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ALE
! La tecnologia musicale
nasce dalla commistione
fra le discipline della
ricerca tecnologica, quella
musicale e lo studio dell’acustica. I più importanti teoremi
che hanno consentito lo
sviluppo di questa disciplina sono: - il Teorema di Shannon-
Nyquist o teorema del
campionamento - il Teorema di Fourier
TEO
REM
I Teorema di
Shannon-Nyquist:
! Per campionare
correttamente
(senza perdita di
informazioni) un
segnale a banda
limitata, è
sufficiente
campionarlo con
una frequenza di
campionamento
pari almeno al
doppio della
massima
frequenza del
segnale
Teorema di Fourier:
! Qualunque
segnale
periodico può
essere
scomposto nella
somma di onde
sinusoidali.
! L’insieme di tutte
le armoniche che
compongono una
data forma
d’onda prende il
nome di spettro
di quella forma
d’onda
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GLI A
LBORI A
L
FUTU
RO
! L’organologia e la musica in generale hanno sempre tratto beneficio dal rapporto con la tecnologia (si pensi allo sviluppo del pianoforte) ma è dall’avvento del computer che il rapporto fra musica e tecnologia ha avuto la spinta evolutiva più radicale e galoppante. Sin dalla presentazione al pubblico nel 1946 dell’ENIAC, il primo computer, si pensò di generare suoni, ma le prime vere applicazioni del computer in musica risalgono a fine anni ‘50 con la composizione automatica, sintesi sonora e trascrizione di spartiti per l’esecuzione al computer. Il primo esperimento musicale risale al 057 a opera del compositore L.A. Hiller chiamato Illiac Suite. Nello stesso anno negli USA Max Mathews (padre della computer music) realizzò il primo programma per la sintesi del suono il MUSIC I (sviluppato fino al MUSIC V e padre del moderno CSOUND)
DA
GLI A
LBORI A
L
FUTU
RO
! Passando per lo sviluppo incredibile avvenuto negli anni ’70 dato dall’avvento dei primi sintetizzatori (es. Moog) e successivamente dai sintetizzatori digitali (es. Yamaha DX7) grazie anche all’apporto del fisico italiano Giuseppe Di Giugno e del lavoro svolto presso l’IRCAM di Parigi, si arriva direttamente alla diffusione pressoché totalizzante delle strumentazioni tecnologiche quali tastiere midi/usb, synth virtuali, software per il sequencing e strumenti digitali come pianoforti, batterie e strumenti a fiato.
! Molteplici e in costante evoluzione sono gli ulteriori sviluppi e utilizzi della tecnologia applicata alla musica, dal riconoscimento automatico delle timbriche strumentali alla possibilità di effettuare concerti e registrazioni via web ad alta definizione (musica telematica), passando per modelli dell’interpretazione musicale robotizzata alla separazione in più tracce di file originariamente mono o stereo.
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Il segnale audio analogico, definito anche segnale continuo, differisce dal segnale audio digitale, chiamato anche discreto, per la sua infinità possibilità di individuare due punti, per quanto vicini, al suo interno. L’audio digitale infatti per quanto ad alta definizione prevede sempre uno “scalino” tra un campione ed un altro. I parametri dell’audio digitale che permettono di ridurre questi intervalli di campionamento nei due assi della frequenza e dell’ampiezza sono rispettivamente la frequenza di campionamento e la risoluzione in bit. I moderni convertitori AD(analogico-digitali) consentono di acquisire un segnale audio a frequenze di campionamento che arrivano fino a 192khz/sec e con bitrate a 64bit (385 db).
FREQ
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Frequenza di
campionamento
Rappresenta il numero
di volte la frequenza
del suono viene
campionata al
secondo dal circuito di
Sample and Hold di un
ADC.
Lo standard di
campionamento del
cd audio è di
44.100hz, lo standard
che invece viene
utilizzato nelle
applicazioni
audiovisive (DVD) è di
48.000hz.
Bit-Rate
o Risoluzione in bit
Rappresenta la
definizione dinamica e
identifica in quanti
gradini viene
suddiviso l’ampiezza
d’onda (dB)
Gli standard per la
risoluzione in bit
vanno dal 16 bit (96
dB)del formato cd
audio, ai 24 bit (144
dB) dei dvd fino ai 64
bit (385 dB) che
rappresentano il
massimo ma ancora
non concretamente
applicati a formati
particolarmente
diffusi.
