L A B O R A T O R I O D I I N F O R M A T I C A M U S I C A L E MODULO 1: MANIPOLAZI ONE DEL SEGNALE AUDI O G.PRESTI - 09/04 /2015 - LE ZI ON E 8 1: MASTERING Il mastering è l'ultima fase della produzione di un disco, in cui si adatta il materiale audio al supporto di destinazione. Questa operazione è diventata indispensabile nel periodo in cui il supporto di registrazione (ad esempio il nastro) era diverso da quello di distribuzione (ad esempio il vinile), in quanto i due supporti hanno limiti fisici differenti. Col tempo, oltre all'adattamento del supporto, sono diventati parte del mastering anche altri aspetti, dipendenti da considerazioni relative alle modalità di ascolto (come brani solitamente fruiti in discoteche contro brani da ascolto ad alta fedeltà o brani per la televisione) e al genere musicale (ad esempio alcuni generi sono solitamente meno dinamici, come il punk, o molto dinamici e scuri come la musica classica). Nel mastering in genere si considera l'album nella sua interezza, uniformando il colore e la dinamica di ogni brano per ottenere un opera più omogenea. Per fare questo si opera sulla dinamica, sull'equalizzazione e sull'immagine stereo. Questo è indispensabile quando i brani provengono da autori diversi o quando i mix non sono eseguiti al meglio. Nelle operazioni di mastering, forse più che nella fase di mix, è importante avere condizioni di ascolto ottimali, con la possibilità di poter testare il materiale su diversi dispositivi di riproduzione (diversi altoparlanti e diversi ambienti). In genere un mastering può essere eseguito partendo dal mixdown stereo di un brano o da opportuni stem, ovvero alcuni gruppi di mix (come base e voci), tuttavia lo stem mastering è sconsigliato, in quanto porta i tecnici a rimandare a questa fase la gestione di alcuni aspetti della fase precedente. Un fenomeno culturale piuttosto deleterio che ha preso piede dalla fine degli anni ottanta e che ha visto il suo picco intorno ai primi anni 2000, è quello della loudness war, in cui la fase di mastering viene interpretata come la fase in cui si massimizza (a discapito della dinamica) la resa del disco in termini di volume percepito. Per una dissertazione esaustiva su questo fenomeno, invito alla visione di un seminario sull'argomento tenuto da Bob Katz, un guru del mastering: http://goo.gl/rjbpfg
2: WORKFLOW Vi sono una serie di operazioni comuni nel flusso di lavoro del mastering: Acquisizione del materiale I brani, forniti dal cliente, possono essere in formato analogico o digitale. Nel primo caso è necessario convertire il segnale in modo opportuno, partendo da supporti puliti ed utilizzando macchinari affidabili. Nel secondo caso si devono evitare formati di file compressi con algoritmi lossy e, nel caso di CD-DA, le tracce andrebbero salvate come file PCM (wave o aiff non compressi) con programmi appositi, come EAC. Setup del progetto Una volta acquisiti i file è necessario preparare la struttura del file system in modo consono, ad esempio tenendo separati i file da masterizzare da quelli masterizzati e prevedendo un minimo di versioning sui file masterizzati. Altro aspetto da non trascurare è l'impostazione del progetto della DAW in cui si eseguirà il mastering: dovrà essere comodo per l'operatore poter ascoltare le tracce masterizzate e non masterizzate allo stesso volume, per sentire effettivamente l'intervento eseguito al netto dei cambiamenti di intensità. In fine, se si utilizzano outboard analogici, è necessario che questi siano caldi e che sia possibile annotare con precisione le impostazioni relative ad ogni master. Lavorazione La fase di lavorazione prevede una serie di interventi che dipendono dai brani, dal supporto di destinazione e dalla qualità del mix. In ogni caso è comunque utile avere dei riferimenti per capire quali sono gli standard de facto del genere musicale che si sta masterizzando, in modo da potersi scostare dalla norma con consapevolezza. Come accennato in precedenza è importante poter ascoltare i propri interventi in relazione alle versioni originali e al netto dei cambi di volume. In genere le parti più problematiche sono quelle di pieno musicale, è quindi ascoltando quelle porzioni che si svolgerà gran parte del lavoro, tuttavia anche le parti più delicate vanno ascoltate con cura: il rischio è quello di ridurre troppo la differenza tra piano e forte. Un ultimo aspetto da considerare è relativo alla compilazione dell'album: durante il mastering vengono posizionati i brani nel contesto del disco, decidendo pause ed eventuali fade. Queste operazioni possono essere strategicamente utili nel caso non sia possibile uniformare in