Indice. PREMESSA (Sergio Cingolani, Renato Spagnolo)

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1 Indice XV PREMESSA (Sergio Cingolani, Renato Spagnolo) CAPITOLO 1 Introduzione storica all acustica musicale (Sergio Cingolani) 1.1 Introduzione 1.2 L acustica musicale nel pensiero degli antichi 1.3 Il periodo della rivoluzione scientifica 1.4 L epoca dei matematici 1.5 Il pensiero ottocentesco 1.6 L acustica musicale come disciplina moderna: l indagine sugli strumenti musicali Il violino Gli strumenti a fiato Le percussioni CAPITOLO 2 Consonanze, scale e temperamenti (Patrizio Barbieri) 2.1 Genesi degli intervalli musicali Serie armonica Operazioni sugli intervalli: i logaritmi «musicali» 2.2 Consonanza e dissonanza Evoluzione storica, fino a Helmholtz Consonanze sensoriali e psicologico-culturali Il problema del 7 armonico 2.3 Ipotesi sull origine delle scale 2.4 Scale pitagorica e sintonica («naturale») Scala pentatonica Scala eptatonica (diatonica) Scala cromatica pitagorica Scala temperata equabile Scala esatonica L avvento della scala sintonica («naturale») 2.5 Scale temperate Temperamento del tono medio I temperamenti «elastici» del Settecento e dell Ottocento Lo «stretching» delle ottave nel pianoforte Il posizionamento dei tasti negli strumenti da manico «Equal Tempered Systems» (ETS) CAPITOLO 3 Fisica delle vibrazioni e dei suoni (Renato Spagnolo) 3.1 Introduzione 3.2 Oscillazioni libere e forzate di sistemi vibranti semplici L oscillatore armonico Energia del moto armonico Moto armonico smorzato Oscillazioni forzate Una «molla» d aria Oscillazioni longitudinali e trasversali di un sistema

2 VI Indice massa-molla Modi normali di oscillazione di sistemi a due e più masse 3.3 Onde trasversali nelle corde Valori iniziali e condizioni al contorno Riflessioni delle onde agli estremi di una corda Propagazione di onde sinusoidali Onde stazionarie nelle corde 3.4 Vibrazioni di barre 3.5 Vibrazioni di membrane e di piastre 3.6 Natura dei suoni 3.7 Propagazione delle onde sonore nei fluidi Equazione di Eulero Equazione di continuità Equazione di stato Equazione dell onda 3.8 Velocità di propagazione del suono nei fluidi 3.9 Assorbimento del suono in aria 3.10 Propagazione per onde piane e per onde sferiche 3.11 Impedenza acustica caratteristica e impedenza acustica specifica 3.12 Riflessione, trasmissione e diffrazione delle onde Riflessione e trasmissione Rifrazione in mezzi stratificati Diffrazione delle onde 3.13 Interferenza di onde e onde stazionarie nei tubi Fenomeno dei battimenti Onde stazionarie nei tubi 3.14 L effetto Doppler 3.15 Grandezze fondamentali e loro unità di misura Intensità, densità di energia, potenza Scala dei decibel e livelli sonori 3.16 Composizione in frequenza Serie di Fourier Bande di frequenza 3.17 Sorgenti sonore Sorgenti monopolo e dipolo Sorgenti lineari Fattore di direttività e indice di direttività 3.18 Campo acustico libero CAPITOLO 4 La percezione uditiva (Oskar Schindler, Antonio Schindler) 4.1 Finalità dell udito Udito e conoscenza del mondo Udito e comunicazione Udito, linguaggio e musica 4.2 Anatomia e fisiologia del sistema uditivo Apparato trasduttivo Apparato percettivo La risposta soggettiva Effetti non lineari 4.3 Udito e informazione Il flusso informativo I «quanta» acustici 4.4 Udito e musica Evoluzione della musica Confini della musica Musica e individuo Il messaggio musicale I «quanta» musicali Concettualità della musica CAPITOLO 5 Gli strumenti a corda (Sergio Cingolani) 5.1 Introduzione 5.2 Gli strumenti ad arco: il violino

