Otolab Sound design - Lezione 06. Produzione del suono, dispositivi analogici e digitali - NABA 11/04/2018. Produzione del suono e dispositivi base

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1 Produzione del suono e dispositivi base 1

2 1. SORGENTI SONORE (SOUND SOURCES) Introduzione tecnica 1.1 Registrazione e campionamento Tipi di registrazione audio Registrazione digitale Registrazione con microfono Campionamento e campionatori Digital Audio Workstation 1.2 Sintesi Sintesi sotrattiva analogica Sintesi sotrattiva digitale Sintesi additiva Sintesi a modulazione di frequenza (FM ) Altri tipi di sintesi 2. FLUSSO DEL SUONO (ROUTING) Sound routing Envelope routing MIDI routing Altri tipi di routing 3. EQUALIZZAZIONE E FILTRI PASSABANDA (EQ & FILTRES) Tipi di equalizzatore La banda sonora utile - Equalizzatore parametrico Filtri passabanda ed equalizzazioni dinamiche Utilizzo creativo dei filtri 4. PROCESSAMENTO DEL SUONO (SIGNAL PROCESS) DSP Riverbero 2

3 Eco e Delay Corus Flanger Phaser Resampling 5. LAYERING E MISSAGGIO Sovrapposizione di suoni in modalità multitraccia Compressione/ Limiter Pan e spazializzazione 3

4 Introduzione tecnica Il suono Ha diverse accezioni. In fisica, il suono è una vibrazione che tipicamente si propaga come un onda udibile di pressione, attraverso un mezzo di trasmissione come un gas, un liquido o un solido. Nella fisiologia umana e nella psicologia, il suono è la ricezione di tali onde e la loro percezione da parte del cervello. Gli esseri umani possono solo ascoltare le onde sonore quando la frequenza si trova tra circa 20 Hz e 20 khz. Il suono sopra i 20 khz è a ultrasuoni e non è percepibile dagli esseri umani. Le onde sonore al di sotto dei 20 Hz sono note come infrasuoni. Diverse specie animali hanno gamme diverse di udito. Segnale audio È una rappresentazione analogica di un suono, normalmente rappresentato da una tensione elettrica. Un segnale audio può essere sintetizzato direttamente, o originare da un trasduttore come un microfono, uno strumento musicale, un pick-up, una testina di fonografo o una testina di registratore magnetico. Altoparlanti o cuffie sono trasduttori in grado di convertire un segnale elettrico audio in suono. È un segnale variabile continuo (e non discretizzato) che è la rappresentazione di un segnale acustico 4

5 Introduzione tecnica Segnali audio digitali Un segnale digitale è definito come la forma numerica (quindi digitale e discreta) del segnale, ottenuto mediante un operazione di conversione da analogico a digitale, ovvero attraverso le fasi di filtraggio del segnale, campionamento del segnale, quantizzazione dei campioni e codifica dei campioni quantizzati. Per realizzare queste operazioni di conversione vengono utilizzati convertitori A/D per l acquisizione e D/A per la riproduzione su linee di segnale audio analogiche. Altri segnali audio digitali vengono generati per sintesi digitale. La rappresentazione digitale del segnale audio esiste in diversi formati e in diverse risoluzioni in funzione del tipo di utilizzo. 5

6 1. SORGENTI SONORE 1.1 Registrazione e campionamento Tipi di registrazione audio La registrazione sonora è un processo elettrico, digitale o meccanico che consente di acquisire onde sonore su un supporto al fine di essere riprodotta o modificata. Nell uso corrente si intende acquisizione audio digitale (recorders, mobile, PC), tuttavia i sistemi di registrazione audio rappresentano un vasto ambito di tecnologie, spesso analogiche, con diversi tipi di registratori in funzione del tipo di utilizzo. La registrazione ambientale necessita di alcune competenze specifiche che ne fanno una tecnica a se stante, in partcolar modo le registrazioni spazializzate. Registrazione digitale L audio viene registrato su un supporto come una sequenza di numeri discreti, che rappresentano i cambiamenti di pressione sonora del suono. Registrazione con microfono Il microfono è un trasduttore di tipo elettro-acustico in grado di convertire le onde di pressione sonora in segnali elettrici. Esitono diversi tipi di microfono: a variazione di resistenza, microfono dinamico, microfono a nastro, microfono a condensatore microfono piezoelettrico, madiomicrofoni. 6

