Il Blog di Alessandro Fois. 


Prima di addentrarci nella pratica, ritengo indispensabile riassumere le principali nozioni legate alla fisica del suono.

La maggior parte dei fonici dilettanti e semi-professionisti e purtroppo anche una buona parte degli operatori professionali (in particolare tra coloro che operano nella fonìa live) non sono abbastanza acculturati sull’argomento.

Per tale motivo, pur essendo essi dotati di esperienza, faticano spesso a trovare le soluzioni migliori, in quanto operano in parte senza cognizione di causa.

Senza tali conoscenze la gestione dei processori di dinamica, timbrici e ambientali diventerebbe una materia ostica e ogni buon risultato sarebbe accidentale quanto faticoso.

Coloro che già conoscono tutto sul suono possono anche saltare la lettura di questa parte.

Ma è probabile che una rinfrescatina alla memoria faccia bene anche a loro.

Nel corso di questo capitolo, quindi, parleremo di:

  1. Altezza
  2. Timbro
  3. Intensità e Dinamica
  4. Inviluppo
  5. Risonanza ambientale
  6. Spazialità
  7. Sustain
  8. Criteri di ascolto critico nel mix

Altezza

La cosiddetta Altezza di un suono dipende dal numero di vibrazioni al secondo della sua fondamentale armonica, che è la frequenza più bassa tra le vibrazioni regolari effettuate dal corpo elastico che genera il suono stesso (per capire di che si tratta, vedasi la Sezione “Timbro” di questo Capitolo).

Il numero di vibrazioni al secondo è definito Hertz, il cui simbolo è Hz.

Gli Hertz possono definire anche la progressione delle Note musicali, che si distinguono tra loro tramite differenze matematicamente precise, espresse in Hz.

Più è elevato il numero di Hz e più acuta sarà la nota.

La tabella che trovate qui sopra potrà chiarire meglio il concetto.

La qualità che distingue una nota dall’altra secondo l’altezza è definita intonazione.

Timbro

Per quanto possibile, cercherò di essere semplice, essenziale e schematico, pur essendo la materia, in realtà, molto complessa.

Per prima cosa, per praticità, suddividiamo il mondo sonoro in:

  • Suoni
  • Rumori

In realtà tra i 2 mondi non esiste un confine netto.

Ogni sorgente sonora acustica contiene infatti una parte di rumore e una parte di suono.

Potremo quindi catalogarli, per praticità, nell’uno o nell’altro gruppo, in proporzione alla preponderanza dell’uno o dell’altro.

Esaminiamoli qui di seguito.

I suoni

E’ definita “Suono” ogni sonorità nella quale sia distinguibile una intonazione riconoscibile e costante, che in Musica viene chiamata Nota Musicale.

Per estensione del concetto, è definito suono anche una sequenza di tali intonazioni, che in Musica è definita Melodia.

Ad esempio, sono Suoni: il Canto della Voce Umana, le Note Musicali emesse dagli strumenti ad aria, dagli strumenti a corde, da alcuni strumenti a percussione, come lo xilofono, i timpani e altri.

Sono anche suoni una gran parte delle sonorità emesse dagli strumenti musicali elettronici.

I rumori

Al fine di distinguerli dai Suoni, sono quindi definite “rumori” le sonorità nelle quali non sia possibile riconoscere una intonazione costante definibile come Nota Musicale o come Melodia. 

Ad esempio, sono rumori quelli emessi da alcuni strumenti musicali a percussione come i piatti delle bande musicali e quelli della batteria, le maracas, il guiro e tanti altri.

Sono infine Rumori tutti gli altri fenomeni acustici naturali, artificiali, meccanici e accidentali che avvertiamo ogni giorno.

In campo musicale sono utilizzati soprattutto i Suoni, ma alcuni “rumori” sono utilizzati nel linguaggio musicale per la loro importante valenza ritmica ed evocativa (si pensi ad esempio alla batteria).

Il timbro

Per semplice esperienza sappiamo bene che una certa nota o una intera melodia possono essere eseguite da strumenti musicali diversi, ognuno dei quali conferirà alla melodia il proprio “colore sonoro” ben distinguibile. 

E’ il caso ben noto di una stessa melodia eseguita da una voce, da un violino, da un sintetizzatore.

La melodia è identica e riconoscibile come tale, ma il colore sonoro è notevolmente differente.

Da che cosa dipende questa differenza?

Da un insieme di fattori diversi correlati alla emissione sonora, che determinano un fenomeno differenziato che chiamiamo Timbro.

Di che si tratta?

Esaminiamolo insieme.

