Segnale in entrata.

 

Incominciamo ad analizzare il range delle frequenze partendo dalle corde a vuoto: 6° = 82.41 5° = 110.0 4° =  146.8 3° = 196  2° = 246.9 1° = 329.6. Passando all'estensione massima dello strumento arriviamo ad una frequenza massima di 987.77 (B4). Possiamo quindi considerare il range di 3 ottave più una quinta vicino agli strumenti ad arco come il violoncello e la viola.

 

Posizioni e range di frequenze:

I° posizione : da Mi 82,41 hz a La V° posizione 440 hz (intervallo di 18°)

V°posizione: da (La 110 hz) a Do X° posizione 554,36 hz (intervallo di 18°)

VIII°   “        : da (Re 146.2 hz) a Sol XV° posizione 783.99 hz (intervallo di 18°)                 

  

Va poi considerata l'ampiezza del suono. Come sappiamo non possiamo avere dei valori assoluti, come invece sono le frequenze. I valori dell’intensità del suono (dB) vanno poi letti nell’ambito della reale percezione. Si tratta quindi di ottenere un gain ottimale del segnale in entrata.

 

L’inviluppo e transienti di attacco mostrano poi alcune caratteristiche dell’intensità del suono della chitarra. ADSR sono i parametri che ci fanno meglio capire le diversità nei vari punti descritti riguardo alle posizioni/frequenze. Il sustain è il punto critico delle’estensione dello strumento nella gamma degli acuti. Mentre le sonorità sono piuttosto costanti nella I° e V° posizione, dall’VIII° posizione in poi si ha una graduale accorciamento delle parti che succedono all’attacco iniziale del suono: decay, sustain, release.

 

Prima di capire come Max/MSP può analizzare la situazione, introduciamo il nostro trasduttore acustico.

Consideriamo il microfono dpa 4099, disegnato per riprendere il suono della chitarra per una situazione di esecuzione dal vivo. Come è noto più il microfono è di alta qualità e più aumenta il feedback tra microfono e casse acustiche. Il dpa 4099 ha un range di 80 - 15.000 hz e quindi nasce già con un preciso taglio delle a frequenze basse. Poi il dpa è un poi supercardioide con la capsula a segmento, ciò rende piuttosto singolare lo spazio di ripresa.

 

Il controllo del feedback e della qualità sonora sono i principali obiettivi.

 

- Feedback: innanzi tutto inserire il taglio delle frequenze a 75 hz (è un dispositivo della maggior parte dei mixer e del modello Mackie 1642). Stabilire il valore ottimale del gain, visivo  e acustico, tra microfono e canale. In alcuni mixer viene indicato il livello in db (ricordarsi che ogni 6 db il livello si raddoppia). Posizionare il microfono. Se da una parte è funzionale la pressione sonora rilevata al ponticello non sempre la risposta timbrica è ottimale. Con il dpa 4099 è possibile avere un buon rapporto pressione-qualità timbrica nella zona alta della cassa armonica, regolare attentamente l'effetto di prossimità.

 

- EQ: l'equalizzazione è il sistema fondamentale per  interfacciarsi con lo strumento. Come abbiamo visto il range delle frequenze della chitarra è piuttosto basso. La prima cosa da fare è comunque l'ascolto in cuffia. Una prima regola è quella di non enfatizzare la 6° e 5° che, in genere e nella Contreras e Wilcox già brillanti. La nostra prima scelta andrà nell'equilibrare il range medio (a scelta da 100 a 8 kz) ed acuto (12 khz). L’eq dei medi è un parametro fondamentale per conservare la timbrica della chitarra, evitando quel fastidioso suono metallico, tipico del pick up piezoelettrico. La nostra scelta va per una enfatizzazione nel range dei 300 hz. Lavoriamo quindi intorno alla V° posizione, specie sulle prime corde, dove il suono rimane molto simile a quello naturale.

 

Sintesi (lancette orologio):

Gain: 13

Hi 12khz: 11

M 300 hz: 14

Low 80hz: 11

 

Segnale in uscita

 

Il segnale in uscita è il risultato di una serie di operazioni analogiche e digitali elaborate dal computer. La scheda audio è la prima interfaccia legata al segnale. Il primo valore a cui prestiamo attenzione è la  frequenza di campionamento. Come è noto dal teorema di Nyquist dobbiamo almeno avere il doppio delle frequenze udibili, che corrispondono, per gli acuti, a 40.000 hz, poi uniformate in 44.100 hz (questo significa che il computer legge ogni 0.0000227 di secondo un campione).

