L'immagine stereo

deve formarsi tre i due diffusori o si deve espandere anche all'esterno?

 

di Mario Bon

16 giugno 2016, 10 aprile 2017

 

 

Prendiamo una coppia di diffusori acustici e portiamoli in giardino. Qui non ci sono pareti laterali e nemmeno il soffitto. Se suoniamo un qualsiasi brano musicale, l'ampiezza orizzontale della scena sonora resta confinata tra il diffusore destro ed il diffusore sinistro.

 

Affinché si possa percepire il suono provenire da un certo punto è necessario che in quel punto ci sia una sorgente fisica o una sorgente virtuale. L'esempio più chiaro di sorgente virtuale è il canale centrale virtuale che si percepisce al centro dei due diffusori quando si suona un brano monofonico.

 

Quando si portano i due diffusori all'interno dell'ambiente domestico le cose cambiano a causa della presenza delle pareti laterali che, rispetto al suono emesso dai diffusori, si comportano come specchi generando delle sorgenti virtuali.

 

 

 

Immagine dell’ambiente di ascolto con i “raggi acustici” che individuano le riflessioni. Sono rappresentate solo le sorgenti virtuali di primo ordine dovute alle pareti laterali.

 

Sono indicate le zone (minime) dove applicate i materiali assorbenti.

 

Le superfici soperte da materiale assorbente e/o diffondente devono essere decisamente maggiori.

 

In buona sostanza davanti (e intorno) a noi ci sono 2 diffusori (sorgenti fisiche) e una quantità di sorgenti virtuali prodotte dalle superfici riflettenti. Ogni parete è uno specchio, le pareti sono sei e i diffusori sono due quindi ci sono almeno 12 sorgenti virtuali del primo ordine (dovute alla prima riflessione).

Non tutte le pareti hanno la stessa importanza e questa dipende dal tipo di diffusore utilizzato. Trascuriamo le riflessione di ordine superiore che sono comunque molto importanti per la formazione del campo riverberato.

 

pavimento

la riflessione meno importante è quella prodotta dal pavimento (compensata dall'apparato uditivo)

Soffitto

in genere la riflessione non è molto intensa (il soffitto è una superficie “lontana” e la limitata dispersione verticale dei sistemi di altoparlanti fa la sua parte). Il soffitto è anche la superficie sulla quale non si desidera intervenire.

Parete dietro ai diffusori

è molto importante con i sistemi omnidirezionali

Parete alle spalle dell’ascoltatore

è importante ma ancor più se è vicina (a meno di un metro). Dovrebbe essere molto fonoassorbente.

Due pareti laterali

Sono le più importanti perché, in genere, sono le più vicine ai diffusori e provocano le riflessioni laterali che allargano il fronte sonoro.

 

Se la parete alle spalle del punto di ascolto è stata “sistemata”, le pareti laterali sono le più importanti. Tuttavia, se il diffusore è un dipolo (un elettrostatico o isodinamico) la radiazione verso le pareti laterali è molto scarsa e queste pareti diventano automaticamente meno determinanti mentre acquista importanza la parete alle spalle del dipolo che riceve la stessa quantità di energia diretta verso il punto di ascolto.


Rapporto tra Chiarezza e LE

 

Per prima cosa vediamo cosa sono Chiarezza, la LE e la ASW.

 

Chiarezza (Clariry, Deutlichkeit, Definizione) : in acustica architettonica. Misura la capacità dell’ascoltatore di percepire distintamente ogni nota anche nelle sequenze più veloci. In una sala la Chiarezza della musica dipende dal rapporto (in decibel) tra il livello delle prime riflessioni (entro i primi 80 millisecondi) e delle riflessioni ritardate (oltre 80 millisecondi). Il livello delle prime riflessioni entro i primi 50 millisecondi determina invece l’intelligibilità del parlato. Il primo a proporre un “indice di definizione” è stato Thiele utilizzando anche gli studi di Haas. Oggi si preferisce fare riferimento all’indice di chiarezza C80(3) ottenuto come media del C80 calcolato sul bande di ottava centrate a 500,1000 e 2000 Hz.