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ICA
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Altro parametro determinante per l’audio digitale è il numero di canali contenuti dal file. I più utilizzati sono l’audio monofonico (1ch), lo stereofonico (2ch), la quadrifonia (4ch) e il surround (5.1ch)
FORM
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FORMATI NON
COMPRESSI
Il segnale così
come acquisito si
presenta nella sua
forma originale.
I formati di
riferimento in
questo caso sono
il formato WAVE
con estensione .wav e
l’equivalente
apple AIFF con
estensione .aiff
FORMATI
COMPRESSI
I formati compressi
nascono dall’esigenza
di ridurre l’impego di
spazio di memoria, Per
fare ciò vengono
utilizzati dei codec,
vale a dire dei
software capace di
codificare dati per
memorizzare e in
questo caso
comprimere. Esistono
formati compressi con
perdita di dati (lossy)
il più utilizzato è
l’.mp3 e senza perdita
di dati (lossless) come
il .flac o il .ape
Wave 32 bit o 64 bit I normali file wave hanno un limite di dimensione pari a 2 GB, il formato wave64 consente invece di creare file con dimensione superiore ai 2 GB. AIFF Un altro formato, equivalente al wave ma realizzato dalla Apple è l’ (Audio Interchange File Format). Estenzioni: .aif, .aiff, .snd
MP3 estensione .mp3, il più famoso dei formati compressi lossy, bitrate variabile di solito utilizzato 128kb/s o 192 kb/s AAC versione dell’MPG-4 (equivale nei fatti a M4A) a parità di compressione, garantisce una qualità sonora migliore dell’MP3 standard ed è utilizzato, fra gli altri, dalla Apple per iTunes. MPC (PPEGplus, MPEG+, MP+) estensione .mpc o .mp+ o mpp algoritmo di compressione open source. Secondo molti test garantisce qualità audio migliore rispetto all’MP3 REAL AUDIO estensione .ra Adatto ad alti rapporti di compressione. Utilizzato spesso per l’ascolto in streaming e nella rete in genere. Bassa qualità. VORBIS estensione .ogg Algoritmo di compressione open source. Simile all’MP3 in termini di qualità audio ma penalizzato dalla scarsa diffusione.
Apple Lossless Encoding Apple Lossless, ALE, o Apple Lossless Audio Codec, ALAC estensione .m4a FLAC Free Lossless Audio Codec è un diffuso codec audio libero raggiunge compressioni importanti, dell'ordine del 30-50% IFF Interchange File Format per gestire in modo simile tipi di file di diverso formato APE (Monkey Audio; .ape): Formato che permette di ridurre di circa il 50% lo spazio occupato dalla nostra musica (in certi casi anche di più) senza alcuna perdita in qualità. LA (Lossless Audio: .la): Il formato no-lossy che comprime di più. La conversione in questo formato è lentissima, però ottiene la migliore compressione in assoluto
HARDWARE AUDIO
L’insieme di attrezzature necessarie per realizzare una macchina
che permetta di lavorare con l’audio digitale viene chiamata
D.A.W. (Digital Audio Workstation). Il primo elemento
fondamentale in questa catena è il PC (personal computer), sia
esso fisso o portatile per lavorare con i principali software audio
ha bisogno di una CPU (central processing unit) o processore di
ultima generazione (es.Core i7 della Intel), altro componente
determinante è la RAM (random access memory) la memoria
volante caratterizzata da tecnologia, velocità di accesso e
capienza (es. DDR4 SDRAM 2666 64gb), un dispositivo di
memoria sia esso hard disk o SSD (solid state disk) caratterizzato
per capacità, interfaccia e velocità (es 2 TB, Sata sequential
write 520 MB/s). Il PC può utilizzare diversi OS (sistemi
operativi) come Windows, OSX mac o Linux di cui sicuramente i
primi due rappresentano uno standard professionale garantito.