 

Nella catena per la conversione A/D e D/A ciò significa un lavoro molto intenso a cui fa rimedio il buffer, una piccola memoria tampone elaborata dalla CPU. Nell’audio multitasking  I/O  (ASIO e CoreAudio) si tratta poi di ricollegare il tutto con il sistema operativo e un driver: ASIO per Pc e AudioCore per MAC. Tutto ciò comporta un valore fondamentale per l’esecuzione live: la latenza.   

 

Ritorniamo alla caratteristiche timbriche del suono della chitarra e all'inviluppo. A differenza del range delle frequenze, in cui la chitarra poteva collocarsi tra la viola e il violoncello, la curva dell'inviluppo - specie l'attack il processo in cui da 0 si arriva all'ampiezza massima - è molto simile a quella del pianoforte e degli strumenti a percussione. Questo comporta, ahimé, del tempi di elaborazione ridottissimi, molto vicini ai 3 ms.

 

I dispositivi che intervengono sulla latenza sono:

a) frequenza di campionamento della scheda audio;

b) dimensione del buffer;

c) dimensione della ram, velocità della cpu, driver audio, collocazione della scheda audio;

d) percorsi del segnale.

 

Se da una parte è possibile avere dei tempi anche inferiori ai 3 ms, è praticamente impossibile praticarli in composizioni articolate e con un impiego costante sul segnale. Il rischio è quello di sentire sbalzi di suono e ancora mandare in crash il tutto. Dato quindi un determinato sistema un importante principio per ottimizzare la latenza è il rapporto tra il buffer e la frequenze di campionamento. Se ad esempio ipotizziamo un buffer di 256 campioni e scegliamo  una frequenza di campionamento di 44.1000  o 48.000 abbiamo una differenza di ca. 0.5 ms a monte di una contenuta dispendio di energia della cpu.

 

Va poi considerata la qualità timbrica. Max/MSP ha un DSP dove è possibile indicare un livello del signal vector size. Bisogna innanzi tutto considerare la composizione che stiamo eseguendo, capire il dispendio della cpu e quindi ridurre il valore.

 

Sintesi

sr 48000

I/0 vector size 256

Signal vector size 64

latenza teorica (senza upload della patch) 5,3 ms

 

Controlli con Max/MSP

 

I due modelli inseriti rappresentano alcune delle possibilità che Max/MSP offre per analizzare i segnali.

 

Nel primo esempio (segnale_in_entrata) si impiegano 3 oggetti MSP appositamente dedicati all’analisi del segnale: levelmeter~, scope~, spectrogram~. Tutti questi oggetti hanno specifiche e modalità di azione. Per quanto riguarda il levelmeter~ abbiamo inserito una  gradualità basata sulle 10 unità. L’oggetto, richiamandosi ai VU meter analogici, è calibrato in questo modo per rendere maggiormente visibile il range di azione. Seguono l’oscilloscopio (scope~) che rileva l’andamento dell’onda sonoro prodotta dallo strumento. Mentre il levelmeter~ è tarato per rilevare i dB (RMS) quest’oggetto come il sonogramma ha valori relativi, determinati dai dal settaggio del pixel video.

 

La patch è integrata con un oggetto external a Max: pitch~. Si tratta di una applicazione di Tristan Jehan su un oggetto storico introdotto da Miller Puckette alla fine degli anni ‘90 fiddle~.  In questo caso vengono evidenziati il parametro delle frequenze e dell’ampiezza con partenza a 0. Nonostante l’accuratezza dell’oggetto i dati hanno piccolissime variazioni, dovute al complesso flusso dati a cui fanno riferimento.

 

 

Il secondo esempio (segnale_in_uscita)  cerca una relazione nell’ottimizzare le risorse hardware (scheda audio e il computer) insieme ad una comparazione del timbro in entrata e in uscita (quindi elaborato).

Viene introdotto l’oggetto gain~ (qui interfacciato nel rilevare i db). 

Ambedue i segnali si possono aprire con la versione Max runtime.