7 1. SORGENTI SONORE 1.1 Registrazione e campionamento Campionamento e registrazione Possono avere lo stesso significato di registrazione digitale, ma nell uso corrente per campionamento si intende la registrazione digitale di una porzione di audio (sample) per usi e manipolazioni successivi: time-strech, reverse, pitch, sintesi granulare, equalizzazione, filtri ed effetti sequencing, looping, layering ecc.. Le tecniche di campionamento variano dal tipo di uso del sound designer. Nel live electronic è spesso preferibile un dispositivo dedicato come un campionatore stand alone per la qualità del segnale trattato e le carattaristiche di routing di livello pro, mentre sul piano ergonomico le interfaccie on knob per funcion per il controllo realtime dei parametri sono molto efficaci nell esecuzione dal vivo. Le interfacce di input/ output multiple dei campionatori professionali rendono inoltre molto agevole il routing flessibile dei suoni DIgital Audio Workstation (DAW) Si intende comunemente un PC con un software ed una interfaccia AD/DA che gestisce l ambiente digitale di registrazione, editing e sequencing anche di dispositivi e strumenti esterni. Tipicamente un personal computer con Ableton Live e una scheda audio. 7

8 Otolab Sound design - Lezione 06. Produzione del suono, dispositivi analogici e digitali - NABA 11/04/ SORGENTI SONORE 1.1 Registrazione e campionamento 8

9 1. SORGENTI SONORE 1.1 Registrazione e campionamento 9

10 1. SORGENTI SONORE 1.2 Sintesi Sintesi sotrattiva analogica Per sintesi sottrattiva (analogica o emulata digitalmente) ci si riferisce ad un modello di sintesi sonora nella quale una sorgente sonora, ricca di armoniche (parziali), viene filtrata da un punto di vista spettrale sottraendo o modulando da essa bande di frequenze. Gli aspetti più interessanti vengono evidenziati attraverso un processo dinamico, ovvero quando questa operazione di filtraggio si sviluppa durante l evoluzione temporale del segnale. Esempi tipici dei suoni con questo tipo di sintesi sono i sintetizzatori degli anni 60 e 70: Moog, Buchla, Oberheim, Sequential, Arp. Sintesi sotrattiva digitale Il modello sotrattivo può essere completamente digitale che permette di emulare i sintetizzatori analogici evitando i costi della circuiteria analogica. In pratica I vantaggi sono: intonazione accurata, grande polifonia e multitimbricita, effetti, memorizzazione dei parametri esatti. In generale tutti i sintetizzatori virtual analog riproducono il modello sottrattivo, tutti i PlugIn VST ma anche tastiere di marchi noti a musicisti e sound designer come Access Virus, Native Instruments, Nord Lead, John Bowen Synth Design. 10

11 1. SORGENTI SONORE 1.2 Sintesi Sintesi additiva La sintesi additiva è una tecnica di sintesi sonora che crea timbriche, quindi forme d onda complesse, sommando insieme singole onde, generalmente sinusoidali. La sintesi additiva può avvenire a livello di segnale elettrico, come a livello di onda sonora. Strumenti aerofoni come gli organi a canne, da almeno cinquecento anni, utilizzando suoni prodotti dalle diverse serie di canne (o registri) producono differenti timbri per somma di singole voci approssimativamente sinusoidali (o comunque povere di armoniche superiori), tecnica poi mutuata dai primi organi elettrici e elettrofoni. Sintesi a modulazione di frequenza (FM ) È una tecnica di sintesi sonora dove il timbro di una forma d onda semplice viene modificato modulando la sua frequenza con una frequenza di modulazione, ottenendo una forma d onda più complessa ed un tono con un suono differente. Nella sintesi di suoni armonici il segnale di modulazione deve avere una relazione armonica con il segnale portante originale. Al crescere della modulazione della frequenza aumenta anche la complessità del suono ottenuto. 11

12 Otolab Sound design - Lezione 06. Produzione del suono, dispositivi analogici e digitali - NABA 11/04/ SORGENTI SONORE 1.2 Sintesi 12

