure, in alternativa, mediante il display di valori numerici che rappresentano direttamente la disposizione dei parametri di controllo del dispositivo. Il controllo su questi parametri è attuato in tempo reale, usando messaggi di sistema esclusivo specifici di quel dispositivo. Dopo che si sono assemblati e accordati finemente l'effetto o il multieffetto desiderato, queste disposizioni dei parametri possono essere salvate come un registro preset del dispositivo, per essere richiamate in un secondo tempo, tramite il pannello frontale del dispositivo stesso oppure mediante messaggi di program change. In un recente passato, gli editor dei programmi sono stati spesso programmati per uno specifico dispositivo o per un numero limitato di dispositivi, dato che questi editor dovevano comunicare dati di sistema esclusivo pertinenti soltanto al dispositivo su cui si operava l ' editing. Con l'immissione sul mercato di numerosi dispositivi di effetti controllati in MIDI. è sempre più comune trovare editor universali, che sono in grado di operare direttamente su molti dispositivi in tempo reale. Questi programmi universali sono usati con un gran numero di dispositivi costruiti da diverse case; di conseguenza essi contengono spesso una interfaccia più generica, per controllare un'ampia gamma di dispositivi di effetti e di strumenti musicali, rispetto ai modelli simili ma dedicati specificamente. Dopo che si è occupato completamente un banco di preset di un dispositivo, un editor di programma permette spesso di trasmettere questi messaggi di sistema esclusivo a quasi tutti i computer, per mezzo di un dump di dati MIDI di Sys-Ex. In questo modo, si possono memorizzare e richiamare numerosi banchi di preset, il che permette di avere librerie su computer molto più fomite. Questi programmi di editing, detti anche patch librarians, permettono inoltre di organizzare gli effetti memorizzati in gruppi di banchi, a seconda del tipo di effetto o, se si preferisce, in un altro ordine. Similmente a quasi tutti i patch degli

388

CAPITOLO 11

Fig. 11.58 Midi Quest per Windows 4.0 Universal editorllibrarian. (Fonte: Sound Quest, lnc.)

strumenti elettronici, i patch degli effetti possono essere acquisiti da molte fonti diverse; fra queste le cosiddette librerie di patch (che contengono dati di patch a cui si può accedere manualmente), cards di dati di patch (ROM cards che sono fornite dai costruttori stessi o da aziende collegate), dischetti di computer che contengono dati (fomiti dagli stessi soggetti sopra menzionati) e file di computer che si possono caricare via modem. In ultima analisi, l'automatizzazione MIDI dell'elaborazione degli effetti può essere uno strumento molto utile per incrementare, con una spesa minima, l'efficienza della propria musica e produzione.

Fig. 11.59 Galaxy Universal editor/librarian per Macintosh. (Fonte: Opcode Systems, lnc.)

12 La riduzione del rumore

A causa dell'aumento deli' estensione dinamica e della richiesta di maggiore qualità sonora che è stata portata dali' audio digitale e dal CD, è spesso necessario dedicare molta attenzione allivello del rumore di fondo che è prodotto dal nastro magnetico analogico, dal self noise di un amplificatore o da dispositivi simili. L'estensione dinamica dell'orecchio umano comprende una gamma di 130 dB; comunque una gamma come questa non può essere adeguatamente registrata su nastro analogico (fig. 12.1). Per registrare un'estensione dinamica superiore a 60 dB, è necessaria una certa forma di compensazione dinamica. Le limitazioni che si incontrano sulle tracce dei comuni ATR o VTR analogici sono dettate dal rumore di fondo del nastro (che è percepibile quando il livello globale del segnale è troppo basso) oppure dalla saturazione del nastro (causata dalla distorsione che si verifica quando si registra ad un livello troppo alto). Se un livello di registrazione ottimo produce comunque un livello di rumore di fondo inaccettabile, l'ingegnere del suono ha di fronte due possibilità: registrare ad un livello superiore (con il rischio di aumentare la distorsione) o variare la gamma dinamica complessiva del segnale. Il rumore di fondo del nastro analogico può anche non essere un fattore limitativo quando si lavora su l o 2 tracce in una produzione audio, ma il rumore e la distorsione aggiuntiva che si hanno combinando 8, 16, 24 o più tracce può andare da un livello fastidioso fino a uno inaccettabile. È necessario eliminare i seguenti tipi di rumori. • rumori propri del nastro e dell'amplificatore; • scambio di informazioni fra tracce; • effetto copia; • rumore di modulazione. Questi rumori di tipo analogico sono stati ridotti o eliminati mettendo in atto i seguenti procedimenti: • miglioramento della gamma dinamica dei nastri da registrazione professionali e/o aumento della velocità di scorrimento del nastro, in modo da registrare a livelli di flusso maggiori;

390

CAPITOLO 12

40

r-~~~~~--~~~~--~~~~~~~~

30 20 10

~

... !J-f-1·

o ~-----,·-~--..,.-··~----- ...,.,.~... 11b-:-'~l!·~~

-10 -20 1'-.-'-l.ll~~a+c=-al~~-·~~.-~··~:-"-41·----4~ -30 .

-40 -50 -60 r-~ 1~~~~~~·~--~~----~··--~----~ -70 ~~1~~~.~--~~--~~--~~~~~--~

-so~~~~~~~~~~~=-~~~~~~~~

consolle nastro nastro FM disco compact nastro analogica analogico digitale radio in vi nile disc video

Fig.12.1

Estensione dinamica tipica di molti dispositivi audio professionali.

• costruendo le testine dei registratori e le circuiterie elettroniche in modo da avere un minore scambio di informazioni fra canali in registrazione; • aumentando lo spessore della base utilizzata nella produzione dei nastri, per ridurre l'effetto copia. Con la disponibilità di nastri che offrono un output maggiore, con un basso rumore di fondo (con un normale aumento del rapporto segnale-rumore di 3 dB), i livelli di rumore di fondo sono stati ulteriormente diminuiti. Il rumore di modulazione è un componente ad alta frequenza che provoca una certa sfilacciatura o la generazione di frequenze agli estremi delle bande (fig. 12.2). Ciò è in parte dovuto alle irregolarità degli strati di copertura dei nastri magnetici da registrazione. Il rumore di modulazione si verifica solo quando è presente un segnale e aumenta all'aumentare del livello del segnale stesso, questo tipo di rumore è uno dei fattori principali nella creazione del suono analogico

12.1

Il processo di compressione/espansione

Un procedimento di riduzione del rumore molto usato attualmente è quello dei compander, i cui modelli sono costruiti dai Dolby Labs e DBX. Il processo di codifica e decodifica della compressione/espansione prende il nome dal fatto che il segnale in arrivo è compresso prima di essere registrato su nastro; in fase di riascolto, il segnale viene espanso in maniera uguale, fino a ritornare alla sua gamma dinamica originale (con una conseguente riduzione del rumore di fondo del nastro). Per comprendere meglio questo processo pos-

Fig. 12.2

Rumore di modulazione di un'onda sinusoidale.

LA RIDL"ZIO:\E DEL RL \ l OR E

391

z ----------------

èn il segnale è compresso e spinto verso l'alto

tttttttt Fig. 12.3

Esempio di processo di riduzione del rumore tramite compressione/espansione su tutta la banda passante.

siamo fare riferimento alla fig. 12.3. Un segnale viene compresso ed espanso su tutta la sua ampiezza di banda audio. Prima che il segnale venga inviato all'ingresso del registratore, la sua estensione dinamica complessiva è compressa in una banda ristretta ma molto ben controllata. Ciò viene fatto perché l'estensione dinamica appena compressa può essere registrata su nastro ad un livello significativamente maggiore rispetto al rumore di fondo residuo. Durante il riascolto il segnale viene espanso di nuovo verso il basso, fino ad arrivare alla sua estensione dinamica originale, mentre il rumore di fondo viene ugualmente espanso e portato ad un livello per cui non è più udibile. Anche se sono simili in teoria al precedente esempio, altri sistemi operano spezzettando il segnale audio in diverse bande audio separate. Tale sistema rende possibile operare solo su quelle bande di segnale che necessitano di compressione ed espansione (cioè quegli spettri di frequenze in cui mancano i passaggi di segnale a volume alto che altrimenti potrebbero mascherare la presenza di rumore di fondo del nastro); in questo modo si lascerebbero praticamente invariate quelle bande che non necessitano di compressione ed espansione (cioè quegli spettri di frequenza in cui si trovano passaggi di segnale a volume sufficientemente alto). Oltre alle riduzioni di rumore attuabili sui nastri analogici i compander possono anche essere utili per ridurre i rumori estranei e i ronzii che si verificano su trasmissioni a grande distanza o su linee di trasmissioni radio.

12.1.1 I sistemi Dolby per la riduzione del rumore Il Dolby è disponibile in 5 tipi fondamentali, per la produzione audio: Dolby SR. Dolby A e i Dolby C, Dolby B eS non professionali. Il Dolby SR (spectral recording) è un processo di codifica e decodifica che si presta facilmente a qualunque applicazione nella registrazione o nelle trasmissioni audio; il suo utilizzo elimina in pratica le influenze del rumore e della non linearità sul suono riprodotto, consentendo un miglioramento di dinamica che può arrivare fino a 24 dB rispetto ad un supporto che non adotta tale sistema di riduzione del rumore. Il processore di segnale Dolby SR è di tipo sidechain e opera parallelamente al percorso audio principale del dispositi vo. L' output di questo processare viene sommato o sottratto dal segnale principale, a seconda che il circuito abbia funzioni di codificatore o di decodificatore. Per livelli molto bassi di segnale, o in assenza di segnale, il Dolby SR applica una caratteristica specifica con guadagno e frequenza fissi , che riduce il rumore e gli altri disturbi a basso livello. Ciò si traduce in una forma di equalizzazione ottimizzata, che rimane invariata quando il segnale si trova al di sotto di un certa soglia. Soltanto quando il livello di una parte qualunque dello spettro del

--·

392

CAPITOLO 12

segnale aumenta in maniera significativa, il circuito varia le proprie caratteristiche di azione. Se ciò accade, il Dolby varia il guadagno solo per frequenze su cui il cambiamento è necessario, e solo per l'ammontare desiderato. Anche se la maggior parte delle sue circuiterie elettroniche è usata per l' analisi di spettro, il sistema operativo principale del Dolby SR consiste di 5 gruppi di filtri a banda fissa e a banda variabile, con curve gentili che differiscono da frequenza a frequenza, anche nei tagli. I filtri con bande prefissate sono controllati elettronicamente per poter variare il loro guadagno; quelli con guadagno fisso sono regolati in modo da poter coprire più gruppi di frequenze. I filtri sono collegati in maniera incrociata, in una tecnica nota con il nome di sostituzione attiva, che permette di selezionare entrambi i tipi di filtro nella esatta proporzione desiderata. Selezionando e combinando i filtri, la circuiteria di controllo del SR può creare un numero infinito di forme di filtri, attraverso i quali il segnale può passare durante il processo di codifica. Durante la decodifica, le varie forme di filtro sono create automaticamente e sono esattamente opposte rispetto a quelle usate nel processo di codifica. Ciò si traduce in una accurata e lineare risposta in livello, fase e frequenza. Per un corretto utilizzo del Dolby SR è necessario elaborare il segnale sia in fase di registrazione sia in fase di riascolto di un nastro, assegnando ciascuna traccia del nastro stesso ad un canale separato. In riascolto si usa la stessa unità che opera il processo sul segnale in registrazione e di solito il passaggio fra i vari modi è azionato automaticamente dalle circuiterie logiche di switching del transport del registratore. Il sistema professionale originale di compressione/espansione Dolby, cioè il Tipo A, fornisce 10 dB di riduzione del rumore al di sotto dei 5 kHz, aumentando gradualmente il guadagno dei segnali a basso livello invece di diminuire il guadagno dei segnali ad alto livello. Le circuiterie usano un limiter sidechain, che impedisce al segnale di oltrepassare di molto la soglia dei -40 dBm (fig. 12.4). L'output di questo limiter viene sommato algebricamente al segnale in input non compresso. Dato che l'output del limiter oltrepassa di poco i -40 dBm, l'effetto aggiuntivo di questo segnale, quando è combinato con il segnale in ingresso, dipende dal livello del segnale di input stesso. Quando questo è basso, al suo confronto l'output del limiter è molto grande e quindi l'aggiunta di questo segnale si traduce in un incresegnale in ingresso (dBm)

-40

o o

.

nessun Intervento dellimiter

Fig. 12.4

l l 1

~-•

L'uscita dellimiter sidechain oltrepassa di poco i- 40 dBm.

393

LA RIDUZIO'JE DEL RL \l OR E

mento del livello complessivo. Quando invece il segnale in ingresso è alto, l'output del limiter è insignificante se i due segnali sono sommati. La stessa procedura viene seguita durante il processo di espansione. se si esclude il fatto che l'output del limiter è sottratto precisamente dal segnale di input. riportando perciò a sua volta i livelli più bassi del guadagno ai loro valori originali. Il Dolby A riduce in maniera efficace il rumore del programma, suddividendo lo spettro in quattro bande separate, (fig.l2.5). A ciascuna banda di frequenza corrisponde un processa re di dinamica, in modo che la presenza di un segnale ad alto livello in una banda non interferi sca con l'analisi delle altre bande. Gli output dei 4 filtri e dei processori di segnale sono combinati in modo che i segnali a basso livello (al di sotto dei -40 dB) siano incrementati di 10 dB da 20Hz a 5 kHz, e tale incremento viene gradualmente aumentato. da 5kHz a 14kHz, fino ad un massimo di 15 dB. All'aumentare del livello del segnale in una banda, diminuisce la corrispondente riduzione di rumore, ma aumenta il mascheramento efficace; quindi il livello del rumore sembra rimanere costante. Le bande non sono definite con precisione, per cui quando la riduzione di rumore nella banda 2 viene inabilitata dalla presenza di segnali ad alto livello fra 80 Hz e 3 kHz, una certa riduzione di rumore (oltre al mascheramento) è fornita dalla banda l e, al di sopra di 1,8 kHz, dalla banda 3. Se anche la riduzione di rumore della banda 3 è inabilitata a causa di segnali ad alto livello compresi fra 3 kHz e 9 kHz, la banda 4 contribuirà alla riduzione del rumore al di sopra dei 5 kHz. Raramente le riduzioni di rumore delle bande l e 4 sono completamente disabilitate, tranne che per suoni di organo a canne o di piatti della batteria a livello veramente alto. Anche se l'ammontare effettivo della riduzione di rumore lungo tutto lo spettro audio varia da un istante a quello successivo, il livello di rumore percepito dall'orecchio umano rimane costante. Per garantire che il nastro sia riascoltato allo stesso livello al quale è stato registrato, viene registrato all'inizio di ogni nastro un tono di 440 Hz o 700 Hz, a O VU, in modo che il livello possa essere regolato correttamente quando il nastro è riascoltato. Tale tecnica è usata per essere sicuri che segnali che siano al di sotto della soglia in registrazione abbiano lo stesso livello al di sotto della soglia anche in riascolto. Esiste una tolleranza del ± 3% prima che una certa differenza nel segnale in riascolto diventi evidente. Se il segnale viene riprodotto ad un livello troppo alto attraverso l'unità Dolby, si verificherà una espansione troppo contenuta, dato che illimiter è bloccato dai segnali ad alto livello, e il suono risulterà compresso e oltremodo brillante. Se il segnale è riprodotto ad un livello troppo basso, l'espansione sarà eccessiva e quindi il suono risulterà cupo e con una gamma dinamica troppo estesa. Non è importante che il livello registrato del segnale sia lo stesso durante tutto il riascolto. banda 2

20

80

3k

5k

frequenza (Hz)

Fig. 12.5

Le 4 bande del filtro del Dolby A.

banda 4

banda 3

9k

20k

394

CAPITOLO 12

Il Dolby B, che di solito si trova nei registratori a cassetta non professionali, è pensato per ridurre il fruscio del nastro. Il Dolby B agisce solo per comprimere ed espandere le frequenze più alte, e non ha alcun effetto sui rumori a bassa frequenza, come ad esempio il rumore di terra. L'effetto del Dolby B è pari a 3 dB di attenuazione a 600 Hz, e arriva fino a lO dB a 5kHz, dopo di che si assesta su questo livello, con una modalità di tipo shelving. Il Dolby C è una recente versione non professionale del Dolby SR, e offre una possibilità di riduzione di rumore complessiva pari a 20 dB, se usato con le comuni cassette a nastro.

12.1.2 Il sistema DBX per la riduzione del rumore Il DBX (fig. 13.6) è un sistema di compressione/espansione con intera banda passante, che fornisce una riduzione di rumore compresa fra 20 dB e 30 dB. Similmente ad altri sistemi di compressione/espansione, i canali del DBX sono inseriti fra la consolle e i registratori a nastro. Il compressore usa un rapporto di compressione di 2 : l per livelli fra -90 dB e + 25 dB, e il suo punto di guadagno unitario è fissato a + 4 dB (O VU). A differenza dei sistemi Dolby, tutti i segnali sono compressi ed espansi con un rapporto 2 : l, indipendentemente dal livello del segnale, e perciò non vi sono parametri influenzati dal livello stesso. Nella fig. 12.7 è mostrato il procedimento di riduzione del rumore del DBX. Supponiamo che il registratore a nastro presenti un rapporto segnale/rumore pari a 60 dB e che la gamma dinamica del programma registrato sia anch'essa 60 dB. Durante i passaggi a volume più basso, il rumore di fondo aggiunto al

Fig. 12.6

Modulo per la riduzione del rumore DBX 911 . (Fonte: DBX Professional Products)

LA RIDUZIONE DEL RUMORE

395

programma ha la stessa intensità del programma stesso, e perciò è ben udibile. Con il sistema DBX, il programma passa attraverso la sezione di registrazione del DBX stesso e viene compresso, con rapporto 2 : l, in una gamma dinamica pari a 30 dB. Questo segnale compresso viene quindi registrato su nastro, su cui, in effetti, viene mixato con il rumore del nastro stesso. Il rumore del nastro è adesso 30 dB al di sotto del passaggio musicale con livello più basso. In fase di riascolto, l'expander riduce il livello del segnale di 30 dB per quanto riguarda il passaggio musicale a volume più basso, ma riduce il rumore portandolo 30 dB al di sotto del segnale più debole e 90 dB al di sotto dello O VU. Perciò l'effettiva riduzione di rumore è pari a 30 dB . La differenza di livello fra il rumore dovuto al nastro e il segnale registrato sul nastro a volume più basso determina il rapporto segnale/rumore. Un rapporto di compressione 2 : l è stato scelto per rapporti segnale/rumore più alti a causa del ridotto effetto che le cadute di segnale del nastro hanno sull'expander. Dato che l'expander riduce il suo output del doppio rispetto al segnale riprodotto dal nastro, una caduta di segnale di 2 dB sul nastro provoca una caduta di 4 dB del segnale sul quale è applicato il rapporto di compressione 2: l. Un rapporto 3 : l porterebbe, per esempio, a una caduta di 6 dB. Un rapporto di 1,5 : l renderebbe meno evidenti i problemi di cadute nel segnale, ma riuscirebbe a farlo a scapito di una buona riduzione del rumore (in questo caso sarebbe possibile una riduzione di soli 20 dB). Il rapporto di compressione 2 : l è considerato il miglior compromesso fra l'ammontare della riduzione di rumore e la sensibilità alle cadute di segnale. Il sistema DBX opera sull'intero spettro di frequenza da 20 Hz a 20 kHz. I Laboratori Dolby hanno trovato che se il compressore opera su tutto lo spettro di frequenze si ha una perdita di riduzione di rumore nello spettro stesso, per segnali ad alto livello, anche se questi presentavano uno spettro di frequenze ridotto. Il rumore non mascherato dai passaggi musicali diventava evidente nelle riproduzioni ad alto volume. Il sistema DBX supera questo problema in una certa misura, usando un altro filtro per pre-enfatizzare le alte frequenze di 12 dB prima del compressore e usa un filtro ulteriore per de-enfatizzare le alte frequenze dopo l'expander. Quindi, anche se il segnale è a O VU quando non avviene la compressione o l'espansione, si verifica una effettiva riduzione di l O dB alle alte frequenze. Questi l O dB di riduzione sono ottenuti unicamente quando la maggior parte dell'energia del segnale è al di sotto dei 500 Hz. Quando il materiale del programma si estende anche alle alte frequenze, l'effetto del filtro diminuisce e viene sostituito, in un certo modo, dall'effetto mascheramento del programma

O dB

z Ù)

g

-30 dB

o a. a. ~

-60 dB rumore di fondo

Fig. 12.7

Espansione di una gamma dinamica da 60 dB a 90 dB, utilizzando un sistema DBX per la riduzione del rumore.

396

CAPITOLO 12

stesso. Una speciale circuiteria di controllo per il compressore e l'expander riduce il guadagno quando il livello dei segnali ad alta frequenza diventa molto alto, in modo da evitare la saturazione del nastro che sarebbe causata dalla azione combinata del filtro e dell'equalizzazione N.A.B. che apporta un incremento alle alte frequenze.

12.2

Processo di riduzione del rumore single-ended

Il sistema di compressione/espansione richiede che si attui un processo di riduzione del rumore sia durante la fase di registrazione sia durante quella di riascolto per ottenere l'effetto desiderato. Quando si usano questi dispositivi, il rumore non può essere eliminato completamente da un segnale; si può soltanto evitare che entri in esso. Il procedimento di riduzione del rumore single-ended, o non-complementare, opera fondamentalmente come un expander (o un noi se gate) che varia la sua azione in relazione alla frequenza, e cancella il rumore da una sorgente audio usando un expander abbinato ad un filtro passa-basso che segue le escursioni dinamiche del segnale da processare. L'espansione e il filtraggio dinamico possono essere usate sia assieme sia separatamente, per fornire il massimo ammontare possibile di riduzione del rumore. Sia i sistemi di riduzione del rumore single-ended analogici che quelli digitali sono attualmente disponibili sul mercato. I sistemi digitali sono solitamente algoritmi di programma presenti in alcuni processori digitali. Al contrario, i sistemi analogici sono delle unità a se stanti costruite attorno a VCA specifici e circuiterie di ricerca di livello associate (fig. 12.8). I sistemi di riduzione del rumore single-ended operano suddividendo lo spettro audio in un certo numero di bande di frequenza. Tutte le volte che il livello del segnale di ciascuna banda scende al di sotto di una soglia definita dall'utilizzatore, il segnale stesso viene attenuato. La riduzione del rumore ottenuta attraverso questo processo di espansione e filtraggio si basa su alcuni principi di psicoacustica. Il primo di questi afferma che la musica è in grado di mascherare il rumore che si trova all'interno della stessa banda di frequenze, ma che sia a un livello inferiore. Il secondo afferma che riducendo la banda di un segnale audio si riduce il rumore percepito, perché maggiore è la distribuzione spettrale del rumore, maggiore è la sensibilità dell'orecchio umano a tale rumore.

Fig. 12.8

Sistemi Behringer Denoiser, Model SNR 202 e 208. (Fonte: Behringer Specialized Studio Equipment Ltd.)

LA RIDUZIONE DEL RUMORE

397

Il filtro dinamico esamina il contenuto di alte frequenze del segnale in arrivo e, in assenza di un certo valore di energia, viene ristretta la banda del filtro. Quando l'energia ritorna al di sopra di un certo livello, il filtro si apre di nuovo per lasciar passare tutto il segnale, regolando l'attacco a seconda delle necessità.