3 Indice VII Le oscillazioni con smorzamento Come vibra una corda di violino La corda sfregata Oscillazioni longitudinali e torsionali nella corda sfregata Il ponticello Il corpo dello strumento La nota del lupo L irraggiamento sonoro 5.3 Gli altri strumenti del quartetto d archi: la viola, il violoncello, il contrabbasso 5.4 Il pianoforte Corda, martelletto, tavola armonica Urto della corda e sua vibrazione Vibrazione della tavola armonica 5.5 La corda pizzicata: il clavicembalo 5.6 La chitarra CAPITOLO 6 Gli strumenti a fiato (Patrizio Barbieri) 6.1 Legni e ottoni: generalità Dipendenza del corista dalla temperatura Strumenti traspositori Materiali ed emissione acustica 6.2 Camerature Legni Ottoni Fori tonali Fori di registro 6.3 Meccanismi di eccitazione Tipi di imboccatura Curve di impedenza del canneggio Imboccatura come generatore Regimi di oscillazione, periodici e «multifonici» 6.4 Clarinetto Meccanica dell eccitazione Risonanze del canneggio Emissione 6.5 Oboe Eccitazione Risonanze del canneggio Emissione: evoluzione storica 6.6 Fagotto 6.7 Sassofono 6.8 Ottoni Il perché degli ottoni Canneggio e generazione degli armonici Campana e irradiazione sonora Bocchini e «cooperazione» dei modi di risonanza Tromba moderna: valvole e sordine Trombone a tiro Corno Gli ottoni rinascimentali e «barocchi» Gli ottoni «ibridi» 6.9 Flauto traverso Emissione Regolazione del corista e dell intonazione Flauto «barocco» e flauto moderno 6.10 Flauto diritto CAPITOLO 7 L organo (Patrizio Barbieri) 7.1 Struttura generale 7.2 Somieri 7.3 Canne labiali: lunghezza acustica 7.4 Canne labiali: dinamica dell eccitazione Andamento qualitativo del fenomeno Impedenza del getto Non linearità dell eccitazione 7.5 Canne labiali: caratteristiche foniche

4 VIII Indice Timbro e intonazione Transitori Materiali e scalatura dei diametri 7.6 Canne ad ancia 7.7 Radiazione sonora e cassa armonica CAPITOLO 8 Gli strumenti a percussione (Lamberto Tronchin) 8.1 Introduzione 8.2 Evoluzione delle percussioni Il «Tympanon» I periodi medioevale e rinascimentale in Europa Le percussioni in orchestra 8.3 Membrane e risonatori Modi di vibrazione della membrana ideale 8.4 Il timpano La presenza dell aria nel timpano Analisi modale su timpani 8.5 Gli idiofoni Le barre Le piastre 8.6 Xilofono, vibrafono, piatti Xilofono e marimba Vibrafono Piatti e gong 8.7 Irraggiamento e decadimento del suono Il timpano Idiofoni 8.8 L intensità di radiazione acustica 8.9 Altri strumenti a percussione «Glockenspiel» Campane tubolari 8.10 Le campane Intonazione delle campane Campanelle CAPITOLO 9 Metodologie sperimentali applicate agli strumenti musicali (Lamberto Tronchin) 9.1 Introduzione 9.2 Analisi spettrale 9.3 Misure di impedenza meccanica puntuale (mobilità) 9.4 Misure di risposta all impulso e strumenti musicali virtuali Il violino e la tromba naturale 9.5 Misure di direttività sonora 9.6 L analisi modale Impatto con trasduttore ad impulsi Impatto con trasduttore a segnali continui («shaker») 9.7 La deformazione e lo smorzamento 9.8 Radiazione acustica 9.9 Metodo agli elementi finiti 9.10 Vibrometria laser Doppler 9.11 Interferometria olografica ottica e acustica 9.12 Metodo della «Particle Image Velocimetry» (PIV) CAPITOLO 10 Modelli fisici e strumenti musicali (Lorenzo Seno) 10.1 La sintesi del suono I sistemi continui: calcolatori analogici e sintetizzatori analogici I sistemi digitali e numerici La sintesi numerica