13 1. SORGENTI SONORE 1.2 Sintesi 13

14 2. IL FLUSSO DEL SUONO (ROUTING) Sound routing Per routing si intende la tecnica di convogliare il flusso audio (analogico e/o digitale) in modo da poter trattare il suono sia in fase di definizione che in fase di missaggio. Il mixer è il dispositivo principale per effettuare routing audio. Un mixer di riferimento da studio dovrebbe avere queste caratteristiche per offrire un buon routing operativo: Line in, Insert, Direct out, Send/Return, Groups, Rec In/ Out, digital, oltre naturalmente main out e monitor out. Queste caratteristiche permettono al sound designer e al musicista di effettuare aggiustameni e processamenti selettivi. Progettare e sperimentare sound routing per le proprie esigenze permette di ottenere complesse manipolazioni del suono, concatenzioni di effetti, aumento della polifonia, spazializzazione e molto altro ancora. Tutto questo è molto importante in fase di missaggio e finalizzazione della traccia audio ma anche per la definizione sonora di sistemi installativi e on stage. Envelope routing Conoscere le possibilità di routing permette sperimentazioni sempre più complesse e approfondite. Sound routing ed envelope routing fanno parte della conoscenza base per l utilizzo dei sintetizzatori modulari e per ottenere complesse texture sonore, modulazioni organiche e sequencing di suoni altrimenti irriproducibili. 14

15 2. IL FLUSSO DEL SUONO (ROUTING) MIDI (Musical Instrument Digital Interface) routing La rete MIDI è un protocollo di comunicazione, applicabile anche con connessioni USB, che permette il dialogo sincronizzato di più dispositivi quali: sequencer, sintetizzatori, registratori, campionatori e processori di segnale. Anche se generalmente si utilizza Il MIDI per esigenze di sincronia tra strumenti elettronici e altri dispositivi, l uso approfondito del MIDI permette anche trattamenti molto accurati dei parametri sonori. Sono possibili radicali manipolazioni del suono originario indipendentemente dal fatto che la sorgente sia analogica o digitale. Un altro standard più recente, OSC, permette feature ancora più evolute ma non è diffuso quanto lo standard MIDI. Anche nei progetti audiovisivi realtime si utilizza il MIDI per sincronizzare diversi software simultaneamente. 15

16 Otolab Sound design - Lezione 06. Produzione del suono, dispositivi analogici e digitali - NABA 11/04/ IL FLUSSO DEL SUONO (ROUTING) Guadagno (Gain) Equalizzazione (EQ) Controlli mandate Mandate (Send) Pan Fader Gruppi 16

17 2. IL FLUSSO DEL SUONO (ROUTING) Registratore Insert Line in Balanced Direct out Mandate (Send) 17

18 Otolab Sound design - Lezione 06. Produzione del suono, dispositivi analogici e digitali - NABA 11/04/ IL FLUSSO DEL SUONO (ROUTING) 18

19 2. IL FLUSSO DEL SUONO (ROUTING) 19

20 2. IL FLUSSO DEL SUONO (ROUTING) 20

21 2. IL FLUSSO DEL SUONO (ROUTING) Native Instrument - Monongahela Modular 21

22 3. EQUALIZZAZIONE E FILTRI PASSABANDA (EQ & FILTRES) Equalizzazione Indica l operazione di livellamento delle varie parti dello spettro di frequenze che compongono un segnale audio. Si intende anche la tecnica di trattamento dei segnali audio e rappresenta il procedimento di filtraggio a cui è sottoposto un segnale audio per variarne il contenuto timbrico e si effettua con un apparecchio detto equalizzatore, che può essere di vari tipi, sia analogici che digitali. I campi di applicazione dell equalizzazione sono molteplici: correzione durante la ripresa di suoni e durante la fase di post produzione, eliminazione / riduzione di fruscii, rumori ricorrenti, creazione di suoni nuovi, manipolati o simulati, mastering, correzione dell acustica di uno spazio dove viene riprodotta musica. Tipi di equalizzatori Gli equalizzatori si dividono essenzialmente in equalizzatori grafici ed equalizzatori parametrici. Gli equalizzatori grafici dividono l intero spettro musicale in più porzioni e l utente può regolare per mezzo dei regolatori a cursore il livello di quella determinata porzione, che corrisponderà ad esempio ai bassi, oppure medio bassi, ecc. Il numero di tali porzioni e le frequenza centrali di ogni porzione dipendono dall applicazione d uso: un semplice amplificatore da hi-fi possiede un equalizzatore a 2 bande (porzioni) ovvero bassi ed acuti. Equalizzatori più sofisticati possiedono anche una terza banda (medi), o 5 bande (bassi, medio-bassi, medi, medioacuti, acuti), o 7 bande (e in tal caso si parlarla di equalizzatore a ottava, essendo le frequenze centrali di ogni ban- 22