12.2.1 Il noise gate Il noise gate (fig. 12.9) può rivelarsi un dispositivo per la riduzione del rumore molto efficace se usato per ridurre il rumore di fondo del materiale di un programma; il noise gate può essere visto come un expander con rapporto di espansione molto alto, che agisce come amplificatore a guadagno unitario in presenza di un segnale al di sopra di una certa soglia, lasciando passare inalterato il segnale stesso. Quando il livello del segnale audio in ingresso al dispositivo scende al di sotto di una certa soglia prefissata, il segnale stesso viene drasticamente bloccato prima di uscire. Perciò il rumore è eliminato dal segnale di un programma quando non è presente un altro segnale che lo possa mascherare. Se il materiale del programma è molto difficile da processare, può essere necessario apportare un fine-tune, cioè una accordatura fine, ai controlli di attacco e di rilascio, per eliminare effetti indesiderati di pumping e breathing del rumore di fondo (il cosiddetto respiro), al di sotto del segnale voluto.

12.3

I sistemi digitali di riduzione del rumore

Di recente sono state realizzate alcune forme avanzate di elaborazione digitale del segnale (DSP), che possono ridurre il contenuto di rumore di fondo presente in un materiale preregistrato, che può comprendere sia effetti collaterali di tipo analogico, come ad esempio il fruscio, ticchettii, pops ed anche alcuni tipi di distorsione presenti nel segnale musicale stesso da processare. Alcuni algoritmi si sono rivelati in grado di attenuare gli effetti collaterali di granulosità di una registrazione digitale che sia stata effettuata con una bassa risoluzione in bit (come ad esempio 8 o 12 bit). Il DSP è usato per svariate applicazioni, che vanno dalla semplice eliminazione del fruscio del nastro, del rumore di terra, o di un ambiente di fondo invadente, fino alla possibilità di attuare una totale puli-

Fig. 12.9

Symetrix 564E Quad/Expander Gate. (Fonte: Symetrix, lnc.)

398

CAPITOLO 12

Fig. 12.10 Il sistema Digidesign Intelligent Noise Reduction. (Fonte: Digidesign)

zia e restauro di un vecchio materiale di programma che deve essere trasferito su compact disc. Anche se esistono processori digitali di segnale separati, al momento della stesura di questo libro i sistemi più utilizzati sono quelli di tipo software su Macintosh. Due esempi sono il plug-in DINR (riduzione del rumore dinamica e intelligente) della Digidesign e il programma No-Noise della Sonic Solutions. Il DINR (fig. 12.10), è un modulo plug-in di elaborazione del segnale che permette di eliminare il rumore di terra, il fruscio e altri rumori estranei da una registrazione, analizzando l'audio in questione (un passaggio rumoroso breve isolato è ideale ma non necessario). Questa analisi è usata in seguito per creare un modello sonoro, in parole povere un rumore di riferimento, che viene sottratto digitalmente dal soundfile originale (in un certo ammontare selezionato dall'utilizzatore). Dopo che il suono è stato analizzato, il DINR può processare il segnale anche in tempo reale. Usando una funzione detta UltraMaximixer, è possibile avere una idea del risultato della elaborazione del segnale senza, per questo, andare a modificare il file. Spesso questa funzione di anteprima viene usata per trovare la regolazione ottimale dei parametri di tali algoritmi. In alternativa, i dati del soundfile possono essere riscritti su disco in non-real time, per un riutilizzo posteriore. Il sistema No-Noise della Sonic Solutions (fig. 12.11) può essere paragonato a un expander multibanda intelligente; in questo caso, comunque, multi significa che lo spettro audio è suddiviso in più di 2.000 bande di frequenza. Il sistema mette in atto più di 53 milioni di calcoli per ogni secondo di musica e, come nel caso del programma Digidesign, i recenti miglioramenti della velocità dei coprocessori permettono calcoli molto complessi, come quelli che devono essere fatti sia in real time sia in non-real time. Il processo No-Noise è suddiviso in tre stadi funzionali: analisi visuale, de-clicking e de-noising. Questi stadi sono descritti nei seguenti paragrafi.

LA RIDUZIONE DEL RUMORE

399

Fig. 12.11 Schermata applicativa del No-Noise. (Fonte: Sonic Solutions)

12.3.1 Analisi visuale Nello stadio di analisi visuale, il soundfile viene esaminato al fine di determinare quanto il software debba processare il segnale per liberarlo dai rumori indesiderati.

12.3.2 Il de-clicking Dopo che il soundfile è stato analizzato, il No-Noise può essere usato per rimuovere automaticamente i pop e i click. Il programma non elimina fisicamente questi problemi; al contrario, mettendo in atto una analisi delle frequenze, sia prima che dopo il click, il programma riesce a sintetizzare quella che doveva essere la forma d· onda originaria e sostituirla alla parte danneggiata.

12.3.3 Il de-noising Dopo che si sono eliminati i rumori transienti (click), il compito successivo è quello di attenuare il rumore di fondo in modo da ridurre o eliminare il fruscio del nastro, il rumore elettrostatico o i rumori di fondo ricorrenti (il rumore di terra, il rumore del condizionatore e altri simili). Le funzioni di rimozione del rumore del No-Noise comportano un elevato numero di calcoli molto complessi che operano stime logiche sul fatto che il rumore di fondo sia o meno udibile. Specificamente, il processo suddivide lo spettro audio in più di 2.000 bande di frequenza, in modo da poter prevedere quando il livello del segnale è in grado di mascherare un suono (rumore) di intensità inferiore. Il processo di rimozione No-Noise è attuato comparando il segnale con un rumore di riferimento,

400

CAPITOLO 12

detto firma, che è ricavato da un campione di rumore di fondo puro, che si può trovare all'inizio o alla fine di un programma o in un momento di pausa nella musica. Dopo che il sistema è entrato in azione, opera una ricerca in avanti e indietro nel tempo su un certo numero di campioni per ciascun istante di musica, per determinare in cosa consista effettivamente il rumore, e se la sua rimozione possa danneggiare o meno la musica. Se il livello all'interno di una delle bande di frequenza analizzate scende al di sotto o eguaglia il livello firma, il processare decide che il contenuto è sicuramente rumore ed espande digitalmente questa ristretta banda in attenuazione, riducendo perciò il contenuto finale di rumore del programma. Bisogna ricordarsi che il processo di riduzione del rumore spesso è in contrasto con i procedimenti basati sul DSP: ogni tipo di programma è diverso dall'altro e necessita di un suo approccio per attuare le rimozioni. I parametri che determinano l'elaborazione del segnale, come la profondità della riduzione e gli effetti collaterali udibili, sono completamente in mano all'utilizzatore. Con qualunque sistema digitale di riduzione del rumore esiste il rischio di processare oltre il dovuto un soundfile registrato- e ciò spesso si traduce in un prodotto con bande esterne distorte, che suona come uno stormo di uccelli impazziti. Il livello a cui questo cinguettio digitale diventa evidente dipende dal tipo di programma che si sta processando. In conclusione, è sempre meglio processare e quindi riascoltare una breve parte del programma prima di processare un intero soundfile.

13 I monitor

Nel processo di registrazione, i giudizi sul suono e le eventuali variazioni da apportare sono basati su ciò che si ascolta dai monitor. In effetti, nelle industrie audio e video altamente professionali, il termine monitor si riferisce a un dispositivo di riferimento. Nonostante i recenti miglioramenti nella progettazione, i monitor sono ancora uno degli anelli più deboli nella catena della produzione audio. Tale debolezza è dovuta alle potenziali non linearità che si hanno nella risposta in frequenza delle casse. Inoltre, nella posizione dell'ascoltatore spesso si verificano eccessivi picchi e cadute nella risposta in frequenza, quando il suono emesso dalle casse si combina con le numerose riflessioni generate all'interno della stanza. Queste variazioni nella risposta in frequenza rendono impreciso il suono di molti monitor. L' unico ambiente in cui un monitor può dare una risposta veramente piatta, o che rispecchi fedelmente le sue specifiche di progettazione, è una camera anecoica- vale a dire una stanza che assorba completamente i suoni emessi dai monitor e non ne rifletta alcuno. In una camera anecoica, non ci possono essere riflessioni costruttive o distruttive che interferiscano con l' output diretto dei monitor. Solitamente non si ascolta musica in una camera anecoica, quindi ìl design e le caratteristiche sonore delle sale di ascolto devono essere tenuti in considerazione quando si scelgono i monitor (fig. 13.1).

13.1

Considerazioni sui monitor e sulle stanze

A meno che le stanze non abbiano uguali dimensioni e attrezzature interne, un monitor avrà un suono diverso (vale a dire avrà una diversa curva di risposta in frequenza) in ogni stanza in cui è posizionato; ciò significa che il monitor deve essere provato e ascoltato nella stanza in cui verrà in seguito utilizzato. Il problema delle variazioni del suono da stanza a stanza rende difficile l'interscambio fra le varie control room degli studi di registrazione. Anche se si seguono alti standard di costruzione acustica e accordatura,

402

Fig. 13.1

CAPITOLO 13

Esempio di control room progettata in maniera tale da ridurre le riflessioni. (Fonte: Acoustical Physics Laboratories)

non ci saranno due stanze con lo stesso identico suono. Quando un nastro è registrato in una data control room, il produttore e gli artisti si abituano ad ascoltare il materiale in un certo modo. Se in seguito il nastro viene portato fuori da questo studio e mixato in un altro, usando monitor diversi - o addirittura la stessa coppia di monitor, disposti però in maniera differente - vi potranno essere molte diversità nella sonorità degli strumenti registrati. Per ridurre o eliminare queste variazioni, molti studi equalizzano o accordano i loro monitor a seconda delle caratteristiche acustiche della stanza, in modo che la curva di risposta in frequenza così variata sia ragionevolmente piatta e, di conseguenza, compatibile con la maggior parte delle altre control room. Questa accordatura è attuata mettendo un equalizzatore grafico a terzi d'ottava fra le uscite della consolle indirizzate ai monitor della control room e l'amplificazione di potenza (fig. 13.2). Viene inviato nel sistema un rumore rosa, che è in pratica un segnale la cui curva di spettro di energia è piatta lungo tutte le frequenze audio; le uscite acustiche sono quindi misurate una per volta, con incrementi di 1/3 di ottava, utilizzando uno strumento detto analizzatore di spettro (fig. 13.3). Questo dispositivo viene usato per visualizzare la risposta in frequenza di un monitor così come viene captata da un microfono omnidirezionale calibrato appositamente. L'analizzatore di spettro può fornire una lettura accurata e istantanea della risposta in frequenza dell'insieme monitor/stanza, per una data posizione del microfono. Si usa un microfono omnidirezionale perché l'orecchio umano è omnidirezionale per natura, e quindi percepisce i suoni che si riflettono dalle pareti così come quelli che provengono direttamente dal monitor. Dato che, ovviamente, il microfono può essere messo in una sola posizione per volta, la curva di risposta in frequenza derivante risulterà accurata soltanto quando la posizione di ascolto coinciderà con la posizione del microfono. Anche se gli attuali criteri di progettazione delle control room hanno migliorato la distri-

I MONITOR

403

t+TTtTLtT H Fig. 13.2

Esempio di equalizzatore grafico a terzi d'ottava, messo nella catena di monitoraggio.

buzione acustica, in modo che sia più uniforme su tutto il volume d· aria. la curva di risposta di un sistema accordato spesso varia da un punto all'altro di una control room. La risposta nella posizione di ascolto del tecnico del suono e del produttore t di solito lungo il fronte della consolle) spesso è un compromesso, in modo che entrambi percepiscano un bilanciamento sonoro ugualmente accurato. Per effettuare questi test si usa il rumore rosa piuttosto che le onde sinusoidali, perché esso ha natura casuale e non provoca onde stazionarie in una stanza, come invece accadrebbe nel caso di un tono prolungato. La presenza di queste onde stazionarie porterebbe a letture inaccurate dell· analizzatore, variabili a seconda della posizione del microfono nella stanza.

13.1.1 La progettazione dei monitor Così come un monitor suona in maniera diversa in un ambiente acustico piuttosto che in un altro, monitor con design differenti avranno caratteristiche sonore molto diverse. Le dimensioni delle casse, il numero dei componenti e le loro dimensioni all'interno di ciascuna cassa, le frequenze di crossover e la filosofia costruttiva contribuiscono alle differenze nella qualità sonora. Le casse dei monitor professionali di solito sono di due tipi: a sospensione pneumatica o bass reflex. Una cassa a sospensione pneumatica è un sistema ermeticamente sigillato che separa il volume d'aria interno alla cassa da quello esterno. Tale sistema offre un taglio alle basse frequenze graduale, e una buona risposta ai transienti di bassa frequenza (fig. 13.4a). Nel tipo bass reflex o vented box, viene ricavata sulla parte frontale della cassa un'apertura accordata alle frequenze basse, e questa per-

rumore rosa

Fig. 13.3

Un analizzatore di spettro in tempo reale può indicare come variare la curva di risposta di un equalizzatore, per avere un'ottima risposta in frequenza dalle casse, nella posizione dell'ascoltatore.

404

CAPITOLO 13

a)

b) Fig. 13.4

Tipi di casse. a) A sospensione pneumatica. b) Bass reflex.

mette alla massa d'aria che si trova all'interno della cassa di mescolarsi liberamente con l'aria esterna (fig. 13.4b), agendo quindi come un risuonatore di Helmotz, che rinforza acusticamente l'output dell'altoparlante alle ottave basse. Dovendo tenere in considerazione così tante variabili nella disposizione della stanza e dei monitor, non esistono in pratica sistemi di monitoraggio ideali; la scelta del sistema è affidata al gusto personale. I monitor che sono ampiamente preferiti in un lungo arco di tempo vengono considerati poi lo standard di riferimento; ma anche questo può facilmente variare a seconda dei mutamenti delle preferenze. Inoltre bisogna ricordarsi che l'unico metro di giudizio per stabilire quale sia il sistema di monitor ideale per voi sono le vostre orecchie.

13.1.2 Le reti di crossover Dato che gli elementi singoli delle casse (i drivers) sono più efficienti in alcuni spettri di frequenza limitati, rispetto ad altri (vale a dire danno un output meno distorto per lo stesso livello di input), si usano spesso diversi drivers in combinazione per ottenere la risposta in frequenza desiderata. Drivers a grande diametro, per esempio le unità a 15 pollici, producono in maniera più efficiente informazioni alle basse frequenze rispetto a quelle date per le alte frequenze; drivers di media grandezza, per esempio le unità a 4 e 5 pollici, hanno un rendimento alle frequenze medie migliore rispetto alle alte o alle basse; i drivers di piccole dimensioni, per esempio quelli con diaframma che varia da 112 pollice a l pollice e 1/2, riproducono le alte frequenze meglio delle altre. Questi drivers sono connessi mediante reti di crossover, le quali impediscono che qualunque segnale al di fuori dello spettro prefissato venga inviato al driver. Queste reti di solito hanno un input e due o tre output. I segnali in ingresso al di sopra della frequenza di crossover sono inviati ai driver delle medie/alte frequenze, mentre i segnali al di sotto della frequenza di crossover sono inviati al driver delle basse. Le reti di crossover passivo usano induttori e capacitori, e sono costruite in modo che un segnale esattamente pari alla fre-

?-.

l MONITOR

405

quenza di taglio sia inviato ai rispettivi output in proporzione uguale (o a seconda delle proporzioni richieste dal sistema). Questo design fornisce anche un passaggio dolce da driver a driver; se un sistema di altoparlanti ha soltanto una frequenza di crossover, è detto sistema a due vie, perché divide il segnale in due bande. Se il segnale ha due frequenze di crossover, il sistema è detto a tre vie. Il sistema di monitor Westlake Audio BBSM-8, per esempio, è un sistema vented, a tre vie, che usa due woofer da 8 pollici per le frequenze più basse, un cono da 3,5 pollici per i medi e un tweeter softdome da l pollice per le alte. La frequenza di crossover inferiore è 600 Hz e quella superiore è 5 kHz. La progettazione di alcune casse prevede un controllo di livello del crossover, che determina quanta energia venga in\ iata ai drivers delle medie e delle alte frequenze, permettendo all'utilizzatore di compensare parzialmente le caratteristiche acustiche della stanza. Per esempio, una stanza assorbente spesso richiede una maggiore energia alle alte frequenze rispetto a una stanza molto rif1ettente, per ottenere lo stesso effetto sonoro. Le reti di crossover elettroniche. eleni crossover attivi (fig. 13.5), differiscono dai sistemi di crossover convenzionali per 11 fatt o d1e il segnale di uscita della consolle, a livello di linea, è diviso in varie bande di lreq uetlLa (a seconda che il sistema sia a 2 o 3 vie). Ciascun segnale a li vello di linea equ~tl i zzato viene quindi inviato in un apposito amplificatore di potenza, che a sua 'olta ~ uti liuato per azionare i rispettivi drivers delle basse, medie e alte frequenze. Questo appn)Cl'itì ha i seguenti vantaggi: • i segnali sono a livelli più bass i nei l't"l)'-"\1' er attivi, quindi si possono usare filtri attivi senza induttori. Questo fatto elimina una sorgente di distorsione di intermodulazione; • vengono eliminate le perdite di potenza d( l\ ute al le resistenze degli induttori presenti nelle reti di crossover pass ivi: • ciascuno spettro di frequenze ha il suo amplifi~_'~ttnre di potenza, quindi si hanno a disposizione l'intera potenza dell ' amplifi catme e l'efficienza dei rispettivi altoparlanti, senza dover tenere conto delle esigenze di putenza dei singoli componenti di un altoparlante, in un qualunque istante. Per esempio, consideriamo un amplificatore da l 00 \\ att che alimenta alcuni drivers per alte e basse frequenze, mediante una rete di crossowr pa,,i, i 1 fi g. 1.3.6a l. Se le basse stanno usando 100 watt di potenza, e arriva un segnale ad alta fre4uenz a. che necessita di 25 watt ulteriori dall' amplificatore, l'amplificatore stes-.c1 n o n~ in grado di fornirli. Sia i segnali a bassa frequenza che quelli ad alta risulteranno distorti . Queste esigenze di ascolto possono essere soddisfatte senza incorrere in di storsione. usando un amplificatore da 100 watt per alimentare l'altoparlante relativo alle basse frequ enze. e un amplificatore da 25 watt separato per l'altoparlante delle alte frequen ze: un segnale di input viene inviato agli amplificatori di potenza tramite una rete di crossover atti vi (fig. 13.6b). I sistemi che usano crossover attivi e più amplificatori di potenza, sono detti sistemi bi/tri amplificati, a seconda del numero degli amplificatori di potenza usati per ciascun

Fig. 13.5

Crossover attivo Model AC 22. (Fonte: Rane Professional Audio Products)

406

CAPITOLO 13

segnale in ingresso

di crossover ivi a 2 vie 8 Q

amplificatore delle alte frequenze

a)

segnale in ingresso

L5!,_...:.:,.::.:....;.~~...;.:::.;="-o.l3J

b)

Fig. 13.6

amplificatore delle basse frequenze

Sistemi di crossover bi-amplificati, attivi e passivi. a) Crossover passivo. b) Crossover attivo.

canale. Il punto di crossover sia per le reti attive sia per quelle passive si trova di solito a 3 dB al di sotto della zona lineare (piatta) di risposta in frequenza. Le pendenze di taglio dei filtri al di fuori della banda passante sono di solito 6, 12, 18 o 24 dB/ottava (il più comune è 12 dB/ottava; fig. 13.7). A seconda del design dell' altoparlante, quasi tutte le frequenze possono essere scelte come punto di crossover; comunque alcune delle frequenze solitamente usate sono 500 Hz, 800 Hz, 1.200 Hz, 5.000 Hz e 7.000 Hz. medie

basse

alte

o iD :s 3

' ~

' '

..Q Qi

~

punti di ~: crossover

.;;::

12 dB/ottava -

12 dB/ottava __.

-

12 dB/ottava

frequenza di crossover frequenza di crossover fra le medie fra le basse e le alte frequenze, e le medie frequenze, a 500Hz a 5kHz frequenza

Fig. 13.7

Risposta in frequenza di una rete di crossover a 3 vie, con frequenze di crossover di 500 Hz e di 5 kHz.

407

I MONITOR

13.1.3 La polarità degli altoparlanti Per quanto riguarda il modo in cui i due monitor di una coppia sono collegati, si può dire che essi siano in fase o in contro fase uno rispetto all'altro. La polarità degli altoparlanti è detta elettricamente in fase (fig. 13.8 a), quando lo stesso segnale inviato a entrambi i monitor fa muovere i loro coni nella stessa direzione (sia in senso positivo sia in senso negativo). Se sono collegati in contro fase (fig. 13.8 b), il cono di un altoparlante si muoverà in una direzione mentre l'altro si muove nella direzione opposta. La polarità degli altoparlanti può essere verificata facilmente, inviando un segnale mono a entrambi i monitor a livello uguale. Se l'immagine del segnale sembra originarsi direttamente in un punto a metà fra di essi, allora sono stati collegati in fase. Se im ece 1· immagine è difficile da localizzare·, essa sembra avere origine al di là dell'ipotetica linea di delimitazione esterna dei monitor, oppure si sposta quando l'ascoltatore muo\ e la testa. allora i monitor sono stati collegati in controfase. Questo effetto si nota in maniera e\ idente per le basse frequenze. Si può correggere tale condizione controllando la polarità delle connessioni dell'altoparlante (il polo caldo con il + o il rosso, e il polo freddo con il- o il nero, sia sull'amplificatore sia sull'altoparlante) e invertendo, quindi, i cm i collegati con polarità non corrette. I cavi dei monitor hanno di solito colori identificati\ i: il

(.4

-%

a)

segnale di ingresso

u

Q.,\ '-./

b)

Fig. 13.8

segnale di ingresso

Movimento relativo dei coni; altoparlanti in fase e in controfase. a) In fase. b) In controfase.

/

408

CAPITOLO 13

bianco e il rosso sono il positivo e il nero è il negativo. Se non hanno alcun colore di riconoscimento, spesso i cavi heavyduty (vale a dire quelli di dimensioni e resistenza più elevate), o altri tipi di cavi per altoparlanti, hanno una o più sporgenze su uno dei due lati. La parte con la sporgenza è di solito connessa al negativo sia dell'amplificatore sia dell'altoparlante. I cavi per monitor devono essere molto resistenti; è meglio usare cavi No.18 per lunghezza che vanno dai 7,5 ai 15 metri e No.14 per lunghezze dai 15 ai 30 metri (il No.14 è più spesso del No.18). Le ragioni per cui bisogna aumentare le dimensioni del cavo all'aumentare della lunghezza della connessione sono le seguenti: • tutti i cavi hanno una resistenza intrinseca, che aumenta con l'aumentare della loro lunghezza. Maggiore è la resistenza che si ha in un cavo, maggiore è la potenza dissipata in esso, e che non viene di conseguenza utilizzata per alimentare l'altoparlante; • maggiore è la resistenza del cavo, minore è il fattore di damping effettivo dell'amplificatore. Il fattore di damping dell'amplificatore è relativo alla capacità dell'amplificatore di controllare i movimenti del cono dell'altoparlante. Minore è il fattore di damping, minore è il controllo che l'amplificatore ha sull'altoparlante, e ciò si traduce in una perdita di definizione e di precisione e chiarezza alle basse frequenze. I conduttori con sezione maggiore hanno una resistenza minore e perciò minimizzano questi problemi.