modo ottimale il colore e la dinamica dei brani. Stampa Terminata la lavorazione, il master può essere stampato su un supporto che permetta di essere ascoltato anche in contesti diversi dallo studio di lavorazione. Se il master deve essere consegnato su CD, è bene accertarsi che non contenga errori, sia ascoltandolo minuziosamente che eseguendo dei test con software di masterizzazione professionali. In ogni caso, il master deve essere corredato da una PQ list, ovvero un documento che indichi i dati di ogni traccia (timecode di inizio e fine, durata, eventuali ISRC). Ascolto Gli ascolti in studio dovrebbero essere effettuati a livelli ben noti, per evitare fenomeni psicoacustici. In ogni caso l'ascolto critico è meno semplice di quanto si possa pensare, specialmente se l'operatore di mastering è lo stesso che ha eseguito il mix. In questo caso è bene porre qualche giorno di distrazione tra mix e mastering. Non consegnate mai un master senza averlo ascoltato per intero. Consegna La consegna in genere può essere effettuata su supporti fisici o via FTP. Ultimamente viene preferito il formato DDP (Disk Description Protocol), un formato digitale paragonabile all'immagine del disco che comprende la PQ List.
3: SUPPORTI Verranno citati ora alcuni dei supporti di distribuzione comunemente usati e i relativi limiti fisici: Vinile Nel caso dei cosiddetti vinili la lunghezza del materiale da incidere determina quanto deve essere fitta la spirale: questo determina quanto spazio può occupare ogni spira, e quindi influisce direttamente sul volume massimo a cui si possono incidere i dati (piccole spire non hanno spazio per solchi marcati). Su un 33 giri a 12'' registrazioni oltre 12-15 minuti per lato implicano un volume più basso della media, mentre registrazioni più brevi permettono volumi più alti. Per quanto riguarda lo spettro, va evitata la presenza di frequenze sotto i 20 Hz, che causerebbero una risonanza del braccio, mentre oltre i 14-15 khz vanno evitati lunghi tratti sostenuti (come rumori continui in alta frequenza), che possono trasformarsi in fastidiose distorsioni. L'immagine stereo è forse la caratteristica più peculiare: sotto i 150-300 Hz i canali destro e sinistro devono avere correlazione positiva (pena la proiezione del braccio verso l'alto). Se non si dispone di strumenti per la correzione selettiva della fase, si può ottenere un segnale compatibile semplicemente eliminando tali frequenze dalla componente laterale (in altre parole si chiudono in mono le base frequenze). In fine va notato che il vinile, a differenza del CD, gira a velocità angolare costante, il che comporta una velocità periferica più alta all'esterno che all'interno. Questo implica una migliore resa delle alte frequenze all'esterno (l'inizio del disco) o nei 45 giri (velocità più alta). E' necessario considerare anche questo aspetto quando si decide l'ordine dei brani. Trattandosi di un dispositivo analogico non ci sono vincoli relativi a frequenza di campionamento o profondità di bit, master per questo formato possono dunque essere consegnati anche a 24 bit. Standard Red Book (CD-DA) Secondo lo standard Red Book, i dati su CD-DA sono in formato PCM lineare a 2 canali, ad una frequenza di campionamento di 44100 Hz ed una profondità di 16 bit. La lunghezza minima di ogni traccia è di 4 secondi ed è possibile memorizzare un massimo di 99 tracce (e 99 indici per ogni traccia, ma gli indici ormai non vengono quasi più usati). La durata massima di un CD-DA è di 74 minuti. Il timecode del CD-DA è in formato mm:ss:ff (minuti, secondi, frame). Ogni frame dura 1/75 di secondo ed è l'unità più piccola indicizzabile. E' possibile scrivere CD contenenti sessioni relative a diversi standard (come CD audio contenenti anche tracce dati), in tal caso la sessione audio va scritta per prima, per massimizzare la compatibilità con dispositivi incapaci di gestire le tracce dati. Per evitare intersample clipping il materiale audio andrebbe limitato ad almeno -0.3dB fs. Formati compressi Formati con compressione lossless, come il FLAC o LPAC (usato in Mpg4-lossless) possono essere trattati come generici formati PCM, senza vincoli particolari. Questi formati sono ideali nel caso si voglia distribuire musica al massimo della qualità disponibile. Formati come l'mp3 o l'aac/ac3 invece sono più problematici: la versione decodificata può essere molto diversa dalla versione non compressa, per questo si tende a lasciare un headroom di almeno -0.5 o addirittura -1.0dB fs. Durante la loro creazione, il parametro bitrate è certamente molto importante, tuttavia la qualità del modello psicoacustico utilizzato lo è ancora di più.