Secondo Reichardt il C80 rappresenta gli attributi di “Trasparenza temporale” e “Trasparenza armonica” (note suonate in successione rapida e note suonate contemporaneamente). La “Trasparenza temporale” e la “Trasparenza armonica” sono anche conosciute, rispettivamente, come “definizione orizzontale” e definizione verticale”. Per superare alcune incertezze legate alla misura del C80 è stato introdotto da Kurer l’istante baricentrico o “tempo centrale” .

Dato che la Chiarezza, in sostanza, rappresenta la capacità di risoluzione di eventi sonori separati nel tempo (definizione orizzontale) o di eventi sonori separati nello spettro (separazione verticale), per un diffusore acustico va correlata alla risposta ai transitori (a sua volta legata alle caratteristiche di fase minima).

 

LE o LEV


Abbreviazione di Listener Envelopment  (avvolgimento dell’ascoltatore)

in un auditorio è una componente della Spazialità (con la ASW). in generale descrive la sensazione dell’ascoltatore di essere “avvolto dalla musica” .

La  LE dipende dalla intensità delle riflessioni che giungono all’ascoltatore con un ritardo superiore a 80 milli Secondi rispetto al suono diretto e anche dalla direzione apparente di provenienza del suono riflesso (diffusione). La LE viene giudicata elevata quando il suono riflesso sembra giungere da tutte le direzioni (campo diffuso). All’aperto la LE è assente.

 

Per aumentare la LE si deve aumentare la diffusione del suono.

Il sistema Bose 901 è concepito per aumentare la LE (a scapito della Chiarezza) un sistema a radiazione diretta aumenta la Chiarezza a scapito della LE. Un sistema a radiazione diretta dotato di sorgente ausiliari quale il CLD o la tripletta aumenta la LE senza sacrificare la Chiarezza perché il suono emesso dal CLD non interferisce con il suono diretto.

La LE si contrappone al “suono della finestra” ovvero alla sensazione che dà il suono udito attraverso una finestra.

 

ASW

ASW significa Apparent Source Width ovvero larghezza apparente della sorgente. Attributo soggettivo della percezione del suono proposto da A. H. Marshall.

La ASW (con la LE) è un aspetto della Spazialità esperita nelle sale da concerto ed è correlata al livello delle riflessioni laterali che giungono all’ascoltatore con un ritardo compreso tra 50 e 80 millisecondi dopo l’arrivo del suono diretto. Aumentando il livello di queste riflessioni aumenta la sensazione di spazialità (aumenta la dimensione orizzontale della sorgente). 

Particolarmente apprezzata, per questo effetto, la Musikvereinsaal in Vienna.

 

Se, in fase di mixaggio non vengono alterate il modulo e le fase relative di bande specifiche di frequenze in modo indipendente nei due canali, qualsiasi allargamento dell'immagine all'esterno dei diffusori (dato che avviene a causa delle riflessioni laterali e quindi per interferenza) va sempre a discapito della Chiarezza.

L'esempio più luminoso di ciò è dato dal sistema Bose 901.

 

Riguardo alla Chiarezza: più di qualcuno, quando descrive il tipo di suono che predilige, specifica che non desidera un suono troppo "radiografante" o troppo "presente". Questo significa che una riduzione della Chiarezza non è sempre percepita come un fatto negativo. La Chiarezza si regola anche variando la distanza di ascolto (che equivale a regolare il rapporto tra suono diretto e suono riflesso).

Aumentando il suono riflesso aumenta la LE e diminuisce la Chiarezza.

Aumentando il suono diretto diminuisce LE e aumenta la Chiarezza.

