Digital Music pubblica una guida per neofiti sulla computer music

La copertina di aprile/maggio di Digital Music

Volevo segnalare a tutti i neofiti che vogliono approfondire le tematiche della computer music la rivista Digital Music.

Digital Music è una rivista che dal 2004 si occupa di tutto ciò che ruota attorno alla musica fatta con pc/mac.

Oggi, acquistando l'ultimo numero in edicola, ho scoperto che la rivista ha inaugurato un corso pratico di computer music che si svilupperà lungo le prossime uscite, anche se non è specificata la durata.

Il corso sarà strutturato secondo quattro aree tematiche:

1. strumentazione
2. audio
3. studio virtuale
4. multimedia

CORSO BASE IN PRODUZIONE AUDIO DIGITALE - Capitolo 3 - I microfoni (parte terza)

ACCENNI SULLE TECNICHE DI RIPRESA MICROFONICA

Le tecniche di ripresa microfonica sono molteplici e variano a seconda del microfono e/o strumento, in particolare nel caso di riprese stereofoniche. Tuttavia, a prescindere da tali tecniche, il metro di giudizio da utilizzare in una ripresa è l'orecchio umano, assieme ad una buona dose di buon gusto: la ripresa dipenderà dal punto in cui vi è la migliore emissione della sorgente sonora, dalla posizione del microfono e dalla sua tipologia; di conseguenza la migliore registrazione si otterrà soltanto dopo diverse prove di microfonazione dello strumento.
Qui di seguito si esaminano alcuni accorgimenti da tener presente, in fase di microfonazione, per gli strumenti più frequentemente utilizzati: batteria, chitarra e voce. Il basso non viene mensionato perché è pratica comune riprenderlo tramite DI; tuttavia, in linea di massima, quanto specificato per la chitarra potrebbe adattarsi per la microfonazione del basso, a meno di una buona considerazione della differenza di range frequenziale tra i due strumenti.

• Batteria: la batteria è costituita da un insieme di pezzi la cui composizione varia a seconda del musicista, ma la sua configurazione standard prevede una grancassa, un rullante, un charleston, due tom, un timpano e vari piatti. La natura di questi pezzi è estremamente varia e porta l’estensione frequenziale della batteria dai 50 Hz (cassa) ai 10-15 KHz (piatti): la scelta dei microfoni giusti assume un ruolo molto importante sia che si decida di riprendere un esecuzione nel suo insieme, sia che si opti per una ripresa in multitraccia (un microfono per ogni pezzo).
  Per i tamburi e il rullante vengono per lo più utilizzati microfoni dinamici posizionati a circa 5-10 cm dalla pelle, direzionati più verso il centro della pelle se si desidera un suono con maggiore contributo delle basse frequenze o verso il bordo per un suono più asciutto. Anche per la cassa vengono spesso utilizzati microfoni dinamici (a diaframma largo) posizionati all’interno della cassa stessa, in corrispondenza del battente se desideriamo un suono carico di attacco oppure più spostato verso il bordo per un suono più corposo. Il charleston viene ripreso sul suo piatto superiore con microfoni dinamici avendo l’accortezza di inclinarli verso l’esterno del piatto in modo tale da ridurre i rientri del rullante. I piatti infine possono essere ripresi con tecnica stereo usando una coppia di microfoni a condensatore posti poco al di sopra della testa del batterista: maggiore è l'altezza di posizionamento e minore è il contributo di tutta la batteria a favore di una ripresa dei soli piatti.
• Chitarra: la gamma delle frequenze fondamentali di una chitarra si estende da un limite inferiore di circa 80 Hz sino ad un limite superiore prossimo ai 1200Hz, mentre se si considerano anche le parziali armoniche l’estensione dello strumento raggiunge i 4-5 KHz.
  Per la sua ripresa sonora vengono maggiormente utilizzati microfoni dinamici con spiccate caratteristiche di unidirezionalità posizionati a circa 10 cm dall’altoparlante dell’amplificatore; una tale impostazione si avvantaggia di una spinta in più sulle medio-basse frequenze a causa dell’effetto di prossimità (amplificazione delle basse frequenze inversamente proporzionale alla distanza tra microfono e sorgente) che caratterizza i microfoni. L’esatta posizione del microfono dipende dalle esigenze sonore tenendo presente che in asse, ossia secondo una perpendicolare al centro del cono, l’altoparlante emette tutte le frequenze comprese nella sua gamma di funzionamento al massimo livello di cui è capace, mentre fuori asse le componenti di frequenza più elevata tendono a diminuire con l'aumentare di distanza e angolatura tra asse principale del microfono e asse principale dell’altoparlante.
• Voce: nel parlato la gamma delle fondamentali è compresa tra 110 e 165 Hz per una foce maschile e tra 220 e 330 Hz per una voce femminile. Nel canto tale estensione può ampliarsi sino a raggiungere due ottave; i limiti inferiore e superiore dipendono ovviamente dalle potenzialità vocali del cantante. Tuttavia la distribuzione spettrale della voce è completata da un gran numero di parziali, il che porta il limite superiore della gamma ben oltre i 10 KHz per la voce maschile e oltre i 15 KHz per la voce femminile.
  Scelta e disposizione del microfono per la ripresa della voce dipendono dal risultato che si vuole ottenere; tuttavia l’utilizzo di microfoni a condensatore montati su appositi sostegni a molla (shockmount) costituiscono la scelta migliore in quanto più sensibili a cogliere tutte le sfumature dinamiche del cantante. Ci sono due accorgimenti da tener presente: controllare le sibilanti (“s” ed “f”) e le plosive (“p” e “t”). Nel primo caso si può far fronte a questo problema utilizzando microfoni che enfatizzano meno le frequenze alte oppure utilizzando un dispositivo chiamato de-esser il quale comprime il segnale solo nel momento in cui riceve tali sibilanti. Per ridurre invece le consonanti plosive, viene posizionato un filtro chiamato anti-pop a circa 10-15 cm dal diaframma del microfono.
  