23 3. EQUALIZZAZIONE E FILTRI PASSABANDA (EQ & FILTRES) da il doppio della precedente, come le ottave musicali), o ancora a 15 bande (a 2/3 di ottava). Gli equalizzatori destinati all uso professionale arrivano ad avere 31 bande di regolazione e sono detti a terzi d ottava poiché ogni cursore copre 1/3 di ogni ottava, da 20 Hz a Hz con passi minimi. Gli equalizzatori parametrici sono più complessi, ma permettono anche con un numero ridotto di bande di effettuare correzioni molto efficaci grazie alla possibilità di spostare la banda di riferimento verso la frequenza desiderata. 23

24 3. EQUALIZZAZIONE E FILTRI PASSABANDA (EQ & FILTRES) 24

25 3. EQUALIZZAZIONE E FILTRI PASSABANDA (EQ & FILTRES) 25

26 4. PROCESSAMENTO DEL SUONO (SIGNAL PROCESS) Riverbero Il riverbero è un fenomeno acustico legato alla riflessione dell onda sonora da parte di un ostacolo posto davanti alla fonte sonora. Dati questi presupposti, in uno spazio aperto si può parlare di riverbero quando l ostacolo si trova a meno di 17 metri dalla fonte del suono. Infatti, fino a questa distanza, il percorso dell onda sonora dalla fonte all ostacolo e ritorno è inferiore a 34 metri e quindi il suono impiega meno di 1/10 di secondo per tornare al punto di partenza confondendosi nell orecchio dell ascoltatore con il suono originario. Eco L eco è un fenomeno prodotto dalla riflessione di onde sonore contro un ostacolo che vengono a loro volta nuovamente percepite dall emettitore più o meno immutate e con un certo ritardo rispetto al suono diretto. Tale ritardo non dev essere inferiore ad 1/10 di secondo. Al di sotto di tale valore non si può più parlare di eco, ma di riverbero. Delay Il delay, echo/delay o delay/echo (dall inglese per ritardo e eco ) è un effetto usato per modificare il suono di strumenti musicali elettrici o amplificati. Viene anche talvolta impropriamente chiamato eco. La funzione generale del delay consiste nel registrare il suono in ingresso e riprodurlo con un determinato ritardo temporale. Solitamente il suono ritardato viene aggiunto al segnale originale, anziché sostituirlo; in questo caso 26

27 4. PROCESSAMENTO DEL SUONO (SIGNAL PROCESS) l effetto complessivo è simile a quello dell eco. Il concetto è analogo a quello del riverbero: la differenza principale fra questi due tipi di effetti sonori riguarda la scala dei tempi resi disponibili al musicista. Infatti il riverbero riproduce il suono originale con un ritardo minimo, inferiore al decimo di secondo, mentre un delay può produrre il suono ritardato anche di decine di secondi. Il suono ritardato può a sua volta essere reintrodotto nel sistema di delay, producendo una sequenza di echi. In genere il suono ritardato è riprodotto a un volume inferiore all originale, cosicché la sequenza di echi sfuma nel tempo, come un eco fisica in determinate condizioni di acustica. Chorus Il chorus è un effetto elettronico per strumenti musicali elettrificati o elettronici, ma può essere utilizzato anche per la voce, il cui scopo è di simulare la compresenza di più sorgenti sonore dello stesso tipo, come avviene per un duo (o più) di strumenti musicali uguali che eseguono la medesima partitura. Pitch shift Il pitch shift è una variazione di frequenza della nota musicale o di un altezza di frequenza di un suono, ridotta o aumentata di una certa quantità. 27

28 4. PROCESSAMENTO DEL SUONO (SIGNAL PROCESS) Flanger Il flanger è un effetto musicale elettronico realizzato mediante l impiego di una linea di ritardo, con tempi sensibilmente elevati (fino a qualche decina di millisecondi), attraverso cui viene fatto passare il segnale da trattare. Il segnale ritardato viene miscelato col segnale originale dando luogo alla cancellazione di quelle frequenze che si trovano in opposizione di fase Phaser Il phaser è un effetto elettronico per strumenti musicali elettrificati o elettronici, impiegato generalmente per dare risalto a parti soliste in contesti dal vivo, molto popolare verso la fine degli anni sessanta. Ha un funzionamento simile a quello del flanger, senza però limitarsi a miscelare il segnale originale con quello ritardato, ma aggiungendo altri ritardi intermedi e sfruttando il feedback per ottenere un elevato Q del Comb filter. Overdrive Overdrive (vocabolo inglese, che significa portare oltre i limiti ) è un termine utilizzato in ambito musicale che indica l avvenuta saturazione del segnale di un amplificatore. L effetto ottenuto è una distorsione del suono dello strumento collegato all amplificatore, chiamato crunch. Per capire il suo funzionamento bisogna prima distinguere i termini di gain (guadagno) e volume: per guadagno si intende quando il preamplificatore amplifica il segnale dello 28

