Capitolo 5

Applicazioni Informatiche per le arti visive, la musica e lo spettacolo – M. De Santo, F. Colace, P. Napoletano Copyright © 2012 The McGraw-Hill Companies srl

Capitolo 5

Elaborazione del segnale audio


Il suono: un fenomeno fisico e psicofisico

Il suono si studia come fenomeno:

•fisico: propagazione di un fenomeno ondulatorio in un mezzo;•psicofisico: eccitazione del meccanismo uditivo che dà luogo alla percezione acustica.



Caratteristiche fisiche del suono

•Sorgente del suono: oggetto che vibra in un mezzo elastico (gas, liquido o solido); •Suono: variazione della pressione nel mezzo dovuta al movimento delle particelle del mezzo stesso intorno alla posizione di equilibrio.







•Onda sonora (o acustica): è un’onda meccanica longitudinale. •Nel vuoto il suono non si propaga. •Sorgente sonora omnidirezionale e piccola nello spazio: propagazione per onde sferiche.




•Segnale acustico: utilizza la variazione di pressione sonora per trasportare informazione;•Segnale acustico: osservazione in un punto specifico dello spazio della variazione di pressione dovuta alla propagazione di un’onda sonora;



•trasduttore elettro-meccanico: dispositivo che converte le variazioni di pressione sonora in variazioni di corrente o tensione elettrica (microfono o sistema uditivo);•segnale audio analogico: variabile nel tempo e ad ampiezza continua, risultato della trasduzione.




•forma d’onda: frequenza, lunghezza d’onda, ecc.•livelli sonori: pressione, potenza, intensità ecc.



Livelli sonori•pressione sonora: variazione della pressione dell’aria causata da un’onda sonora [Pascal - Pa];•potenza sonora: energia emessa dalla sorgente per unità di tempo [Watt - W];•intensità sonora: potenza sonora trasmessa per unità di area [W/m2];



Legge dell’inverso del quadrato

•Intensità diminuisce proporzionalmente al quadrato del raggio della sfera;•Utile per determinare il livello del suono a una certa distanza dalla sorgente.



Decibel - Alexander Graham Bell.

•deciBel: permette di comprimere i valori grandi e dilatare quelli piccoli in una gamma piu leggibile•pUO quantità espressa in unità di misura originaria (UO):

pdB = 10 x log10 pUO



Livelli sonori e decibel

•livello di pressione sonora: Sound Pressure Level (SPL). Livello di pressione di un suono qualsiasi p rispetto alla pressione del suono di riferimento p0 utilizzato nell’individuazione della soglia di udibilità:




•Soglia di udibilità: pressione sonora minima percepibile dall’orecchio umano, che cambia da soggetto a soggetto e dipende dalla frequenza del suono; •p0 = 20 Pa che corrisponde a 0 dB.




Valori di pressione sonora e SPL per sorgenti acustiche note



Caratteristiche psicofisiche del suono

•sensazione uditiva: creata dall’onda sonora che investe l’orecchio che genera scariche nervose che raggiungono il cervello;•area di udibilità: compresa tra la soglia di udibilità e quella del dolore.



Caratteristiche psicofisiche del suono

•area di udibilità: intervallo 20-20000 Hz;•curve isofoniche: descrivono il comportamento in frequenza dei suoni percepiti con uguale sensazione sonora;•livello di sensazione sonora [phon]: di un suono rispetto alla sensazione di un suono a 1000 Hz e con un dato SPL.



Audiogramma: ISO226 Laboratori Bell



Area di udibilità

Intervallo di frequenza di alcuni strumenti

Strumento Gamma di frequenza in Hz

Pianoforte 27,5 - 4200

Contrabbasso 40 - 250

Violino 200 - 3200

Clarinetto 160 - 1600

Trombone 80 - 500

Tromba 160 - 1000

Chitarra 80 - 880



•Risoluzione dell’orecchio: nella zona a maggiore udibilità (3 kHz) è circa 2 Hz, ma varia a frequenze differenti;•Mascheramento in frequenza: suoni che si presentano vicini in frequenza non possono essere distinti se la distanza è minore della risoluzione o se uno dei due ha maggiore intensità dell’altro.



• Altezza (pitch o tono): parametro soggettivo [mel]. Un suono a 1000 mel è un suono a 1000 Hz e SPL di 60 dB;

• Timbro: parametro soggettivo che dipende dalla distribuzione spettrale delle armoniche;

• Accordo: simultaneità di piu suoni aventi un’altezza definita.



Timbro



Accordo musicale - Fourier•f1 = 261,6 Hz (Do1 prima ottava);

•f2 = 523,2 Hz (Do2 seconda ottava);

•f3 = 784,8 Hz (Sol2 seconda ottava);

•f4 = 1046,4 Hz (Do3 terza ottava);

•f5 = 1318 Hz (Mi3) ecc. Nota Do1 Do2 Sol2 Do3 Mi3 Sol3 Sib3 Do4

Frequenza f 2f 3f 4f 5f 6f 7f 8f


Registrazione del segnale audio

Studio di registrazione: ambiente in cui avvengono l’acquisizione e la manipolazione dei segnali audio:

– mono;– stereo;– multicanale;– spazialità;– surround.



