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Capitolo 5

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.

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Capitolo 5

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Presentation Transcript

  1. Capitolo 5 Elaborazione del segnale audio

  2. Il suono: un fenomenofisico 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.

  3. Il suono: un fenomenofisico e psicofisico Caratteristichefisiche del suono • Sorgentedel suono: oggettochevibra in un mezzo elastico (gas, liquido o solido); • Suono: variazionedellapressionenel mezzo dovuta al movimentodelleparticelledel mezzo stessointornoallaposizionedi equilibrio.

  4. Il suono: un fenomenofisico e psicofisico Caratteristichefisiche del suono

  5. Il suono: un fenomenofisico e psicofisico Caratteristiche fisiche del suono • 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.

  6. Il suono: un fenomenofisico e psicofisico Caratteristiche fisiche del suono • Segnale acustico: utilizza la variazione dipressione sonora per trasportare informazione; • Segnale acustico: osservazione in un punto specifico dello spazio della variazione di pressione dovuta alla propagazione di un’onda sonora;

  7. Il suono: un fenomenofisico e psicofisico • trasduttoreelettro-meccanico: dispositivocheconverte le variazionidi pressionesonora in variazionidi correnteo tensioneelettrica (microfonoo sistemauditivo); • segnale audio analogico:variabileneltempo e ad ampiezzacontinua, risultatodellatrasduzione.

  8. Il suono: un fenomenofisico e psicofisico Caratteristiche fisiche del suono • forma d’onda: frequenza, lunghezza d’onda, ecc. • livelli sonori: pressione, potenza, intensità ecc.

  9. Il suono: un fenomenofisico e psicofisico 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];

  10. Il suono: un fenomenofisico e psicofisico 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.

  11. Il suono: un fenomenofisico e psicofisico Decibel - Alexander Graham Bell. • deciBel: permette di comprimere i valori grandi e dilatare quelli piccoli in una gamma più leggibile • pUO quantità espressa in unità di misura originaria (UO): pdB= 10 x log10pUO

  12. Il suono: un fenomenofisico e psicofisico 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:

  13. Il suono: un fenomenofisico e psicofisico Livelli sonori e decibel • Soglia di udibilità: pressione sonora minima percepibile dall’orecchio umano, che cambia da soggetto a soggetto e dipende dalla frequenza del suono; • p0 = 20 mPa che corrisponde a 0 dB.

  14. Il suono: un fenomenofisico e psicofisico Livellisonori e decibel Valori di pressione sonora e SPL per sorgenti acustiche note

  15. Il suono: un fenomenofisico e psicofisico 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.

  16. Il suono: un fenomenofisico e psicofisico 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.

  17. Il suono: un fenomenofisico e psicofisico Audiogramma: ISO226 Laboratori Bell

  18. Il suono: un fenomenofisico e psicofisico Area di udibilità Intervallo di frequenza di alcuni strumenti

  19. Il suono: un fenomenofisico e psicofisico • 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.

  20. Il suono: un fenomenofisico e psicofisico • 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 più suoni aventi un’altezza definita.

  21. Il suono: un fenomenofisico e psicofisico Timbro

  22. Il suono: un fenomenofisico e psicofisico Accordo musicale - Fourier • f1= 261,6 Hz (Do1 prima ottava); • f2= 523,2 Hz (Do2secondaottava); • f3= 784,8 Hz (Sol2secondaottava); • f4= 1046,4 Hz (Do3terzaottava); • f5= 1318 Hz (Mi3) ecc.

  23. Registrazione del segnale audio Studio di registrazione: ambiente in cui avvengono l’acquisizione e la manipolazione dei segnali audio: • mono; • stereo; • multicanale; • spazialità; • surround.

