Parte 1 Iniziamo controllando che siano chiari a tutti i fondamenti

Parte 1
Iniziamo controllando che siano chiari a tutti i fondamenti minimi di acustica e fonomeccanica.
Acustica
Cos'è il suono? Le risposte sono due: in un dominio che chiameremo fisico-meccanico il suono è
composto da una pressione esercitata sull'aria che produce un movimento – per quanto possibile
coerente – nell'aria o in altro mezzo elastico, delle particelle che compongono il mezzo stesso,
intorno a posizioni dette di stabilità. In un altro dominio logico, che chiameremo percettivoemozionale, il suono consiste nell'eccitazione del nostro meccanismo uditivo che si risolve in
percezione acustica. Nel primo dominio il suono è uno stimolo, nel secondo è una sensazione.
L'obiettivo di questo percorso è principalmente l'esplorazione del dominio fisico-meccanico,
lasciando a voi le valutazioni sulle percezioni, all'interno del vostro peculiare miniuniverso acustico
a casa o in studio.
Dunque il mezzo attraverso cui si propaga il suono subisce per così dire una vibrazione indotta, che
diventerà percezione sonora nel nostro orecchio (o in un microfono).
Questa vibrazione, data da una serie di compressioni e rarefazioni del mezzo, si propaga nell'aria
con una velocità costante (circa 343 m/s), ma come è facile immaginare, la “forza” di questa
vibrazione si scontrerà con la resistenza del mezzo fino a far scomparire via via che ci si allontana
dalla fonte qualunque informazione sullo stimolo che inizialmente ha provocato la vibrazione stessa
(percussione, vibrazione di corda, vibrazione d'aria a seconda che abbiamo percosso un tamburo,
pizzicato una chitarra o soffiato in un sassofono).
Tutto, o molto, per noi sintetisti sta nel costruire e gestire i parametri di base di questa vibrazione.
Per il momento ammettiamola periodica costante, in modo che i parametri possiamo considerarli
sempre uguali nel tempo, e ricapitoliamoli e formalizziamoli insieme:
Descrizione Parametro
Parametro
formale Unità di misura
(grandezza, dimensione)
Che distanza c'è fra un Lunghezza d'Onda
picco e un altro? Cioè fra
due compressioni o due
rarefazioni
uguali
e
successive?
Equivalenza nel dominio
percettivo-emozionale
Metri
Altezza di un suono, o pitch
(è un Do, è un Fa, è un Fa
più alto/basso,...)
Quanti picchi uguali passano Frequenza. È l'inverso della Hertz
Altezza di un suono, o pitch
in un secondo?
Lunghezza d'Onda.
Quanto è larga (o alta) la Ampiezza
vibrazione dell'onda?
(è un Do, è un Fa, è un Fa
più alto/basso,...)
Pascal, Bel
Intensità di un
pressione
(comunemente
volume)
suono,
sonora,
detto
Un'onda pressoria che si diffonde nell'aria intorno alle nostre orecchie ci risulta udibile solo se vibra
con una frequenza compresa fra i 20 e i 20000 Hertz, cioè se i picchi nelle sue onde si susseguono
con velocità comprese fra 20 e 20000 volte al secondo (esercizio 1: calcolate le lunghezze d'onda
minima e massima che limitano il nostro campo uditivo, sapendo che la velocità del suono, e quindi
delle onde e dei loro picchi, nell'aria è di circa 343 metri al secondo).
Limiti.
Forse non è superfluo notare che essendo il periodo una funzione inversa del tempo, o - se preferite
- essendo la frequenza il reciproco della lunghezza d'onda, il fattore di volta in volta al
denominatore può assumere un bel po' di valori, ma di certo non lo Zero.
(Soluzione esercizio 1) Se la frequenza aumenta la lunghezza d'onda diminuisce: ma fra quali valori
possono oscillare frequenza e wavelength? Lo spettro uditivo va da 20 a 20mila Hertz, quindi
percepiamo solo onde che oscillano dalle 20 alle 20mila volte al secondo. Dunque a 20 Hertz la
lunghezza d'onda, calcolata per l'aria con una temperatura di 20 gradi e a livello del mare in cui il
suono si propaga a circa 343 metri al secondo, è di circa 17 metri (343 diviso 20). A 20 kHz la
wavelength è di 0,017 metri, cioè appena di 17 millimetri. Un LA di diapason si diffonde con
un'onda che vibra a 440 Hz e una lunghezza d'onda di 78 centrimetri. Né la lunghezza d'onda, né la
frequenza possono mai raggiungere il valore Zero, non solo nell'ambito del nostro spettro uditivo,
ma anche fuori di esso: i denominatori delle frazioni che li identificano non possono infatti
assumere valore nullo.
Laboratorio con SuperCollider – gli Intervalli
Lanciate SuperCollider, avviate un server premendo sul tasto boot (localhost va benissimo) e nella
finestra di programmazione scrivete:
{SinOsc.ar(440, 0, 0.2)}.play;
e date invio (Fn + Enter nei Macbook). Per interrompere il suono premete cmd + punto.
Avete generato un impulso sonoro che ha la frequenza di 440 Hertz, fase iniziale nulla e intensità
(relativa al software) di 0.2, equivalente ad un LA. Raddoppiando la sua frequenza suoneremo il LA
di un'ottava musicale più alta (880 Hertz), mentre emettendo un suono a 220 Hz sentiremo un LA
più basso. Il concetto di ottava musicale va a impattare sullo spettro delle frequenze sopra definito
con una dinamica di rapporti fra frequenze. Dividendo per 12 lo spazio che c'è fra un tono e un suo
gemello di un'ottava superiore, otteniamo tutti gli intervalli musicali della scala diatonica, che
divide appunto un'ottava musicale in 12 semitoni. Sarà difficile calcolare la frequenza esatta di una
qualunque nota su un piano, ma potremo dire velocemente qual è il rapporto fra due frequenze.
Con SuperCollider possiamo generare due toni simultaneamente utilizzando due oscillatori:
{ [SinOsc.ar(440, 0, 0.2), SinOsc.ar(760, 0, 0.2)] }.play;
Lo sguardo aritmetico allo spettro delle frequenze ci aiuta a manipolare meglio i nostri knobs. Ad
esempio l'intervallo di quinta perfetta fra due note equivale a un rapporto fra le loro frequenze di
3:2, cioè ad esempio la quinta del LA centrale (nota MI) ha frequenza uguale a 440/2*3=660. Due
note in tale rapporto fra loro suoneranno sempre piacevoli, a prescindere dall'intonazione assoluta, a
causa della particolare armonica che abbiamo scelto (quinta). Così facendo possiamo velocemente
calcolare le frequenze di terze (minori e maggiori), quarte, quinte e settime di una nota base,
rendendo il nostro doppio o triplo “beep” molto più interessante, cioè creando accordi.
DO
RE
MI
FA
SOL
LA
SI
DO
Base
Seconda
Terza
Quarta
Quinta
Sesta
Settima
Ottava
1/1
9/8
5/4
4/3
3/2
5/3
15/8
2/1
Provate da soli a generare vari toni con SuperCollider o con altri strumenti software o hardware che
vi permettano di controllare con esattezza la frequenza del tono generato, calcolare il rapporto fra le
frequenze con altre note e ascoltare l'effetto quando suonano insieme a gruppi di due o più.