PARAMETRI DEL TIMBRO

Molti sono gli elementi che concorrono alla definizione del timbro, ma i principali sono:

  • il suono scomposto d’attacco
  • il suono scomposto di rilascio
  • la progressione degli armonici naturali e il loro volume relativo
  • il rumore meccanico collaterale

N.B.
A questi 4 elementi dovremo aggiungere anche le caratteristiche di inviluppo, delle quali parleremo meglio nella prossima sezione, le quali, pur essendo caratteristiche dinamiche, cioè, legate alla intensità, svolgono anch’esse un ruolo basilare per caratterizzare un suono e sono quindi assimilate al concetto generale di timbro.

Suono scomposto d’attacco

E’ il rumore costituito dalla vibrazione, inizialmente scomposta prima di avviarsi verso la normalizzazione, con durate esprimibili in alcuni milli-secondi.

Esso si genera nel momento in cui il corpo elastico dello strumento inizia a vibrare, prima che raggiunga una regolarità tale da rendere riconoscibile l’intonazione di una o più note.

Ad esempio:

  • il singulto d’attacco degli strumenti a fiato
  • la grattata iniziale degli strumenti ad arco
  • lo strappo della corda negli strumenti a corda pizzicata
  • la incidenza del colpo della bacchetta o della mano negli strumenti percussivi
  • e così via

Suono scomposto di rilascio

Più delicato del precedente, è il rumore che si manifesta quando la sollecitazione del corpo sonoro viene interrotta, ad esempio tramite il bloccaggio della corda di una chitarra, o della membrana di un tom-tom, oppure cessando di soffiare nella tromba. 

In tal caso infatti il suono passa dalla regolarità vibrazionale della “nota tenuta” allo stato di quiete, passando attraverso una brevissima frase di vibrazione irregolare, di durata calcolabile anch’essa nell’ordine dei milli-secondi.

Rumore meccanico 

E’ comune negli strumenti acustici, ma può essere indotto artificialmente  anche nei suoni di generazione elettronica.

Si tratta del rumore, collaterale e accidentale, emesso da uno strumento musicale durante la sollecitazione del corpo vibrante

Esso può essere percepito, secondo la sua natura, nelle fasi di attacco, di rilascio o durante il sostegno del suono.

Ecco qualche esempio:

  • lo strofinìo dell’arco, negli strumenti ad arco come il violino, la viola, il violoncello e il contrabbasso
  • il turbinio dell’aria, nel fuoriuscire dalle chiavi e dalla bocca degli strumenti a fiato
  • il rumore del tasto che sbatte nel pianale di legno sotto la tastiera, nel pianoforte
  • il rumore causato dall’impatto di uno stoppatore meccanico sulla corda, come avviene nel pianoforte, o dall’impatto della mano dell’esecutore sul tamburo
  • altri rumori accidentali correlati al rilascio del suono

ARMONICI NATURALI

Veniamo ora al timbro del suono inteso come colore della pasta sonora durante la fase di sostegno del suono.

Per sostegno del suono intendiamo la parte del suono che non comprende il momento dell’attacco e del rilascio.

Quanto segue è applicabile indistintamente ad ogni suono, in quanto corrisponde ad una legge fisica acustica precisa.

Come ormai sappiamo, l’intonazione di un suono dipende dal “numero di vibrazioni al secondo” eseguite dal corpo elastico vibrante (aria, corda, membrana, oscillatore, ecc.) che viene definito frequenza ed espresso in Hertz (hz = cicli vibratori al secondo). 

Questa frequenza rende riconoscibile la nota musicale espressa dal suono.

Essa è definita fondamentale armonica per distinguerla dagli altri suoni correlati che da essa derivano, definiti armonici superiori, detti anche armonici naturali o anche semplicemente armonici.

A sua volta, infatti, ogni suono è composto da un numero virtualmente infinito di armonici naturali, che procedono per frequenze multiple della fondamentale, da cui dipendono.

Prendiamo ad esempio la nota LA del diapason, corrispondente per convenzione ad una intonazione pari a 440 hz.