Va tenuto conto del fatto che l'operazione di conversione è da considerare come un ultima lavorazione, questo dunque influisce sulla scelta del dither e noise shaping: per evitare la comparsa di artefatti è meglio utilizzare impostazioni moderate. Altri formati Per completezza riporto che nei DVD-Video l'audio è memorizzato a 16bit, 48kHz in formato PCM, AAC, DTS o (più raramente) MPG; nei DVD-Audio si arriva fino a 24bit, 96kHz; mentre nei Super Audio CD i dati sono memorizzati mediante codifica PWM ad 1 bit 2.8224 MHz (codifica registrata a nome DSD da Sony e Philips). 4: LAVORAZIONE Non esiste una catena standard di lavorazione. Molti considerano il mastering come un processo esclusivamente tecnico in cui, attraverso una serie di interventi possibili, si ottimizza la resa di un brano senza alterarne i bilanciamenti. Eventuali necessità di restauro andrebbero considerate a parte, in una fase precedente al mastering, tuttavia a volte capita di dover risolvere problemi introdotti in fase di acquisizione del materiale. Questo caso non fa eccezione: la questione va risolta prima di iniziare il mastering. In genere il primo passo della lavorazione di un master è la rimozione delle componenti continue, mediante un filtro passa alto che tagli le componenti inudibili (sotto i 20 Hz). Pur non essendo sempre indispensabile, spesso aiuta a fare pulizia sulle basse frequenze. Nel caso di brani monofonici, è possibile donare un minimo di apertura stereofonica introducendo solo le early reflection di un riverbero, tenendo in considerazione il fenomeno di Hass riguardante il predelay. Va ricordato che si sta operando su un intero mix, non su singoli strumenti, è molto probabile che già 0.5 db di riverbero siano più che sufficienti. Con la parola dinamica ci si può riferire alla dinamica a lungo termine (come le differenze di volume tra strofa e ritornello) o a breve termine (come transienti e altre proprietà dinamiche relative al timbro). La dinamica a lungo termine è gestita con rapporti di compressione generalmente bassi, tempi di attacco abbastanza lunghi da ignorare i transienti e tempi di rilascio paragonabili alla lunghezza di una battuta musicale. La dinamica a breve termine invece è caratterizzata da tempi di attacco brevi e tempi di rilascio nell'ordine di quarti o ottavi. Se fosse necessario intervenire su entrambe, in genere è meglio intervenire prima sul lungo termine ed in secondo luogo sul breve termine, sebbene anche in questo caso non vi sia una regola precisa. E' possibile operare sulla dinamica a breve o lungo termine sia in multibanda che in banda singola: la compressione o espansione multibanda permette interventi selettivi, con costanti temporali diverse per ogni banda di frequenze e rappresenta forse lo strumento più versatile (e al tempo stesso pericoloso) del tecnico di mastering. La compressione multibanda però tende a decorrelare il comportamento delle varie bande, creando un suono meno compatto, questo può essere risolto con un compressore a banda larga dopo quello multibanda, che intervenga dolcemente per ridare corpo al materiale. Per ottenere compressioni a banda larga più trasparenti è possibile scartare le frequenze molto basse e molto alte dalla chiave di compressione. L'alterazione del colore di un brano può certamente essere effettuata con i processori di dinamica multibanda, tuttavia se la dinamica non ha problemi, si può operare semplicemente con degli equalizzatori, o più invasivamente con degli exciter. In genere con gli equalizzatori si lavora per interventi non maggiori di 1 db, leggermente di più se si opera solo sulla componente stereo. Sono molto evidenti le differenze tra le diverse implementazioni, vanno quindi provati e conosciuti diversi strumenti per poter operare con sicurezza.