CORSO BASE IN PRODUZIONE AUDIO DIGITALE - Capitolo 3 - I microfoni (parte seconda)

Il secondo criterio di classificazione dei microfoni, come visto precedentemente, riguarda l'alimentazione elettrica. Anche in questo caso è possibile fare una duplice distinzione tra microfoni passivi, ossia quelli che non necessitanodi alimentazione elettrica per poter funzionare, e microfoni attivi che invece hanno bisogno di una tensione di corrente ai fini del corretto funzionamento (proveniente da una pila o dalla phantom).

Terzo e ultimo criterio di classificazione riguarda il principio di funzionamento e in tal caso avremo:

• Microfoni DINAMICI: tipicamente passivi e caratterizzati da trasduzione basata su campi magnetici. Fanno parte di questa categoria i microfoni a bobina mobile e i microfoni a nastro.
• Microfoni ELETTROSTATICI: tipicamente attivi e caratterizzati da trasduzione basata su campi elettrici. Fanno parte di questa categoria i microfoni a condensatore e quelli a elettréte.
• Microfoni PIEZORESISTIVI: sono microfoni tipicamente attivi, tel tipo a carbone.
• Microfoni PIEZOELLETTRICI: sia attivi che passivi, sono microfoni del tipo a cristallo.
• Microfoni ELETTROSTRITTIVI: sia attivi che passivi, sono microfoni a ceramica.

CORSO BASE IN PRODUZIONE AUDIO DIGITALE - Capitolo 3 - I microfoni (parte prima)

PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO, CARATTERISTICHE E DIFFERENZE

Il microfono è definito come un apparato in grado di trasformare una qualsiasi onda di pressione in segnale elettrico; per questo motivo si dice che il microfono è un trasduttore fonoelettrico.
Esistono differenti tipologie di microfoni, distinguidili in base a tre differenti criteri di classificazione:

• direzionalità,
• alimentazione elettrica,
• principio di funzionamento.

Nell'ambito della direzionalità è possibile fare un'ulteriore distinzione tra microfoni a pressione (o omnidirezionali) e microfoni a gradiente di pressione (o direzionali).
I microfoni a pressione sono caratterizzati da una capsula completamente chiusa nella quale una sola faccia del diaframma mobile è esposta all'onda di pressione; quelli a gradiente di pressione, dotati di opportuni fori sulla capsula, hanno entrambe le facce del diaframma mobile esposte all'onda sonora e sfruttano il gradiente di sollecitazione che si viene a formare sulle due superfici. La loro maggiore o minore direzionalità sarà quindi determinata dalla posizione e dimensione dei fori sulla capsula.

microfono a pressione


microfono a gradiente di pressione

E' possibile valutare la direzionalità di un microfono tramite il relativo diagramma polare, un diagramma nominale costruito sulla risposta alla frequenza di 1000 Hz; è facile intuire che ogni microfono possiede infiniti diagrammi polari che variano al variare della frequenza.
In sostanza un diagramma polare è un grafico che associa il livello del segnale in uscita dal microfono (misurato in millivolt o dB) alla posizione della sorgente sonora rispetto al microfono (misurata in gradi).

