Due suoni a confronto

[Guest Pianoaccordatore]

Ecco a tutti voi un confronto molto piacevole tra 2 modelli verticali giapponesi; Yamaha e Kawai

Questa è sezione del forum dove si parla di tecnologia costruttiva dei pianoforti.

 

Quale suono preferite?

 

http://www.youtube.com/watch?v=rMbq4U61CbE

[Andry]

Troppo squillante il kawai ho ascoltato senza vedere quale piano venisse prima bè premesso che provare pianoforti in un negozio lo trovo asssurdo,meglio il primo, sembrano tutti uguali salvo differenze nette di qualità d'altronde spazi piccoli e tante casse armoniche vicine qualche effetto lo faranno..

[thesimon]

Mi sembra che il suono così ad orecchio sia ripreso in maniera diversa. Per il kawai mi sembra che i microfoni siano messi molto più vicini ai martelli. Impossibile fare una comparazione sul suono in questo modo.

[Boesendorfer]

Concordo TheSimon.

Confronto tutt'altro che piacevole, suono mediocre, brutta musica.

Preferisco i pianoforti tedeschi, non solo per amor di patria.

[Andry]

Uhm si lo pensiamo in molti.. ma a domanda fatta avrei voluto rispondere se preferisco suono kaway o yamaha purtroppo suonano tutti così dannatamente uguale quando stai a negozio che ti vien voglia di impazzire! e son già passato per la scelta del piano. Comunque ammesso che nuovi siano pianoforti omogenei come qualità mi piacerebbe rifare la scelta con registrazioni in sale con acustica più imparziale

[pianoexpert]

E' difficile fare un confronto senza tener conto dell'intonazione dei martelli! Tutte e due le Case presentano dei martelli duri, impregnati, che devono essere seguiti nel tempo come intonazione, pena il suono troppo "duro".

[lory]

Non credo si possa fare un ragionamento di intonazione dei martelli quando l'audio è registrato con un microfono trovato nell'uovo di pasqua ed il livello della registrazione si adatta al livello di ingresso del microfono. Concordo con TheSimon quando dice che è impossibile fare una comparazione in questo modo, credo mi darà ragione se dico che questa registrazione è piatta senza dinamica, e l'ampiezza si riconosce unicamente dal cambio di timbro e non come dovrebbe essere dal cambio di timbro dato dal volume maggiore. Dico bene ?

[pianoexpert]

Dici Mejo!!!!!!

[thesimon]

Ammazza ! 10 e lode per Lory... Qui mi tocca fare l'analisi come si deve con tanto di FFT e comparazione di fase.

 

 

Informazioni generali sulla traccia audio:

 

 

Ci ricordiamo che il bitrate è calcolato con la formula: b = 8 * f / t dove f è la grandezza del file espressa in byte (1MByte = 1024KByte ed 1KByte = 1024Byte) pertanto 1,87MB = 196083712 Byte, t è il tempo in secondi. In questo caso sulle informazioni della traccia c'è un errore di lettura sul tempo che comunque è 3:59 quindi 239 secondi.

 

Un bitrate così basso ci dà già un'idea della scarsa qualità dell'audio anche se la modalità dei canali è Joint Stereo (che ci fa recuperare qualcosa in termine di Bit per canale a Bitrate così bassi).

 

Quello su cui dobbiamo soffermarci che è abbastanza importante è il Sample Rate, ovvero il numero di campioni per secondo misurati dal campionatore audio.

22050 campionamenti al secondo fanno sì, secondo il teorema del campionamento che la massima frequenza fisica misurabile e campionabile dal campionatore sia 10000 Hz circa. Questo è un dato molto importante. Facendo premessa che il range nominale di ascolto dell'uomo sia compreso tra i 20Hz ed i 20 KHz, anche se nella realtà è già buono considerare i 15 KHz una buona soglia udibile, i suoni più acuti anche se non sia più possibile riconoscerli da soli, insieme ad altri suoni producono comunque degli effetti psicoacustici. Avere un campione che registra fino ad una soglia di 10000 Hz significa perdere un sacco di informazioni. Non solo... Visto in ambito pianistico significa che suonando l'ultimo DO(8) sulla tastiera la registrazione è in grado di catturare solo il secondo armonico a circa 8500 Hz. Il terzo armonico è già fuori portata.

 

Un'analisi spettrale conferma le aspettative...