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Il sistema informatico musicale utilizza
oltre al computer e agli applicativi anche
una serie di hardware dedicati (schede
audio e interfacce MIDI) che consentono la
registrazione di informazioni audio e MIDI
ed il monitoring dei segnali audio
(attraverso una cuffia o dei monitor). La
scheda audio è importante perché effettua
le due conversioni ADC E DAC e si
caratterizza per:
1. Tipologia di collegamento
2. Numero di ingressi e di uscite audio
(analogiche o digitali)
3. Presenza o meno di preamplificatori
microfonici
4. Presenza o meno di interfaccia MIDI
5. Fornitura di software specifico di
controllo
Ogni computer prevede una scheda audio integrata nella scheda madre, è possibile integrare internamente allo chassis del computer fisso una ulteriore scheda audio più performante tramite connessione PCI. Sempre più frequentemente si utilizzano schede audio esterne, dalle più semplici alle più complesse, collegate al PC con le varie connessioni (USB 2.0, USB 3.0, FIREWIRE, THUNDERBOLT) tutte ormai consentono di acquisire almeno un segnale a 24bit con frequenza di campionamento almeno 44.1khz/48khz. Le principali case produttrici di interfacce audio sono Focusrite, RME, Roland, Yamaha, Apogee, Steinberg. Le più performanti consentono di ridurre notevolmente la latenza generata dal tempo di elaborazione del segnale e quindi di utilizzare anche più Plug-In o VST contemporaneamente senza per questo avvertire ritardo tra la fase di acquisizione e la fase di riproduzione del suono.
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VI Il trasporto del segnale audio è affidato a
dei cavi che possono avere diverse caratteristiche di connessione e presupporre l’utilizzo di adattatori per le più svariate connessioni. Una principale differenza si può evincere tra cavi analogici (JACK, XLR, RCA) e cavi digitali (MADI, SPDIF, ADAT, TOSLINK). Altra importante differenziazione è quella che separa i mondi delle connessioni analogiche cosiddette bilanciate (JACK MONO) da quelle sbilanciate (JACK STEREO, XLR).
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K - C
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CAVO JACK
Esistono diversi tipi di cavi
Jack: mono, stereo,
tricanale..
Possono differire anche nel
diametro: 6,5mm (ampli,
casse, mixer, strumenti..)
3,5 mm (lettori mp3, lettori
cd, auricolari..).
Si differenziano anche per
la loro forma: dritti o a
pipa.
Mono (un solo canale) e
Stereo (due canali, destro e
sinistro)
Il tipo di segnale può
essere Sbilanciato: Massa-
Segnale
Bilanciato: Massa- Polo
caldo(canale sinistro) –
Polo freddo (canale destro)
CAVO XLR
(CANNON)
Utilizzato comunemente
per le connessioni
dell’audio
professionale.
Comunemente
chiamato Cannon per
via del costruttore
originale, la Cannon
Electric. Nella sua
versione a tre poli Pin1
=massa, Pin2 =Polo
caldo, Pin 3 Polo freddo.
Normalmente usato per
le linee audio bilanciate
ed è il più impiegato
per il collegamento dei
microfoni.
MIC
ROFO
NI I microfoni sono dei trasduttori che permettono
la conversione delle onde di pressione sonora in segnale elettrico. Le principali categorie di microfoni sono: microfoni dinamici, microfoni a condensatore (diaframma stretto o diaframma largo), radiomicrofoni, microfoni a nastro.
I microfoni differiscono anche dal loro angolo di ripresa (diagramma polare), vale a dire la direzionalità di acquisizione sonora. In alcuni di essi è possibile ottenere diverse angolazioni di ripresa utilizzando uno switch on board, altri sono pensati per applicazioni dedicate, come i microfoni binaurali o i microfoni unidirezionali.
Altro parametro caratterizzante è la risposta in frequenza, vale a dire la capacità di risposta lineare a sollecitazioni nello spettro che va dai suoni più gravi ai più acuti.
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ICI
I diffusori sono dei trasduttori che
trasformano segnale elettrico in onde
di pressione sonora. I diffusori si
diversificano principalmente fra
diffusori attivi (i quali contengono al
proprio interno l’amplificatore) e
diffusori passivi i quali hanno bisogno
di essere collegati ad un amplificatore
esterno. Altro elemento caratterizzante è il
numero di coni presenti nel diffusore
(chiamati anche vie) e dal diametro
degli stessi. E’ cosa importante il numero e le
tipologie di connessioni previste dal
diffusore.