FIGURE POLARI: DIREZIONALITA' CRESCENTE

	Figura Polare Omnidirezionale (nessun angolo cieco di ripresa)
	Figura Polare Cardioide (angolo cieco di ripresa 180°)
	Figura Polare Supercardioide (angolo cieco di ripresa 125°)
	Figura Polare Ipercardioide (angolo cieco di ripresa 110°)
	Figura Polare Bidirezionale (angolo cieco di ripresa 90°)

CORSO BASE IN PRODUZIONE AUDIO DIGITALE - Capitolo 2 - Da analogico a digitale

DISTINZIONE TRA ANALOGICO E DIGITALE

Per capire fino in fondo cosa significa campionare un segnale audio bisogna partire dalla fondamentale distinzione tra segnale analogico e segnale digitale:

• segnale analogico: è un segnale continuo, caratterizzato dagli infiniti valori che lo compongono. Si pensi ad una particella che oscilla ad una determinata frequenza e ampiezza attorno ad una posizione di riposo; la trascrizione dell'esatto movimento di tale particella su un determinato supporto (ad esempio un nastro magnetico) genera un segnale "analogo" a quello originario.
• segnale digitale: a differenza di quello analogico questo tipo di segnale è costituito da valori discreti e soprattutto finiti; questo significa che quando si digitalizza un segnale analogico non vengono considerati tutti gli infiniti valori che lo compongono ma vengono estratti solo alcuni di essi causando un degrado della qualità del segnale originario. L'entità di questo degrado dipende dalla maggiore o minore qualità della conversione in digitale.

A questo punto la domanda che ci si pone è: qual'è il vantaggio nella conversione di un segnale da analogico a digitale?

Ci sono molteplici risposte a questa domanda: si può pensare al risparmio sui dispositivi di memorizzazione dati, di gran lunga meno costosi dei natri magnetici, oppure il minor costo dei dispositivi per la digitalizzazione a fronte del costo di registratori analogici, ecc.

Tuttavia il maggior vantaggio introdotto dalla digitalizzazione di un segnale audio è probabilmente dato dalla maggiore facilità nel processo di editing che, con pochi click, permette di tagliare o ridimensionare una o più tracce audio al contrario del nastro che deve essere fisicamente tagliato e incollato con estrema cura; inoltre l'editing in dominio digitale è un'operazione facilmente reversibile, contribuendo a facilitare molto il lavoro del fonico.


IL CAMPIONAMENTO

"Campionare un segnale audio significa prelevare valori istantanei della sua ampiezza e discretizzarli"

Nel campionare un segnale audio si devono gestire due parametri fondamentali:

• frequenza di campionamento: misurata in Hertz (Hz) è il numero di prelievi puntuali dell'ampiezza del segnale audio effettuatiin un secondo;
• quantizzazione: misurata in bit dipende dalla risoluzione impostata sul convertitore e rappresenta l'approssimazione con cui viene digitalizzata l'ampiezza di segnale.

segnale analogico
segnale analogico campionato

Dalle immagini si può notare che la distanza tra i pallini sull'asse delle x rappresenta la frequenza con cui preleviamo i valori d'ampiezza (frequenza di campionamento), mentre il valore sull'asse y ne costituisce l'approssimazione del valore reale analogico (quantizzazione). Si parla di approssimazione dell'ampiezza poichè nella seconda immagine i valori y non sono continui (infiniti) ma discreti (finiti) e questo perchè il campionatore non può lavorare su intervalli infiniti.

Al fine di minimizzare il deterioramento del segnale analogico si deve impostare una frequenza di campionamento maggiore del doppio della frequenza massima contenuta all'interno dello spettro del segnale da campionare (teorema del campionamento di Nyquist); se si sceglie una frequenza inferiore a tale limite il convertitore prenderà in considerazione pochi punti del segnale originale, i quali saranno insufficienti nella ricostruzione della forma d'onda di partenza.

Nell'immagine si può notare come, ponendo una frequenza di campionamento bassa (quadrati blu), il segnale orinale (onda rossa) viene sostituito da un altro segnale con frequenza più bassa (onda blu). Questo effetto prende il nome di aliasing.
Maggiore sarà quindi la frequenza di campionamento, minore sarà la possibilità di introdurre frequenze alias nello spettro del segnale campionato.

CORSO BASE IN PRODUZIONE AUDIO DIGITALE - Capitolo 1 - Il suono

LA NATURA FISICA DEL SUONO
Il suono ha natura ondulatoria, generato da un corpo in vibrazione il quale produce una variazione continua di un determinato parametro dell'ambiente in cui esso si trova. Le vibrazioni si propagano dalla sorgente e innescano oscillazioni in ogni oggetto sul loro percorso, compresa l'aria, che viene utilizzato come mezzo di trasmissione.
Un moto ondulatorio descrive un andamento sinusoidale. La rappresentazione grafica di un suono nel dominio del tempo si può schematizzare nel seguente modo:


I parametri che si osservano sono:

• periodo: tempo necessario a completare un ciclo completo;


• frequenza: numero di oscillazioni per unità di tempo;


• fase: posizione dell'oscillazione in un preciso istante;


• lunghezza d'onda: distanza tra due punti identici e adiacenti sulla sinusoide;


• ampiezza: distanza tra un picco positivo ed uno negativo.