 

 

Per questa analisi spettrale ho utilizzato un Plugin nativo all'interno di Logic. Quelli che vedete sono i picchi massimi dopo aver suonato tutto il brano. Sull'asse delle ascisse le frequenze, sull'asse delle ordinate le ampiezze.

Osserviamo che le frequenze udibili, sopra la soglia dei -35 partono dai 50 Hz agli 8 KHz, consideriamo però la vera melassa sonora a partire dai -20dB in poi. Il nostro campo si restringe a frequenze nell'ordine dei 150 Hz fino ai 4KHz. In poche parole la registrazione si è già mangiata gran parte delle frequenze udibili.

 

Analizziamo la correlazione di fase per vedere come la codifica in Joint Stereo abbia agito sulla spazialità.

 

 

Come possiamo vedere il file non ha la minima spazialità. E' uno stereo mono !

In altre parole ci fa pensare che al momento della cattura, l'audio sia stato catturato da un microfono di una telecamera, da mono splittato a stereo. Al momento della conversione, non ci sono stati bit di codifica alle basse frequenze differenziabili pertanto il Joint Stereo non ha prodotto alcun risultato utile alla sua caratteristica. Possiamo quindi considerare il file MONO, o tecnicamente falso stereo con 32KBits rate per canale.

 

Dal punto di vista della dinamica, Lory ha centrato il punto. Tutte le telecamere "entry level" hanno un sistema di autogain che fa sì di concentrare il fuoco sullo spettro di frequenze che hanno ampiezza maggiore diminuendo le altre (una specie di filtro passa banda adattivo), questa tecnica serve a mascherare rumori non voluti nella registrazione (es. vento, mare mosso, brusii di sottofondo) al fine di valorizzare il volume di chi parla che molto probabilmente è di fronte al microfono della macchina da presa. Il problema è che questo continuo innalzamento e abbassamento di dinamica vs. frequenza, distrugge anche le frequenze che nella musica potrebbero essere interessanti perché caratterizzano il timbro dello strumento (non dimentichiamoci che il timbro è determinato dalla sommatoria di Fourier della fondamentale con tutti i parziali, ma se i parziali vengono tagliati, il timbro viene inevitabilmente modificato).

 

La dimostrazione di questo adattamento proviene da un range dinamico inesistente (suoni a bassa pressione sonora registrati allo stesso livello di suoni ad alta pressione) come è possibile vedere nella diapositiva che segue la media della dinamica è molto prossima al picco.

 

 

Tutte queste parole per dire che secondo me questo video non ha alcun senso di esistere e non fornisce nessuna indicazione qualitativa sulla bontà dei suoni messi a confronto.

Per porre la stessa questione sul piano delle immagini sarebbe come dire...

 

 

Quale foto tra queste due è la più bella del Colosseo di Roma ?

Inutile dire che la bassa qualità delle foto non ci permette di esprimere un parere.

[lory]

Caspita ! Su alcune cose non ti ho seguito molto bene, tipo quando parli del secondo armonico fuori portata ed anche quando parli del teorema del campionamento, che intendi ?

[thesimon]

Scusami, mi hai fatto notare un errore imperdonabile che ho dovuto correggere altrimenti le mie considerazioni non filavano. Non si tratta di secondo armonico ma di terzo armonico. Il primo armonico è la fondamentale stessa, il secondo armonico ha frequenza doppia rispetto alla fondamentale, il terzo armonico ha frequenza tripla rispetto alla fondamentale e così via.