  24. Registrazione del segnale audio Registrazioni live

  25. Registrazione del segnale audio Registrazioni live mix

  26. Registrazione del segnale audio Registrazioni live multitraccia

  27. Registrazione del segnale audio Digital Audio Workstation (DAW) standalone

  28. Registrazione del segnale audio Digital Audio Workstation (DAW) computer DAW

  29. Registrazione del segnale audio Sequencing MIDI Musical Instrument Digital Interface

  30. Registrazioneattraverso un computer DAW Computer DAW è composto da: • un calcolatore elettronico, • una o più interfacce di acquisizione e riproduzione audio, • un software di acquisizione ed elaborazione audio; • dispositivi esterni di effettistica e filtraggio e altro ancora;

  31. Registrazioneattraverso un computer DAW Interfaccia audio converte: • un flusso audio digitale in unoanalogicoper la riproduzione; • flussoaudio analogico in ingresso in unodigitale per la registrazione.

  32. Registrazioneattraverso un computer DAW Interfaccia audio I/O: • interne. Collegate ad uno slot dellaschedamadre, o integrate allaschedamadre; • esterne. Collegateal computer attraversounaporta standard, per esempio, USB o Firewire.

  33. Registrazioneattraverso un computer DAW 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.

  34. Registrazioneattraverso un computer DAW Un progetto in un DAER contiene: • clip: brani, ritornelli, tracce di singoli strumenti, singole note ecc. • traccia: un progetto audio si compone di più traccesovrapposte lungo l’asse del tempo. Ogni traccia può contenere uno o più clip.

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

  36. Registrazioneattraverso un computer DAW clipping: distorsione che si genera quando il volume del segnale in ingresso è più alto di quello gestito dalla periferica di acquisizione.

  37. Registrazioneattraverso un computer DAW • Qualsiasi sistema di audio produce una certa quantità di rumore; • rapportosegnalerumore (SNR): indice di misuradellapresenza di rumorerispetto a quella del segnaleoriginale [dB].

  38. Registrazioneattraverso un computer DAW • Qualsiasi sistema di audio produce una certa quantità di rumore; • rapportosegnalerumore (SNR): indice di misuradellapresenza di rumorerispetto a quella del segnaleoriginale [dB].

  39. Registrazioneattraverso un computer DAW frequenza di lavoro

  40. Registrazioneattraverso un computer DAW 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.

  41. Registrazioneattraverso un computer DAW Effetti e filtri: • Amplificazione: guadagno [dB]; • Denoising: rapportoSegnale-Rumore(SNR), esempioSpectral Noise Gate (SNG); • Compressione: dinamica del segnale;

  42. Registrazioneattraverso un computer DAW Effetti e filtri: • Delay: eco artificiale, ritardo >50 ms; • Chorus: repliche del segnale; • Riverbero: eco artificiale, ritardo <50 ms; • Panning: segnaledestro e sinistro.

  43. Registrazioneattraverso un computer DAW Equalizzazione: alti, medi, bassi. Preset

  44. Registrazioneattraverso un computer DAW Miscelazione delle tracce in modalità live e postmix: • Riduzione del rumore; • Eliminazione parti inutili; • Esecuzione del panning; • Compressione delle tracce.

  45. Registrazioneattraverso un computer DAW Miscelazionedelletracce • mixdown: bilanciamentovolumi; • equalizzazione: bilanciamentotoni; • aggiuntaeffetti: riverbero, delay ecc.; • ascolto e valutazione; • caratteredistintivo.

  46. Registrazioneattraverso un computer DAW Creazione di un master: audio mastering • copia “originale” di riferimento; • obiettivo finale; • supporto di destinazione; • immagine del disco;

  47. Registrazioneattraverso un computer DAW Alcuniesempi di programmi per DAER

  48. Registrazioneattraverso un computer DAW

  49. Software per la creazione di podcast Podcast: • file digitale audio/video [mp3,mpeg]; • disponibilevia Internet; • scaricabile attraverso un aggregatore [feed RSS]. • RSS – Really Simple Syndication.

  50. Software per la creazione di podcast Creare e pubblicare un podcast audio: • produzione dell’audio digitale; • creazione del file RSS; • pubblicazione podcast on line; • abbonarsi ad un podcast.

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