5 Indice IX La sintesi numerica per modelli di segnale 10.3 La sintesi numerica per modelli fisici, o simulazione numerica Considerazioni generali Un modello astratto e informale degli strumenti musicali Modelli matematici degli strumenti musicali Modelli matematici più realistici Diversi approcci alla modellizzazione fisica Le origini dei modelli fisici: le linee di ritardo e l algoritmo di Karplus-Strong Le linee d onda («waveguides») Il metodo diretto Sintesi modale Difficoltà, limiti, risultati raggiunti 10.4 Conclusioni CAPITOLO 11 Acustica della voce (Mauro Uberti) 11.1 Considerazioni introduttive 11.2 La respirazione Anatomia degli organi della respirazione Meccanica respiratoria 11.3 La generazione della voce Anatomia del sistema vibratorio Meccanica della generazione della voce Modalità vibratoria delle corde vocali Influenze del corpo sulla voce 11.4 Fonetica Vocali Consonanti 11.5 Il canto Eloquio e canto Estensione vocale Classi vocali Registri Tecniche vocali Vibrato Stonazione Mutazioni fonetiche nel canto Intensità della voce in funzione dell altezza tonale Direttività della voce Portanza della voce CAPITOLO 12 Musica elettronica (Michelangelo Lupone) 12.1 Identità e seduzione 12.2 Nuovo mondo Precursori Macchine del suono Convergenza 12.3 Ambiente 12.4 Quantità d un istante 12.5 Dominio del tempo e della frequenza 12.6 Strumenti di pensiero Oscillatore virtuale Inviluppo Rumore Sintesi additiva Sintesi granulare Sintesi sottrattiva Filtri digitali Filtri «Comb» e «Allpass» Modulazione AM e RM Modulazione FM Distorsione non lineare Spazializzazione del suono CAPITOLO 13 Acustica architettonica nella storia (Patrizio Barbieri) 13.1 Credenze e abbagli 13.2 Epoca classica e medioevale 13.3 Rinascimento: l eredità «ondulatoria» vitruviana 13.4 Seicento: acustica geometrica e «recitar cantando»

6 X Indice 13.5 Settecento e Ottocento: teatri d opera e sale da concerto 13.6 Novecento: nascita dei descrittori acustici quantitativi e della progettazione computerizzata CAPITOLO 14 Il suono negli spazi chiusi (Renato Spagnolo) 14.1 Introduzione 14.2 Modi propri di un ambiente parallelepipedo Distribuzione in frequenza dei modi propri Campo acustico in condizioni stazionarie e in condizioni transitorie 14.3 Principi dell acustica geometrica Riflessione speculare e sorgenti immagine Riflessione diffusa Struttura temporale delle riflessioni 14.4 Teoria statistica e ipotesi del campo perfettamente diffuso Proprietà del campo acustico diffuso Decadimento del suono e tempo di riverberazione Densità di energia sonora in condizioni stazionarie Comportamento di spazi acusticamente accoppiati 14.5 Assorbimento acustico e materiali assorbenti Principali proprietà dei materiali assorbenti Assorbimento per porosità Assorbimento per risonanza di cavità Assorbimento per risonanza di membrana Elementi e corpi assorbenti 14.6 Diffusione del suono e diffusori I diffusori di Schroeder CAPITOLO 15 Sale da concerto e teatri d opera (Carmine Ianniello) 15.1 Considerazioni preliminari 15.2 Breve richiamo di un modello semplice per il suono in una sala 15.3 Attributi percettivi e parametri oggettivi Tempi di riverberazione e attributi collegati Rapporti tra energia e chiarezza Indice della robustezza del suono e intensità percepita Intervallo di ritardo iniziale e presenza Spazialità e parametri collegati 15.4 Sale da concerto 15.5 Specificità dell opera e dei teatri d opera Alcuni aspetti dell acustica dei teatri d opera classici Descrittori dell acustica dei teatri d opera Nuove forme dei teatri d opera CAPITOLO 16 Le sale di piccole dimensioni (Marco Fringuellino) 16.1 Introduzione 16.2 Comportamento acustico delle piccole sale Problematiche modali relative alla risposta in bassa frequenza Disomogeneità spaziali della risposta dell ambiente Parallelismo delle pareti ed «echo flutter» Gestione delle riflessioni ed effetto Haas 16.3 Ottimizzazione acustica di sale di piccole dimensioni Dimensionamento ottimale per la correzione dei disturbi mo-