29 4. PROCESSAMENTO DEL SUONO (SIGNAL PROCESS) strumento, mentre il volume è il livello di uscita dell amplificatore. Si ottiene un overdrive alzando molto il guadagno del preamplificatore (costruito per lavorare con bassi segnali) che va, quindi, in saturazione creando un suono, appunto, sovraccarico e distorto. 29

30 5. LAYERING E MISSAGGIO Stratificazione di suoni Fondamentalmente, questo è un principio di base: combinare insieme (o impilare) due o più suoni dello stesso tipo per ottenere un risultato più efficace ed interessante di quanto una singola sorgente possa ottenere isolatamente, creando la percezione di un suono più pieno e denso o semplicemente particolare. Come i cori che combinano più cantanti all unisono per creare più profondità e potenza, fornendo un suono più complesso e interessante per l ascoltatore. L avvertenza è che è facile fare confusione quando si combinano diverse sorgenti sonore insieme, specialmente quando hanno caratteristiche simili. Il contrasto di frequenza e il mascheramento possono facilmente intorbidire il mix, specialmente nei medi; i transienti possono combattere l uno con l altro, causando incoerenze dinamiche; e una mancanza di precisione o pianificazione anticipata può portare alla cancellazione della fase, a risultati flaccidi e ad un debole mix nel complesso. Si ottiene un overdrive alzando molto il guadagno del preamplificatore (costruito per lavorare con bassi segnali) che va, quindi, in saturazione creando un suono, sovraccarico e distorto. Equalizzare, comprimere e posizionare i suoni nello spazio stereo Come per una traccia musicale quando si sovrappongono più suoni possono sorgere problemi di coesistenza tra i suoni stessi. Per prima cosa bisogna trovare la banda di frequenza adatta al nostro suono, traccia per traccia, elimi- 30

31 5. LAYERING E MISSAGGIO nando eventualmente sovrapposizioni di frequenze sonore. La compressione anche leggera è essenziale in un buon mix tuttavia va effettuata con occulatezza perché la compressione comporta anche una perdita di informazioni. Comprimendo il suono si rendono più udibili alcune parti del suono stesso (attacco e frequenza per esempio) oppure le parti di un suono che altrimenti verrebbero mascherate dagli altri suoni di un mix. In questo caso parliamo di compressione correttiva. Quando si parla di kick drum e del relativo layering, la compressione ha un significato più artistico che tecnico visto che, in linea generale, i campioni di kick drum non necessitano di una riduzione della gamma dinamica, scopo per i quali i compressori sono stati costruiti. Il compressore servirà piuttosto ad alterare il tono, estrarre dettagli del campione o, addirittura, allungarne la coda. Assumono grande importanza quindi i parametri di attacco e di rilascio del compressore. Il controllo di attacco aiuterà a plasmare il tono del suono della cassa; se é troppo lento perderemo il transient del suono, se è troppo veloce non permetteremo al compressore di svolgere la propria funzione. Il controllo di rilascio dovrebbe essere impostato in modo tale che la riduzione del gain possa tornare a zero prima che venga suonato nuovamente. Successivamente la posizionatura PAN dei suoni permette di distinguere meglio lo spazio sonoro per esempio evitando di mettere tutti i suoni al centro. 31

32 5. LAYERING E MISSAGGIO Banco mixer 32

33 5. LAYERING E MISSAGGIO Ableton Live 33

34 https: /en.wikipedia.org/wiki/additive_synthesis https: /en.wikipedia.org/wiki/subtractive_synthesis https: /en.wikipedia.org/wiki/fundamental_frequency https: /en.wikipedia.org/wiki/sound https: /en.wikipedia.org/wiki/hearing_range https: /it.wikipedia.org/wiki/equalizzazione https: /en.wikipedia.org/wiki/analog_synthesizer#1960s%e2%80%931970s https: /it.wikipedia.org/wiki/audio_digitale https: /it.wikipedia.org/wiki/eco https: /it.wikipedia.org/wiki/riverbero https: /it.wikipedia.org/wiki/vibrato https: / http: / http: / 34

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