13.2

Il monitoraggio

Nella fase di mixaggio, è importante che il tecnico del suono sia seduto esattamente in mezzo ai monitor, e che il loro volume sia uguale; se non si rispetta questa semplice regola, i segnali che sono stati assegnati centralmente nello spettro stereofonico di un programma possono apparire spostati da una parte o dall'altra. Il mix risultante sembrerà centrato se riascoltato in quella stessa contro] room, ma quando verrà ascoltato in un altro ambiente risulterà sbilanciato. Parimenti, se il tecnico è più vicino a un monitor che all'altro, quel monitor sembrerà avere un volume maggiore, ed egli potrà essere tentato sia di assegnare gli strumenti maggiormente verso il monitor lontano, sia di incrementare tutta quella parte del mix per rendere uniformi i volumi. Per attuare un rapido controllo di questa problematica, il fonico deve sempre assicurarsi che una differenza evidente di volume fra i due monitor sia confermata da una simile differenza di lettura dei VU meter che misurano il segnale inviato sul nastro. Un'altra possibilità di controllo su livelli fuori centro è quella di verificare il loro bilanciamento monitorando un rumore rosa su entrambi i monitor, a uguale livello, e collocando in seguito un microfono nella posizione centrale di ascolto. I livelli di output risultanti da ciascun monitor possono essere letti e bilanciati usando un meter SPL o VU di un canale della consolle che non sia utilizzato in quel momento. Anche se i meter degli output principali generalmente non danno la stessa lettura a tutti gli istanti di tempo, quando si effettua un mixaggio in stereo, la presenza del solo in un canale dovrebbe dare una lettura maggiore soltanto di alcuni dB rispetto all'altro canale, a meno che il secondo canale sia tenuto a un livello molto basso per una specifica ragione. Le letture massime sui meter dovrebbero essere quasi uguali (spesso nella parte compresa fra -3 dB e +2 dB sul VU). Il bilanciamento del canale centrale può essere controllato al meglio utilizzando l'oscillatore della consolle (se è presente), il che permette di calibrare la coppia di output principale sui meter output stereo, per ottenere uguali livelli di uscita per il canale destro e per quello sinistro.

I MONITOR

409

13.2.1 Il mixaggio Bisogna prendere in esame anche altre problematiche che si verificano durante il monitoraggio. Anche se i monitor usati hanno risposte in frequenza assolutamente piatte nella control room, poche persone hanno casse con curva di risposta in frequenza piatta nelle loro abitazioni e, di conseguenza, non ascolteranno esattamente lo stesso mixaggio che è stato ascoltato nella control room. Gli acquirenti spesso sentono bilanciamenti di frequenza diversi dovuti alle variazioni di risposta che si hanno fra tutti gli innumerevoli tipi di altoparlanti e di sale d' ascolto. A causa di questo problema, la cosa migliore che possiamo fare, in quanto professionisti, è quella di affidarci alla nostra capacità di giudizio, all'esperienza e alle nostre capacità uditive, per creare un mix che renda giustizia il più possibile al progetto, in un'ampia gamma di condizioni di ascolto. Per ottenere un bilanciamento accettabile, si possono utilizzare diversi sistemi di monitoraggio di uso comune, sia durante la fase di registrazione sia durante quella di mixaggio (fig. 13.9). Negli attuali studi di registrazione, sono generalmente disponibili combinazioni di due o più tipi o sistemi di monitor; una consolle di solito permette di scegliere fra diversi sistemi di monitoraggio, e ciascuno di essi ha il proprio sistema di amplificazione, che consente al fonico di mantenere un dato volume pur passando da un sistema di casse all'altro.

13.2.2 Il monitoraggio in campo distante (jar-field) In questo tipo di monitoraggio si usa la coppia di monitor principali dello studio; questi (fig. 13.10 e 13.11) di solito sono montati rasenti alla parete della control room rivolta verso l'ascoltatore. In alcuni casi possono essere messi su supporti staccati dalle pareti; questo tipo di monitoraggio può essere usato nella fase di registrazione, dato che i monitor sono stati adattati alla control room. e solitamente è molto difficile che si rompano. Questa ragione si può rivelare importante nel caso in cui un microfono cada per terra, o il cantante urli in maniera eccessiva nel microfono stesso. Il monitoraggio distanziato

® d

Fig. 13.9

Situazioni di monitoraggio universalmente accettate. a) Monitoraggio in campo distanziato. b) Monitoraggio in campo ravvicinato. c) Monitoraggio con altoparlanti piccoli. d) Monitoraggio in cuffia.

410

CAPITOLO 13

Fig. 13.10 Altoparlanti professionali Tannoy System 215 DTM Il. (Fonte: Tannoy-TGI North America, lnc.)

può dare la migliore sonorità nello studio quando si usi un livello medio-alto, ma in poche abitazioni si trovano casse che sono in grado di fornire un suono così preciso per alti valori di SPL. Per questa ragione, molti professionisti hanno incominciato a usare monitor molto più simili a quelli che probabilmente usano Tizio, Caio e Sempronio.

13.2.3 Il monitoraggio in campo ravvicinato (near-field) Il termine near-field si riferisce al posizionamento di monitor piccoli, di dimensioni simili a quelle dei monitor di uso domestico, sopra o leggermente dietro i meter della consolle. Questi monitor (fig. dalla 13.12 alla 13.15) sono posizionati, rispetto ai farfield monitor, più vicini al tecnico del suono e al produttore, in modo da ascoltare una maggiore porzione del suono diretto del mix, rispetto alle caratteristiche acustiche globali della stanza. Durante gli anni '80 e '90 i near-field monitor sono diventati uno standard universalmente accettato per il monitoraggio in quasi tutti i campi della produzione audio per le tre ragioni seguenti: • monitor ravvicinati di alta qualità riproducono in maniera più accurata il suono che verrebbe ascoltato con un sistema di casse di uso domestico;

411

l 1\10'\ITOR

Fig. 13.11 Monitor professionali della serie Westlake. (Fonte: Westlake Audio)

• la collocazione di questi monitor in una posizione più vicina all'ascoltatore riduce le riflessioni e le risonanze indesiderate date dalla stanza. Nel caso di stanze non accordate acusticamente, ciò crea un ambiente di monitoraggio più accurato; • il costo di questi sistemi di monitoraggio di dimensioni ridotte è significativamente inferiore rispetto a quelli più grandi (per non parlare dei minori costi di amplificazione dovuti alla inferiore necessità di potenza richiesta). Come in qualunque altro tipo di sistemi di monitoraggio, i near-field si differenziano ampiamente, sia

Fig. 13.12 Monitor da studio di registrazione Yamaha NS-lOM. (Fonte: Yamaha Corporation of America)

412

CAPITOLO 13

Fig. 13.13 Genelec 1030AActive Monitor (autoalimentate). (Fonte: QMI)

per filosofia costrutti va sia per progettazione. Bisogna fare molta attenzione al momento dell'acquisto di un sistema di questo tipo, in modo che esso si adatti al meglio alle necessità della produzione e ai gusti personali.

13.2.4 I piccoli altoparlanti Non si deve dimenticare che la trasmissione radiotelevisiva è un dei mezzi più importanti per la detetminazione del successo di vendite di un disco; si rivela quindi una ottima idea quella di monitorare il mixaggio finale mediante un sistema economico e di piccole dimensioni, che possa dare un'idea dei problemi di non linearità e di scarsa risposta alle basse frequenze, tipici di molti apparecchi radiotelevisivi di uso domestico. Questi monitor possono essere comprati o anche costruiti facilmente, e a volte sono inseriti in

413

Fig. 13.14 Monitor Audix Nile V. (Fonte: Audix Corp.)

una consolle o in un ATR a due tracce. Prima di effettuare l'ascolto di un mi x su un sistema di questo tipo, è bene concedersi una pausa nel proprio lavoro, per consentire sia alle orecchie sia al cervello di riprendersi dopo una lunga sessione di ascolto a livelli medio-alti su monitor più grandi.

13.2.5 Le cuffie Anche le cuffie sono uno strumento importante per il monitoraggio, dato che esse eliminano completamente tutte le caratteristiche ambientali dello studio e permettono al tecnico del suono, o al produttore, di ascoltare solo ciò che è stato registrato. Le caratteristiche acustiche della stanza non vengono chiamate in causa, e quindi le cuffie forniscono un'ottima rappresentazione del campo stereo, permettendo così all'artista, al tecnico, o al produttore, di posizionare con maggior precisione un suono all'intemo dello spettro stereofonico stesso.

13.2.6 Il volume di monitoraggio È importante ricordarsi che le curve di Fletcher e Munson avranno sempre una certa influenza sul bilanciamento delle frequenze di un mix, per il fatto che l'orecchio umano percepisce i suoni registrati in modo diverso a seconda del livello di monitoraggio. Se si è scelto un determinato bilanciamento durante l'ascolto ad alto livello di volume, si percepiranno con facilità sia le frequenze più alte sia quelle più basse presenti nel mix; tuttavia, quando è riascoltato a livelli più bassi (per esempio con una radio), le orecchie saranno molto meno sensibili a tali frequenze, e il mix stesso sembrerà manca-

414

CAPITOLO 13

Fig. 13.15 Altoparlanti professionali KRK modello 7000B. (Fonte: Monitoring Systems)

re delle frequenze più basse e più alte, e apparirà più distante e smorto. Al contrario, se si sceglie un determinato bilanciamento quando si ascolta a un livello molto basso, si enfatizzeranno inutilmente le frequ enze estreme per mezzo dell'equalizzazione; quando si effettuerà un ascolto a livello medio-alto, i bassi e gli alti risulteranno troppo accentuati. A differenza di quanto accadeva negli anni ' 70, quando si usavano livelli di ascolto elevatissimi in molti studi di produzione rock, negli ultimi tempi si è andati verso una riduzione del livello di monitoraggio a circa 75-:-85 dB SPL. Questo livello è un buon compromesso per il mixaggio, perché rappresenta in maniera più fedele il livello medio di ascolto domestico (vale a dire ci si attiene più strettamente alle curve di Fletcher e Munson). I tecnici del suono professionisti possono così evitare l'affaticamento delle orecchie e i possibili danni dovuti a una esposizione prolungata ad alti livelli di SPL.

I MONITOR

415

13.2.7 La compatibilità Un'altra problematica che si evidenzia nella fase di monitoraggio è quella della compatibilità mono/stereo, stereo/surround sound e mono/surround sound. Bisogna ricordarsi che una grande percentuale dei potenziali acquirenti del nostro prodotto musicale ascolterà il mix prima di tutto su un apparecchio radio AM-FM, in mono. Perciò, se una registrazione suona bene in stereo, ma non suona altrettanto bene in mono, può darsi che il disco non venda molto, perché non ha tenuto conto delle caratteristiche peculiari dell'ascolto musicale su questi mezzi. La stessa cosa potrebbe avvenire per un mix in surround sound della colonna sonora di un film o di un lungometraggio che deve andare nelle sale cinematografiche, se durante il mixaggio non si è fatta molta attenzione ai problemi di cancellazione di fase in mono e/o stereo (o viceversa). La morale di questa storia è la seguente: per evitare problemi, un mix andrebbe controllato in tutti i formati sopracitati o perlomeno in quelli previsti per il prodotto in questione in modo da assicurarsi che non vi siano in esso componenti fuori fase che possano cancellare alcuni strumenti o peggiorare la qualità complessiva del mix stesso.

14 La realizzazione del prodotto

Dopo che il nastro master di mixaggio è stato approvato, il passo successivo è quello di trasformare questo nastro in un formato che possa essere prodotto in serie e venduto. Con le tecnologie disponibili attualmente, questo prodotto può prendere la forma di un compact disc (CD), di una cassetta, di un disco in vinile o di un CD-ROM. Ciascuno di questi prodotti ha un suo specifico processo di realizzazione e criteri di controllo di qualità, per ognuno dei quali è necessaria una notevole attenzione, lungo tutto il procedimento. Una opinione comune ma errata è che una volta che si esce dalla porta di uno studio di registrazione, con il proprio master sotto braccio o, al giorno d'oggi in tasca, il processo creativo di realizzazione del prodotto sia ormai terminato; si pensa che l'unica cosa ancora da fare sia portare il proprio DAT, 9 qualunque altro supporto, a una struttura attrezzata per la duplicazione! Spesso questo scenario è molto lontano dalla verità; quando si ha a disposizione il programma, si devono prendere in considerazione e poi mettere in atto i seguenti passaggi, se si vuole che tale prodotto raggiunga i consumatori: • masterizzazione; • realizzazione fisica del prodotto; • distribuzione e vendita.

14.1

La masterizzazione

Ora che abbiamo portato a termine, con attenzione e professionalità il nostro progetto, il passo successivo è quello di iniziare tutte le operazioni per trasformare il master finale in un prodotto finito, che possa essere duplicato in serie. A questo punto, il progetto è pronto per la fase di masterizzazione. Il mastering è una forma d'arte che utilizza attrezzature audio appositamente progettate e di notevole qualità, oltre al talento di tecnici del suono specializzati in masterizzazione. Lavorando con queste attrezzature professionali (fig. 14.1), il tecnico elabora e trasferisce il master, con i brani nella loro sequenza defi-

LA REALIZZAZIONE DEL PRODOTTO

417

nitiva, su un supporto che possa essere duplicato fac ilmente. tramite una strumentazione adeguata. Adesso che tutte le nostre fatiche si sono trasformate nella creazione di un master definitivo del progetto, supponiamo di entrarè in uno studio di mastering con il nostro DAT sotto braccio. La nostra intenzione è probabilmente quella di vederlo masterizzato nella forma preferita da una determinata fabbri ca di CD. Ascoltando il master si possono presentare due situazioni fra loro alternati ve: • il master ha un ottimo suono sia sui main monitor, che il tecni co usa come riferimento, sia sui near-field monitor; • l'equalizzazione generale denota qualche problema, e un pJ.io di brani hanno notevoli problemi di livello o di equalizzazione, a causa di un IJ.\ oro affrettato durante una sessione a tarda notte. Ovviamente, avevamo già il sospetto di trovarci di fronte a questa seconda ~ i tu~u i o ­ ne. Se il master fosse perfetto, il tecnico si congratulerebbe con noi e telefonerebbe immediatamente a casa, preannunciando il proprio ritorno in anticipo per cena. \la. dato che sappiamo di avere una certa quantità di lavoro ancora da svolgere, bisogna accontentarsi di aver scelto un tecnico affidabile, che possa equalizzare ed elaborare il prodotto in modo da minimizzare, o eliminare, i problemi. Dopo alcune ore di signa] processing e di inserimento dei codici di riferimento per la masterizzazione del CD, ci possiamo finalmente sedere e ascoltare con orgoglio il nostro prodotto. La precedente situazione non è del tutto inusuale. Il talento di un tecnico di mastering esperto può essere di inestimabile aiuto per avere un prodotto finale corretto. Se non ci si può permette il lusso di stare assieme al tecnico di mastering durante questa fase (non importa se è per un CD, per cassetta o per vinile), è buona pratica avere una copia di riferimento (detta test pressing) del master finale. La produzione di questa copia singola ci permette di ascoltare il risultato definitivo, e approvare il prodotto oppure di dare le istruzioni necessarie

Fig. 14.1

Gateway Mastering Studio, di Bob Ludwig. (Fonte: Gateway Mastering Studio)

L

418

CAPITOLO 14

per apportare i cambiamenti dovuti (per esempio variazioni nell'equalizzazione, nel livello o nella gamma dinamica). Se il tempo e il budget lo permettono, è altrettanto saggio avere una copia di riferimento di ogni versione corretta. Un test pressing vale sia il tempo sia il denaro necessari per realizzarlo; l'alternativa è quella di ricevere il prodotto finito e confezionato, e di accorgersi che non è ciò che si voleva, cosa molto più frustrante, costosa e che fa perdere molto tempo. Non bisogna sempre pensare che lo studio di mastering di una fabbrica o di uno stabilimento di duplicazione possa assolvere debitamente il proprio compito, presentandoci un prodotto finale che ci soddisfa appieno.

14.2

La realizzazione del prodotto

Prima di iniziare un progetto, si deve decidere in quale forma si vorrà vendere il prodotto: compact disc, cassetta o vinile. I costi economici, le caratteristiche della grafica, la distribuzione e l'approccio di vendita dipendono tutti dalla forma finale del prodotto. Il CD, ovviamente, è il supporto più comunemente vendibile. Anche se i costi produttivi sono scesi di molto negli ultimi anni, la realizzazione di un CD è ancora la più dispendiosa; ma anche i ritorni (esclusi i diritti degli artisti, ovviamente) sono i più consistenti. La musicassetta è un supporto abbastanza economico se si vuole realizzare una produzione. A seconda del pubblico a cui ci si rivolge, il compromesso fra qualità e prezzo può non garantire la produzione, sia di cassette sia di CD. Il disco in vinile, anche se tecnologicamente fuori moda, è ancora il supporto più cercato da alcuni collezionisti, dai DJ e da altri consumatori. La scelta del supporto è determinata, ovviamente, da fattori quali le disponibilità finanziarie, la distribuzione e il proprio target.

14.2.1 Come scegliere il giusto costruttore Dopo che si è scelto il supporto finale di un progetto, il passaggio successivo nella realizzazione del prodotto consiste nel cercare il migliore fabbricante o stabilimento per la duplicazione. Se il progetto è stato finanziato e distribuito da una etichetta indipendente o da una major, queste saranno perfettamente consapevoli delle loro necessità produttive e, molto probabilmente, avranno anche una rete di produzione e distribuzione molto ben sviluppata. Se si è autoprodotto il progetto e lo si distribuisce da soli, il compito di trovare un fabbricante che vada bene sia dal punto di vista economico sia della qualità, può essere molto difficile. Esistono diversi mezzi per trovare il giusto fabbricante. Per i principianti la Mix Master Directory (CBM Music and Entertainment Group, 6400 Hollis St., Suite 12, Emeryville, CA 94608, USA; 1-800-233-9604) pubblica un annuario di prodotti e servizi legati all'industria dell'audio. Questo annuario fornisce un esauriente elenco di fabbricanti, elencati anche in base al prodotto. Anche il Recording Industry SourceBook (CBM Music and Entertainment Group, 6400 Hollis St., Suite 12, Emeryville, CA 94608, USA; 1-800-233-9604) include un elenco completo di queste fabbriche. Queste spesso subappaltano servizi particolari ad altre aziende, per esempio la stampa della parte grafica, oppure forniscono esse stesse una lista di altre aziende che offrono tali servizi. Se è necessario, comunque, esistono molte compagnie che forniscono un pacchetto completo di tutti questi servizi, cioè il mastering, la stampa della parte grafica, la realizzazione e il confezionamento a cifre prestabilite. Di solito questi pacchetti sono offerti per tirature limitate, da 1.000 a 5.000 copie, ma esistono anche offerte come 500 cassette oppure 500 CD. Inoltre, quando ci si serve di un team per la produzione com-

LA REALIZZAZIONE DEL PRODOTTO

419

pleta, è buona pratica aggiungere il tempo addizionale e le spese extra per la richiesta di un campione del risultato finale in anticipo, e un test pressing, prima di ordinare la duplicazione in serie.

14.2.2 La produzione e la fabbricazione del compact disc A meno che non abbiate vissuto su M arte, probabilmente siete al corrente che la rivoluzione digitale è entrata prepotentemente nel mercato di consumo grazie all'introduzione del compact disc, o CD. Questo disco argentato di policarbonato (fig. 14.2) è disponibile nel formato 4 pollici e 3/4, ed è in grado di contenere poco più di settanta minuti di musica. Il formato da 3 pollici, ormai scomparso, offriva una durata di circa 15 minuti. Su entrambi i formati le informazioni sono digitalmente impresse sulla faccia inferiore riflettente del disco, sotto forma di microscopici pit (buchi). Un pit ha una larghezza di circa 1/2 micrometro, e un disco standard può contenere fino a due miliardi di pit; questi sono impressi sul disco sotto forma di una spirale (in maniera simile a un disco in vinile), salvo che 60 spirali di un CD contengono un numero di solchi pari a quello di un solo disco long-playing (LP). La spirale di un CD è diversa da quella di un vinile, perché si snoda dall"intemo verso l'esterno. I pit sono impressi sul substrato plastico del disco, e coperti con un sottile rivestimento di alluminio, in modo che la luce del laser possa essere riflessa. Quando il CD è messo in un lettore, una luce laser a infrarossi, a basso livello, viene riflessa in forma di un flusso di dati audio digitali verso un pick-up fotosensibile. Questi dati sono modulati sul disco in modo che ciascun rilievo di pit rappresenti un numero binario l, e l'assenza di pit corrisponda al numero binario O (fig . 14.3). Dopo la riflessione, i dati sono demodulati e convertiti nella loro forma analogica originaria.

Fig. 14.2

Il compact disc. (Fonte: Disc Makers)

420

CAPITOLO 14

pit

superficie del compact disc segnale di intensità dei dati letti dal pick-up bit del canale

Fig. 14.3

1111,11 l ! Ili l Il i l Il I l 11 1 1 1 1111 11 1 11 Il Ili l Il l 00001000100000100000001000100001000000010001

Passaggio da un rilievo (numero binario l) all'assenza di rilievo (numero binario 0).

14.2.3 Il procedimento di masterizzazione del CD Dopo che il materiale del programma da masterizzare è stato elaborato (vale a dire equalizzato, processato dinamicamente, e così via) e messo in sequenza nel suo ordine corretto, il passo successivo nella produzione del compact disc richiede l'uso di un sistema di masterizzazione di compact disc (fig. 14.4). Questo può essere sia un sistema completamente dedicato (usato spesso dalle aziende per preparare il master da cui stampare), oppure può essere un programma di computer integrato in una workstation basata su un qualsiasi computer. Il software di masterizzazione permette al proprietario di una workstation audio digitale di assemblare e masterizzare un progetto in una forma definitiva, che possa essere accettata direttamente sia dai laboratori di mastering sia dalle fabbriche. Se viene fornito un master digitale già basato sulla frequenza di campionamento di 44, l kHz, il segnale digitale può essere inviato direttamente nel processare. Se il segnale digitale si basa su un'altra frequenza di campionamento, è necessario portarlo alla frequenza di campionamento di 44,1 kHz per mezzo di un convertitore. In alternativa si può convertire il segnale digitale in analogico; i master analogici devono essere codificati digitalmente e quindi immessi nel processare. Dopo che le informazioni audio digitali sono state inviate nel sistema, i canali dei sottocodici (subcode)- che sono usati per l'identificazione dei frame- possono essere programmati nel sistema di memorizzazione. I sottocodici sono codici di eventi-punto, immagazzinati all'inizio del CD. Questi codici comunicano al microprocessore del lettore CD quanti brani ci sono su quel disco e la loro disposizione. Attualmente, sono disponibili otto canali di sottocodici sul formato CD, anche se ne vengono usati soltanto due (i sottocodici P e Q). Il codificatore suddivide quindi le informazioni a 16 bit in due parole di otto bit, e applica la correzione degli errori in modo da ovviare alla perdita di segnale o alla sua inesattezza. Il sistema traduce quindi queste parole di otto bit in un formato a 14 bit, per una più facile registrazione su disco (procedimento noto con il nome di modulazione 8 a 14 o EFM, eight-tofourteen modulation). Successivamente il sistema inizia la costruzione di un sistema metodico per le operazioni relative al compact disc, dètto data frame. Ciascun data frame inizia con un pattern di sincronizzazione di 27 bit, che dice al raggio laser del pickup dove esso si trovi sul disco. La parola successiva è un sottocodice (17 bit), seguito da 12 parole di dati audio (ciascuna di 17 bit), 8 parole di parità (17 bit ciascuna), altre 12 parole audio e quindi altre 8 parole di parità.