7 Indice XI dali Trattamento delle pareti interne, assorbimento e diffusione Corretto posizionamento di sorgenti e ascoltatore 16.4 Lo studio di registrazione professionale Requisiti di base degli studi di registrazione Le sale di regia Le sale di presa CAPITOLO 17 Criteri di progettazione acustica di grandi sale (Renato Spagnolo) 17.1 Introduzione 17.2 Dimensioni, volume e forma Le forme tradizionali 17.3 «Gestione» delle riflessioni Riflessioni dal soffitto Riflessioni laterali e spazialità Balconate e pareti di fondo 17.4 Progettare per gli esecutori 17.5 Valori ottimali dei parametri di valutazione oggettivi 17.6 Un basso rumore di fondo CAPITOLO 18 Gli strumenti musicali, lo spazio architettonico e l ascolto (Sergio Cingolani) 18.1 Gli strumenti musicali e loro comportamento all interno della sala: considerazioni di metodo 18.2 La disposizione dell orchestra nelle sale da concerto e nei teatri d opera 18.3 Per una teoria dell ascolto: lo spazio acustico come laboratorio di percezioni CAPITOLO 19 Misure acustiche nei teatri e nelle sale (Angelo Farina, Lamberto Tronchin) 19.1 Introduzione 19.2 Evoluzione delle tecniche di misura 19.3 Sistema lineare tempo invariante? 19.4 La risposta all impulso 19.5 La risposta all impulso binaurale 19.6 La risposta all impulso «B-format» Il microfono di tipo «Soundfield» 19.7 Tecniche di misura del tempo di riverberazione Decadimento del rumore stazionario interrotto Tecniche impulsive 19.8 Tecniche di misura della risposta all impulso Misura con segnale impulsivo Deconvoluzione nel dominio della frequenza Segnali particolari: MLS Segnali particolari: «sine sweep» 19.9 Modalità di esecuzione delle misure Posizioni di misura Strumentazione Misura e rappresentazione dei parametri acustici CAPITOLO 20 Modelli di simulazione e auralizzazione (Massimo Garai, Carla Tavernelli) 20.1 Caratteristiche e limiti dei modelli numerici 20.2 Modelli di simulazione in approssimazione geometrica

8 XII Indice Metodo delle sorgenti virtuali Metodo del «ray tracing» Confronto tra sorgenti virtuali e «ray tracing» Metodo della radiosità Modelli ibridi 20.3 Linee guida ed esempio applicativo Linee guida di utilizzo Esempio: ricostruzione virtuale dell acustica di un antico teatro d opera 20.4 Auralizzazione e acustica virtuale APPENDICI (Sergio Cingolani, Renato Spagnolo) A.1 Unità di misura del Sistema Internazionale (SI) A.2 Alcune proprietà fisiche della materia A.3 Coefficiente di assorbimento acustico di alcuni materiali A.4 Valore medio e valore efficace A.5 Notazione complessa A.6 Richiami di calcolo vettoriale A.7 Trasformata di Fourier A.8 Tecniche di auralizzazione dei dati sperimentali (Angelo Farina, Lamberto Tronchin) A.9 Alcune caratteristiche degli strumenti a corda A.10 Frequenze e note A.11 Irradiazione sonora di alcuni strumenti musicali BIBLIOGRAFIA INDICE ANALITICO