Registrazioni live



Registrazioni live mix



Registrazioni live multitraccia



Digital Audio Workstation (DAW) standalone



Digital Audio Workstation (DAW) computer DAW



Sequencing MIDIMusical Instrument Digital Interface


Registrazione attraverso un computer DAW

Computer DAW è composto da:

•un calcolatore elettronico, •una o piu interfacce di acquisizione e riproduzione audio, •un software di acquisizione ed elaborazione audio;•dispositivi esterni di effettistica e filtraggio e altro ancora;



Interfaccia audio converte:

•un flusso audio digitale in uno analogico per la riproduzione;•flusso audio analogico in ingresso in uno digitale per la registrazione.



Interfaccia audio I/O:

•interne. Collegate ad uno slot della scheda madre, o integrate alla scheda madre;•esterne. Collegate al computer attraverso una porta standard, per esempio, USB o Firewire.



Digital Audio Editor and Recorder - DAER

•software che consente di effettuare una sessione completa di produzione di un brano musicale, fornendo la possibilità di manipolare segnali audio digitali che sono stati acquisiti o devono essere riprodotti attraverso le interfacce audio I/O.



Un progetto in un DAER contiene:

•clip: brani, ritornelli, tracce di singoli strumenti, singole note ecc. •traccia: un progetto audio si compone di piu tracce sovrapposte lungo l’asse del tempo. Ogni traccia può contenere uno o piu clip.



Registrazione audio:•digitalizzazione: campionamento e quantizzazione;•volume: intervallo dinamico (dynamic range) dei volumi della sorgente e dell’interfaccia deve essere coerente;•intervallo dinamico: è il rapporto tra il valore massimo possibile e il minimo di una grandezza variabile [dB];



clipping: distorsione che si genera quando il volume del segnale in ingresso è piu alto di quello gestito dalla periferica di acquisizione.



• Qualsiasi sistema di audio produce una certa quantità di rumore;

• rapporto segnale rumore (SNR): indice di misura della presenza di rumore rispetto a quella del segnale originale [dB].



• Qualsiasi sistema di audio produce una certa quantità di rumore;

• rapporto segnale rumore (SNR): indice di misura della presenza di rumore rispetto a quella del segnale originale [dB].



frequenza di lavoroFrequenza di Campionamento

Formato dei Campioni

Segnale sonoro

Sistema

8000 Hz 8 bit Segnale vocale

Telefono, microfono

32 000 Hz 16 bit Segnale vocale ad alta qualità

Radiomicrofoni ad alta qualità

44 100 Hz 16 bit/20bit Audio CD Mixer, equalizzatori, compressori, reverberi, crossover, registratori e radiomicrofoni professionali

96 000 Hz 24 bit DVD Audio (Blu-Ray)

DVD

176 400 Hz 24 bit

192 000 Hz 24 bit DVD Audio (Blu-Ray)

Registratori e sistemi di editing in Alta definizione

2 822 400 Hz 24 bit Super Audio CD

CD



Modifica della linea del tempo:

•editing del suono – modifica dell’aspetto della forma d’onda.

– Slittamento: sincronizzazione temporale;– Splitting: suddivisione;– Cut, copy, paste: eliminazione, copia, incolla;– Fade in – out: variazione graduale volume;– Crossfading: fade-in e out consecutivi.



Effetti e filtri:

•Amplificazione: guadagno [dB];•Denoising: rapporto Segnale-Rumore (SNR), esempio Spectral Noise Gate (SNG);•Compressione: dinamica del segnale;



Effetti e filtri:

•Delay: eco artificiale, ritardo >50 ms;•Chorus: repliche del segnale;•Riverbero: eco artificiale, ritardo <50 ms;•Panning: segnale destro e sinistro.



Equalizzazione: alti, medi, bassi. Preset



Miscelazione delle tracce in modalità live e post mix:

•Riduzione del rumore; •Eliminazione parti inutili;•Esecuzione del panning;•Compressione delle tracce.



Miscelazione delle tracce

•mixdown: bilanciamento volumi;•equalizzazione: bilanciamento toni;•aggiunta effetti: riverbero, delay ecc.;•ascolto e valutazione;•carattere distintivo.