LA REALIZZAZIONE DEL PRODOTTO

Fig. 14.4

421

Diagramma del sistema di masterizzazione di un compact disc. (Fonte: Sony Corporation)

14.2.4 L'incisione del CD Dopo che sono stati inseriti tutti gli indici e i codici di modulazione, i dati possono essere immagazzinati sul formato videocassetta U-matic (3/4 di pollice), tramite un processare Sony PCM-1630, oppure direttamente su un registratore CD, per esempio un registratore di master Sony PCM-9000, nella fig. 14.6. Con entrambi i metodi si giunge a un master finale codificato, e che sarà accettato da quasi tutti i produttori di CD. Se i dati del master finale sono stati trasferiti usando il supporto PCM-1630/U-matic, il passo successivo è quello di stampare il CD master originale. Il centro nevralgico di questo sistema di stampa è la struttura di transport ottico, che contiene tutte le parti ottiche necessarie per scrivere i dati digitali su un disco di vetro riutilizzabile (detto glass master), trattato con un materiale fotosensibile. A questo punto il master viene stampato

Fig. 14.5

Software di masterizzazione di compact disc Masterlist. (Fonte: Digidesign)

422

Fig. 14.6

CAPITOLO 14

Registratore e masterizzatore di compact disc Sony PCM-9000. (Fonte: Sony Corporation)

usando un laser di potenza variabile dai 15 ai 50 milliwatt. Dopo che il glass master è stato esposto al laser di registrazione, viene messo in una macchina sviluppatrice che toglie le parti impressionate, in modo da creare un master definitivo. Un procedimento alternativo, noto con il nome di nonphotoresist (che significa insensibile alla luce) incide direttamente nel substrato fotosensibile del glass master, senza necessità di un ulteriore procedimento di sviluppo. In alternativa, se i dati sono stati scritti direttamente su un CD per mezzo di un registratore CD, quasi tutte le aziende di stampa accetteranno tale supporto come master finale.

14.2.5 La stampa del CD Dopo aver inciso il glass master, il procedimento di stampa del CD inizia in una stanza estremamente asettica. Innanzitutto il disco viene placcato elettroliticamente con un sottile strato di metallo elettroconduttivo. Questo master processato può quindi essere riascoltato e controllato tramite un lettore apposito, per individuare errori di codifica, di superficie e altri potenziali problemi; successivamente si usa un master negativo di metallo, per creare una madre metallica positiva la quale, a sua volta, serve per duplicare un certo numero di matrici di metallo negative, dette figli, che contengono una immagine in negativo della superficie dei dati del compact disc. Le matrici risultanti rendono possibile la duplicazione in massa dei dischi di plastica lucida (contenenti i pit positivi codificati), ricoperti con un sottile strato di materiale lucido per aumentarne la riflettività, e rivestiti di una resina trasparente per una ulteriore protezione e stabilità. Dopo che si è attuato tutto questo processo, rimane soltanto da stampare l'etichetta sulla faccia superiore e l'imballaggio finale. Tutto ciò che viene dopo è nelle mani della casa discografica, dei distributori, del marketing e nelle vostre.

LA REALIZZAZIONE DEL PRODOTTO

14.3

423

Il CD-ROM

Uno degli sviluppi più importanti nel campo dei computer. dèll' informazione e dell ' intrattenimento è stata l'introduzione del CD-ROM. A differenza del suo fratello maggiore, il CD audio, i CD-ROM contengono fino a 680 megabytc di qualunque tipo di dati in codice binario, compresa la grafica, l'audio digitale, il MIDI. i testi e qualsiasi altro tipo di file; il CD-ROM, al contrario del CD audio, non è legato a un form ato particolare di dati, il che significa che è compito del costruttore o del programmatore di specificare quali dati siano contenuti sul disco. Di conseguenza, un CD-ROM può contenere un· intera enciclopedia, compreso il testo, le illustrazioni e l'audio; file di campioni audio digitali (con migliaia di campioni presi da campionatori, o con dati di loop codificati 1. demo eli software; libri (per esempio questo). In conseguenza della recente discesa dei preui de i lettori CD-ROM per PC, e della proliferazione di titoli di CD-ROM, questo mezzo di comunicazione sta diventando sempre più usato, e il suo impatto sarà sempre maggiore.

14.3.1 L'authoring di un CD-ROM La richiesta sempre maggiore di prodotti multimediali ha generato la relativa industria del CD-ROM authoring. Il termine authoring si riferisce agli aspetti creativi, di design e di programmazione, della creazione di un progetto su CD-ROM. Al suo livello più basilare, il processo di authoring può essere attuato in maniera integrata da una o più persone, che lavorano su un unico pacchetto di programmi multimediali. Oppure, gli stessi individui possono lavorare su un certo numero di programmi dedicati, che permettono di mettere assieme i vari supporti e di prepararli in modo che il master CD-ROM finale possa essere stampato con un apposito registratore CD. A un livello più avanzato, qualunque individuo o azienda (che abbia il talento e le possibilità di farlo) può unire più forze produttive per creare un prodotto. Dato che il CD-ROM non deve essere conforme a nessuno standard specifico, per ciascun prodotto si può usare un particolare contesto visuale, audio e testuale (a meno che il CD-ROM non si conformi allo standard specificato da una data azienda, come avviene per il CD-I o per il CD-TV). Questa caratteristica porta ad un' ampia gamma di applicazione dei dati e si avvicina ai temi dell'educazione e dello svago.

14.3.2 La grafica Le immagini su computer vengono disposte graficamente usando una griglia di punti orizzontali e verticali, detti pixel; il numero di questi pixel che può essere usato per riempire un intero schermo determina la risoluzione complessiva dell'immagine. Per esempio, uno schermo che contiene 640 · 480 pixel ha una risoluzione minore rispetto a uno schermo con 1024 · 768 pixel. L'insieme dei pixel che creano una immagine è detta bitmap. La risoluzione dei colori dipende dalla capacità di memoria del computer e dal numero di colori presente sul disco. Per esempio, un sistema a 256 colori richiede 8 bit per codificare le informazioni, mentre un sistema a 16.772.216 colori richiede 24 bit Le animazioni grafiche - che si muovono a velocità di 24 frames al secondo- necessitano di milioni di bit di informazioni per frame, ed è spesso necessario un coprocessore addizionale dotato di propria RAM, anche se si usa uno schema di compressione (per ridurre il numero dei dati necessari per codificare una determinata immagine, un suono o un testo specifico).

424

CAPITOLO 14

14.3.3 Il MIDI Anche se il supporto multimediale MIDI si conforma alla specifica 1.0 usato da tutti i musicisti, la necessità di avere una uniformità fra tipi di patch sonori, quando comuni file MIDI sono suonati su diversi computer, ha portato all'esigenza della creazione di uno standard unificato. Questo fa in modo che quello che dovrebbe essere un passaggio di rullante non sia il belato di una pecora! Si è quindi adottata la classifica MIDI multimediale, detta Generai Midi, che troviamo nella tab. 14.1. Tab. 14.1 Raggruppamento dei patch in Generai Midi Program Number

Gruppo di strumenti

1+8 9+16 17+24 25+32 33+40 41+48 49+56 57+64 65+72 73+80 81+88 89+96 96+104 105+112 113+120 121+128

Pianoforti Percussioni disposte in scala cromatica Organi Chitarre Bassi Archi Ensembles Fiati Strumenti ad ancia Organi a canne Synth leads Synth pads Synth effects Strumenti etnici Percussioni Effetti

14.3.4 L'audio digitale L audio digitale è parte integrante dell'ambito multimediale interattivo. La sua elabora-

zione può essere attuata da convertitori preinstallati in un computer, oppure aggiunti in un PC installando una sound card (scheda) hardware. Grazie a schede audio come la Sound Blaster. l'audio digitale è entrato nelle case di milioni di utilizzatori, con una qualità che varia dalla più modesta a quella professionale. Queste schede per 1' audio digitale possono essere usate per svariate applicazioni, per esempiO: • sonorizzazione ed effetti per videogiochi; (Bloop, Blop ... Zap! Ha Ha you missed, loser!); • effetti per i computer (avvio, errore o altri.); • suoni per CD-ROM; • lettura sintetizzata di un testo; • tracce audio che possono essere sincronizzate con tracce MIDI.

. ...

..:::

Molte schede sono pensate per operare con le frequenze di campionamen!l' - t .: :-: ~.1:- --i professionali di 48kHz, 44,1 kHz e 32kHz a 16 bit. Attualmente, comunque. la magg11'r parte dell'audio utilizzato nell'ambito multimediale è campionata a 22kHz o a Il kH z. e usa sia il formato a 16 bit che quello a 8 bit. Queste combinazioni di campioni e di bit fanno risparmiare spazio di memoria e elaborazioni di dati. Inoltre, essendo la maggior parte dei programmi costituita da parti parlate, non sono necessarie né una grande estensione di banda né un maggior numero di bit. Non esistono linee guida prefissate per l'utilizzo di una frequenza di campionamento o di un valore di bit, quindi la scelta viene fatta dagli autori del progetto. La tab. 14.2 indica i formati disponibili di frequenze di campionamento e di valori di bit, e la quantità di memoria che richiedono al minuto. Tab. 14.2 Frequenza di campionamento e lunghezza della parola che consentono di calcolare i byte di memoria necessari per l minuto di musica

Frequenza di campionamento (kHz) Numero di bit Dimensione del file/minuto (Mbyte) 44,1 44,1 44,1 44,1 22 22 22 22 11 11 11

11

16 stereo 16 mono 8 stereo 8mono 16 stereo 16 mono 8 stereo 8mono 16 stereo 16 mono 8 stereo 8mono

10,5 5,3 5,3 2,6 5,3 2,6 2,6 1,3 2,6 l ,3 1,3

0,660

14.3.5 I registratori CD Prima dello sviluppo dei sistemi di registrazione CD, l'unico modo di realizzare un test pressing, un disco one-o.ff(vale a dire un singolo disco creato per controllo o per utilizzo personale), un archivio di dati o un qualsiasi altro tipo di CD, era quello di mettere in atto l'intero processo di realizzazione del glass master, di elettro-placcatura, e di stampa del disco. Questo procedimento era considerato troppo costoso ed era in effetti una perdita di tempo, perciò questi dischi non venivano mai fatti per uso personale, o fino a quando non li si riteneva assolutamente indispensabili. Negli ultimi anni, comunque, il registratore CD (CD-R) ha dato inizio a un'era di postazioni di masterizzazione di CD sempre più affidabili (fig. 14.7 e 14.8), consentendo la produzione, direttamente da un sistema basato su un personal computer o separato, di CD che sono conformi alle normative sia del Red Book (CD Audio) sia dell'Orange Book (CD-ROM). Attualmente, esistono due tipi di sistemi di CD-R: il CD-WO (write once, vale a dire scrivibile una sola volta), e il CD riscrivibile. Il primo sistema utilizza una struttura di codifica permanente, che permette di scrivere i dati sul disco una sola volta; in generale, si possono scrivere dati addizionali sul disco, ma quelli preesistenti

------------------··lOO"MJ_>'~-i:!'JV:.,. · ·;

426

Fig. 14.7

CAPITOLO 14

Sistema Personal Scribe 750 CD-R, basato su PC.

non possono essere mantenuti (è spesso possibile cancellare i dati esistenti nascondendo quelli non voluti). La tecnologia del CD riscrivibile, d'altro canto, permette di scrivere, cancellare e riscrivere i dati tutte le volte che si vuole. Ne deriva che questa tecnologia è sempre più usata nei sistemi, come alternativa (trasferibile e ad alta densità) agli hard disk.

14.3.6 I CD ad alta densità Quando si parla del compact disc, sarebbe una grave dimenticanza quella di ignorare la tecnologia emergente della produzione di supporti, sia professionali che consumer, e cioè il compact disc ad alta densità, detto HD-CD. Al di là dei semplici benefici che si possono ottenere aumentando la densità dei dati di un CD standard (portandola al doppio, al quadruplo o addirittura a otto volte) (fig. 14.9), l'HD-CD permette frequenze di trasferimento dati molto più alte, rendendo più semplice la codifica di immagini video digitali di alta qualità su disco, e la loro riproduzione. Mediante l'uso delle tecniche di

Fig. 14.8

Registratore CD separato Studer 0740. (Fonte: Studer Professional Audio)

LA REALIZZAZIONE DEL PRODOTTO

427

8x Density

Fig. 14.9

Particolare in rilievo che mostra le densità standard di pit, l x CD e 8 x HD-CD.

compressione standard, sembra che questa tecnologia debba sostituire le videocassette VHS con un sistema ottico, per l'utilizzo domestico. Dato che la dimensione dei pit è ridotta (se paragonata con quella dei CD standard), è necessario un raggio laser con lunghezza d'onda minore per registrare e rileggere questi CD; al di là di questa differenza, comunque, la maggior parte del processo di produzione e di duplicazione è identica.

14.4

La duplicazione delle cassette

Su scala mondiale, la musicassetta contenente musica preregistrata è ancora un mezzo molto forte ed economico, per portare musica commerciale alle masse. È risultato evidente, dalla nostra precedente discussione sulla masterizzazione e la stampa del CD, che sono necessarie una grande abilità artistica e notevoli controlli di qualità. Al contrario di quanto creda erroneamente il pubblico, anche nella duplicazione delle cassette viene messa la stessa attenzione e vanno attuati i controlli di qualità, in modo da avere un prodotto di qualità. Attualmente si usano tre metodi per la duplicazione delle cassette: duplicazione in tempo reale, duplicazione ad alta velocità in bin-loop e duplicazione ad alta velocità in cassette.

14.4.1 La duplicazione in tempo reale Il procedimento avviene senza variazioni di tempo nella duplicazione; vale a dire che sia la macchina di playback master (cioè quella con il programma da duplicare), sia le macchine di registrazione slave (quella che contiene le cassette su cui registrare), operano alla normale velocità di scorrimento, vale a dire l pollice e 7/8 al secondo. Perciò un programma che dura 30 minuti impiega 30 minuti per essere duplicato con questo sistema, e si possono produrre tanti programmi quante sono le postazioni slave di regi strazione. La maggioranza degli addetti delle industrie sostiene che questo sistema conferisce la migliore qualità alle cassette, dato che sia la macchina master sia quella slave operano alla velocità più adatta per il supporto. Il segnale audio è mantenuto all'interno della sua banda e non viene spostato in una banda superiore, come avviene invece nel processo ad alta velocità. Questa tecnica permette la più alta ottimizzazione del segnale, del transport e del nastro. I registratori a nastro a due cassette usano questo semplice meto~ do, che consente una duplicazione facile e di alta qualità. Sfortunatamente questo meto-

428

CAPITOLO 14

Fig. 14.10 Registrando il lato A in una direzione, su 2 tracce di un nastro a 4 tracce stereo, e il lato B sulle tracce restanti, in direzione opposta (le tracce del lato A vengono ascoltate andando in avanti, mentre le tracce del lato B vengono ascoltate andando indietro), è possibile duplicare contemporaneamente entrambi i lati della cassetta, in un solo passaggio.

do è utilizzato anche dalla pirateria commerciale per duplicare in massa le cassette, in violazione delle leggi sul copyright, e si traduce in produzioni non ripagate e in una perdita di diritti d'autore. Il nastro registrato, posizionato sulla piastra master e dal quale vengono duplicati i nastri slave, è detto master di duplicazione o dupe master. Quando si utilizza questo metodo, il dupe master può essere di qualunque formato si desideri; cioè può essere un DAT, una copia a 2 tracce (a 15 o 30 ips) del nastro master, una copia a 4 tracce a 7,5 ips o una musicassetta. Il dupe master è spesso registrato su una macchina open reel, nel formato stereo a 4 tracce su un nastro a 114 di pollice, oppure 112 pollice a 4 tracce, per avere un'alta qualità. Registrando nel formato 114 o 4 tracce stereo, le informazioni del lato A del programma stereo possono essere registrate in una direzione e quindi, girando la cassetta, il lato B del programma stereo può essere registrato sulle restanti tracce del nastro. Usando la sezione a 4 testine sulla macchina master di playback, e testine simili sulla macchina slave, è possibile copiare entrambi i lati contemporaneamente, in un solo passaggio del nastro, dimezzando quindi i tempi di duplicazione (fig. 14.10).

14.4.2 La duplicazione ad alta velocità bin-loop Con questo metodo la duplicazione viene fatta senza mettere il nastro duplicato nell'alloggiamento della cassetta. Il nastro duplicato viene registrato su una macchina reel-toreel, che conferisce una migliore qualità e una maggiore tenuta del nastro alle alte velocità. Si registra un dupe master dal nastro master a 3 e 3/4, 7 e 112, oppure 15 pollici al secondo - a seconda che il programma sia parlato o musicale - e di solito nel formato 114 o 4 tracce sopra menzionato. Il dupe master viene quindi riavvolto su un riproduttore master bin-loop (fig. 14.11). Questo è una macchina per il riascolto che, invece di mettere il nastro su una bobina, lo mette in uno speciale contenitore, liberamente. Dopo che il nastro è stato riavvolto all'interno del contenitore, i due capi vengono uniti in modo da formare un loop (anello) di nastro senza termine. A questo punto, un tono registrato, di frequenza compresa fra i 5kHz e i 15kHz, a l e 7/8 ips, viene inserito fra i punti estremi del programma, in modo da marcare l'inizio e la fine del programma stesso sul programma slave duplicato. Il materiale del master bin-loop può quindi essere inviato a un qualunque numero di macchine slave di registrazione; queste macchine slave sono di tipo aperto dette anche reel-to-reel, ma differiscono per il fatto che sono progettate per

429

LA REALIZZAZIONE DEL PRODOTTO

registrare sul nastro a 1/8 di pollice, quello utilizzato per la produzione di audiocassette, che giunge in pizze da 10 pollici e mezzo. Durante il processo di duplicazione, sia la macchina master che quelle slave operano ad alte velocità: 60.120 o addirittura 240 pollici al secondo, con rapporti di duplicazione di 16 : l , 32 : l e fino a 64 : L rispettivamente. Dopo che il processo di duplicazione è iniziato, la macchina bin-master riproduce il dupe master, ripetutamente e ad alta velocità, mentre le macchine sla \e registrano (fig. 14.12). Quindi, ogni passaggio successivo viene registrato sulle bobine del nastro della cassetta presente sulle macchine. Quando il processo di duplicazione \iene attuato a velocità di scorrimento molto superiori a quella normale, anche lo spettro de lle frequenze viene spostato verso l'alto, in una zona che è molto al di sopra dello -,pettro audio. Le testine, la risposta in frequenza e la corrente di premagnetizzazione de\ ono essere calibrate specificamente per questa applicazione; per esempio, la corrente di bias può arrivare, per queste alte velocità, fino a 3,5 MHz. Il passo successivo nel processo di duplicazione è quello di caricare i programmi preregistrati (che sono ora registrati più volte sulle pizze di nastro) e assemblare le cassette vere e proprie. Ciò viene attuato usando una macchina che si chiama caricatore di cassette auto alimentante (fig. 14.13 ). La pizza di nastro pre-registrato viene caricata su questa apparecchiatura. Il contenitore di alimentazione delle cassette viene quindi riempito con cassette di tipo C-0 (cioè una cassetta caricata solo con una breve parte del nastro leader, o bianco). In seguito, una cassetta C-0 viene messa nella sezione di caricamento e il nastro registrato viene unito a quello guida nella cassetta vuota, nel punto in cui si avverte il tono che segnala l'inizio del programma. Il caricatore porta avanti velocemente il nastro, alloggiandolo nella cassetta fino a quando non avverte il tono successivo. A quel punto il caricatore unisce la fine del programma sulla cassetta alla guida che indica la fine della cassetta stessa, e la cassetta viene espulsa. Il processo viene quindi ripetuto; dopo che il caricamento è stato effettuato, lo stadio finale del processo è quello deli' etichettatura e del confezionamento della cassetta, per la distribuzione e la vendita. Con il procedimento di

Fig. 14.11 Il Tapematic 5200, riproduttore master e registratore slave, con sistema bin-loop. (Fonte: Tapematic)

430

CAPITOLO 14

Fig. 14.12 Il sistema di duplicazione Versadyne, in bin-loop. (Fonte: Versadyne)

duplicazione bin-loop su larga scala è possibile produrre decine di migliaia di cassette al giorno. Il controllo di qualità del prodotto riveste grande importanza; il punto di forza di questo processo è la qualità del master di duplicazione e l'allineamento master-slave. Nel processo di mastering, di solito si riregistra il master su un nastro in formato 114 di traccia a 7,5 pollici al secondo. Quando si usa questo formato bisogna stare attenti a prevenire la distorsione, la saturazione delle alte frequenze e un eccessivo rumore di fondo. Si può spesso ovviare alla saturazione e alla distorsione usando un limiter di picco e una compressione moderata. Se si verifica una alterazione del suono o sono richieste alcune variazioni nell'equalizzazione, si deve consultare il produttore. Il problema del rumore di fondo può essere risolto con le procedure di riduzione Dolby B e C.

14.4.3 La duplicazione ad alta velocità in-cassette Questo metodo utilizza valori di velocità molto alti (8 : l o 16 : 1), registrando il dupe m aster su un certo numero di registratori a cassetta slave (fig. 14.14). Questi registratori slave sono progettati per gestire la duplicazione delle cassette preassemblate che siano già alloggiate all'interno. Le unità in-cassette spesso sono macchine a sé stanti, e hanno sia un master sia due slave nella stessa unità di duplicazione. A questi dispositivi si possono spesso aggiungere macchine slave, permettendo un ampliamento poco costoso. Con questo metodo di duplicazione il master è, nella maggioranza dei casi, una cassetta stereo, anche se si incontra talvolta il formato master reel-to-reel 1/4 traccia. Questo sistema è economico, ma può presentare alcuni compromessi dal punto di vista della risposta in frequenza, della distorsione e delle limitazioni date dal wow e flutter.

LA REALIZZAZIONE DEL PRODOTTO

431

Fig. 14.13 Il caricatore di cassette autoalimentante Tapematic 2002. (Fonte: Tapematic)

14.5

La realizzazione dei dischi in vinile

Anche se la popolarità di questo supporto è andata diminuendo negli ultimi anni (a causa della commercializzazione e dell'accettazione sempre maggiore del CD da parte del pubblico), il disco in vinile non può ancora essere dichiarato morto. In effetti, dai DJ fino ai collezionisti, il vinile è ancora un supporto molto usato per la produzione e per la riproduzione. Rimane però il fatto che molte fabbriche di vinile sono scomparse dal mercato negli ultimi anni, e ci sono sempre meno laboratori di mastering che attuano questi processi di stampa. Ci vuole un po' più di tempo quindi per trovare le strutture che fanno al nostro caso, il budget o gli standard di qualità, ma è evidente che non è un'impresa semplice.

432

CAPITOLO 14

Fig. 14.14 Duplicatore di cassette Telex ACC 4000 XL, che usa il sistema in-cassette 8 : l. (Fonte: Telex)

14.5.1 L'incisione del disco Il primo stadio della produzione è l'incisione del disco. Il nastro master viene riprodotto su una macchina a nastro appositamente progettata, e il suo segnale viene inviato, attraverso una consolle di masterizzazione, a un tornio di stampa. Qui i segnali elettrici sono convertiti nel movimento meccanico di una puntina da incisione, e sono impressi sulla superficie di un disco da registrazione smaltato. A differenza del CD, un disco in vinile ruota a una velocità angolare costante, per esempio 33 e 1/3, oppure 45 giri al minuto (rpm), e presenta una spirale continua che si muove gradualmente dal bordo esterno del disco verso il suo centro. Le relazioni di tempo del materiale registrato possono essere ricostruite ascoltando il disco su un qualunque piatto che abbia la stessa velocità angolare costante dello stampatore originale. Il metodo di registrazione dei dischi in vinile è detto sistema 45/45. La puntina di registrazione fa un'incisione con un angolo di 90° sulla superficie del disco, in modo che ciascuna parete interna dell'incisione formi un angolo di 45° rispetto alla verticale. I segnali del canale sinistro sono impressi nella parete interna dell'incisione, e i segnali del canale destro sono impressi in quella esterna (fig. 14.15). Il movimento della puntina è regolato in fase, in modo che un segnale che sia in fase in entrambi i canali (un segnale mono oppure un segnale posto centralmente esterno del disco-

D

Fig. 14.15 Il metodo di incisione 45/45 è utilizzato per incidere segnali relativi a forme d'onda stereo nei solchi di un disco in vinile.