Interventi più invasivi vengono invece effettuati con gli harmonic exciter, categoria sotto cui rientrano tutti quegli effetti che aggiungono armonici, spesso attraverso saturazione e waveshaping. Esistono exciter per la sintesi di basse frequenze o alte frequenze, simulatori di nastro magnetico che operano anche sulla dinamica e riproduzioni di singoli canali di rinomati mixer che donano caratteristiche molto peculiari al suono. Si tratta di effetti molto invasivi, ma salva vita in caso di mix senza corpo o tremendamente scuri. A parte il filtraggio delle frequenze inudibili, tutti gli altri interventi fin qui descritti possono essere eseguiti nel dominio LR o MS: il secondo è comodo per controllare ed espandere la stereofonia e permette lavorazioni estremamente selettive, tuttavia si tratta di una modalità di lavoro in media meno trasparente del dominio LR. Come ultimo passo, prima di aggiungere dither e noise shaping, è possibile effettuare le dissolvenze e quindi il limiting finale, in accordo con i livelli di sicurezza dettati dal supporto di destinazione. E' molto importante provare ad ascoltare il materiale limitato allo stesso volume del non limitato per accertarsi di non aver soppresso la dinamica a breve termine (ovviamente a meno che questo sia voluto). Dither e noise shaping vanno aggiunti solo alla fine della lavorazione e solo in caso la profondità in bit sia minore di quella di partenza. In particolare il noise shaping andrebbe evitato o drasticamente contenuto, nel caso viga anche solo il sospetto che il materiale possa essere ulteriormente lavorato. Vu meter, analizzatori di spettro e analizzatori di fase sono utili strumenti con cui è possibile tenere sotto controllo la dinamica generale, la dinamica nel dominio della frequenza, il bilanciamento tra le frequenze, l'immagine stereo la presenza di errori digitali. In particolare, nei prodotti destinati al broadcast, sono utili i level meter implementati secondo gli standard ITU1770-3, EBU e ATSC che aiutano a seguire le linee guida dettate dall'emittente. 5. CONSIDERAZIONI VARIE SUL MASTERING Se il mix suona ottimo, il master deve suonare come il mix, ma al tempo stesso deve rispettare i limiti del supporto di destinazione. Il mastering non è restauro, non è mix e non è un occasione per aumentare sconsideratamente il volume di un brano. Non è un processo facilmente automatizzabile e non esiste una formula che si adatti ad ogni materiale. Negli ultimi anni sta nascendo la tendenza di masterizzare i brani in versioni ad alta fedeltà (molto dinamiche) per l'ascolto in ambienti ottimali ed a ridotta escursione dinamica per l'ascolto in condizioni proibitive, come in auto, nei lettori Mp3 o in ambienti acusticamente inquinati. Per circoscrivere il fenomeno del loudness war i maggiori distributori di musica online si stanno organizzando per distribuire i contenuti con normalizzazione dell'rms, ovvero tutto il database di brani verrà processato in modo che tutte le canzoni abbiano lo stesso RMS. In tale circostanza verranno palesati i difetti della dinamica di tutti quei brani che sono stati sovra-compressi per rosicare qualche db di RMS. I processori a banda larga sono implementati in migliaia di varianti diverse, alcune adatte per il mastering ed altre decisamente no. Trovare un buon compressore, con cui intendersi, è un primo passo verso la felicità. Se proprio si vuole alzare l'rms è meglio sfruttare tanti piccoli interventi piuttosto che pochi molto invasivi, in modo da non enfatizzare i difetti di un processore, ma introdurne tanti piccoli e differenti. Per approfondire consiglio la lettura del libro di Bob Katz: "Mastering Audio: The Art and the Science".