Il teorema del campionamento detto anche teorema di Nyquist-Shannon definisce il campionamento analogico digitale sfruttando la trasformata di Fourier e ci dice che un segnale analogico la cui banda sia limitata da una certa frequenza che chiamiamo Fmax può essere descritta dalla somma di diverse frequenze (Fourier). E' un teorema molto complesso, se hai solide basi matematiche puoi dare un'occhiata a questo link, altrimenti nelle prossime righe ti sintetizzerò molto il concetto per renderlo alla portata di tutti. Prima di essere convertita in digitale deve essere campionata con una certa frequenza di campionamento che chiameremo Fc. Fc deve essere sufficientemente > di 2 Fmax altrimenti si incorre in un effetto chiamato Aliasing e riconvertendo il segnale in analogico si avrà perdita di dati. In altre parole se viene soddisfatto il teorema di Nyquist il segnale originale sarà uguale al segnale campionato riconvertito in analogico. Non può essere strettamente maggiore di 2 Fmax ma ragionevolmente maggiore di Fmax perché i filtri passa basso non sono ideali, hanno una certa pendenza di abbattimento del segnale in funzione della frequenza, pertanto si preferisce campionare a frequenze superiori a 2 Fmax. Siccome la massima soglia udibile nominale per l'essere umano è nell'ordine dei 20000 Hertz secondo Nyquist dovremmo campionare ad una frequenza maggiore di 2*20000 = 40000 Hz ma come abbiamo detto questa frequenza sarebbe valida se ci trovassimo a lavorare con componenti ideali, dovendo lavorare con componenti reali tale frequenza è innalzata a 44100 per stare tranquilli di non incappare in fenomeni di aliasing del campionamento. Da qui nasce l'esigenza di lavorare a 44100 Hz per l'audio. Se dovessimo produrre un CD per i pipistrelli questa frequenza di campionamento sarebbe decisamente insoddisfacente. I pipistrelli hanno una soglia massima udibile nell'ordine degli 80000 Hz e dovremmo campionare a più di 160000 Hz, ci andrebbero bene gli attuali campionatori a 192KHz. Purtroppo però non esistono microfoni in grado di percepire frequenze così alte anche perché per il nostro utilizzo sarebbero troppo costosi e perfettamente inutili come è inutile produrre un disco per i pipistrelli. Era ovviamente solo un esempio per vedere come utilizzare il teorema.

 

Spero ti sia chiaro il discorso, se c'è qualcosa che non hai capito chiedi pure...

[lory]

Praticamente i CD sono 44100 per soddisfare questo teorema del campionamento, giusto ?

[micamahler]

Esatto

[thesimon]

Proprio così. Hai capito perfettamente. Se non avessero questa frequenza di campionamento, la ricostruzione dell'onda analogica di uscita non sarebbe paragonabile (a quelle frequenze che vogliamo riprodurre) a quella acustica in entrata.

[lory]

Grazie ad entrambi per le delucidazioni.

[Fra]

E la perdita di informazione?

[thesimon]

E la perdita di informazione?

 

Ottima domanda. La perdita di informazione avviene per 2000 ragioni diverse. Ne analizziamo solo alcune per non andare a finire troppo nel tecnico e nel pesante, poi se credi sia il caso possiamo approfondire la questione quanto vuoi, o fino a che sono in grado di approfondirla perché rientra nelle mie competenze...

La prima perdita viene fatta prima di campionare in quanto il segnale viene fatto passare attraverso un filtro passa basso. Per descrivere la natura ci serviamo di modelli più semplici perché sarebbe impossibile considerare tutti i fattori insieme. Modellizziamo quindi il filtro passa basso nel caso semplice con una resistenza ed un condensatore in serie (il condensatore è in parallelo rispetto al segnale). Il filtro non è affatto un elemento ideale che taglia nettamente tutte le frequenze, pertanto vedendo il grafico di risposta in frequenza del filtro avremo una gobba di taglio che scende con una certa pendenza e non certamente, come nel caso ideale ad angolo retto.

Un altra motivazione è il rumore di fondo introdotto dai collegamenti e dai componenti del circuito i quali nonostante possano essere ottimi non sono di nuovo ideali, quindi per quanto riguarda i cavi in essi ritroviamo una componente resistiva, una componente induttiva ed una componente capacitiva. Stessa cosa valgasi per i componenti. Nei condensatori abbiamo una quantità capacitiva che si presume prevalente tanto da considerare trascurabili le sue componenti resistive e induttive. Vale lo stesso ragionamento per resistori ed induttori.

Altre perdite provengono dal fatto che campionare a 24 bit significa dividere l'asse delle ordinate (quello delle ampiezze) in 2^24 divisioni, ovvero 16777216 divisioni. Avendo un segnale di 10 Volts in ingresso sto misurando differenze nell'ordine di 596 nV (Questo è la grandezza del "Quanto di conversione") e ci ricordiamo che 600nV è la soglia di rumore Johnson in un resistore di 2,2KOhm alla temperatura di 25°C (Rumore introdotto dagli elettroni che si muovono per via dell'effetto termico all'interno del resistore) misurato con una frequenza di 10KHz. Con questa risoluzione ci aspettiamo di ascoltare un range di 144dB (si trova calcolando 20 volte il log (1/2^n) con n = numero di bit di campionamento), in realtà si arriva a 120/122dB perché ci sono Bit inutilizzabili a causa dei componenti non ideali.