433

LA REALIZZAZIONE DEL PRODOTTO

'

''

' ''

''

'

' ''

''

' ''

'

', ''

''

',

a)

..

j

'

'

' '

'

'

', '

b)

Fig. 14.16 Il movimento dei solchi in una regi strazione stereo. La linea continua rappresenta un solco senza modulazione. a) In fase. b) Fuori fase.

fra i due canali) produca movimenti laterali del solco (fig. 14.16a); i segnali non in fase (informazioni di differenze fra canali) producono un mo\imento verticale (fig. 14.16b), ovverosia variazioni della profondità del solco. Dato che questo sistema è compatibile con quelli morto, che usano solo modulazioni laterali dell"incisione. un disco inciso monofonicamente può essere accuratamente riprodotto con un· apparecchiatura stereofonica.

14.5.2 Il tornio da incisione I componenti principali di un moderno tornio da incisione sono il piatto girevole, il basamento del tornio, la slitta, il computer di controllo dell'intonazione e della profondità, e la testina di incisione. Un tornio di questo tipo, con tutti i suoi componenti, è rappresentato nella fig. 14.17. Fondamentalmente, un tornio consiste di un basamento di acciaio pesante, montato su una gabbia elastica (A). Un piatto da 29,5 kg (B) è isolato dalla base mediante un attacco in bagno d'olio (C), che riduce il wow e flutter a livelli estremamente bassi. Il basamento del tornio (D) che si muove perpendicolarmente rispetto al piatto, come una slitta, è utilizzato per supportare e contenere la sospensione d'incisione (E) e la testina d'incisione (F).

14.5.3 La testina di incisione La testina di incisione (nella fig. 14.17 ci riferiamo alla lettera F) traduce il segnale elettrico che le viene applicato in un movimento meccanico della puntina di registrazione. La puntina si muove gradualmente lungo una linea retta, verso il foro centrale del disco, mentre il piatto si muove, creando un'incisione a spirale sulla superficie del disco. Questo movimento a spirale è ottenuto collegando la testina di incisione a una slitta: un

~ 434

l

CAPITOLO 14

sospensione d'incisione

l !

testina d'incisione piatto da 29,5 kg

--------------

basamento di acciaio pesante

Fig. 14.17 Il tornio di incisione, con controllo automatico dell'intonazione e della profondità.

ingranaggio a spirale, detto vite guida, conduce la slitta su un tracciato rettilineo. La testina di incisione stereo consiste in una puntina collegata meccanicamente a due bobine conduttrici e a due bobine di ritorno (posizionate in un campo magnetico permanente), e di una bobina di riscaldamento (avvolta attorno all'estremità della puntina) (fig. 14.18). Quando viene inviato un segnale alle bobine conduttrici, il flusso di corrente alternata che le percorre crea un campo magnetico variabile, che attira e respinge alternativamente il magnete permanente. Dato che il magnete permanente è fissato saldamente, le bobine si muovono in proporzione alla forza del campo creato, e la puntina connessa si muove con loro. Le bobine conduttrici sono avvolte e montate in modo che

s

magnete

N

..-polo

polo---...

bobina conduttrice destra

bobina conduttrice sinistra

bobina conduttrice destra

bobina conduttrice sinistra

bobina di riscaldamento __della puntina

Fig. 14.18 Schema semplificato di una tèstt~a di incisione stereo. ·, \

\\

''\ \

\

LA REALIZZAZIONE DEL PRODOTTO

435

fornendo energia a una di esse, la puntina si muove su di un piano inclinato di 45° a destra o a sinistra rispetto alla verticale, a seconda di quale bobina venga alimentata. Se si fornisce a entrambe un segnale in fase, la puntina si muoverà nel piano orizzontale; se si fornisce un segnale fuori fase, la puntina si muoverà nel piano verticale.

14.5.4 Il controllo della densità La velocità della testina di registrazione viene ricavata dal numero di solchi o linee per pollice (lpi), incisi sul disco. All'aumentare della velocità delle testine, diminuisce il numero di lpi, quindi diminuisce anche la densità e anche la durata. Ci sono diversi metodi per cambiare la densità: la vite guida può essere sostituita con una che abbia spirale più fine o più grossolana; le marce che muovono la vite guida possono essere variate, in modo da cambiare la velocità di rotazione della vite stessa, oppure la velocità di rotazione della vite guida può essere variata direttamente, cambiando la velocità del motore che la muove. Quest'ultimo metodo è usato per le slitte Neumann, e fornisce una densità continuamente variabile. Lo spazio compreso fra i solchi è detto land. Solchi modulati provocano un movimento laterale, proporzionale ai segnali in fase contenuti nei due canali incisi. Se la densità di incisione è eccessiva (troppe linee per pollice, che rendono i solchi troppo ravvicinati), e se sono incisi livelli di segnale troppo alti, può succedere che un solco sconfini in quello adiacente (cutm·er), oppure che i solchi si sovrappongano (twinning). Nel primo caso il disco, quando viene riascoltato, salta; nel secondo caso si può avere una distorsione del segnale, oppure un eco del segnale nel solco adiacente, a causa della deformazione delle pareti di un solco provocate dalle informazioni presenti in quello adiacente. Un eco nei solchi si può verificare anche se le pareti non si toccano; è una funzione dell'ampiezza dei solchi. della densità e del livello, e diminuisce all'aumentare della frequenza del segnale. Inoltre. gli echi ad alta frequenza diminuiscono di livello man mano che diminuisce il diametro del solco. Questi problemi di incisione possono essere eliminati sia diminuendo il livello di incisione, sia incidendo meno linee per pollice. Qui sorge un certo conflitto, perché un disco che suona più forte (se paragonato con uno che suona meno forte) ha una sonorità più brillante, più piena, più presente e più potente. Ne deriva che le case discografiche e i produttori sono più interessati ad avere dischi con livelli molto competitivi, rispetto a quelli della concorrenza, e quindi non vogliono ridurre il livello di incisione. La soluzione a questi problemi di livello è quella di variare la densità- incidendo più linee per pollice durante i passaggi a volume inferiore, e meno linee durante i passaggi a volume più alto- suddividendo il materiale del programma in due percorsi: quello non ritardato e quello ritardato. Il segnale non ritardato viene inviato al computer che agendo sulla slitta solidale alla testina di incisione varia la profondità e la densità dell'incisione stessa, e corregge la velocità del motore della vite. Il segnale ritardato, che di solito viene ottenuto utilizzando una linea di delay di alta qualità, viene inviato alla testina di incisione, dando così al computer stesso, il tempo di variare la densità. Questa si divide in due categorie: coarse (grossolana), che si riferisce a un valore compreso fra 96 e 150 lpi, e microgroove (vale a dire microsolco), che corrisponde a un valore compreso fra 200 e 300 (o più) lpi. I dischi microsolco presentano un minor rumore superficiale, uno spettro di frequenze più ampio, una minore distorsione e una estensione dinamica superiore, rispetto a quelli coarse; possono essere incisi con una minore pressione della puntina, il che si traduce in una vita del disco più lunga. Questa mìnor forza di incisione, comunque, tende più pro-

436

CAPITOLO 14

babile che la puntina slitti sul disco, se il piatto non è perfettamente piano. La puntina di riascolto per un disco microsolco deve avere una estremità con raggio massimo pari a 0,7 mil (l mil = 0,025 mm), mentre i dischi con solchi coarse hanno 2,5 mil ±O, l. I vecchi dischi a 78 giri, e i primi 33 giri, erano registrati con densità coarse. Attualmente tutti i dischi dovrebbero essere microsolco, con una densità media di 265 lpi; nel caso della massima densità del disco, la durata di un lato di un disco da 12 pollici, senza modulazioni nei solchi, è di 45 minuti. La durata dei dischi da 12 pollici modulati, incisi a livello medio, va dai 23 ai 26 minuti per lato, quando sono incisi utilizzando una slitta con densità variabile.

14.5.5 I dischi da registrazione I dischi da registrazione usati sulla slitta sono dischi piatti di alluminio, ricoperti da una sottile pellicola di smalto, asciugata a temperatura controllata e ricoperta con un secondo strato, e asciugata nuovamente. La qualità di questi dischi, detti smaltati, è determinata dalla piattezza e dalla lucidità della base in alluminio; qualunque irregolarità nella superficie, per esempio buchi o dossi, provocherà difetti corrispondenti nella copertura di smalto. I dischi smaltati hanno sempre un diametro maggiore rispetto al disco definitivo, rendendo quindi facile maneggiare il master senza danneggiare i solchi. Un album 12 pollici è stampato da un disco smaltato di 14 pollici, e un singolo da 7 pollici da uno di 10 + 12 pollici. I produttori spesso stampano un disco smaltato di riferimento per ascoltare come suona il master dopo che è stato trasferito su disco.

14.6

Il procedimento di masterizzazione

Il tecnico di mastering sceglie la densità di partenza adatta al prodotto. Si posiziona un disco smaltato sulla slitta stessa e si usa aria compressa per soffiare via qualsiasi particella di polvere che sia rimasta sulla sua superficie. A questo punto il disco viene reso solidale alla base rotante grazie alla aspirazione dell'aria che lo separa da quest'ultima e vengono fatte delle incisioni di prova, al di fuori del disco, per controllare la profondità dei solchi e la temperatura della puntina. Si preme il pulsante di avvio e la slitta si muove verso il diametro di partenza; mentre la testina di incisione viene abbassata sul disco, la spirale di partenza e i solchi di entrata sono incisi come prestabilito, e la macchina a nastro si avvia automaticamente. Quando si è inciso un lato, il tecnico varia le regolazioni della consolle come aveva deciso in precedenza. Una fotocellula, montata sulla piastra a nastro, sente la parte di nastro leader bianco compresa fra le selezioni sul nastro master. e segnala alla slitta di espandere automaticamente i solchi per creare delle bande audio. Dopo l'ultima selezione sul lato, la slitta incide il solco di uscita e toglie la testina di incisione dal disco smaltato. Il master smaltato non viene mai ascoltato, perché la pressione della testina di incisione danneggerebbe la traccia sonora registrata. Il danneggiamento consiste in una certa perdita alle alte frequenze e in un maggior rumore, ed è aggravato da ogni successivo riascolto. I dischi smaltati di riferimento, detti anche acetati di riferimento o semplicemente acetati, sono stampati per ascoltare come potrebbe suonare il master smaltato. Perciò i danneggiamenti alla traccia sonora sono limitati all'acetato di riferimento. Dopo che l'acetato è stato approvato, la casa discografica assegna a ciascun lato del disco un numero master (o matrice), che il tecnico della stam-

LA REALIZZAZIONE DEL PRODOTTO

437

pa scrive fra i solchi della spirale di uscita del disco smaltato. Questo numero identifica il disco smaltato, e qualsiasi copia in metallo che ne deriva, ed elimina la necessità di riascoltare il disco per identificarlo. Se, per qualsiasi ragione, si rimasterizza un disco, alcune compagnie discografiche mantengono lo stesso numero di master; altre aggiungono un suffisso al nuovo master per differenziarlo da quello precedente. Quando il master finale arriva alla postazione di placcaggio, viene lavato per rimuovere la polvere e viene placcato elettroliticamente con nichel. Quando questa fase è terminata, il rivestimento di nichel è tolto dal disco smaltato. Questa operazione danneggia il master, che può quindi essere placcato una sola volta. Se qualcosa va storto in questa fase, la postazione di placcaggio deve ordinare un nuovo master dalla stampa.

14.6.1 La placcatura e la stampa dei dischi in vinile Il rivestimento di nichel asportato dal master è detto matrice, ed è il negativo del master smaltato (fig. 14.19). Questo negativo viene quindi placcato elettroliticamente, per creare un positivo in nichel detto madre. Dato che il nichel è più duro dello smalto, molte madri possono essere ricavate da una sola matrice; essendo la madre un positivo, può essere ascoltata per controllare il rumore di fondo, gli eventuali salti e altri difetti ancora. Se è accettabile, la madre viene poi placcata elettroliticamente diverse volte, creando gli stampatori, che sono negativi del disco usato per stampare il disco definitivo. Gli stampatori dei due lati di un disco sono montati sul piano superiore e su quello inferiore di una pressa idraulica. Un pezzo del composto del disco in vinilite, detto biscotto, è posto nella pressa e schiacciato fra le etichettatrici per i due lati. La pressa viene chiusa

Fig. ì4.19 I varì passaggi nella placcatura e nella stampa di un disco in vinile.

438

CAPITOLO 14

e riscaldata con vapore, per far sì che la vinilite scorra attorno ai solchi rialzati degli stampatori. Quando è caldo, il disco pressato è troppo molle per essere maneggiato, e quindi viene fatta circolare dell'acqua fredda attorno alla pressa per raffreddarla prima di allentare la pressione; quando la pressa si apre, l'operatore tira fuori il disco dallo stampo. Il processo di stampa provoca l'uscita di una parte di composto in eccesso al di fuori del bordo del disco, e quindi questo è sovradimensionato. Questo eccesso, detto flash, viene eliminato quando il disco è tolto dalla pressa. I bordi del disco sono levigati con una pelle simile a pelle di daino, e a questo punto il prodotto può essere confezionato per essere distribuito e venduto.

14.7

La distribuzione e la vendita

Anche se questa parte del processo viene menzionata per ultima, non è certo una delle meno importanti, se analizziamo tutto il tempo, le capacità artistiche e le problematiche finanziare coinvolte nella creazione di un disco. Domande del tipo: Chi sono i miei ascoltatori? Come verrà distribuito il prodotto? Quale dovrà essere il formato definitivo del supporto? Quanto mi costerà questo progetto? devono trovare un'adeguata risposta molto prima che venga premuto il pulsante di registrazione e si suoni la prima nota. In questo breve paragrafo non pretendo di esaurire tutta la discussione su questo importante e complesso argomento. Se volete ulteriori e complete informazioni potete consultare i seguenti libri: How to make and sell your own recording, di Diane Sward Rapaport (Prentice Hall, 1992); Releasing an lndependent Record, di Gary Hustwit (Rock Press, 1993); e This business of Music, di Shemel & Krasilovsky (Watson Guptill, 1990). Questi libri esaminano dettagliatamente i tre principali soggetti tramite i quali una registrazione finita può essere distribuita e venduta: • case discografiche di maggiore importanza (le cosiddette major); • case discografiche indipendenti; • autodistribuzione. Ciascuno di questi approcci al marketing e alla vendita comporta un impegno finanziario di diverso tipo, così come un diverso controllo sulle problematiche artistiche e della distribuzione. Indipendentemente da quale approccio si scelga, tutti i suoi aspetti vanno presi in considerazione attentamente e senza tralasciare nulla, prima di prendersi un impegno definitivo. Oltre a leggere libri sull'argomento, è saggio ascoltare i consigli di un avvocato che sia profondo conoscitore della legislazione in materia musicale. L'industria musicale ha un suo linguaggio legale e finanziario specifico. È molto importante avere al proprio fianco una persona che conosca a fondo il linguaggio, i cavilli e il funzionamento di questo particolare mondo.

15 Le procedure di registrazione in studio

Come abbiamo già visto, la prima regola in uno studio è la seguente: non ci sono regole. In questa frase c'è un fondo di verità, dato che la creatività e la novità giocano un ruolo chiave nel mantenere viva e sempre rinnovata l'industria musicale. Nel processo di registrazione, comunque, ci sono alcune linee guida e procedure che, se seguite, possono aiutarci ad ottenere una sessione di registrazione snella e di livello professionale. In ultimissima analisi, queste procedure ci sono utili per risolvere i problemi che si presentano, usando due delle nostre potenzialità più spiccate: l'intuizione creativa e il buon senso.

15.1

La registrazione

Prima di iniziare una sessione di registrazione, è buona pratica prepararsi mentalmente a tutte le situazioni che si dovranno affrontare; la maniera migliore è riunire attorno a un tavolo tutte le persone che saranno coinvolte nel processo di registrazione e, molto in anticipo rispetto alla sessione, discutere con loro circa la strumentazione, la disposizione dello studio, il genere musicale e le tecniche di produzione. Questo incontro porta a conoscenza di tutti i presenti ciò che incontreranno durante le sessioni, e permette a ciascuno di conoscere le persone con cui lavorerà. Prima della sessione stessa è bene controllare le attrezzature; se si useranno registratori a nastro analogici, dovranno essere puliti, smagnetizzati e, se necessario, allineati a seconda del tipo di nastro che si utilizzerà - servendosi, preferibilmente, dello stesso nastro con cui si effettuerà la sessione. È buona abitudine registrare all'inizio del nastro un segnale a 100Hz, l kHz e a 10kHz su tutte le tracce a O VU (-10 VU se la velocità di scorrimento è 7,5 ips), per indicare il livello operativo corretto. Quindi, se sarà necessario mixare o sovraincidere il nastro in un altro studio, saremo in grado di calibrare quella macchina a noi sconosciuta basandoci su questi diversi segnali di riferimento preregistrati. Se si devono usare nastri digitali, bisogna assicurarsi che siano stati formattati; anche se alcuni registratori ci permettono

440

CAPITOLO 15

di registrare su nastri non formattati, in un passaggio unico o in uno speciale modo di update, ci troveremmo di fronte a una situazione più difficile (cerchiamo di non renderei difficile la vita da soli). Al momento di iniziare la sessione, e dopo che si è presa conoscenza degli strumenti che si andranno a registrare, bisogna attuare una pre-sessione. Il posizionamento degli strumenti varia molto da uno studio all'altro, a seconda delle caratteristiche acustiche della stanza, del numero degli strumenti stessi, dell'isolamento (o della mancanza di isolamento) fra di essi e dal grado di contatto visuale richiesto dai musicisti. Se si rivela necessario un ulteriore isolamento, anche dopo una attenta collocazione dei microfoni, si possono posizionare pannelli o superfici fra gli strumenti, in modo da evitare che le sorgenti sonore ad alto volume rientrino in altri microfoni aperti (cioè che si stanno usando). In alternativa, lo strumento o gli strumenti in questione potranno essere sovraincisi in seguito. Durante la registrazione di un gruppo, la disposizione dei musicisti deve permettere loro di vedersi il meglio possibile, in modo che possano scambiarsi informazioni visivamente. La disposizione dei microfoni e dei pannelli dipende dal gusto personale, ma anche dal tipo di sonorità volute dal produttore. Se i microfoni sono vicini agli strumenti e i pannelli sono molto raccolti, si ottiene un suono ben definito e una buona separazione; se si posizionano i microfoni e i pannelli più distanziati, si ottiene un suono più simile a quello di una performance dal vivo, ma si avranno anche dei rientri. Strumenti con livelli di uscita particolarmente elevati possono essere messi in una stanza isolata, che non si utilizza, oppure in una cabina apposita; anche gli amplificatori possono essere registrati in una stanza di questo tipo; in alternativa, gli amplificat~ri e i microfoni possono essere ricoperti da tutti e quattro i lati e dall'alto tramite una box costituita da pannelli; un altro approccio è quello di ricoprire sia gli amplificatori sia i microfoni con una coperta o con altro materiale assorbente flessibile (fig. 15.1), assicurandosi che esso non interrompa il percorso del suono dall'amplificatore al microfono. Si può migliorare la separazione anche posizionando in una cabina isolata gli strumenti con volume di uscita più basso, oppure collegando direttamente alla consolle quelli con volume di uscita più alto, mediante una D.l. (direct injection) box, escludendo quindi l'amplificatore microfonato. Nel caso di un pianoforte, i rientri possono essere eliminati posizionando i microfoni al suo interno, regolando il coperchio sul suo supporto più corto e ricoprendo il pianoforte con una coperta (fig. 15.2). I microfoni per ciascuno strumento vengono scelti in base sia all'esperienza sia alla sperimentazione, e vengono quindi collegati con gli ingressi della consolle prescelti; è bene prendere nota degli ingressi che si usano, in modo da poter risalire facilmente allo strumento che si è inserito in un determinato modulo della consolle. Alcuni fonici trovano che sia conveniente standardizzare un certo schema di utilizzo degli ingressi, usando gli stessi input e le stesse tracce per gli stessi strumenti in ogni sessione. Perciò il fonico

Fig. 15.1

Si può isolare un amplificatore coprendolo con una coperta, di solito molto assorbente.

LE PROCEDURE DI REGISTRAZIONE IN STUDIO

Fig. 15.2

441

Nel modo illustrato si evitano i rientri nel microfono di un pianoforte.

inserirà sempre il microfono relativo alla cassa della batteria nel canale l, quello del rullante nel 2, e così via; in questo modo il tecnico del suono sa quale fader controlli uno strumento, sia durante la registrazione sia durante il mixaggio, senza doverci pensare troppo.

15.1.1 Gli strumenti elettrici ed elettronici Gli strumenti elettrici ed elettronici, per esempio le chitarre, che hanno uscite a basso livello, sbilanciate e con alta impedenza, possono essere registrate nello studio senza usare i relativi amplificatori; occorre farli entrare in una D.l. box. Come abbiamo già visto, questo dispositivo converte segnali di uscita ad alto livello e alta impedenza in segnali bilanciati a bassa impedenza, che possono essere inseriti direttamente nel preamplificatore microfonico di una consolle. Spesso si registrano questi strumenti in diretta, per evitare sia il problema dei rientri nello studio, sia il rumore e la distorsione che derivano dall'uso dell' amplificazione, oppure per avere il suono pulito diretto. Se gli strumenti elettronici sono usati nella contro l room (come ad esempio sintetizzatori o batterie elettroniche, la cui impedenza si avvicina maggiormente a quella dello studio), si possono inserire direttamente negli ingressi a livello di linea della consolle. Sia gli strumenti in diretta sia quelli in linea possono essere suonati nella control room, mentre si ascolta dai main monitor, senza problemi di rientri. Se si preferisce, i segnali provenienti sia dalle direct box sia dagli amplificatori degli strumenti possono essere mandati contemporaneamente dallo strumento, mediante l 'utilizzo di jack in parallelo inseriti nella direct box (fig. 15.3). Questa tecnica consente ai tecnici del suono di mescolare come desiderano i segnali diretto e amplificato. Il suono proveniente da una D.l. box è più pulito ma è anche più soggetto al rumore delle corde dello strumento, rispetto al suono più ruvido e più potente di un amplificatore microfonato. In quasi tutte le chitarre, la minor ripresa del ronzio di fondo e il miglior suono per la connessione diretta si ottengono quando i controlli di volume dello strumento sono tutti attivi. Dato che i controlli di equalizzazione di una chitarra consistono di un filtro taglia alti variabile, il massimo controllo del suono si ottiene lasciando il controllo dei toni sulle alte frequenze e usando una combinazione dell 'equalizzazione della consolle e dei diversi pickup della chitarra, per variare i toni. Se si escludono completamente gli alti sulla chitarra, un incremento delle alte frequenze sull'equalizzatore della consolle provocherà un rinforzo del rumore che viene ripreso dalla chitarra, a causa della sua alta impedenza.

442

Fig. 15.3

CAPITOLO 15

Schema di una D.l. box.