Il concetto base legato alla frequenza è che valori maggiori di questo parametro descrivono suoni più acuti, quindi frequenze minori sono tipiche dei suoni più grevi. Nell'ambito musicale le frequenze considerate vanno da 20 a 20000 Hz, ossia quelle che individuano il campo dell'udibile umano.
La fase è un concetto importante se considerato all'atto della comparazione di due segnali distinti: questi si dicono “in fase” se, a parità di frequenza, raggiungono lo stesso valore di fase nello stesso istante; viceversa i due segnali si dicono “in opposizione di fase”. La fase assume un ruolo molto importante durante la registrazione e/o il missaggio di un brano.
L'ampiezza descrive l'intensità di un suono ossia l'energia trasportata dall'onda di propagazione, o anche l'entità dello spostamento della singola particella d'aria. All'ampiezza è legato un importante parametro per la misura dell'intensità di un segnale: l'SPL (Sound Pressure Level), misurato in decibel (dB), il quale rappresenta la pressione dell'aria causata dall'onda sonora intesa come variazione di uno stato iniziale, ossia la pressione atmosferica.

LA FORMA D'ONDA
La schematizzazione osservata nel grafico precedente è valida per i suoni puri, ossia quei segnali composti da una sola frequenza. In natura (e soprattutto in musica) i suoni sono generalmente complessi, composti da più frequenze sommate tra loro le quali compongono un'onda articolata con andamento più o meno periodico.
La rappresentazione di un suono complesso prende il nome di “forma d'onda” (waveform), un parametro di distinzione univoca che consente di individuare ed isolare la fonte del segnale. In generale il waveform è descritto dal punto di vista percettivo con il concetto di “timbro”.

L'INVILUPPO
Se si considera che in natura non esistono suoni di durata infinita, allora ogni forma d'onda sarà caratterizzata da alcune fasi transitorie che descrivono l'inizio del suono, lo stato di vibrazione fino ad arrivare alla più o meno veloce estinzione. Queste variazioni di ampiezza nel tempo prendono il nome di inviluppo, la cui rappresentazione grafica si ottiene unendo i picchi della sola fase positiva.
Generalmente le fasi d'inviluppo sono quattro:

• A (Attack): attacco, va da zero al valore massimo di ampiezza;


• D (Decay): decadimento, dove l'ampiezza diminuisce fino ad un certo livello;


• S (Sustain): sostegno, fase ad ampiezza costante;


• R (Release): estinzione, dove l'ampiezza si riduce fino al valore zero.

CORSO BASE IN PRODUZIONE AUDIO DIGITALE - Introduzione

Tempo fa io e il mio fratello-in-musica Lello Borrelli, entrambi appassionati di audio e della sua digitalizzazione, ci siamo messi in testa di scrivere un piccolo corso sull'audio fatto con il computer. Di buona lena e sfruttando internet per scambiarci testi e bozze (lui a Roma, io ad Altamura), abbiamo realizzato un librettino contenente le nozioni base di fonia, digitalizzazione, ecc.

Lo scopo di questo corso è fornire i mezzi conoscitivi e pratici tramite i quali è possibile realizzare una produzione audio digitale completa, a partire dalla pre-produzione fino al missaggio e mastering.Vengono trattati i vari argomenti a livello teorico di base al fine di migliorare la comprensione del concetto di dominio digitale e delle operazioni in esso eseguibili.

Questo corso è un primo passo per chi vuole avvicinarsi all'ambito del suono digitale; al contempo rappresenta un utile approfondimento per chi già possiede una certa confidenza con il concetto di “computer music” oppure di “home studio”.

Il corso si compone di vari moduli attraverso i quali verranno discussi i seguenti argomenti:

La natura fisica del suono

1. parametri fondamentali


2. forma d'onda


3. inviluppo

Da analogico a digitale

1. distinzione tra analogico e digitale


2. il campionamento

I mezzi di acquisizione

1. il microfono


2. tipi di microfono


3. tecniche di ripresa microfonica


4. le connessioni audio/midi


5. il preamplificatore

La scheda audio

1. come funziona la scheda audio


2. tipi di scheda


3. caratteristiche ed uso delle schede DSP

L'elaborazione audio

1. editing di base


2. interventi sulla dinamica


3. applicazione di filtri/effetti

Il mixer

1. caratteristiche generali


2. metodi d'uso

La DAW (Digital Audio Workstation)

1. dal mixer al soft sequencing


2. tipologia di tracce e loro uso


3. i Virtual Instruments


4. il Piano Roll


5. la consolle


6. gli effetti in Real Time