Questo tipo di esercizio (aumentare una, diminuire l'altra) lo facciamo quando scegliamo la posizione di ascolto soggettivamente ottimale. Questo vale a teatro (prime file, 10^ fila, loggione) come in casa (2 metri...4 metri..ecc.).

È poco probabile che un appassionato che segue le opere dal loggione, acquisti un sistema un molto direttivo (a meno che non possa ascoltarlo a 6 metri di distanza). La logica vorrebbe che si orientasse verso un sistema omnidirezionale o verso un sistema dipolare o un sistema dotato di sorgenti ausiliarie posteriori quali il CLD (per aumentare il campo riflesso).

E' assolutamente normale scegliere il tipo di diffusore proprio dal punto di vista del tipo di radiazione (radiazione diretta, dipolo, omnidirezionale).

 

 

I diffusori scompaiono

 

Quando si dice che "i diffusori scompaiono" (perché scompaiono a coppie) significa che la sorgente virtuale è dominante rispetto alla coppia di diffusori fisici che la generano e che  non sono più individuati come tali. Questo indipendentemente da dove appare la sorgente virtuale. Con un programma monofonico l'immagine virtuale deve apparire al centro dei diffusori. Se (l'immagine monofonica) appare all'esterno allora c'è qualche cosa che non va (per es. canali in controfase o differenze sensibili tra il canale destro ed il canale sinistro).

 

 

La distorsione prospettica

 

Distanza critica Dc o raggio di riverberazione:

è distanza dalla sorgente dove il livello del campo diretto è uguale al livello del campo riflesso. Dovrebbe essere costante con la frequenza. Se varia troppo brusco o in modo troppo discontinuo, introduce la distorsione prospettica.

Quando il tempo di riverberazione è costante con la frequenza (o non varia troppo o troppo bruscamente) anche il raggio di riverberazione è costante.

Il raggio di riverberazione dipende dal fattore di direttività della sorgente. Più la sorgente è direttiva e più il raggio di riverberazione è grande.

Distanza critica r per un diffusore acustico caratterizzato da risposta in frequenza piatta in asse e indice di direttività Q variabile con la frequenza. All’aumentare della direttività la distanza critica aumenta.

 

Consideriamo i piatti della batteria. Succede, a volte, di percepirli come se suonassero davanti ai tweeter dei diffusori. Potrebbe anche essere un difetto della registrazione. Ma prebbe essere colpa dei diffusori.

 

Supponiamo che il sistema di altoparlanti abbia un medio con dispersione ampia e un tweeter con dispersione ridotta (sul piano orizzontale). Ne segue che:

 

-          la distanza critica in zona medio è bassa

-          la distanza critica in zona tweeter e alta.

 

Questo fa sì che i piatti della batteria si percepiscano “davanti” ai tweeter. Possiamo chiamar questo fenomeno “distorsione prospettica”: è come se i due diffusori fossero piegati in avanti con i tweeter più vicini al punto di ascolto. E' evidente che questo non sarebbe un sistema ben calibrato, ma può succedere.

 

Adesso consideriamo un sistema onmidirezionale posto in prossimità di una parete piana e riflettente.

Le due immagini riflesse, dovute alle pareti, sono sufficientemente intese da spostare la sorgente virtuale che si formerà tra il diffusore e la parete. Ne segue che lo stage sonoro si allarga anche oltre la posizione dei diffusori. In questo caso le sorgenti, lungo la retta passante per i centri acustici dei diffusori, sono diventate quattro. 

Questa situazione (il fronte sonoro che si estende da una parete all’altra) ha i suoi estimatori.

Quello di cui si deve tenere conto è che la dimensione orizzontale dello stage dipende:

 

- dal tipo di diffusore usato

- dalla posizione rispetto alle pareti

- dalle caratteristiche della parete (fono assorbente, diffondente, mezzo e mezzo)

 

In una control room (che è fatta per ottenere un certo risultato) l'immagine si forma tra di due diffusori (perché si fa in modo che le riflessioni laterali passino alle spalle dell'ascoltatore).