15.1.2 La batteria Durante l'ultima decade, la batteria ha visto molti cambiamenti per quanto riguarda la tecnica dello strumento, il microfonaggio e la scelta degli ambienti acustici usati per la registrazione. Negli anni '60 e '70, la batteria era posizionata in modo tradizionale in una stanza isolata detta cabina della batteria; questa isolava efficacemente lo strumento dal resto dello studio e aveva l'effetto di restringere il suo suono a causa dello spazio limitato (e spesso delle caratteristiche acustiche). Ma la cabina isolava anche i musicisti, e questi percepivano spesso una perdita di coinvolgimento in quello che suonavano. Anche il set convenzionale di pezzi della batteria ha subito diversi cambiamenti nella tecnica di microfonaggio; molti fonici e produttori hanno spostato la batteria da una stanza piccola e isolata in uno studio di dimensioni maggiori, dove il suono può svilupparsi più pienamente e mescolarsi con le caratteristiche acustiche dell'ambiente. In molti casi questo effetto è enfatizzato posizionando una coppia di microfoni molto distanziati nello studio - tecnica con cui spesso si ottiene un suono più pieno e ampio di quanto non sia in realtà. Se si deve registrare una batteria, il batterista la dovrebbe accordare, mentre si posizionano i pannelli e i microfoni; ogni pelle della batteria dovrebbe essere regolata per avere la giusta intonazione e una tensione costante ai bordi del cerchio, colpendo la pelle in vari punti ai suoi bordi, e girando le chiavi per avere la stessa intonazione su tutta la sùperficie. Dopo che si è accordata la batteria, il fonico dovrebbe ascoltare ciascun pezzo di essa singolarmente per assicurarsi che non ci siano brusii, tintinnii o risonanze, dopo che la pelle o i bordi sono stati colpiti. Batterie che hanno un gran suono quando ascoltate dal vivo a volte non hanno lo stesso suono quando sono microfonate; in una performance dal vivo, i tintinnii e il suono dei bordi vengono coperti dagli altri strumenti e si perdono prima che il suono raggiunga l'ascoltatore. Un microfonaggio ravvicinato, d ' altro canto, riprende i rumori allo stesso modo in cui riprende anche i l suono desiderato. Se l'accordatura della batteria non elimina i problemi relativi ai rumori o ai bordi, si può applicare sulla pelle un nastro adesivo (o anche pezzetti di stoffa, sordine, asciugamani, fazzoletti di carta) in diverse posizioni per mascherarli, a seconda dell' esperienza e della sperimentazione. Anche se questo metodo di smorzamento delle pelli è stato usato ampiamente in passato, attualmente lo si utilizza con molta più discrezione e ci si affida ad una corretta intonazione. Per la registrazione in studio è meglio togliere tutte le parti di smorzamento interne ai pezzi della batteria, perché queste applicano una tensione solo a una parte della pelle e, perciò, sbilanciano la tensione della pelle stessa. Gli smorzatori interni spesso vibrano quando la pelle è colpita, e sono causa di un certo tintinnio. La cassa può essere smorzata rimuovendo la pelle anteriore e mettendo una coperta o qualche altro materiale assorbente al suo interno,

LE PROCEDURE DI REGISTRAZIONE IN STUDIO

443

in modo che prema contro la pelle posteriore. Regolando la pressione di questo materiale contro la pelle, si possono far variare i toni bassi da un sordo rimbombo fino a un colpo secco. Di solito la cassa è registrata senza la pelle anteriore, mentre gli altri pezzi della batteria sono registrati sia con la seconda pelle sia senza. L'accordatura delle pelli è più difficile se sono presenti entrambe, perché le loro tensioni interagiscono per creare l'intonazione; comunque due pelli danno un suono più risonante rispetto a una pelle sola. Dopo che i pezzi della batteria sono stati accordati, si possono posizionare convenientemente i microfoni, assicurandosi che non intralcino i movimenti del batterista, e guardando se rischiano di essere colpiti dalle bacchette o spostati durante l'esecuzione. Le batterie elettroniche sono spesso usate per fare una traccia guida ritmica; a volte possono eliminare la necessità di avere una batteria vera e propria, dato che le varie tracce sono state preventivamente inserite nella memoria della batteria elettronica stessa o in un sequencer MIDI. In alcune situazioni possono essere messi sulla batteria dei trigger o delle superfici di controllo, che permettono di triggerare manualmente i suoni campionati della batteria elettronica, in una disposizione simile a quella di uno studio vero e proprio.

15.1.3

n setup

Dopo che si è completato il posizionamento degli strumenti, dei microfoni e degli eventuali pannelli, si distribuiscono ai musicisti le cuffie, alle quali è stato applicato un cavo aggiuntivo per consentire la massima libertà di movimento. L'ingegnere consulta quindi il produttore per sapere quanti strumenti saranno utilizzati nella canzone, comprese le sovraincisioni, e per determinare quante tracce bisogna lasciare aperte. Il numero delle tracce utilizzate influenza il numero dei microfoni usati e la loro assegnazione alle tracce disponibili, specialmente nel caso della batteria; se si devono registrare molti strumenti, il numero di microfoni per la batteria può essere limitato. Se invece sono disponibili moltissime tracce, se ne possono usare anche più di sei per la batteria: cassa, rullante, tom, timpano e piatti. Quando si sono posizionati tutti i microfoni, l'ingegnere segna il nome dello strumento assegnato a ciascun fader in ingresso, di solito al di sotto del fader su una striscia di nastro adesivo di carta applicata sulla consolle, o su un nastro speciale da consolle. I microfoni vengono quindi assegnati alle tracce desiderate, e queste assegnazioni sono annotate su un foglio promemoria che rimane, da quel momento in poi, nella scatola del nastro da registrare (fig. 15.4). I master fader ed i group fader sono messi in una posizione centrale rispetto alloro punto di O dB (all'incirca a 3/4 verso l'alto). Il fonico alza parzialmente le mandate ai monitor per i segnali in ingresso o per usare i solo sui microfoni. Dopo tutto questo procedimento preparatorio, si comincia a regolare il livello di ingresso di ciascuno strumento o microfono, facendo suonare ogni musicista singolarmente oppure chiedendo l'esecuzione di una canzone. Partendo con una equalizzazione flat (cioè non attiva), il tecnico del suono controlla le letture dei meter di ciascuna traccia, ascolta la distorsione eventuale del preamplificatore microfonico e ne regola il guadagno usando il pad di attenuazione e/o il preamplificatore microfonico della consolle, oppure, se necessario, quello del microfono, in modo da eliminare qualunque distorsione. Dopo che sono stati regolati tutti questi livelli, si può preparare un rough mix (cioè un mixaggio di massima) in cuffia, in modo che i musicisti possano ascoltarsi. L'EQ può essere regolata per ottenere la sonorità voluta dal produttore per ciascuno strumento, e si può inserire un compressore o un limiter nel percorso del

444

CAPITOLO 15

segnale, quando è necessario. Se non si riesce ad ottenere la sonorità voluta mediante un'equalizzazione minima, si può provare un diverso tipo di microfono o di posizionamento, fino a quando il suono dello strumento non sia accettabile. Il fonico e il produttore possono rendersi conto di tutti i rumori estranei - il ronzio di un amplificatore per chitarra o il rumore del pedale della cassa- e cercare quindi di eliminarli. Questo processo di ascolto selettivo può essere facilitato dall'uso del solo su alcune tracce; se si devono mixare i segnali di più microfoni su una o più tracce, il balance fra di essi può essere regolato in questo passaggio. Per fare ciò, il tecnico del suono mette in solo il gruppo a cui i microfoni vanno assegnati. Dopo aver seguito questa procedura per tutti gli strumenti, i musicisti dovrebbero eseguire una canzone di prova (detta rundown), in modo che il fonico e il produttore possano ascoltare come gli strumenti suonano assieme prima di registrarli su nastro. Innanzitutto, essi dovrebbero ascoltare tutta la batteria, poi la batteria assieme al basso, quindi tutta la sezione ritmica e infine tutti gli strumenti assieme. Si possono apportare variazioni all'equalizzazione per compensare il problema di uno strumento che copre un altro, ottenendo una loro migliore amalgama. Mentre viene eseguita la canzone, il tecnico del suono apporta le ultime regolazioni ai livelli di registrazione e al mixaggio di riferimento in cuffia; egli può controllare il mix in cuffia sia ascoltandolo direttamente dalle cuffie sia indirizzandolo ai monitor principali, assicurandosi così che tutti gli strumenti siano ascoltabili chiaramente. Se i musicisti non riescono a sentirsi adeguatamente, si può cambiare il mix in modo da enfatizzare il suono di uno strumento, senza per questo influenzare il livello in registrazione. Se abbiamo a disposizione più di un sistema di invio alle cuffie, si possono preparare più mix, per quei musicisti che abbiano bisogno di un balance differente. Durante le sessioni condotte ad alto volume, i musicisti spesso chiedono di avere un volume molto alto in cuffia in modo da ascoltare il mix al di sopra del livello di rientro dell'ambiente nella cuffia stessa. A livelli sonori molto alti può accadere che l'intonazione degli strumenti suoni piatta, e quindi i musicisti possano avere dei problemi ad accordarli, oppure a cantare ascoltando dalle cuffie. Per evitare problemi di questo tipo, non bisogna accordare gli strumenti ascoltandoli tramite cuffie, ma vanno suonati al livello che è abituale per il musicista, e poi si regolerà il livello in cuffia di conseguenza. Non verrà sottolineata mai abbastanza l'importanza di un adeguato livello in cuffia e di un corretto bilanciamento; questo può sia favorire sia peggiorare il rendimento di un musicista. La stessa situazione si verifica nella control room, quando si ascolta ad alti livelli: alcuni strumenti possono sembrare scordati anche quando non lo sono, e l'affaticamento dell'orecchio può pregiudicare le capacità di giudizio di un fonico riguardo ai suoni e al relativo bilanciamento. È buona abitudine eseguire completamente la canzone di prova, in modo che il tecnico del suono possa capire quali sono i passaggi a volume più elevato; questo lo aiuta nel regolare i livelli di registrazione, in modo che non vi sia distorsione e che gli strumenti non subiscano una riduzione di guadagno eccessiva, se si usa un compressore o un limiter. Anche se il fonico può chiedere a un musicista di suonare al massimo volume possibile quando suona da solo, tutti i musicisti inevitabilmente suoneranno a un volume superiore quando eseguiranno il pezzo tutti assieme. A causa di ciò può essere necessaria una variazione nel gain del preamplificatore microfonico, nel livello di registrazione e nelle soglie di compressione/limitazione. Si può controllare la separazione fra gli strumenti mettendo in solo le relative tracce, e controllando i possibili rientri; a questo punto si possono cambiare, se necessario, le posizioni relative dei microfoni, degli strumenti o dei pannelli. All'inizio di ciascuna performance, il nome del pezzo e il numero dei take (cioè delle

LE PROCEDURE DI REGISTRAZIONE IN STUDIO

Fig. 15.4

445

Schema delle tracce, utile per memorizzare le assegnazioni degli strumenti.

singole parti registrate) vanno registrati sul nastro per una più facile identificazione. Un promemoria (take sheet) deve essere attentamente compilato per annotare la posizione dei take sul nastro (fig. 15.5); i commenti del produttore, relativamente all'esecuzione del brano, vanno scritti sulla take sheet, così come la descrizione del tipo di take (completo o incompleto), o le false partenze. Durante la registrazione il fonico tiene sotto controllo i livelli dei meter, solo se necessario, e controlla i fader per evitare problemi di distorsione sul nastro. Il tecnico del suono ascolta attentamente il brano sia dal punto di vista deli' esecuzione sia da quello della qualità; se il produttore non nota alcun errore nella performance, può essere il tecnico stesso che lo individua e lo evidenzia; il fonico deve sapersi rendere utile, ma deve anche ricordarsi che l'ultima parola spetta al produttore e che il suo giudizio sulla performance va accettato. Quando si riascolta un take, il

'

-- ~ -

\ ~

~----

M~

.. '

'

\ ~,

----

masler FS •falsaslal1 GT= good tak11 Bt - bad take OT• outtake Start N

Take # Tl1la

End Il

::r= Xfìldi .yp!

-z-

,._mdi m:

:::r.: n. 3 :l.;'~·.">·

456

'\

CAPITOLO 16

ce discreta della Ambisonic, sono sempre più usate sia negli studi sia nelle registrazioni in loco, per le applicazioni di audio per il video. I criteri di progettazione dei più importanti studi di registrazione sono ritornati verso lo stile degli anni '30, '40 e '50, con un volume acustico molto maggiore. Questo ritorno al passato è visto come una reazione contro le registrazioni acustiche troppo asciutte e smorte, che si ottengono registrando in ambienti troppo piccoli e acusticamente spenti. In breve, tutti noi traiamo beneficio dal fatto che le persone coinvolte nella produzione e registrazione musicale sappiano guardare al passato, così come al futuro, per quanto riguarda i loro ferri del mestiere. Ci è stato trasmesso un grande bagaglio di esperienza nel design e nelle sue applicazioni; sta a noi saperlo usare nel migliore dei modi.

16.2

Oggi

Alcune pietre miliari nello sviluppo tecnologico, che si possono ritrovare in quasi tutti i settori della tecnologia, sono apparse talvolta all'improvviso. Ci hanno accompagnato a partire dali' epoca delle registrazioni acustiche di Edison e Berliner, fino all'era della registrazione e del nastro elettromagnetico, per giungere alla registrazione multitraccia in studio (fig. 16.4), fino ad arrivare ai circuiti integrati (IC). Quando il loro sviluppo è stato completo, le circuiterie integrate hanno fatto cambiare drasticamente la tecnologia e le tecniche delle registrazione moderna, permettendo di progettare e realizzare facilmente le circuiterie elettroniche ad un costo minimo rispetto a quello che si sarebbe avuto un decennio o anche solo pochi anni prima. Se combiniamo questa evoluzione con i miglioramenti nelle tecnologie digitali, possiamo vedere tutti gli sviluppi delle nuove

Fig. 16.4

Little Richard all'interno del leggendario Record Plant di Los Angeles (Sala A), nel corso della registrazione di /t's a matter of time per il film Down and Out Beverly Hills, della Walt Disney. (Fonte: Record Plant Studio, foto di Neil Ricklen)

IERI , OGGI E DOMANI

457

tecnologie che hanno generato le nuove industrie e i sistemi di produzione musicale attuali. Utilizzando contemporaneamente consolle di produzione molto efficienti, ma di costo limitato e registratori multitraccia modulari, Je workstation digitali con hard-disk, i campionatori e i sintetizzatori MIDT e altri strumenti elettronici, software musicale e processori di segnale digitali (e tutto ciò solo per i principianti), si arriva alla realizzazione di uno studio di progetto in casa, nel proprio appartamento o luogo di lavoro (attualmente sto scrivendo questo lavoro in una casa fatta di tronchi d'albero!). Lo studio di progetto è stato reso possibile anche dali· avvento di nuovi generi musicali (la technodance, l'ambiente altri ancora) . Questo tipo di struttura permette ai produttori e ai musicisti di registrare e produrre i propri progetti a casa e poi portare i master in uno studio in cui possano essere mixati professionalmente. Un concetto gi à pensato da Peter Gotcher (presidente della Digidesign) è quello dello studio in una scatola (fig. 16.5 ). La sua idea, che ha dato avvio ad una compagnia denominata Fortune 500. era quello di costruire un sistema che fornisse le potenzialità dell'audio professionale su hard-di sk a un costo contenuto, sostenibile da molte persone (specialmente se lo si confronta con un costo di partenza precedente che si aggirava sui 150+200 milioni di lire). Il suo obiettivo era quello di creare un sistema integrato che amalgamasse molte delle sfaccettature presenti nella produzione audio e audio per il video, tramite l'uso di PC. Anni dopo questa concezione sta trasformando la natura propria con cui la produzione audio viene affrontata. Attualmente un altro fattore di evoluzione è il CD-ROM; i sistemi con CD-

Fig. 16.5

Attrezzature ProStation inserite in una struttura di concezione studio in una scatola di Peter Gotcher, vale a dire la workstation digitale. (Fonte: Omnirax)

458

CAPITOLO 16

ROM possono essere affiancati con facilità, e notevole affidabilità, ad un personal computer per poter interagire con grafica, audio e testi. Il suo sviluppo ha generato una nuova industria che continua ad accrescersi e maturare. Uno dei molti avvenimenti che hanno contribuito a far cambiare e plasmare l'industria audio è lo sviluppo e la sempre maggiore distribuzione di conoscenze. Grazie all'esistenza di libri, di pubblicazioni commerciali, di programmi universitari di alta qualità, di negozi e all'avvento di Internet, un'ampia base informativa che riguarda la commercializzazione è ora a disposizione e può essere compresa da un numero di professionisti, o di persone che aspirano a diventare tali, maggiore rispetto al passato. Queste risorse forniscono spesso un fondamento solido per una pratica sul campo e una esperienza generale. Vi esorto a gettarvi a capofitto e a leggere, leggere, leggere; le maggiori conoscenze acquisite valgono lo sforzo profuso ed il tempo impiegato. L'appendice di questo libro comprende anche un elenco di libri, di pubblicazioni e di risorse educazionali che possono aiutarvi nei vostri inizi.

16.3

Domani

In linea di massima, il domani seguirà il suo corso. In ogni modo, se mi è consentito guardare nella mia sfera di cristallo (non mi soffermerò sui dettagli), ci sono alcuni punti che voglio affrontare. Nel campo del digitale ci sono migliaia di nuovi aspetti che ci possono affascinare; ho notato che il compito della tecnologia è stato ormai definito: da ora in poi possiamo aspettarci qualcosa di più, di meglio e di più grande, piuttosto che le grandi scoperte a cui abbiamo assistito negli anni '80 e nei primi anni '90. Un aspetto tecnologico che mi appassiona in modo particolare: il CD ad alta densità (HD-CD). La funzione principale di questo supporto, oltre a quella di avere semplicemente più memoria, è di consentire un maggiore scambio di dati, in modo da disporre su CD di un video ad alta definizione, a pieno schermo e a movimenti completi. Pensiamo alle implicazioni: i negozi di video avranno più spazio a disposizione sugli scaffali, i costi di produzione scenderanno (ovviamente, può darsi che non saranno scaricati su di noi), e ci saranno due lettori CD video in tutte le case. Qual è quindi il grande obiettivo? Laddove ci sono lettori CD, non passerà molto che ci saranno anche registratori CD. Una volta che l'industria si sarà occupata dei codici di copiatura, tutti noi avremo registratori ottici di alta

Fig. 16.6

Il futuro supporto di immagazzinamento per la registrazione. Realtà o finzione?

IERI, OGGI E DOMANI

459

qualità nei nostri computer, o li potremo utilizzare come supporti di masterizzazione audio (posso già vedere i DAT che arrugginiscono). Nessuno sa ciò che accadrà veramente, ma è uno scenario interessante su cui riflettere. E, per finire, le autostrade dell'informazione. Attualmente mi sembrano sentieri sporchi; non voglio avventurarmi in nessun pronostico, a parte il fatto che non pagherò mai per scaricare un progetto video o audio, a meno che non possa manipolare il prodotto con le mie mani. Ma può succedere che decida di scaricarlo nel registratore CD video come file protetto permanentemente. Comunque anche l'invio di fax video sulla Rete o la possibilità di scaricare delle tracce di musica dai miei collaboratori a Toronto o a Nashville sarà molto utile. Staremo a vedere!

Appendice Per saperne di più

Le industrie della registrazione e della comunicazione pongono sempre più l'accento sul ruolo della tecnologia; ne consegue che l'insegnamento ha un'importanza fondamentale nel dare gli strumenti tecnici basilari per affrontare il mondo del lavoro. L'insegnamento può essere portato avanti in molte forme, che vanno dal modello scolastico tradizionale fino alla lettura di periodici specializzati, per tenersi aggiornati sugli orientamenti dell'industria. Personalmente penso che leggere sia il modo migliore per tenersi informati su questo mondo che cambia in continuazione e a grande velocità: a lungo andare il vostro impegno sarà ripagato. Il materiale seguente è quello più adatto a chiunque voglia migliorare le proprie conoscenze sulla registrazione musicale.

Libri Molte di queste pubblicazioni possono essere richieste a The Mix Bookshelf Catalog, 6400 Hollis Street, Suite #12, Emeryville, CA 94608, USA, (800) 233-9604 o (415) 653-3307. Vi spingo a contattarli il più presto possibile: questo catalogo è il più completo per quel che riguarda libri e altre pubblicazioni sull'industria musicale. Anderton, Craig. Home Recording for Musicians, New York, USA: GPl Publications, Music Sales Corporation, 1978. Anderton, Craig. M!Dlfor Musicians, New York, USA: GPl Publications, Music Sales Corporation, 1986. Balou, Glen, ed. Handbookfor Sound Engineers: The New Audio Encyclopedia, 2nd ed. Indianapolis, USA: Howard W. Sams & Company, 1991. Bartlett, Bruce. Practical Recording Techniques. Indianapolis, USA: Howard W. Sams & Company, 1992.

PER SAPERNE DI PIÙ

461

Borwick, John. Sound Recording Practice. 3rd ed. London, UK: Oxford University Press, 1988. Davis, Don and Caro1yn. Sound System, Engineering. 2nd ed. Indianapolis, USA: Howard W. Sams & Company, 1987. Eargle, John. Sound Recording. 2nd ed. New York, USA: Van Nostrand Reinhold Company, 1986. Galluccio, Greg. Project Studio Blueprint. Indianapolis, USA: Howard W. Sams & Company, 1992. Giddings, Phillip. Audio Systems: Design and Installation. Indianapolis, USA: Howard W. Sams &Company, 1990. Huber, David. Audio Production Techniques far Video. Boston/London, UKIUSA: Focal Press, 1987. Huber, David. Hard Disk Recording far Musicians. New York, USA: Music Sales Corporation, 1995. Huber, David. Microphone Manual: Design and Application. Boston/London, UKIUSA: Focal Press, 1988. Huber, David. M/DI Manual. Indianapolis, USA: Howard W. Sams & Company, 1991. Martin, George. ALI You Need Is Ears. New York, USA: St. Martin's Press, 1979. Molenda, Michael. Making the Ultimate Demo. Emeryville, CA, USA: Mix Books, 1993. Petersen, George. Modular Digitai Multitracks: The Power User's Guide. Emeryville, CA, USA: Mix Books, 1994. Pohlmann, Ken. Principles of Digitai Audio. 2nd ed. Indianapolis, USA: Howard W. Sams & company, 1989. Rappaport, Diane Sward. How to Make and Sell Your Own Record. Englewood Cliffs, NJ, USA: Prentice Hall, 1992. Woram, John. Recording Studio Technology. Indianapolis, USA: Howard W. Sams & Company, 1989.

Riviste Backstage, Gruppo editoriale Jackson, Via XXV Aprile 39, 20091 Bresso (MI), Tel: 02/665261, Fax: 02/66526222. Cubase Magazine, Edizioni Milano Publishing, Via Marconi 28, 20091 Bresso (MI), Tel: 02/66502365, Fax: 02/66502742, E-mail: [email protected] db, 203 Commack Road, Suite 1010, Commack, NY 11725, USA. Electronic Musician, 6400 Hollis Street, Suite 12, Emeryville, CA 94608, USA; (800) 233-9604 o (510) 653-3307 (fuori della California); fax (510) 653-5142. EQ Magazine, 2 Park Avenue, Suite 1820, New York, NY 10016, USA; (212) 213-3444; fax (212) 213-3484.

.

....