I diffusori acustici vengono suddivisi anche in base al loro utilizzo, esistono infatti delle nomenclature specifiche per i diffusori da studio (monitor nearfield), diffusori da live per il pubblico (PA - pubblic address speakers), diffusori da live per i musicisti (stage monitor). I diffusori si compongono di: • un amplificatore nel caso dei diffusori attivi di uno chassis o cabinet che svolge la funzione di contenitore • una serie di coni (che definiscono il numero di vie) di
varia dimensione chiamati subwoofer, woofer, mid-range, tweeter (rispettivamente per le basse, medio basse, medie e alte frequenze)
• un meccanismo chiamato cross-over che permette di indirizzare correttamente le diverse frequenze ad ogni cono
• una scheda che permette la/le connessioni al segnale in ingresso e in alcuni casi anche il rimando o i rimandi del segnale in uscita.
MIXER
Il mixer è il cuore di un sistema audio, sia per il live che per lo studio di registrazione, e consente di miscelare e modificare più segnali audio contemporaneamente. I mixer possono essere analogici o digitali, ed in alcuni casi fungere anche da interfaccia audio, elemento determinante è il numero di ingressi e di uscite (aux o main) che permettono alla macchina di miscelare più segnali e quindi di avere maggiori possibilità di impiego. In alcuni casi i mixer sono dotati anche di un effettistica integrata che consente l’elaborazione del segnale direttamente on board. Qualora questa non sia presente è pratica diffusa utilizzare un sistema chiamato out-board di natura analogica o in alternativa una serie di plug-ins che svolgono la medesima funzione tramite algoritmi digitali.
E’ pratica corretta e funzionale considerare il mixer un insieme di STRIP, considerati come una sequenza di possibilità di lavoro su ogni singolo canale in ingresso. Ciascuna Strip varia nel contenuto da modello a modello, alcune caratteristiche principali sono presenti comunque nella maggior parte dei mixer. 1. Ingresso (può essere un connettore xlr,jack o combo) 2. Gain (controllo di guadagno che permette di regolare la
sensibilità di ingresso del segnale) 3. Equalizzatore (può essere di svariate forme, ed è formato da
una serie di filtri che svolgono la funzione di accentuare o diminuire la presenza di determinate frequenze all’interno del segnale in ingresso
4. Aux (controlla la quantità di segnale da inviare alle uscite secondarie)
5. Pan (regola la quantità di segnale nel panorama stereo – destra/sinistra)
6. Solo / Mute (pulsanti che permettono di attivare o disattivare il singolo canale e/o di disattivare o attivare tutti i rimanenti)
7. Fader o level (regola il livello o volume del segnale primario di uscita)
STU
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Lo studio di registrazione è uno spazio progettato per l’acquisizione, il mixaggio e l’editing del suono. Viene definito home recording nel caso in cui questo spazio venga ricavato all’interno di un appartamento da parte degli stessi musicisti. Esistono anche degli studi definiti mobili che permettono di acquisire l’audio anche in spazi all’aperto o non progettati per l’acquisizione. La struttura di base di uno studio consiste in almeno due ambienti definiti sala di controllo o regia (control room) e una (o più) sale di ripresa, è spesso presente anche una sala macchine dedicata alle macchine particolarmente rumorose. Solitamente gli studi subiscono dei trattamenti strutturali e d’arredamento per migliorare l’acustica e l’insonorizzazione dell’ambiente di ripresa.
Le tipologie di registrazione in studio sono diverse e dipendono principalmente dal tipo di musica da acquisire e dalle disponibilità in ordine di spazio e attrezzature. Una delle tipologie di acquisizioni professionali più utilizzate ed efficaci è la tecnica definita multitraccia, dove ogni singolo musicista ha una o più tracce dedicate al proprio strumento, questa tecnica può essere applicata in presa diretta, con risultati migliori in studi dove sono previste diverse stanze isolate acusticamente, o per sovra-incisione dove ogni musicista suona in tempo differito. La tecnica di sommare tracce a materiale sonoro già esistente è chiamata overdubbing. Solitamente la tecnica di presa diretta viene utilizzata in generi musicali dove è più importante l’interplay e/o dove la tecnica dei musicisti non necessità di andare a modificare il singolo suono, questi generi sono il jazz, la musica classica e in alcuni casi la musica di tradizione orale, i generi dove invece è pratica comune effettuare sovra-incisioni sono quelli legati al mondo della musica popular, vale a dire pop, rock e derivati.