Altre problematiche sono legate alla non perfetta scansione del clock, tanto è vero che per migliorare questa condizioni si è soliti utilizzare i così chiamati World Clock, che sono macchine esterne che sincronizzano i convertitori di diversi macchinari. Come avrai capito i convertitori AD/DA sono dei macchinari estremamente complessi. Ci sono solamente 3 case produttrici nel mondo che hanno i fondi da investire per progettare macchinari così complessi. Ecco perché convertitori AD/DA che minimizzino questi errori hanno un costo nell'ordine degli 8000 euro (vedi i Prism). La qualità del suono è dunque profondamente influenzata dalla qualità di queste macchine.

[Fra]

Dai dai che scherzavo! Volevo solo provocarti, da ingegnere elettronico quale purtroppo sono

 

Complimenti per la passione!

 

PS. Non ho letto la risposta, la leggeró

[Fra]

Ho trattenuto il respiro e ho letto .... Tutte considerazioni corrette!!

 

 

In tutto questo processo cosa diresti sulla componente più metallica del suono (visto che parliamo di pianoforti)...dove va a finire?

E rispetto alle registrazioni del passato (quelle dei grandi maestri) cosa cambia?

 

È meglio acquisire il suono vicino ai Martelli o lontano?

 

[thesimon]

Ahahah che delinquente !

 

La componente metallica del suono proviene dalle parziali abbastanza distanti dalla fondamentale, sono infatti queste che conferiscono brillantezza se è questa la cosa alla quale ti riferisci, che è data dalla sommatoria in n di n volte A con n tutto fratto somme in n di A con n. (No stress dettare le formule così)... n sarebbe il numero della parziale ed A con n è l'ampiezza della n-esima parziale che stiamo considerando.

 

Ci sono anche altri parametri però che influenzano la brillantezza e quindi la somma di fourier. Ad esempio la forma d'onda. La quadra per esempio è fatta di sole componenti dispari. Volendo simulare un comportamento analogo su un pianoforte dovremmo colpire con il martelletto la corda esattamente al centro così da rendere impossibile la formazione di tutti gli armonici pari.

 

Acquisire il suono vicino ai martelli o lontano è solo una questione di gusto. Sarebbe come chiederci quando un rumore diventa suono e viceversa quando un suono diventa rumore. Anche battere i gomiti sul tavolo può essere un suono per me se diviene contestualizzato in un certo ambito. Certamente riprendere il suono vicino ai martelli da molto più dettaglio a prescindere dal tipo di pianoforte, il suono che ne risulta è più Jazzistico. Per l'ambito classico proprio l'altro giorno parlavo con Ciammarughi (ha uno studio a Roma con un banco SSL e registra e mixa audio per fiction per la RAI e per il cinema), il pianoforte è uno degli strumenti più difficili da catturare perché ha uno sviluppo di armonici pazzesco. Lui è solito riprendere il piano con due DPA dietro le spalle del pianista e due AKG valvolari (old vintage) con capsule sfalsate di 90° una sopra l'altra in figura 8. I risultati che ho sentito in studio erano pazzeschi. Tu mi chiedi rispetto alle registrazioni dei grandi maestri del passato cosa cambia.

Dipende da chi registra e con cosa registra. Un tempo i registratori erano a nastro (i vecchi DAT, ancor prima c'erano i registratori su disco di vinile). C'è un passaggio di dominio non indifferente da prima ad ora. Volente o nolente nonostante si utilizzino attrezzature vintage, poi i segnali vengono sempre convertiti in sequenze più o meno lunghe di 1 e 0, ma sempre in campo discreto siamo approdati... E c'è una legge che dice che più tocchi il segnale più lo rovini. A volte però certi rumori ci stanno bene. Tante attrezzature analogiche sporcano molto bene il segnale al punto che spendiamo migliaia di euro per farcelo sporcare ben bene.

[Fra]

Io volevo che mi parlassi un pó del pink noise

[thesimon]

Aspetta un attimo, se sei ingegnere elettronico e sai già queste cose perché non ne parli tu ? Che stiamo facendo l'interrogazione tra professore ed alunno ?

[Fra]

Non è così, scrivi meglio tu!

