L’ascolto nelle nostre stanze nelle basse frequenze.

Gran parte delle stanze costruite negli ultimi anni in Italia hanno per legge un’altezza prossima ai due metri e settanta mentre le altre dimensioni solitamente non superano di molto tale quantità.
Partiamo da questa considerazione: il primo modo di risonanza assiale legato all’altezza (quello che considera il suono mentre si rinforza riflettendosi, possiamo dire ‘rimbalzando’, tra soffitto e pavimento) sarà collocato in frequenza a:

Equazione modo risonanza assiale

ponendo n = 1, perché è la prima della sequenza delle risonanze modali che vogliamo considerare, e Lz = 2.70 m, otterremo fz = 63.7 Hz
Si noti che un’altezza di 2.63 m centrerebbe in pieno la fondamentale del secondo DO del pianoforte (C2) a 65.4 Hz, modificandola rispetto alle componenti musicali vicine!
Ciò conferma che i nostri ambienti di vita e di lavoro devono essere posti nel mondo delle stanze acusticamente piccole, dove l’interazione tra le singole note e l’ambiente è forte.
Per approfondire e fare più di un esperimento diretto sul vostro impianto con le vostre orecchie si legga questo articolo.

E’ comprensibile quindi come non si debba mai sottovalutare proprio il filtraggio che l’ambiente può esercitare sulla musica riprodotta dall’impianto audio, soprattutto sulle prime tre ottave del pianoforte e sui suoni più gravi: oggi molto usati in tutte le forme della musica moderna e nelle colonne sonore.

A frequenze più alte valgono considerazioni legate al riverbero: ambienti troppo spogli suoneranno ‘metallici’ e riverberanti, ambienti troppo trattati dai materiali classici come le spugne fonoassorbenti suoneranno ‘spenti’ e daranno l’effetto di ‘sordità’, detto anche ‘acquario’. In entrambi i casi l’ascoltatore professionista o comunque esigente e il musicista si troverà a disagio.
Il cervello ha infatti delle forti capacità di adattamento ma numerosi studi di psicoacustica hanno dimostrato come l’elaborazione fatta dal sistema percettivo abbia dei limiti posti proprio dalla fisica del suono.
Quindi la correzione della risposta del sistema impianto-stanza diventa importante, soprattutto quando l’area di ‘buon ascolto’ (lo sweet spot) deve essere ampia, quindi nelle sale d’ascolto e nelle sale regia. Per punti spaziali molto ridotti esistono oggi nuove tecniche di filtraggio digitale sull’uscita dell’impianto audio che stanno dando risultati interessanti su applicazioni specifiche.

L’influenza delle risonanze: note lunghe e stacco della singola nota.

Le risonanze sonore sono chiaramente percepibili sull’ascolto con due fenomeni: la diversa quantità di energia data alle singole note e la perdita di articolazione data alle note brevi.
Nel primo caso capita spesso di notare la diversa intensità fra le varie note della linea del basso; nel secondo caso l’effetto è la perdita di definizione e di presenza delle singole note, spesso definite troppo ‘rotonde’, ‘gonfie’ o ‘rimbombanti’. Questi eventi sono evidenti quando si paragona l’ascolto dello stesso materiale audio in diversi ambienti e situazioni.
Molte sale di regia e di ascolto soffrono per questi due motivi: ciò che suona fantastico all’ascolto definitivo nella sala stessa è poi completamente diverso quando si riascolta in macchina, in salotto, in altri posti. Soprattutto per quanto riguarda il ‘tiro’, il ‘groove’, concetti legati spesso alle basse frequenze.
Le sale speaker o di ripresa vedono congiuntamente lo stesso fenomeno percependo dei rimbombi non voluti, più forti in alcuni punti della stanza rispetto ad altri.

Un altro punto da non sottovalutare è infatti l’estrema variabilità spaziale del fenomeno, dobbiamo ricordare che in punti diversi di uno stesso ambiente si ascolta (e si registra) in modo differente perché l’energia sonora a bassa frequenza si distribuisce in regioni diverse.
Di seguito mostriamo il grafico di alcune misure eseguite con un array microfonico sintetico in 5 posizioni distinte di un ambiente d’ascolto (posizionate a 30 cm l’una dall’altra): è chiara l’estrema variabilità presente a bassa frequenza, si pensi che spesso i risultati sono peggiori di quello mostrato.

Spettri nei bassi in punti adiacenti della stessa stanza

Devo ricordare che quando si guarda lo spettro (il grafico dell’ampiezza in frequenza) di un segnale si compie un’analisi dell’energia a regime, spalmata su un intervallo di tempo lungo quanto il campione sonoro studiato. Possiamo dire che è valida per delle note lunghe mentre sono suonate, questo tipo di figura appena mostrato fa parte quindi dei primi step in un analisi ingegneristica approfondita.
E’ chiara per esempio l’influenza dei modi di risonanza (i picchi e le valli). I più esperti di acustica noteranno che i massimi che non cambiano di molto la posizione in frequenza sono dovuti a modi slegati dall’asse dell’array lineare.