----------------------·\1'1'·-:;;;:*''-''f~:.\/,>ii.:.,•;,, ~.~·;;-·-··,,· ··---·--------

462

APPENDICE

Fare Musica, Edilscreen, Via Calderini 68, 00196 Roma, Tel: 06/3220195-3220212, Fax: 06/3232458 Keyboard, 411 Borel Avenue, San Mateo, CA 94402, USA; (415) 358-9500; fax (415) 358-9527. Mix Magazine, 6400 Hollis Street, Suite 12, Emeryville, CA 94608, USA; (800) 2339604 o (510) 653-3307 (fuori della California); fax (510) 653-5142. Post (Audio and Video Postproduction), 25 Willowdale Avenue, Port Washington, NY 11050, USA. Pro Sound News, 2 Park Avenue, Suite 1820, New York, NY 10016; (212) 213-3444; fax (212) 213-3484. Pro Sound News (European Edition), Spotlight Publications Ltd., 8th floor, Ludgate House, 245 Blackfriars Road, London SEI 9UR, England, UK; 071-620-3636; fax 071-401-8036. Sound & Lite, Via Redipuglia 43, 61011 Gabicce Mare (PS), Tel: 0541/967637, Fax: 05411954074, E-mail: [email protected] Strumenti musicali, Gruppo editoriale Jackson, Via XXV Aprile, 39, 20091 Bresso (MI), Tel: 02/665261, Fax: 02/66526222, Internet: www.strumentimusicali.jackson.it, e-mail: [email protected] Studio Sound, Spotlight Publications Ltd., 8th Floor, Ludgate House, 245 Blackfruiars Road, London SEI 9UR, England, UK; 071-620-3636; fax 071-401-8036. In the US: Studio Sound Magazine, 2 ParkAvenue, 18th Floor, New Yoprk, NY 10016, USA.

Organizzazioni Hearing Education and Awareness for Rockers (HEAR) P.O. BOX 460847, San Francisco, CA 94146, USA; (415) 441-9081; fax (415) 4767113; TTY (415) 476-7600. Intemational MIDI Association 5316 West 57th Street, Los Angeles, CA 90056, USA; (213)-649-MIDI. National Association for Music Therapy, Inc. 8455 Colesville Road, Suite 930, Silver Springs, MD 20910, USA; (301) 589-3300; fax (301) 589-5175. National Academy of Recording Arts & Sciences, Inc. (NARAS) 3402 Pico Boulevard, Santa Monica, CA 90405, USA; (310) 392-3777; fax (310) 3922778. Recording Industry Environmental Task Force University of Massachusetts Lowell, Center for Recording Arts, Technology, and Industry; College of Fine Arts, One University Avenue, Lowell Massachusetts 01854, USA. Segnaliamo inoltre la sede italiana della più importante organizzazione: AES (Audio Engineering Society) P.zza Cantore 45, 20123 Milano

PER SAPERNE DI PIÙ

463

Scuole per tecnici del suono Nella terza edizione di Modern Recording Techniques ho incluso un elenco di molte delle migliori scuole, università e laboratori per la registrazione musicale. Negli ultimi anni questo elenco è diventato troppo lungo per poterlo riportare in questa sede; esso stesso, da solo, potrebbe costituire un libro. Le seguenti fonti possono essere d'aiuto per entrare in contatto con scuole e laboratori importanti nell'industria della registrazione musicale. • Ogni anno, il numero di luglio di Mix Magazine riporta un esauriente elenco di scuole e università degli USA e di tutto il mondo. • Potete trovare una lista completa nel libro New Ears Productions: A Guide to Education in the Audio and Recording Sciences, 2nd ed. Syracuse, NY, USA: New Ears Productions, 1992. In Italia: SAE Italia Srl (filiale italiana del SAE Technology College) Via Morimondo 19/21 20143 Milano Tel. 02-89120540 fax. 02 -89121089 E-mail: [email protected] Web site:www.sae.edu

------------------------·'"'"''"·~;

_____

..""""'' """'"""""""

Glossario

Assorbimento (Absorption): dissipazione dell'energia sonora su una superficie, con trasformazione dell'energia stessa in calore. L'assorbimento dell'energia acustica è l'inverso della riflessione. Ogni qual volta un suono colpisce una superficie, l'ammontare dell'energia acustica assorbita (spesso sotto forma di dispersione fisica in calore), rispetto ali' ammontare di energia riflessa, può essere espresso come un semplice rapporto, detto coefficiente di assorbimento. AES/EBU (Audio Engineering Society/European Broadcast Union). È un protocollo di trasmissione dati professionale, che consente la trasmissione di due canali di dati audio digitali, sottoposti a interleaving, attraverso un cavo XLR a due conduttori (per esempio, un cavo microfonico standard). Allineamento (Alignment): taratura delle testine e delle circuiterie elettroniche di un registratore analogico a nastro, per standardizzare la risposta in frequenza in registrazione e in riascolto, e i livelli del segnale rispetto agli standard industriali, per ragioni di compatibilità. Ampiezza (Amplitude): distanza fra gli estremi superiore e inferiore di una forma d'onda, rispetto alla linea centrale di riferimento. Maggiore è la distanza o lo spostamento dalla linea centrale, più intensa è la variazione di pressione sonora del segnale elettrico o lo spostamento fisico all'interno di un mezzo di trasmissione. Amplificatore operazionale (Operational Amplifier, Op Amp): amplificatore a guadagno fisso e ampia banda, con alta impedenza in ingresso e bassa impedenza in uscita. Queste caratteristiche permettono di usarlo come parte fondamentale in una vasta gamma di applicazioni audio e video. Amplificazione (Amplification): processo mediante il quale un dispositivo eleva il livello di un segnale, in base ad uno specifico rapporto ingresso/uscita.

GLOSSARIO

465

Anello di massa (Ground loop): condizione che si verifica a causa di una non corretta messa a terra di più dispositivi collegati assieme, per cui si ha una differenza di potenziale fra un percorso del segnale e un altro, il che si traduce in un rumore di fondo a 60Hz (in America) o 50 Hz (in Europa). Ascolto pre-fader: vedi Solo. Assistente (Assistant engineer): di solito, la persona responsabile del posizionamento dei microfoni e delle cuffie, delle operazioni sul registratore a nastro, dei problemi che si verificano durante le sessioni di registrazione e, in certi casi, della preparazione di mixaggi "di massima" per il tecnico del suono. Spesso gli studi preparano i futuri fonici facendoli lavorare come assistenti. Attacco (Attack): transiente iniziale, o prima parte, dell'in viluppo di un segnale. Inizio di una nota. Attenuazione (Attenuation): riduzione del livello di un segnale. Autolocator: funzione che permette di memorizzare specifici "indirizzi" sul nastro e di richiamarli dalla memoria. Gli autolocator portano quindi il nastro nella posizione indicata dali' operatore. Banco (Board): termine americano per consolle (vedi anche Consolle di registrazione). Bass trap (Trappola per le basse frequenze): viene utilizzata per ridurre l'enfatizzazione delle basse, per una frequenza specifica, in una stanza. Questi dispositivi di attenuazione sono disponibili in molti tipi diversi, per esempio le trappole "a quarto di lunghezza d'onda", le trappole a zona di pressione, le trappole funzionali e i risuonatori di Herlmholtz. Bias: segnale appartenente alla gamma degli ultrasuoni mescolato con il segnale in ingresso sulla testina di registrazione del registratore analogico a nastro, per ridurre la distorsione (detto anche corrente di premagnetizzazione). Bilanciamento (Balance): livelli relativi dei vari strumenti all'interno di un mixaggio. Bouncing tracks: metodo di solito usato per mixare una intera performance su una traccia, su una coppia di tracce stereo o su più tracce. Ciò rende il mixaggio finale più facile, raggruppando gli strumenti assieme su una o più tracce. Serve anche per liberare alcune tracce necessarie sul nastro, spostando un gruppo di strumenti su una o più coppie di tracce stereo, permettendo quindi ulteriori sovraincisioni sulle tracce appena liberate. Bus: percorso di segnale comune che indirizza un segnale, all'interno della consolle o di una rete connessa, di una o più sorgenti verso una o più destinazioni. Campionamento (Sampling) : procedimento mediante il quale si prendono campioni periodici della forma d'onda di un segnale e si convertono questi livelli di segnale campionato in una serie di parole binarie, che possono essere elaborate o memorizzate per una successiva riproduzione. Campionatore (Sampler): dispositivo in grado di registrare, di trasporre musicalmente, di elaborare e di riprodurre segmenti di audio digitalizzato, prendendoli da una RAM o registrandoli in essa.

466

GLOSSARIO

CD ROM (Compact Disc- Read- Only Memory). Compact disc con memoria di sola lettura. Disco in grado di contenere (attualmente) 680MB di dati, di qualunque tipo purché in forma binaria, compresi disegni, audio digitale, MIDI, testi e dati grezzi. A differenza del CD audio, il CD ROM non è collegato a nessun formato di dati specifico; il costruttore o il programmatore può specificare ciò che è contenuto nel disco.

Ciclo (Cycle): periodo temporale in cui un segnale acustico o elettrico compie una escursione completa dell'onda, che viene disegnata sull'asse 360° di un cerchio.

Compressione/espansione (Compansion): processo mediante il quale un segnale in arrivo viene compresso prima di essere registrato su nastro; quindi, in fase di riproduzione, il segnale viene espanso in modo da riportarlo al suo range dinamico originario, con una conseguente riduzione del rumore di fondo del nastro. Compressore (Compressor): può essere definito come un fader automatico. Quando il segnale in ingresso supera un livello prefissato, detto threshold (soglia), il gain viene ridotto dal compressore e il segnale viene attenuato.

Control room, regia: in uno studio di registrazione, questa stanza è usata per diversi scopi: è isolata acusticamente dai suoni che provengono dallo studio e dalle stanze adiacenti, viene trattata acusticamente per essere un ambiente di ascolto critico ottimale, usando monitor posizionati e bilanciati in modo appropriato; contiene la maggior parte delle attrezzature di controllo, di registrazione e di effettistica dello studio stesso.

Consolle analogica a controllo digitale (Digitally contro/led analog consolle): consolle che gestisce ed elabora il segnale in forma analogica, mentre il controllo su tutti i parametri della consolle viene effettuato nel dominio digitale. Nella maggior parte dei casi la superficie di controllo del banco (contenente tutti i potenziometri, fader, interruttori e così via), invierà le variazioni sui parametri in forma digitale.

Consolle digitale (Digitai consolle): consolle in cui un segnale analogico in ingresso viene convertito direttamente in forma digitale (o viene inserito nella catena della consolle già sotto forma di dati digitali) e viene gestito ed elaborato interamente nel dominio digitale.

Consolle di registrazione (Recording consolle): macchina che permette al fonico di controllare c di mixare la maggior parte dei segnali (se non tutti) in ingresso e in uscita dei dispositi\i che si trovano in uno studio di registrazione. La funzione basilare di una consolle è quella di permettere qualsiasi combinazione di mixaggio (controllo delle ampiezze re lati ve e del bilanciamento dei segnali fra i diversi canali), posizionamento spaziale (destra/sinistra e. se possibile, di fronte o di dietro), indirizzamento (possibilità di inviare un qualunque segnale dalla sua sorgente a una destinazione), e possibilità di ascolto dei numerosi segnali audio, di ingresso e di uscita, che si incontrano solitamente in una struttura di produzione audio. La consolle di registrazione può essere pensata come la tavolozza di colori a disposizione del tecnico del suono e del produttore. Contenuto armonico (Harmonic content): fattore che permette di distinguere i diversi strumenti fra di loro. Descrive la presenza di numerose e differenti frequenze all'interno di un'onda sonora complessa, in aggiunta alla sua nota fondamentale. Le frequenze presenti in un suono, che non siano la fondamentale, sono dette parziali; i parziali con frequenza superiore alla fondamentale sono detti parziali superiori o ipertoni. Gli ipertoni

GLOSSARIO

467

hanno un ruolo importante nella determinazione delle caratteristiche sonore di uno strumento. Gli armonici sono i multipli interi della frequenza fondamentale. Controllo dell'intonazione (Pitch control): funzione che varia la velocità di scorrimento del transport del nastro, oppure la frequenza di campionamento di un dispositivo digitale, variando così l'intonazione del segnale riprodotto. Convertitore analogico/digitale (A/D) (Analog to digitai converter): dispositivo che converte un segnale dalla forma analogica a quella digitale. Convertitore digitale/analogico (D/A) (Digitai to analog converter): dispositivo che converte il segnale dalla forma digitale in quella analogica. Convertitore SMPTE/MIDI (SMPTE to M/DI converter): viene usato per leggere il codice temporale SMPTE e convertirlo in uno dei protocolli di sincronizzazione basati sul MIDI, come il MIDI time code, il Direct Time Lock o i song position pointer. Copia di sicurezza (Safety copy): copia analogica o digitale, di alta qualità, di un nastro master definitivo di una produzione audio. Le copie di sicurezza devono essere conservate in condizioni di temperatura e umidità moderate. Curve di Fletcher e Munson (Fletcher/Munson curve): insieme di curve che rappresenta la sensibilità umana rispetto alle frequenze, per diversi livelli di pressione sonora. DAT (Digitai Audio Tape): registratore audio digitale PCM dedicato, di dimensioni ridotte, che unisce la tecnologia a testina rotante con il campionamento PCM digitale, per creare un registratore professionale con ampia gamma dinamica, bassa distorsione e wow e flutter talmente bassi da non essere misurabili. Decibel (dB): unità di misura audio del livello di pressione sonora (SPL), del livello di segnale e delle variazioni o differenze di livello di segnale. Il decibel è una funzione matematica logaritmica, che riduce grandi valori numerici in una scala più piccola e più facilmente gestibile. Il decibel è pari a 10 volte il logaritmo del rapporto di due valori di potenza, oppure 20 volte il logaritmo del rapporto di due tensioni. dBm: decibel riferito a l milliwatt; dBu o dBv: decibel riferito a 0,775 volt (di solito dBu); dBV: decibel riferito a l volt. De-esser: compressore che agisce solo su un determinato gruppo di frequenze, utilizzato per ridurre le sibilanze eccessive (suoni come sss, sh e eh). Diagramma polare (Polar pattern): grafico polare della sensibilità di un microfono per tutti gli angoli di incidenza del suono, rispetto alla sensibilità del microfono stesso in asse.

D.l. box: dispositivo che converte segnali ad alta impedenza e ad alto livello in segnali di livello microfonico, a bassa impedenza, per il loro inserimento diretto negli ingressi microfonici di una consolle. Diffrazione del suono (Dif.fraction of sound): termine che indica la capacità intrinseca delle onde sonore di curvarsi attorno alle barriere acustiche o di attraversare un foro in una barriera. Esse si curvano attorno a un oggetto in modo tale da ricostruire perfettamente la forma d'onda originaria, sia per la sua ampiezza, sia per la sua frequenza.

468

GLOSSARIO

Dither: metodo usato in campo digitale per migliorare il rapporto segnale/errore e per ridurre la distorsione, che si basa sull'aggiunta di piccole quantità di rumore bianco inferiori al bit meno significativo (vale a dire inferiori a un singolo intervallo di quantizzazione). DSP (Digita[ Signa[ Processing): elaborazione che si effettua su un segnale nel dominio digitale, in modo da seguire le elementari regole di calcolo binario, basandosi su un algoritmo di programma specifico. Questo algoritmo viene usato per variare, in maniera prevedibile, i valori numerici di un segnale audio campionato.

Duplicazione ad alta velocità in bin-loop (Bin-loop high speed duplication): è la duplicazione ad alta velocità, mediante un processo in cui la duplicazione stessa avviene senza che il nastro duplicato sia posizionato all'interno del telaio della cassetta. Il nastro viene registrato su una macchina a bobine (reel-to-reel), che consente una qualità più elevata e una migliore gestibilità del nastro alle alte velocità. Editing di sequenze (Sequence editing): procedimento mediante il quale si dispongono più brani in un ordine definitivo (sia nel dominio digitale sia in quello analogico). Il risultato finale di questo processo è un progetto completo pronto per la masterizzazione in un prodotto finito e vendibile. Editing distruttivo (Destructive editing): si ha quando i dati audio registrati su un hard -disk vengono alterati e riscritti su disco, in modo che non possano più essere riportati nella loro forma originaria. Editing non distruttivo (Nondestructive editing): procedimento di editing del soundfile presente su hard-disk, senza alterare in nessun modo i dati audio digitali originali registrati su disco. EDL (Edit Decision List): elenco sequenziale di editing che contiene un codice SMPTE permanente e le relative informazioni di editing. Effettistica (Outboard equipment): dispositivi di elaborazione del segnale e altri apparecchi esterni alla consolle. Effetto copia (Print-through): trasferimento di segnale registrato da uno strato di nastro magnetico a uno adiacente, causato da induzione magnetica; dà origine a falsi segnali in riascolto (un pre-eco o un post-eco). Effetto prossimità (Proximity effect): incremento alle basse frequenze, che si verifica per alcuni microfoni direzionali e a distanze molto ravvicinate. Effetto ping-pong: vedi Bouncing tracks. Equalizzatore (Equalizer): amplificatore dipendente dalla frequenza, che permette al tecnico del suono, in registrazione o in mixaggio, di controllare le ampiezze relative delle diverse frequenze nello spettro udibile. In altre parole, gli equalizzatori permettono di esercitare un controllo dei toni sul contenuto armonico o sul timbro di un suono registrato. Expander: dispositivo che incrementa la gamma dinamica di un segnale. Fader: dispositivo per l'attenuazione lineare o per il controllo lineare del volume. Fader motorizzato (Servo-driven fader): attenuatore resistivo che viene mosso automa-

GLOSSARIO

469

ticamente perché interfacciato a un servo motore. Durante il riascolto di un mixaggio automatizzato, i fader si muoveranno da soli, seguendo le operazioni richieste dal mixaggio stesso.

Fase (Phase): grado di progressione nel ciclo di un'onda; un ciclo completo è pari a 360°. Le forme d'onda possono essere sommate fra di loro sommando le ampiezze dei loro segnali in ciascun istante. Un ciclo può iniziare in un qualunque punto della forma d'onda, ed è quindi possibile che due forme d'onda uguali in valore massimo e in frequenza, abbiano però ampiezze istantanee diverse. Queste due onde si dicono fuori fase l'una rispetto all'altra. La fase si misura in gradi di ciclo (suddiviso in 360°) e si traduce in una variazione udibile sia nell'ampiezza che nella risposta in frequenza del segnale combinato. Feedback (Rientro): ritorno del segnale emesso da un altoparlante nel microfono il cui segnale è inviato a quello stesso altoparlante. Un rientro eccessivo si traduce in una crescita di volume fastidiosa e di notevole intensità a determinate frequenze (howlround) . Filtro anti-pop (Pop filter): schermo di gommapiuma o di filo di tessuto, posizionato fra il microfono e lo strumento o il cantante, per ridurre la ripresa degli spostamenti d'aria provocati dal vento o dal respiro. Filtro a picco (Peaking filter): dispositivo usato per creare una curva di equalizzazione, con forma di campana o di picco, che può essere sia incrementata che attenuata per una frequenza centrale selezionata. Filtro shelving (Shelving filter): dispositivo che consente incremento o attenuazione nella risposta in frequenza fino al raggiungimento di un certo livello e il mantenimento di tale livello fino alla fine dello spettro audio. Flanging: procedimento mediante il quale un segnale ritardato è combinato con lo stesso segnale non ritardato. Il ritardo applicato viene variato per creare cambiamenti continui nel timbro. Detto anche effetto "filtro a pettine" (comb filter). Forma d'onda (Waveform): grafico della pressione sonora di un segnale o del livello di tensione, rispetto al tempo. La forma d'onda di un tono puro è un'onda sinusoidale. Flutter: variazione veloce e periodica della velocità di scorrimento del nastro. Frequenza (Frequency): velocità con la quale un generatore di suoni, un segnale elettrico o una massa vibrante ripetono un ciclo di ampiezza variabile da valori positivi a valori negativi. Il numero di cicli per secondo è misurato in hertz (Hz); nella maggior parte dei casi, l'estensione di frequenze percepite dall'uomo va da 20Hz a 18.000 Hz. Fonico (tecnico del suono) (Sound engineer): figura professionale che deve, attraverso il processo della registrazione, mettere in evidenza la sensibilità degli artisti e le concezioni dei produttori. Questo lavoro può essere considerato una forma d'arte, dato che sia la musica che la sua registrazione hanno carattere soggettivo e si affidano alle conoscenze e all'esperienza delle persone coinvolte. Fruscio (Hiss): rumore ad ampia banda di un amplificatore o di un nastro. Gabbia elastica (Shock mount): sistema di sospensione che isola un microfono dai rumori trasmessi attraverso il pavimento e l'asta. Una gabbia elastica interna al microfono riduce i rumori derivanti dal fatto che il microfono stesso viene maneggiato.

470

GLOSSARIO

Gain (Guadagno): ammontare dell'amplificazione, in decibel. Gate: dispositivo che attenua totalmente un segnale che si trova al di sotto di una soglia prefissata (threshold). Viene spesso usato per ridurre i segnali o i rumori non desiderati. Generatore di black burst (Black burst generator): dispositivo che produce un riferimento temporale estremamente stabile. La funzione di questo segnale è quella di sincronizzare con precisione i frame video e gli indirizzi di time code, ricevuti o trasmessi da ciascun dispositivo legato al video, collegato all'interno di una struttura di produzione, a una determinata frequenza di dock. Questo procedimento assicura che i frame video e la parte iniziale dell'indirizzo di time code si verifichino allo stesso tempo. Hertz: unità di misura della frequenza (cicli al secondo). Impedenza (Impedance): opposizione di un circuito al flusso di corrente alternata. Interfaccia MIDI (M/DI inteiface): dispositivo hardware digitale utilizzato per tradurre i dati di messaggi seriali MIDI in una struttura che possa essere compresa da e trasmessa al sistema operativo interno di un personal computer. Jitter: errore di tipo temporale causato da ritardi di tempo variabili nel percorso di un circuito audio digitale. Limiter: dispositivo utilizzato per evitare che i picchi di segnale oltrepassino un certo livello, in modo da evitare distorsione del segnale di un amplificatore, di un segnale registrato su nastro o su disco, del segnale trasmesso via radio e così via. Linea bilanciata (Balanced fine): cavo che ha due conduttori e un collegamento a massa, spesso avvolto in una protezione. Rispetto alla massa, i due conduttori hanno uguale potenziale ma opposta polarità; queste linee vengono usate in sistemi professionali per ridurre o eliminare i rumori o le interferenze indotte da sorgenti elettromagnetiche esterne. Linea sbilanciata (Unbalanced fine): cavo che ha solo un conduttore e la terra. Il segnale è trasportato dal conduttore e dalla terra. Livello di linea (Line leve!): livello di segnale riferito sia a +4 dBm (in ambito professionale) sia a -l O dBV (semiprofessionale/domestico). Tutti i dispositivi che non siano microfoni, casse o uscite di amplificatori di potenza operano a questi livelli. Lunghezza d'onda (Wavelength): distanza, in un mezzo di trasmissione, fra due punti corrispondenti di cicli successivi di una forma d'onda. Mandate ausiliarie (Auxiliary sends): forniscono l'insieme delle mandate di una consolle agli effetti o alle cuffie. Queste sezioni (su un singolo modulo di ingresso di un canale se ne possono trovare fino a 8) vengono utilizzate per creare submix separati e indipendenti di un certo numero o di tutti i segnali in ingresso, indirizzandoli a un'uscita mono o stereo. Mandate cuffie (Cue send): mandate ausiliarie utilizzate per inviare un particolare mixaggio in cuffia ai musicisti, solitamente diverso da quello che si ascolta nella control room. Mandate effetti (Effects send): mandate ausiliarie usate per inviare il segnale agli effetti.

