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ONDA SONORA
Distinguiamo tra:
caratteristiche fisiche,
descrivono come avviene il fenomeno ondulatorio nel mezzo di propagazione (frequenza, lunghezza d’onda, periodo, ecc.)
caratteristiche psicoacustiche,
descrivono l’elaborazione a livello neurale dei segnali provenienti dall’apparato uditivo, che ha come conseguenza la percezione acustica (altezza, volume, timbro, ecc.)
PER LA FISICA
Il suono è un'oscillazione (un movimento nello spazio) compiuta dalle particelle (atomi e molecole) in un mezzo.
È quindi un susseguirsi di rarefazioni e compressioni.
PER LA FISICA
Le grandezze fisiche che caratterizzano un’onda sono:
frequenza (f),
periodo (T),
lunghezza d’onda (l) e
ampiezza.
FREQUENZA (F)
È il numero di vibrazioni complete (dette anche cicli) che avvengono in un secondo.
Si misura in Hertz (Hz)
Ad ogni nota corrisponde una specifica frequenza, ad esempio per il LA3 è 440Hz.
PERIODO (T)
È l’intervallo di tempo necessario per compiere una vibrazione completa.
Si misura in secondi (s)
È l'inverso della frequenza, quindi se un'onda ha un periodo di 1/30 di secondo, allota la sorgente sonora compie in 1 secondo 30 vibrazioni.
LUNGHEZZA D'ONDA (L)
È la distanza tra due punti equivalenti (ad esempio due massimi) di un'onda, o anche la distanza compiuta dall'onda nel periodo.
Si misura in metri (m).
AMPIEZZA
È il massimo dello spostamento dell'onda intorno alla sua posizione di equilibrio.
FASE (φ)
Due onde con la stessa frequenza sono in fase se i loro massimi e minimi coincidono.
Queste onde, se sommate, danno come risultante un'onda con intensità pari alla somma delle due.
FASE (φ)
Due onde con la stessa frequenza sono in controfase se i loro massimi e minimi sono opposti.
Se sommate si annullano.
FASE (φ)
Il concetto di fase o controfase si applica quando abbiamo due onde.
Per un ascoltatore, queste due onde sentite una alla volta suonerebbero identiche.
IL SUONO
Si propaga solo se in presenza di un mezzo, sia esso un solido, un liquido o un gas.
IL SUONO
Maggiore la densità del mezzo, maggiore la velocità di propagazione.
IL SUONO
La velocità di propagazione dipende anche dalla temperatura del mezzo in cui si propaga.
IL SUONO
Velocità nell'aria:
331 mt/s a 0°,
343 mt/s a 20° (per convenzione la temperatura ambiente).
TIPI DI ONDE
Distinguiamo 3 tipi di onde:
semplici,
complesse e
aperiodiche.
ONDE SEMPLICI
Sono quelle che danno i cosidetti suoni “puri”, e sono ben rappresentate da una sinusoide.
In natura sono rare.
ONDE COMPLESSE
Generano i suoni più ricchi e articolati a cui siamo abituati.
Sono onde periodiche, ma non sono rappresentabili con una sinusoide.
ONDE APERIODICHE
Sono suoni formati da onde con frequenza casuale e non prevedibile.
Li percepiamo come rumori.
Sono di difficile rappresentazione grafica in quanto hanno andamento caotico.
LE ARMONICHE
Le onde semplici sono formate da un suono con un'unica frequenza.
LE ARMONICHE
Nelle onde complesse, insieme alla frequenza che da il nome alla nota, suonano altre frequenze, ma con intensità minore.
LE ARMONICHE
Questi altri suoni sono detti armoniche o parziali
LE ARMONICHE
Sono armoniche se sono multipli della fondamentale:
f1=200Hz (f1x1)
f2=400HZ (f1x2)
f3=600Hz (f1x3)
f4=800Hz (f1x4)
ecc...
LE ARMONICHE
Sono parziali se non c'è una relazione diretta con la fondamentale e non sono prevedibili:
f1=100Hz
f2=217HZ
f3=373Hz
f4=532Hz.
IL TIMBRO
L'insieme delle armoniche e delle parziali costituisce il timbro, ed è caratteristico di ogni strumento.
IL TIMBRO
Sarebbe impossibile distinguere un LA di un pianoforte dalla stessa nota di un violino se togliessimo a entrambi i suoni tutte le armoniche.
LO SPETTRO
L'insieme di tutte le frequenze che suonano insieme forma lo spettro.
Lo strumento che ci permette di visualizzare tale insieme è l'analizzatore di spettro.
L'OSCILLATORE
Si chiama oscillatore uno strumento capace di generare forme d'onda di frequenza, forma e ampiezza di molteplici tipi senza un segnale d’ingresso.
Alcuni tipi di onde: Onda triangolare, Onda quadra Onda a dente di sega
FOURIER
Fourier, matematico e fisico francese, scopri che un suono complesso è la somma di un certo numero di suoni puri.
FOURIER
La formula matematica che descrive tale concetto si chiama Trasformata di Fourier.
TRASFORMATA DI FOURIER
Una conseguenza della Trasformata di Fourier è che, conoscendo lo spettro di un suono complesso, si può riprodurre tale suono sommando tra loro un certo numero di suoni puri.
TRASFORMATA DI FOURIER
Questo processo si chiama sintesi additiva, ed è alla base di molti sintetizzatori degli anni '70 e '80.
L'INVILUPPO
L'analisi spettrale ci da un grafico frequenza/intensità. Ci da informazioni su quali frequenze e con quale intensità suonano in un dato istante.
Non ci da informazioni su come varia questo suono negli istanti successivi all'analisi.
L'INVILUPPO
L'inviluppo descrive l'evoluzione del suono nel tempo, senza darci informazioni sul suo contenuto in frequenze.
Questa evoluzione è descritta mediante 4 parametri: attack decay sustain release
ATTACK
Attack (attacco) è il tempo in millisecondi impiegato da un suono per partire da zero e raggiungere la sua massima intensità.
DECAY
Deacy (decadimento) tempo in millisecondi necessario affinché il suono passi dal suo picco massimo ad una fase di relativo equilibrio.
SUSTAIN
Sustain (sostegno o mantenimento) è una fase in cui l’intensità del suono non subisce grandi variazioni, si esprime in termini di tempo (secondi) o volume (dB).
RELEASE
Release (rilascio) è il tempo impiegato dal suono per passare da una fase di equilibrio (sustain) ad un intensità inferiore al rumore di fondo.
ADSR
L'inviluppo è anche detto ciclo ADSR, come acronimo dei suoi parametri (Attack, Decay, Sustain, Release).
ADSR
Sia l'inviluppo che l'analisi spettrale sono descrizioni bidimensionali.
L'INVILUPPO
L'inviluppo considera il cambiamento di ampiezza nel tempo, senza dare nessuna informazione sulla componente in armonici del suono.
L'ANALISI SPETTRALE
L'analizzatore di spettro ci dice quali frequenze stanno suonando in un certo istante, senza considerare le variazioni di intensità delle stesse nel tempo.
IL SONOGRAMMA
Un grafico in tre dimensioni che considera le variabili intensità, tempo e frequenza, è detto sonogramma o spettrogramma.
Grafici di questo tipo sono molto usati in fase di mastering.
IL SONOGRAMMA
IL SONOGRAMMA
IL SONOGRAMMA
Una nota di pianoforte vista come:
a) inviluppo, b) forma d'onda non statica ma in evoluzione nel corso della nota c) fft istantanea, d) sonogramma,e) sonogramma in 3D.