Bisognerà poi considerare la durata delle note e verificare che i fenomeni fisici legati al riverbero e alle risonanze non ne compromettano la funzionalità e l’intenzione artistica quando esse terminano e quando sono ripetute.
Per renderci meglio conto nella tabella seguente portiamo ad esempio la durata di alcune note, comuni sia nella musica moderna sia nella musica classica: nella prima colonna si portano i beat per minuto, ovvero il numero della tacca del metronomo relativa alla durata dei quarti di intero e nelle altre colonne la durata in millisecondi delle loro scomposizioni principali.

Tabella bpm rispetto alla durata delle note

Se si pensa che i fenomeni di decadimento energetico degli ambienti (il famoso ‘riverbero naturale’ ) qui considerati, seppur piccoli, sono compresi tra i 200 e i 500 millisecondi, si capisce come i classici dibattiti tecnici sulla caduta nel tempo dell’energia abbiano in realtà una base pratica da non sottovalutare.

Il decadimento delle code sonore può infatti interferire con la qualità delle note stesse, soprattutto quando non è desiderato o è difficile da individuare per via della sua collocazione in frequenza (p.e. sale regia, sale di editing e mastering, sale d’ascolto critico, sale speaker o di ripresa per musica moderna, etc.). Nel caso di brani già registrati ciò può modificare la fruizione del riverbero e del bilanciamento tonale già presente in essi.

Esistono situazioni invece dove si vuole che le risonanze non siano limitate ma lavorino al meglio, è così all’interno di tutti gli strumenti musicali naturali e su scala più grande in molte sale dove essi devono suonare (p.e. sale da concerti, per musica da camera, sale ripresa per musica acustica e per certi versi sale d’ascolto ludico).

Decadimento a bassa frequenza

Il grafico precedente ci mostra quale sia l’influenza delle singole risonanze ambientali per quanto riguarda il loro decadimento nel tempo, è simile a un grafico EFT (Energy Frequency Time curve): lungo l’asse delle frequenze possiamo le varie risonanze e avvallamenti energetici misurati nell’ambiente, lungo l’asse del tempo vediamo come ognuna di esse abbia un decadimento diverso.
Possiamo quindi capire come esistano delle risonanze pericolose per la musica e altre no, cosa che una semplice analisi spettrale non può farci capire. Molto dipende dall’utilizzo dell’ambiente ma uno studio come quello mostratoci può aiutarci a diventare ascoltatori più consapevoli e ovviamente a studiare i miglioramenti necessari nella stanza (p.e. posizione sorgenti-ascoltatore, trattamento acustico interno, arredamento consapevole).

Per approfondire e fare più di un esperimento sul vostro impianto con le vostre orecchie si legga questo articolo.

L'argomento viene studiato nei dettagli dal nostro team in questo articolo si possono leggere alcuni approfondimenti che abbiamo proposto alla comunità scientifica internazionale nel 2008.

Figure a cura dell'ing. Nastasi e dell'ing. Rizzi

Commenti

Problemi in gamma bassa

Trovo interessanti questi articoli divulgativi sulle problematiche acustiche, complimenti.

Nella mia stanza/studio ho una eccessiva presenza di frequenze basse (dai 120 ai 160 Hz, ho circa +6/7 dB!, misurati con rumore rosa e analizzatore di spettro). In qualunque punto mi sposti e in qualunque posizione disponga i monitor, il problema non cambia. La stanza misura circa 3,50 X 3,70 H 2,85 (le misure sono indicative, in questo momento non ho sotto mano le misure esatte).
Ho provato Tube traps, Daad ma senza risultati apprezzabili.
Inutile dire che il suono risulta pessimo.
Non so davvero che fare, mi può dare qualche consiglio?

Se la domanda risulta assimilabile ad una consulenza, la contatterò in privato.

Davvero complimenti per il sito e per la competenza.
Saluti. Marco.

sì, conviene approfondire la situazione

Grazie,

effettivamente è opportuno fare un sopralluogo di misura e quindi
un'analisi approfondita dell'ambiente: solo con una consulenza
riuscirei a individuare tutte le questioni e ad aiutarla a migliorare una
situazione così specifica.
Si noti che il fenomeno coinvolge almeno 5 semitoni a cavallo fra la
seconda e la terza ottava del pianoforte.

Mi scriva pure sull'indirizzo del sito (info@suonoevita.it) con
un numero di telefono, la chiamerò appena mi sarà possibile.

Cordialità,

Lorenzo

ing. Lorenzo Rizzi