Marco Simoncini Sintesi Additiva Corso di Campionamento Sintesi

Marco Simoncini Sintesi Additiva Corso di Campionamento, Sintesi ed Elaborazione Digitale del Suono Materiale rilasciato sotto licenza Creative Commons – Attribuzione/Non Commerciale/Condividi allo stesso modo Si autorizza, in deroga al secondo punto, l’utilizzo per l’insegnamento 1

Il suono ▪ Il suono è una variazione di pressione che si trasmette da un generatore, ad esempio uno strumento musicale o la voce, alla membrana del timpano in un orecchio ▪ Per «acquisire» un suono, ad esempio per registrarlo o per elaborarlo con un computer, si usa, al posto del timpano, la membrana di un microfono ▪ Il microfono è un trasduttore che converte l’energia meccanica della variazione di pressione in energia elettrica ▪ Il flusso di energia elettrica è maggiore o minore a seconda che il suono sia più o meno «forte» ▪ Il flusso di energia elettrica generato dalla conversione di un suono, diviene un segnale 2

La rappresentazione grafica del segnale ▪ Per rappresentare graficamente un segnale, si può usare ad esempio un grafico cartesiano, ovvero un grafico in cui in orizzontale si «conta» il tempo, e in verticale si misura l’ampiezza del suono in un dato istante. ▪ Un grafico cartesiano può essere utilizzato per mettere in relazione due grandezze di qualsiasi tipo. Ad esempio, giorno del mese e temperatura media 3

La rappresentazione grafica del segnale ▪ Per rappresentare graficamente un segnale, si può usare ad esempio un grafico cartesiano in cui in orizzontale si «conta» il tempo, e in verticale si misura l’intensità del suono in un dato istante. ▪ Dato che il suono è convertito in un segnale elettrico, possiamo misurarlo ad esempio in m. V (millivolt, millesimi di Volt) ▪ Se misuriamo il suono su tempi molto lunghi (es. ogni secondo), avremo un’indicazione di come si evolve l’intensità del suono stesso ▪ Se misuriamo il suono molte volte il secondo (es. 10000 volte ogni secondo) avremo un’indicazione della natura del suono stesso, quella che si dice la forma d’onda del suono 4

Segnali periodici e aperiodici ▪ Un segnale periodico è quello che si ripete uguale a ogni ciclo ▪ Consideriamo «ciclo» il passaggio da un determinato valore alla successiva istanza del valore stesso ▪ Il più semplice segnale periodico è la sinusoide ▪ Un segnale aperiodico ha andamento variabile e non uguale a ogni ciclo, sino a rendere fuori luogo il concetto di «ciclo» 5

Segnali periodici e aperiodici ▪ Un noto esempio di «suono» sinusoidale è il ronzio della corrente alternata a 220 V che a volte disturba un impianto audio ▪ Un segnale sinusoidale può partire ad esempio da zero (silenzio) e oscillare tra un valore massimo e un valore minimo sempre tenendo conto che il valore sull’asse verticale deve essere pari al «seno» del valore sull’asse orizzontale. ▪ Questa relazione si esprime con la formula Y = sin(X) 6

Segnali periodici e aperiodici ▪ I segnali periodici si possono dire anche deterministici, perché siamo in grado di prevedere il loro andamento ▪ I segnali possono essere anche non periodici: ad esempio se sono impulsivi o hanno andamento esponenziale ▪ I segnali non periodici di cui non è possibile prevedere l’andamento, o è possibile farlo solo in termini statistici, si dicono stocastici o aleatori 7

Segnali periodici e aperiodici Segnale periodico (sinusoide): è anche un segnale deterministico, perché sappiamo come prosegue nel tempo Segnale aperiodico aleatorio: non deterministico (parabola): sappiamo come prosegue e i valori sappiamo come prosegue nel non si ripetono periodicamente tempo ma i valori non si ripetono, quindi è deterministico ma non periodico 8

Sommare i segnali ▪ I segnali possono essere sommati tra loro, con varie modalità ▪ Si ottiene così un segnale risultante che può essere anche molto diverso dai singoli segnali che lo compongono ▪ Sommando segnali periodici si ottengono segnali periodici ▪ La creazione di suoni mediante somma di segnali viene detta sintesi additiva 9

Sommare i segnali ▪ Nella musica elettronica, i segnali che vengono sommati tra di loro vengono detti parziali ▪ La parziale di frequenza più bassa si può dire fondamentale, ma non sempre suona all’orecchio come tale ▪ Se le altre parziali che si sommano hanno frequenze che sono multipli interi della «fondamentale» , il suono risultante è armonico ▪ In caso contrario, il suono viene detto inarmonico 10

La generazione del segnale: l’oscillatore ▪ La generazione dei segnali avviene mediante dispositivi in grado di far variare la tensione (e la corrente) nel tempo ▪ Nel mondo analogico tali dispositivi vengono detti oscillatori e tale nome è restato anche nel mondo digitale ▪ Nei primi sintetizzatori, per generare un segnale periodico si utilizzava il VCO (Voltage Controlled Oscillator) ▪ Un altro oscillatore, a frequenze normalmente troppo basse per essere udite e utilizzato per scopi che vedremo più oltre, era l’LFO (Low Frequency Oscillator) 11

Max/MSP ▪ Il programma Max/MSP è un «laboratorio» che consente praticamente qualsiasi creazione nel campo del suono e dell’immagine ▪ Nei suoi «patcher» (finestre di costruzione) è possibile assemblare tra di loro vari oggetti che, collegati da «cavi» virtuali, generano o modificano i segnali come desiderato ▪ L’oggetto principale che utilizzeremo per la sintesi additiva si chiama «cycle~» e genera un onda sinusoidale 12

Max/MSP L'oggetto che genera il suono è cycle~. La tilde ~ dopo il nome di un oggetto indica che l'oggetto lavora sul segnale (e non sui numeri o sui comandi come gli oggetti senza tilde) Questo oggetto si chiama gain~ ed è uno slider per la regolazione del volume Questo oggetto rappresenta l’uscita audio del computer (o della scheda audio, se presente). Si chiama ezdac~, cioè «Easy DAC» Questo oggetto si chiama number e invia un numero a cycle~. Questo interpreta il numero come la frequenza a cui deve oscillare Questi oggetti non sono necessari per la generazione del suono, ma consentono di «vedere» la forma d’onda. 13

Max/MSP ▪ A questo punto, proseguiamo con la patch «Sintesi Additiva 01» di Max/MSP. ▪ Grazie per l’attenzione! 14