GLOSSARIO

471

Mascheramento (Masking): fenomeno a causa del quale suoni ad alto volume impediscono all'orecchio umano di sentire suoni a volume inferiore. L' effetto mascheramento maggiore si verifica quando la frequenza del suono e la frequenza del rumore mascherante sono quasi uguali fra di loro.

Masterizzazione (Mastering): elaborazione e trasferimento di un nastro master, i cui brani sono nella sequenza definitiva, su un dato supporto affinché sia duplicato.

Messaggi di sistema esclusivo (Sys-Ex) (Sys-Ex messages): tipo di messaggio che permette a costruttori, programmatori e progettisti di apparecchiature MIDI, di trasmettere informazioni specifiche, fra dispositivi MIDI. Tali messaggi comunicano dati specifici, di qualsivoglia lunghezza, relativi a un dispositivo.

Microfono a bobina mobile (Moving coil microphone): microfono che di solito ha un diaframma in Mylar di 0,35 millimetri di spessore all'incirca, a cui è collegata una bobina di filo di rame, sospesa con precisione all'interno di un campo magnetico di grande intensità. Quando un' onda di pressione sonora raggiunge la superficie esposta del diaframma, la relativa bobina è mossa proporzionalmente all'ampiezza e alla frequenza dell'onda e di conseguenza la bobina taglia le linee di flusso del campo magnetico, fornito da un magnete permanente. In questo modo si genera alle due estremità della bobina un analogo segnale elettrico (di grandezza e direzione specifiche). Microfono a condensatore (Condenser microphone): microfono che opera su un principio elettrostatico, invece che su quello elettromagnetico, utilizzato nei microfoni a nastro e dinamici. La capsula del microfono è formata da due lamine molto sottili, dette armature, una mobile e l'altra fissa. Quando la distanza fra queste due armature diminuisce, aumenta la capacità del condensatore; all'aumentare della distanza diminuisce la capacità. Il microfono si comporta in base all'equazione: Q=CV in cui Q è la carica, in coulomb C è la capacità, in farad V è la tensione, in volt Se la carica Q è costante e la pressione sonora muove il diaframma, facendo variare la capacità C, la tensione V che si ha sulle due armature varia in maniera direttamente proporzionale rispetto al segnale acustico.

Microfono bidirezionale (figura a otto) (Bidirectional, figure of eight microphone): microfono sensibile ai suoni provenienti in asse (frontalmente) e 180° fuori asse (posteriormente), con punti di ripresa nulla (o massima reiezione) a entrambi i lati.

Microfono cardioide (Cardioid microphone): microfono con diagramma polare molto comune, che attenua i segnali provenienti da 180° fuori asse e che dà una piena ripresa di quelli che arrivano frontalmente in asse.

''

li

l

l

Microfono a condensatore a elettrete (Electret condenser microphone): microfono a condensatore la cui carica di polarizzazione è immagazzinata permanentemente nel diaframma o nella lamina posteriore (backplate). Data la presenza di questa carica elettrostatica, non è necessaria alcuna alimentazione esterna per caricare il diaframma o la backplate.

472

GLOSSARIO

Microfono a nastro (Ribbon microphone): microfono che utilizza un diaframma molto sottile, costituito da un nastro di alluminio sospeso in un campo magnetico di grande intensità. Le variazioni di pressione sonora fanno muovere il diaframma metallico a seconda della velocità delle particelle d'aria, e il nastro attraversa le linee di flusso del campo magnetico. Ciò induce una corrente nel nastro stesso, di ampiezza e frequenza proporzionali alla forma d'onda. Microfono dinamico (Dynamic microphone): microfono che si basa sull'induzione elettromagnetica per generare un segnale in uscita. Quando una bobina di filo elettrico interrompe le linee di flusso del campo magnetico, si genera una corrente di una data ampiezza e direzione all'interno di tale bobina o nastro. Microfono omnidirezionale (Omnidirectional microphone): microfono che riproduce ad un livello uguale o simile i segnali percepiti da qualunque angolazione di incidenza. MIDI (Musical Instruments Digitai lnterface): protocollo di comunicazione digitale e specifiche di compatibilità fra hardware che permettono a più strumenti elettronici, a controller ·:li esecuzione, a computer e ad altri dispositivi collegati, di comunicare l'uno con l'altro all'interno di una rete di connessione. MIDI standard di trasferimento di campioni (Sample dump standard, SDS): protocollo sviluppato e ratificato dalla MIDI Manufacturers Association, che permette la trasmissione di audio digitale campionato e altre informazioni relative al looping, da un dispositivo di campionamento a un altro. MIDI time code (MTC): mezzo economico e facilmente implementabile per tradurre, in flusso di messaggi MIDI, il codice SMPTE all'interno di una catena MIDI. MMC (M/DI Machine Contrai): serie di comandi standardizzati relativi al transport, che vengono trasmessi su una linea MIDI standard da un controller a uno o più dispositivi in grado di conformarsi al MIDI Machine Contro!, all'interno di un sistema di connessione. Mixaggio (Mixing): processo in cui le singole tracce audio di un registratore multitraccia vengono combinate, bilanciate e gestite mediante la consolle di registrazione. A questo punto il volume, i toni, gli effetti speciali e il posizionamento nello spettro stereofonico possono essere decisi dal tecnico del suono, in modo artistico, per creare un mixaggio stereo o su quattro canali, che viene poi registrato da un dispositivo di registrazione master, per esempio un registratore DAT. Mixaggio automatizzato (Automated mixdown): operazione che permette alla consolle di memorizzare e di ricreare qualunque disposizione o variazione (per quanto concerne i livelli e altre funzioni relative al mixaggio) fatte dal fonico, consentendo comunque dei miglioramenti fino al raggiungimento del mixaggio definitivo. Modulo di ingresso/uscita (110) (IlO module): disposizione in senso verticale dei controlli in una consolle, relativamente a uno specifico segnale in ingresso. Monitoraggio in campo ravvicinato (Nearfield monitoring): operazione effettuata con casse di dimensioni ridotte, simili a quelle di uso domestico, poste al di sopra o leggermente dietro il meter bridge della consolle, vicine al fonico e al produttore. Questa tec-

GLOSSARIO

473

nica assicura che il suono percepito sia composto per la maggior parte dal suono diretto delle casse anziché dalle riflessioni date dalla stanza.

Multimediale (Multimedia): campo che comprende le applicazioni di grafica, testo, MIDI e musica in formato digitale, per il personal computer. La produzione e la distribuzione di supporti per l'educazione, di in trattenimento e di immagazzinamento dati per PC hanno creato velocemente un mercato emergente, con potenzialità di crescita enormi. Multitimbricità (Multitimbral): capacità di uno strumento elettronico di emettere e di rispondere a più combinazioni di suoni (memorie) contemporaneamente. Mute: funzione con la quale si azzera il volume di un segnale su una consolle, sulla traccia di un nastro e così via. Nastro "leader" (Leader tape): nastro di carta che può essere unito al nastro audio analogico per inserire spazi di silenzio, separazione visibile e possibilità di identificazione dei diversi brani presenti sul nastro. Nastro per allineamento (Alignment tape ): nastro di riferimento usato in ascolto per allineare i registratori analogici. Noise gate: dispositivo che agisce come un expander infinito, permettendo solo ai segnali al di sopra di una soglia prescelta (threshold) di poter passare con gain unitario e senza subire alterazione dinamica. Quando il segnale in ingresso scende al di sotto della soglia, il dispositivo impedisce al segnale di passare, applicando una totale attenuazione in uscita. Normalizzazione (Normalizing): procedimento specifico, relativo ai guadagni, che permette il miglior utilizzo dell'estensione dinamica di un dispositivo digitale, determinando automaticamente l'ammontare di gain necessario per aumentare il livello del segnale che ha ampiezza massima fino al suo valore di ampiezza corrispondente all'intera scala disponibile, e di conseguenza aumentando il livello delle regioni selezionate o dell'intero file audio in base allo stesso rapporto di guadagno. Onda di pressione sonora (Sound-pressure wave): onda generata da una massa vibrante a contatto con l'aria, per esempio uno strumento musicale o un altoparlante. Il suono arriva alle orecchie sotto forma di variazioni periodiche di pressione atmosferica; la pressione atmosferica è proporzionale al numero di molecole di aria presenti nel volume che viene considerato. Onda stazionaria (Standing wave): forma d'onda apparentemente stazionaria che è creata dalle molteplici riflessioni fra pareti opposte e parallele in una stanza. In determinati punti lungo l'onda stazionaria, le onde dirette e riflesse si cancellano a vicenda, mentre in altri punti le onde si sommano rinforzandosi a vicenda. Le onde stazionarie causano dei picchi nella risposta in frequenza alle basse, in una stanza, con sonorità rimbombante. Pan pot (Panoramic potentiometer): insieme di due resistenze che permette di posizionare una singola sorgente sonora in un qualunque punto compreso fra i canali destro e sinistro dell'immagine stereo, oppure nei quadranti destro/sinistro e anteriore/posteriore di un sistema Surround Sound.

~

474

GLOSSARIO

Patch bay: pannello che, in una situazione ideale, offre un numero di possibili connessioni pari agli ingressi e alle uscite di ciascun componente della consolle (o altre apparecchiature presenti nella control room). Funziona da centro nevralgico in cui il percorso dei segnali della consolle, delle apparecchiature audio o di altro tipo possono essere fra di loro collegati. Patch chords: cavi corti utilizzati per smistare i segnali all' interno della patch bay. Percezione spaziale della direzione di un suono (Spatial perception of direction): capacità delle due orecchie di localizzare una sorgente sonora in uno spazio acustico. Sebbene un orecchio singolarmente non sia in grado di capire la direzione di provenienza di un suono, ciò è possibile a tutte e due le orecchie nella loro funzionalità contemporanea. Questa è definita localizzazione spaziale o binaurale. Picco di ampiezza (Peak amplitude): massima ampiezza istantanea di un segnale. Phantom power (alimentazione fantasma): alimentazione per microfoni a condensatore; viene fornita direttamente dalla consolle attraverso cavi microfonici bilanciati e consiste in una tensione continua pari a +48 volt (solitamente), a entrambi i conduttori (pin 2 e 3) in riferimento al piedino l. Questa tensione è distribuita tramite resistenze di uguale valore in modo da non creare differenze fra i due cavi; perciò, la tensione è elettricamente invisibile al segnale audio alternato. Il circuito in corrente continua viene completato connettendo il negativo alla protezione (massa) del cavo. Pitch shifting (Cambiamento di intonazione): tecnica utilizzata per variare l' intonazione di un programma, sia in aumento che in diminuzione, in modo da trasporre l'intonazione relativa di una sorgente audio. Playlist (Ordine di riproduzione): elenco sequenziale delle regioni di un soundfile che possono essere riprodotte come un unico programma continuo, oppure fatte suonare (triggerate) sequenzialmente in base a specifici indirizzi di time code. Polarità (fase) degli altoparlanti (Speaker polarity, phase): si dice che due altoparlanti sono elettricamente in fase tutte le volte che lo stesso segnale applicato a entrambi provocherà un movimento dei loro coni nella stessa direzione (sia in verso positivo che in verso negativo). Se essi vengono connessi fuori fase, il cono di un altoparlante si muoverà in una direzione e quello dell'altro in direzione opposta. Polifonia (Polyphonic): capacità di uno strumento musicale elettronico di emettere più note contemporaneamente. Potenziometro (Potentiometer, pot): controllo rotativo, di guadagno, di posizionamento o di altro tipo di controllo di segnale, variabile in modo continuo. Produttore (Producer): persona che si occupa degli aspetti di programmazione, economici e di coordinamento di un progetto discografico. È compito del produttore ottenere la migliore performance registrata e arrivare al miglior prodotto finale possibile. Effettivamente, un produttore è spesso scelto per la sua capacità di analizzare le diverse fasi dell'intero processo di creazione di un progetto, dal punto di vista economico, del contenuto musicale e degli aspetti creativi che possono essere raggiunte durante il procedimento di registrazione.

GLOSSARIO

475

Project studio: insieme di attrezzature MIDI e/o di registrazione di alta qualità installate in una casa, appartamento o luogo di lavoro personale, utilizzate per registrare un lavoro del proprietario stesso, piuttosto che un progetto esterno. PCM (Modulazione a codice di impulso): tipo di codifica più comunemente usato per immagazzinare dati digitali all'interno di un supporto, con il massimo grado di densità dei dati stessi. Punch-in/punch-out: termini che individuano l'entrata e l'uscita dal modo di registrazione su una traccia che contenga materiale preregistrato, con lo scopo di correggere o cancellare parti non desiderate. Quantizzazione (Quantization): componente del processo di campionamento digitale relativa all'ampiezza del segnale campionato. In un convertitore ND è il processo di generazione di un numero binario (composto di numeri l e O) che rappresenta la tensione della forma d'onda analogica nell'istante in cui è misurata o campionata. Rapporto di compressione (Compression ratio, slope): rapporto fra la gamma dinamica del segnale in ingresso e in uscita del compressore (per esempio 2 : l, 4 : l e 8 : l), al di sopra della soglia prefissata. Registratori multitraccia digitali modulari (MDM): registratori audio multitraccia digitali di piccole dimensioni e poco costosi, in grado di registrare otto tracce di audio digitale su una comune videocassetta. Sono detti modulari perché possono essere collegati assieme con un protocollo di sincronizzazione proprietary (brevettato, vale a dire esclusivo della casa costruttrice), con un limite massimo teorico di 128 tracce. Registrazione multitraccia (Multitrack recording): processo che aggiunge un ulteriore grado di flessibilità alla produzione di una registrazione, permettendo di registrare più sorgenti sonore contemporaneamente e di riascoltarle da tracce che sono sincronizzate fra di loro. Le tracce registrate sono isolate una dall'altra, in modo da poter registrare e riregistrare su una o più tracce, senza influenzare le altre. Registrazione su hard disk (Hard disk recording): sistema che usa l'hard disk di un computer per registrare, editare e riprodurre dati musicali digitali. Release (Rilascio): porzione finale dell'inviluppo di una nota, che decresce dal livello di sustain del segnale fino al silenzio. Resistenza (Resistance) : opposizione al flusso di una corrente continua in un filo o in un circuito. Rientro (Leakage): trasferimento indesiderato di suono da uno strumento al microfono che riprende un altro strumento. Risposta polare (direzionale) (Directional polar response): risposta causata dalle variazioni della sensibilità del microfono rispetto all'angolo di incidenza del suono; viene rappresentata su un diagramma polare. La sensibilità in asse è detta O dB, e le sensibilità relative agli altri angoli sono rapportate a essa. Questo grafico, noto con il nome di diagramma polare del microfono, mostra la risposta del microfono in rapporto alla direzione e alla frequenza su tutti i 360°.

476

GLOSSARIO

Riverbero (riverberazione) (Reverberation): persistenza di un segnale, sotto forma di onde riflesse in un ambiente acustico dopo che il suono originale è cessato. Questi echi multipli, casuali e ravvicinati nel tempo, si trasformano in informazioni di carattere spaziale, per quanto riguarda dimensioni e superfici dei materiali che ricoprono un ambiente e aggiunge una percepibile sensazione di profondità e calore al suono. Il riverbero gioca un ruolo molto importante, sia nell'enfatizzazione della nostra percezione della musica, sia per quanto riguarda la corretta progettazione dello studio. Lo stesso segnale riverberato può essere suddiviso in tre componenti: segnale diretto, prime riflessioni e riverberazione. Regola 3 : l (3 : l rule): direttiva di massima seguita nel microfonaggio, che stabilisce che i rientri e le cancellazioni di fase possono essere ridotti mantenendo una distanza fra i microfoni pari almeno a tre volte la distanza fra i microfoni e le rispettive sorgenti sonore. Risposta ai transienti (Transient response): misura che esprime quanto velocemente il diaframma di un microfono, di un altoparlante o una massa fisica reagiscano a una forma d'onda in arrivo o in ingresso. Samplefile (File di campioni): file di computer che contiene dati audio campionati. Scambio di informazioni (Crosstalk): passaggio indesiderato di segnale da un canale, o traccia, a un altro. SCMS (Seria[ Copy Management System): sistema implementato in molti dispositivi audio digitali di tipo consumer, in modo da impedire la copia non autorizzata dell'audio digitale a 44,1 k.Hz (frequenza di campionamento standard dei compact disc). Con il sistema SCMS, si può spesso fare una copia digitale di un DATo di un CD commerciale, ma non si può fare una ulteriore copia da tale prima copia. SCSI (Small Computer System Inteiface): sistema di comunicazione bidirezionale, utilizzato da molti PC e dispositivi digitali, per scambiare dati fra sistemi, ad alta velocità. Scratch vocal: traccia vocale di prova registrata dal vivo assieme agli strumenti ritmici di base, per aiutare a mantenere il feeling della canzone; la traccia di voce definitiva può essere registrata più avanti, durante le sovraincisioni. Segnale "asciutto" (Dry signa!): segnale non processato, che non contiene riverberazione o eco. Sensibilità (Sensitivity rating): livello di uscita (in volt) che un microfono produrrà in seguito a un input specifico e standardizzato (misurato in dB SPL). Questa specifica comporta l'uso dell'amplificazione necessaria per portare il livello del segnale microfonico allivello di linea (-10 dB V o +4 dBm). Sequencer: dispositivo a funzionamento digitale utilizzato per registrare, editare e riprodurre dati MIDI musicali. Sfumata (Fade): lenta variazione di volume (in positivo, partendo dal silenzio o in negativo, che si attenua fino al silenzio) realizzata manualmente o per mezzo di calcoli in una workstation audio digitale, oppure in un registratore su hard disk. La sfumata in attenuazione o in incremento di una regione è una funzione di DSP compiuta calcolando

GLOSSARIO

477

l'ampiezza relativa di un soundfile per una durata temporale prestabilita. Sincronizzazione (Sync ): collegamento dei singoli trasporti o delle velocità di riascolto di diversi dispositivi, in modo che essi lavorino assieme come un unico sistema integrato. Sintetizzatore (Synthesizer): strumento musicale elettronico che utilizza più generatori di suono per creare forme d'onda complesse, che sintetizzano un unico tipo di suono. Siate: identificazione vocale che indica il brano, un take specifico o altri dati identificativi sulle tracce del nastro master originale. Smagnetizzazione (Degaussing, demagnetizing): procedimento mediante il quale piccole porzioni di magnetismo residuo sono asportate dalle testine magnetiche analogiche. È buona pratica smagnetizzare le testine magnetiche di un registratore a nastro dopo 10 ore di uso continuato. SMPTE time code: tecnica standard per sincronizzare fra di loro i transport di apparecchiature audio, video e per il cinema. L'uso di questo time code permette l'identificazione di un punto preciso su un nastro, assegnando a ogni posizione un preciso indirizzo temporale. Tale indirizzo non può variare e si mantiene sempre nella sua posizione originaria, permettendo il monitoraggio continuo della posizione del nastro, con una precisione di circa un trentesimo di secondo. Soglia del dolore (Threshold ofpain): valore di pressione, in SPL, che provoca una sensazione dolorosa in un ascoltatore, nel 50% dei casi; corrisponde a un valore di 140 dB SPL nel range di frequenze da 200 Hz a 10 k.Hz. Soglia di sensibilità (Threshold offeeling): valore di intensità sonora che provoca fastidio in un ascoltatore il 50% delle volte, e che si verifica a un livello di circa 118 dB SPL, fra 200 Hz e l O k.Hz. Soglia di udibilità (Threshold of hearing): livello sonoro più basso che un essere umano possa percepire (O dB SPL); è un adeguato riferimento di livello di pressione che rappresenta la pressione sonora minima che porta al fenomeno dell'udito nella maggior parte delle persone. È pari a 0,0002 microbar; l microbar è pari a un milionesimo della pressione atmosferica di livello normale; da ciò si deduce che l'orecchio è estremamente sensibile. La soglia di udibilità è definita come il livello di SPL, per una data frequenza, a cui un individuo medio percepisce un suono soltanto nel 50% dei casi. Solo: funzione di monitoraggio che permette al tecnico del suono di ascoltare un singolo strumento o un gruppo di strumenti, senza influenzare il mixaggio in cuffia dei musicisti, le tracce registrate o il segnale inviato alla macchina master. Soundrde: file di computer che contiene dati audio. Invece di essere riprodotti da un campionatore, questi file sono di solito riascoltati attraverso un sistema basato su hard disk. Sovracampionamento (Oversampling) : processo usato comunemente nei sistemi audio digitali, professionali e consumer, per migliorare le caratteristiche del filtro di Nyquist, riducendo quindi la distorsione di intermodulazione o di altri tipi. Questo procedimento moltiplica la frequenza di campionamento per un valore ben preciso - che di solito va da 12 a 128 volte la frequenza di campionamento originale. Questa maggiore frequenza di campionamento si traduce in una maggiore banda passante di frequenze e quindi un

GLOSSARIO

479

Tecnico della manutenzione (Maintenance engineer): persona che garantisce che tutte le attrezzature di uno studio siano mantenute in perfetta efficienza, che vengano allineate regolarmente e riparate quando necessario. Traccia composta (Composite): risultato della combinazione dei takes migliori presi da un certo numero di performance che si trovano su più tracce, riducendoli a una traccia finale o a una coppia di tracce stereo. Questo procedimento viene fatto per liberare alcune tracce, cioè per creare spazio utilizzabile, per ulteriori sovraincisioni, oppure per facilitare l'operazione di mixaggio (ridurre il numero di movimenti). Teorema di Nyquist (Nyquist Theorem): teoria che afferma che per poter codificare digitalmente l'intero spettro di frequenze, la frequenza di campionamento prescelta deve essere almeno doppia della più alta frequenza che si desidera registrare. Tracce aperte (Open tracks): tracce disponibili su un nastro multitraccia. Tempo di rilascio (Release time): tempo che necessita al processare di dinamica (compressore, limiter o expander) dopo l'inizio della elaborazione dinamica sul segnale, per far ritornare il segnale a un valore pari al 63% del segnale originario (non elaborato). Tempo di riverbero (RT 60) (Reverb time): unità di misura della riverberazione di una stanza. È il tempo che un suono impiega per ridurre di 60 dB il proprio livello, una volta che il segnale originale è cessato. Time code (Codice temporale): schema di codifica standardizzato (ore: minuti : secondi : frame), per codificare informazioni di indirizzo basate sul tempo, incise sul nastro. Il time code viene usato per il posizionamento, il triggering e la sincronizzazione fra diversi mezzi che si basano sul tempo, analogici, video, di audio digitale e di altro tipo. Track sheet: foglio che indica quale/i strumenti siano registrati su ciascuna traccia di un nastro multitraccia. La track sheet dovrebbe sempre essere conservata nella scatola che contiene il nastro a cui è relativa. Trasduttore (Transducer): dispositivo che trasforma l'energia da una forma a un'altra. Un microfono è un esempio di trasduttore, perché trasforma le onde di pressione sonora in segnale elettrico. Variazione di fase (Phase shift): differenza in gradi fra gli angoli di fase di punti corrispondenti su due onde sonore. Velocità del suono (Velocity of sOund): velocità a cui le onde sonore si propagano attraverso un mezzo. A 20 oc la velocità del suono nell'aria è di circa 344m/s. VCA (amplificatore a guadagno controllato in tensione) (Voltage Controlled Amplifier): amplificatore in cui il livello audio è funzione della tensione continua (di solito da O a 5 V), applicata all'input di controllo dello stesso. All'aumentare della tensione di controllo, il segnale analogico viene attenuato proporzionalmente. Perciò si usa una tensione esterna per variare il livello del segnale audio. L'automazione della consolle e i processori di segnale analogici automatizzati spesso usano ampiamente la tecnologia dei VCA. Wow: variazione lenta e periodica della velocità di scorrimento del nastro.