La fondamentale vibrerà quindi a 440 hz, ma insieme ad essa saranno presenti e perfettamente udibili tutti gli armonici naturali che procedono secondo lo schema che segue:

1° Ottava

440 hz x1 =440 hz LA – Frequenza fondamentale che definisce la nota

2° Ottava

440 hz x2 =880 hz LA – 1° armonico naturale

440 hz x3 =1320 hz MI (+2 cents) – 2° armonico naturale

3° Ottava

440 hz x4 =1760 hz LA – 3° armonico naturale

440 hz x5 =2200 hz DO#(-14 cents) – 4° armonico naturale

440 hz x6 =2640 hz MI (+2 cents) – 5° armonico naturale

440 hz x7 =3080 hz SOL (-31 cents) – 6° armonico naturale ( e così via)

4° Ottava

440 hz x8 =3520 hz LA

440 hz x9 =3960 hz SI (+4 cents)

440 hz x10 =4400 hz DO#(-14 cents)

440 hz x11 =4840 hz RE#(-49 cents)

440 hz x12 =5280 hz MI (+2 cents)

440 hz x13 =5720 hz FA (+40 cents)

440 hz x14 =6160 hz SOL (-31 cents)

440 hz x15 =6600 hz SOL# (-12 cents)

5° Ottava

440 hz x16 =7040 hz LA

e così via all’infinito.

Le orecchie umane potranno percepirli sino al raggiungimento del tetto delle frequenze udibili, cioè sino a circa 16.000-20.000 hz.

Per amor di precisione, faccio anche notare che: 

  • la fondamentale e le sue ottave restano in perfetto rapporto matematico di multiplo, procedendo ciascuno col doppio numero di hz della precedente
  • ogni altra nota degli armonici e le loro ottave (nel nostro esempio il Mi, ma anche il DO# e il SOL), analogamente alla fondamentale procedono allo stesso modo col raddoppio della frequenza di ottava in ottava.
  • rispetto alla fondamentale e alle sue ottave, invece, i vari gradi degli altri armonici non corrispondono esattamente alla intonazione del sistema temperato (o equabile) tipico delle tastiere (pianoforte e derivati), ma sono più o meno crescenti o calanti, secondo i gradi; da qui la specifica della quantità di calanza o di crescenza in cent di intonazione, posta nella tabella di cui sopra dopo il nome della nota di riferimento degli armonici

La forma d’onda

Quanto sopra accade in ogni strumento musicale e voce umana.

Tramite un ascolto analitico, oppure tramite un analizzatore di spettro armonico, noterete come il volume proporzionale tra le fondamentali e le armoniche non sia identico in tutti gli strumenti.

Ciò è causato da caratteristiche di colore differenti, con timbro più o meno aperto, chiuso, gonfio, caldo, nasale, aspro, ovattato, ecc.

Questo accade perché alla onda sinusoidale che costituisce la fondamentale si sovrappongono i sinusoidi di ciascuno degli armonici naturali di cui sopra, ciascuno al proprio volume di riproduzione, il quale varia secondo le caratteristiche proprie di ciascuno strumento.

Ne consegue una onda sonora risultante che tende ad assumere connotati di forma differenti a seconda della preponderanza di certi gruppi di armonici.

Ciò è perfettamente osservabile tramite un oscilloscopio.

Le onde risultanti sono virtualmente infinite.

Per semplificare, esse sono classificate come segue:

  • onda sinusoidale – è l’onda della fondamentale pura, ma in natura corrisponde al caso in cui gli armonici abbiano una incidenza limitata – è tipica nel flauto – corrisponde ad un suono dolce e ovattato
  • onda triangolare – è tipica negli archi – corrisponde ad un suono dolce ma con una punta aspra
  • onda quadra – tipica negli strumenti ad ancia come il clarino – suono nasale e  molto chiaro, con alta preponderanza di volume degli armonici rispetto alla fondamentale
  • onda a dente di sega – tipica negli strumenti a bocchino come gli ottoni – suono squillante

Quanto sopra è solo una schematizzazione derivante dalla analisi di alcuni tra gli strumenti acustici più conosciuti.

Nel sintetizzatore musicale è invece possibile scegliere esattamente una di esse come base di partenza per simulare dimensioni timbriche degli strumenti fisici.

N.B.

Anche il rumore d’attacco comprende tante fondamentali scomposte e instabili da non permetterci di riconoscere una fondamentale dominante, ciascuna delle quali contiene la medesima progressione di armonici altrettanto instabili quanto la fondamentale, ma in rapporto matematico perfetto rispetto ad essa.

Tutte queste componenti insieme concorrono a determinare il timbro dello strumento, con risultati, come ben sappiamo, notevolmente differenti.

La manipolazione del timbro

In buona parte, nell’ambito della elettroacustica, il timbro può essere manipolate da un processore timbrico, detto anche tonale, di cui il più importante è l’ equalizzatore.

L’equalizzatore, infatti, permette di enfatizzare o attenuare indipendentemente il volume di varie porzioni più o meno ampie della estensione armonica del suono (detta anche range armonico o più spesso spettro armonico), modificando in maniera anche notevole il colore del suono, comprese le fasi di attacco e di rilascio dello stesso.


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