Creazione di un master: audio mastering

•copia “originale” di riferimento;•obiettivo finale;•supporto di destinazione;•immagine del disco;



Alcuni esempi di programmi per DAERProgramma Produttore Piattaforma Recording Multitraccia Editing VST MIDI Missaggio Mastering Utilizzo

Cubase Steinberg Gmbh

Microsoft Windows / Mac

OS XMultitraccia Illimitato si si si multicanale si professionale

Nuendo Steinberg Gmbh

Microsoft Windows / Mac

OS XMultitraccia Illimitato si si si multicanale si professionale

Logic Pro Apple Inc. Mac OS X Multitraccia 255 si si si multicanale si professionale

Logic Express Apple Inc. Mac OS X Multitraccia 255 si si si stereo no consumer

GarageBand Apple Inc. Mac OS X Monotraccia 255 si si si stereo no consumer

ACID Pro Sony Creative Software

Microsoft Windows Multitraccia Illimitato si si si multicanale si professionale

ACID Express

Sony Creative Software

Microsoft Windows Multitraccia 10 si no no stereo no consumer

Sound Forge Pro


Microsoft Windows Singola Traccia no si si no no no professionale



Programma Produttore Piattaforma Recording Multitraccia Editing VST MIDI Missaggio Mastering Utilizzo

Sound Forge Studio


Microsoft Windows

Singola Traccia no si si no no no consumer

Pro ToolsAvid

Technology, Inc

Microsoft Windows / Mac OS X

Multitraccia Illimitato si si si si si professionale

Audition Adobe Systems Inc.

Microsoft Windows Multitraccia Illimitato si si si stereo si professionale

Soundbooth Adobe Systems Inc.


Multitraccia Illimitato si no no stereo si consumer

Samplitude Magix AG Microsoft Windows Multitraccia 999 si si si multicanale si professionale

Sequoia Magix AG Microsoft Windows Multitraccia 999 si si si multicanale si professionale

Music Maker Magix AG Microsoft Windows Multitraccia 64 si si si multicanale si consumer

Ardour The ardour community


/BSDMultitraccia Illimitato si si si multicanale si consumer

Audacity Dominic Mazzoni

Microsoft Windows / Mac OS X / Linux / BSD

Multitraccia Illimitato si no no stereo no consumer


Software per la creazione di podcast

Podcast:

•file digitale audio/video [mp3,mpeg];•disponibile via Internet;•scaricabile attraverso un aggregatore [feed RSS].•RSS – Really Simple Syndication.



Creare e pubblicare un podcast audio:

•produzione dell’audio digitale;•creazione del file RSS;•pubblicazione podcast on line;•abbonarsi ad un podcast.



INTESTAZIONE Commenti

<rss version="2.0" xmlms:atom=”http://www.w3.org/2005/Atom”><channel><atom:link href=”http://www.spazioweb.it/feedtest.xml” rel=”self” type=”application/rss+xml”/>

PARTE GENERALE DI DESCRIZIONE<title>Titolo del podcast</title><link>http://www.spazioweb.it</link><description>Descrizione del podcast</description><language>it</language><copyright>Autore</copyright><managingEditor>[email protected]</managingEditor><webMaster>[email protected]</webMaster><pubDate>Mon, 11 Oct 2010 10:22:00 GMT</pubDate><lastBuildDate> Mon, 11 Oct 2010 10:22:00 GMT </lastBuildDate><docs>http://www.spazioweb.it/paginapodcast.html</docs>

I Tag pubDate e lastBuildDate sono rispettivamente la data e l'ora della creazione e dell'ultimo aggiornamento del feed

PARTE RELATIVA AL PODCAST

<item><title>Titolo</title><link>http://www.spazioweb.it/titolo.mp3</link><description>Descrizione</description><author>Autore</author><enclosure url="http://www.spazioweb.it/titolo.mp3" length="463872" type="audio/mpeg” /><pubDate>Mon, 11 Oct 2010 10:22:00 GMT</pubDate><source url="http://www.spazioweb.it/titolo.mp3">http://www.spazioweb.it/titolo.mp3</source></item>

Length è la dimensione in byte del file audio.. Type identifica il tipo di file del podcast

PARTE FINALE

</channel></rss>

Esempio di feed RSS



Artista Brano Album Durata Inizio Fine Durata

effettiva

Jamiroquai Space Cowboy The Return of the Space Cowboy 6' 26'' 5'' 3' 25'' 3'

Radiohead Creep Pablo Honey 3' 56'' 18'' 3' 52'' 3' 36''

Pink Floyd The Great Gig in The Sky

The Dark Side of the Moon 4' 47'' 1' 07'' 3' 36'' 2' 29''

Dire Straits Brothers in Arms Brothers in Arms 4' 55'' 22'' 4' 30'' 4' 08''

Tracy Chapman

Talkin' Bout a Revolution Tracy Chapman 2' 40'' 10'' 2' 32'' 2' 22''

Lucio Battisti Prendilà Così Una Donna per

Amico 7' 50'' 50'' 5' 34'' 4' 44''

Un esempio di programma radiofonico.Durata 30 min.



Un esempio di programma radiofonico.Durata 30 min.

Timeline del programma radiofonico

Date post:	18-Mar-2016
Category:	Documents
Upload:	mahala
View:	44 times
Download:	0 times

Capitolo 5

Documents