 

 

Andamento delle riflessioni frontali e laterali in una control room.

I diffusori e le pareti sono inclinati in modo che il suono riflesso non arrivi direttamente al punto di ascolto RFZ ma venfa opportunamente assorbito o diffuso.

 

RFZ significa Riflection Free Zone (zona libera da riflessioni). Di concezione successiva alla sala di controllo LEDE, l'obiettivo è creare una stanza che non influenza la riproduzione, in opposizione con la scuola Early Sound Scattering (ESS). Le riflessione vengono abbattute con fonoassorbimento e geometria della stanza in modo da dirigere le riflessioni lontano dalla zona RFZ

 

 

 

Diffusori e stabilità della posizione delle sorgenti virtuali

 

Per ottenere una riproduzione stabile della posizione e delle dimensioni delle sorgenti virtuali (gli strumenti riprodotti) si devono verificare delle condizioni:

-          la registrazione deve essere stata fatta in un certo modo

-          i diffusori destro e sinistro devono essere uguali

-          la disposizione dei diffusori nell’ambiente deve rispettare una certa simmetria

 

Se poi vogliamo inserire in questo discorso anche la stabilità della posizione delle sorgenti virtuali basta introdurre un minimo di simmetria della disposizione è più importante per i sistemi omnidirezionali e diventa sembre meno critica al crescere della direttività del sistema divenendo marginale per i dipoli. Questo però non significa che più un sistema è direttivo e meglio è perché una eccessiva direttività aumenta il rggio di riverberazione.

 

 

 

Disposizione dell’impianto ad angolo (foto Marcello Dalmazia). Questa disposizione limita le riflessioni laterali che giungono nel punto di ascolto, aumenta l’ITG e favorisce la Chiarezza. A volte aiuta anche a risolvere problemi legati alle onde stazionarie a bassa frequenza. Se si può andrebbe provata.

 

ITG o ITDG (Initial Time-Delay Gap)

In un ambiente l’ ITG è l’intervallo di tempo, espresso in millisecondi, che intercorre tra l’arrivo del suono diretto e della sua prima riflessione. Tra le altre cose è correlato alla Intimità (attributo del suono di un ambiente). In un ambiente domestico l’ ITG è nell’ordine di pochi millisecondi. Nei primi millisecondi avviene la localizzazione della sorgente ed è importante che la prima riflessione giunga con il giusto ritardo. Nelle sale migliori, al centro della platea, l’ ITG vale meno di 25 millisecondi.

Tempo che intercorre tra la percezione del suono diretto e della sua prima riflessione. La prima riflessione più importante è quella laterale. 

 

In un auditorio lo ITG è nell’ordine di 10-25 millisecondi.

 

In un ambiente domestico è nell’ordine di qualche millisecondo. In ambiente domestico lo ITG dovrebbe essere compreso tra 4 e 10 milli secondi.

Si parla tanto della importanza delle prime riflessioni ma si parla poco di ITG. L’ITG è tanto importante quanto le prime riflessioni.

 

 

 

Tempo di riverberazione ottimale in funzione della frequenza per gli ambienti domestici.

Il fono assorbimento medio dovrebbe essere compreso tra il 18 ed il 25%. Ciò si ottiene rivestendo un quarto delle superfici delle pareti con materiali con coefficiente di fono assorbimento medio del 100%.  Esistono anche pannelli che sono sia fono assorbenti che diffondenti.

 

 

T60= 1.7 secondi tempo di riverberazione in secondi, V=volume in metri cubi

Al di sopra della frequenza di Schroder vale il modello statistico (sabiniano) e ha senso parlare di tempo di riverberazione. Al di sotto dominano i modo normali. Un ambiente medio 5x4x2.8 il volume è di 56 metri cubi