 

Ritengo che siano tutte cose interessanti per chi legge e ne parlerei volentieri, ma sono troppo pigro per scrivere ...

 

Mi interessa invece isolare qualche concetto che ben si applica alla vita del pianoforte, ovvero quello di timbro o composizione armonica, come hai ben spiegato tu e quello di filtro passa-basso, che è in grado di escludere componenti in alta frequenza, paradossalmente quelle che all'orecchio dei più non piacciono.

 

Timbro perché negli anni si modifica, decade con l'invecchiento dell'acciaio, del rame.... Filtro perché anche la tavola armonica invecchia, diventa sempre meno elastica rendendo il timbro più povero...

 

Decadenza del pianoforte.

 

Non mi spiego perché oggi si voglia ammazzare un pianoforte nuovo prima del tempo, con le punture indiscriminate alla testa dei Martelli

 

E mi rifaccio ai due verticali ascoltati!

 

Facciamo un gioco, registrazione scarsa, vicinissima ai Martelli, pianoforte scordato! Qualcuno sa inquadrare la tipologia, l'epoca etc?

 

Senza poter vedere è bellissimo.

 

 

http://yourlisten.com/channel/content/16961405/prova5

[sisifo1987]

Ciao Simone, complimenti per l'intervento.

Un passaggio nel tuo primo intervento non l'ho capito. Mi serve una mano per seguirti.

Tu dici: "Analizziamo la correlazione di fase per vedere come la codifica in Joint Stereo abbia agito sulla spazialità", cosa intend...cosa è la spazialitài??

 

Leggendo mi è venuta voglia di provare a fare una analisi e cercare di interpretare i risultati. Ti posso chiedere in dettaglio gli strumenti che hai utilizzato o altri che si potrebbero utilizzare?

Grazie mille!!

[thesimon]

Il Joint Stereo viene usato quando due canali di un file stereo si assomigliano molto. Le alte frequenze meno differenziabili vengono appaiate in un unico canale mentre le basse frequenze che risentono molto di più dei disallineamenti tra canali vengono divisi in due canali. Il concetto dello spazio nell'audio è la capacità del nostro cervello di interpretare da che parte viene un suono. Tipicamente se abbiamo due casse di fronte a noi, una a destra una a sinistra rivolte verso la nostra testa che occupa la posizione del fuoco (intersezione delle perpendicolari passanti per il centro dei coni), che emettono lo stesso segnale alla stessa intensità il nostro cervello interpreta un suono che proviene virtualmente dal centro. Se alziamo di più una cassa rispetto ad un'altra, ad esempio alziamo il volume della destra, chiudendo gli occhi ci sembrerà che la sorgente sonora dal centro si sta spostando verso destra. Un altro fattore importante nel determinare la spazialità è la fase dei due segnali. In caso di segnali complessi (che contengono tantissime frequenze nell'insieme continuo) la spazialità è data dalla differenziazione in fase del primo canale rispetto al secondo. Ci aiuta a capire questa cosa il correlatore di fase che è uno strumento che calcola il coseno ottenuto dalla somma degli angoli nello stesso istante di due segnali. Capiamo da subito quindi che il correlatore di fase avrà un range di valori da -1 a +1. Se la differenza di fase tra il segnale del canale A rispetto a B è di 0° (non c'è sfasamento) il coseno è 1. Se rimane piantato su 1 per tutto il file audio allora siamo nel caso di un segnale mono sdoppiato su due canali, proprio quello che era successo all'audio del video che abbiamo analizzato, se il valore oscilla tra 0 e 1 stiamo ancora bene perché significa che c'è buona spazialità, in particolare a 90° il coseno è proprio 0. Quando si scende a valori inferiori allo 0 la cosa è preoccupante e dobbiamo provvedere perché si va in quel fenomeno che si chiama cancellazione di fase. Finché l'ascolto resta stereo non c'è più problema ma quando l'ascolto è mono la risultante è la somma dei canali, ma se i canali si muovono verso la controfase, per estremizzare diciamo che il correlatore di fase segna -1, significa che su un ascolto mono noi non sentiremo assolutamente nulla perché il segnale del canale A sommandosi al canale B si è cancellato (due segnali uguali e periodici sfasati di 180° si cancellano). Ecco l'importanza del correlatore di fase.

L'altro plugin che ho utilizzato fa lo studio in frequenza. Praticamente realizza la serie di Fourier a real time, è un FFT (Spettroscopio).