DALL'ANALOGICO AL DIGITALE

V. IL TRATTAMENTO DEI SUONI MEDIANTE ELABORATORE
V.4.2. Tecniche di sintesi del suono mediante elaboratore

V.4.2. Tecniche di sintesi del suono mediante elaboratore


Una tecnica di sintesi e' un procedimento che consente di generare il suono artificialmente.

I parametri con cui si determina il timbro del suono differiscono a secondo del tipo di sintesi adoperata per la generazione, e possono essere forniti direttamente dal compositore o con azioni su opportuni dispositivi di ingresso, oppure derivare dall'analisi di suoni preesistenti.

Nel primo caso si ha la sintesi diretta, nel secondo caso sintesi basata sull'analisi.

Per la rappresentazione delle tecniche di sintesi si usano generalmente i diagrammi a moduli in cui le azioni sono rappresentati da blocchi o moduli di varie forme, mentre segmenti di retta con freccia indicano la direzione del flusso del segnale tra i vari moduli (fig 21).


Sintesi mediante forma d'onda fissa

La caratteristica di molti suoni musicali e' di essere quasi-periodici o armonici.

Il più semplice metodo di sintesi consiste nel produrre un segnale periodico mediante la ripetizione continua di una certa forma d'onda.

Questo metodo viene chiamato sintesi con forma d'onda fissa, e il modulo che la realizza si chiama oscillatore digitale, che contiene la forma d'onda memorizzata in una tabella.

Il parametro fondamentale e' il periodo di una forma d'onda, che può essere scelta tra un'insieme di onde prefissate, o costruita tramite elaboratore, fornendo alla macchina i valori di ampiezza voluti associati al livello di ogni armonica del suono dato.

L'inconveniente di questa tecnica deriva dal fatto che una tabella d'onda rappresenta lo spettro per un'altezza data ed in un istante dato nel tempo, per cui i parziali sono rigorosamente multipli della fondamentale e variano tutti con lo stesso andamento.

I risultati della sintesi a forma fissa non sono particolarmente soddisfacenti proprio perché il suono non ha nessuna variazione nel corso della sua durata, assumendo quindi un carattere poco naturale e meccanico che affatica abbastanza presto l'ascoltatore.

Modulazione di frequenza

La modulazione di frequenza (fm) e' una tecnica classica dell'elettronica e del trattamento del segnale.

La modulazione di frequenza come tecnica di sintesi per elaboratore e' stata sviluppata essenzialmente da John Chowning al Center computer research in music and acustic dell'università' di Stanford.

Questa tecnica permette di ottenere un gran numero di timbri complessi in maniera relativamente economica in termini di quantità di calcolo e in semplicità d'utilizzo.

Il principio fondamentale consiste nel modulare con una frequenza (detta modulante) una frequenza di base (detta portante) che definisce la fondamentale del suono da sintetizzare, un indice permette di controllare la profondità della modulazione.

Se le due grandezze sono in rapporto intero gli spettri ottenuti sono armonici, altrimenti si ottengono delle famiglie di spettri inarmonici.

E' possibile modulare più portanti con una sola modulante in modo da ottenere delle zone formantiche nello spettro, oppure modulare con più modulanti una portante, in modo da arricchire lo spettro con le componenti prodotte dalla modulazione di ciascuna modulante.

Inoltre la tecnica della modulante modulata (o modulazione in serie), che consiste nel modulare l'onda modulante con un'altra modulante, offre la possibilità di ottenere spettri irregolari, più ricchi di componenti armoniche di frequenza elevata.

Sintesi additiva

Nella sintesi additiva si può produrre un suono complesso mediante la sovrapposizione di suoni sinusoidali (teorema di Fourier).

Questa tecnica consiste essenzialmente nel descrivere un suono facendo corrispondere a ogni parziale o armonica, una frequenza un' ampiezza e una fase controllate dinamicamente e separatamente dall'elaboratore.

Il problema che si pone nell'uso di questa tecnica e' la grande quantità di dati che bisogna fornire per una singola nota, che fanno della sintesi additiva una tecnica di sintesi inglobante e generale, ma costosa in termini di calcolo e di messa a punto.

Per le sue qualità e' la tecnica privilegiata per tutta una parte di utilizzazione scientifica della sintesi, in special modo nella psicoacustica.

La sintesi additiva risulta utile dal punto di vista didattico, permettendo al musicista di familiarizzare con le caratteristiche del suono e della sua rappresentazione.

Sintesi sottrattiva

La sintesi sottrattiva si realizza mediante il filtraggio di una forma d'onda complessa.
Si genera prima un segnale periodico ricco di armoniche, poi da questo mediante uno o più filtri vengono attenuate (sottratte) le componenti indesiderate.

Sintesi incrociata

Oltre a tutte le tecniche di filtraggio classiche possibili con comuni mezzi analogici tradizionali, l'elaboratore permette dei trattamenti del suono molto più fini, che possono applicarsi a le varie dimensioni di un suono.

La sintesi incrociata e' una tra le tecniche di sintesi più spettacolari; un primo suono e' analizzato in modo da estrarre la sua dimensione temporale per una qualsiasi dimensione temporale, in seguito i valori raccolti vengono applicati ad un secondo suono.

Per esempio, si "demodulera'" l'ampiezza e/o la frequenza per applicarli ad un altro suono. presto si potrà applicare ad un suono un'evoluzione non proveniente da un suono naturale, ma da un suono sintetizzato.


Maggiori informazioni sulle tecniche di sintesi del suono su questa pagina del sito Tecniche di sintesi del suono

 
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