RIngrazio tutti per l' apprezzamento, ho solo riportato cose che sono scritte in parecchie pubblicazioni, non le ho certo inventate o scoperte io.
Ma vorrei anche far notare che senza la più che opportuna domanda di Flydanny, ciò non sarebbe accaduto. Se potete, traetene delle conclusioni.
A contorno, vi posto qui di seguito un immagine che dovrebbe rendere ben chiaro cosa esattamente avviene all' interno di un ambiente. Si tratta di una visualizzazione Tempo Energia Frequenza compiuta con il Techron TEF 12 nella banda tra 200 e 800 Hz, quindi larga in tutto due ottave, che è una banda terribilmente critica, nella quale i modi normali sono in grado di inficiare notevolmente la qualità del suono che si ascolta.
In pratica si tratta di 31 risposte in frequenza tracciate a tempi di ritardo differenti, compresi fra 11 e 200 mSec.
Ogni curva è distanziata dalla precedente di 2 m in termini di ritardo, il che equivale a dire che ogni successiva rilevazione viene effettuata dopo il necessario tempo che consente ai fronti d' onda di percorrere 2 m circa all' interno della stanza, rimbalzando contro tutto quello che trovano sul loro percorso e magari andandosi ad estinguere per assorbimento.
Il tempo di partenza, si intende della curva che è stata tracciata per prima, posta in alto nel grafico, corrisponde a circa 3.88 m. cioè la distanza in linea retta che intercorre fra la cassa acustica ed il microfono. Si consideri che la stanza è lunga solo 4.37 m, quindi il microfono si trova veramente vicino alla parete opposta ai diffusori, dove c'è un bel divano.
Il tempo di arrivo della curva che è stata tracciata per ultima, posta in basso nel grafico, è 200 mSec, cioè un tempo equivalente ad una percorrenza di circa 68,6 m. all' interno dell' ambiente, che è un tempo sufficiente a vedere i fronti d' onda compiere parecchi rimbalzi coinvolgendo tutte le 6 pareti (anche più volte, e coinvolgendone più d' una proprio come le sponde di un biliardo, ma tridimensionale) e qualunque altra cosa presente all' interno dell' ambiente.
Questo misura 4.24 m lunghezza, 3.83 larghezza e 4.37 altezza. La diagonale è pari a 7.19 m. Non che sia particolarmente importante ma serve a capire meglio l' intera questione.
La cassa acustica (una sola è usata per questo test) è collocata adossata ad una parete ad un altezza di 77 cm dal pavimento (è l' altezza del woofer, dato che questo genera questa banda di frequenze) ed il microfono è collocato all' altra estremità dell' ambiente ad un altezza simile.
Ogni singola risposta in frequenza è caratterizzata da una risoluzione di 10 Hz, che è indubbiamente molto elevata in questa banda, e la scala verticale corrisponde a soli 6 dB/divisione, valendo in tutto (senza considerare l' area vuota in alto) circa 18 dB, quindi si tratta di qualcosa di estremamente dettagliato e risolutore, che in buona sostanza non maschera proprio nulla di quello che si deve vedere. Nessuna media è applicata. La scala orizzontale è lineare, perchè la consueta scala logaritmica impedirebbe di visualizzare i singoli modi nella parte destra del grafico, rendendo la lettura ancora più difficile. Naturalmente è possibile impostare una visualizzazione completamente diversa della stessa cosa variando i parametri, ma ci sono compromessi da rispettare.
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Faccio presente che capire qualcosa di preciso attraverso il semplice "look" della figura, è operazione quasi impossibile per chi non abbia tracciato centinaia di questi grafici con la medesima scala e parametri di misura e sia abituato ad esplorarle con il cursore direttamente sullo strumento. Siccome di questi strumenti ce ne sono ben pochi in giro fin dal 1987, e non necessariamente usati in questo modo o per questi scopi, posso ragionevolmente immaginare che nessuno o quasi sia in grado di capirci qualcosa a prima vista. E' però certo che si tratta della "scansione" del comportamento di un ambiente la più accurata e dettagliata che esista. Le "pinne" o "creste" che si vedono sono sostanzialmente l' illustrazione Tempo Energia Frequenza dei modi vibrazionali normali dell' ambiente e possono essere visionati ed analizzati uno per uno.
Per spiegare quello che si vede partiamo con una considerazione sul campo sonoro diretto in corrispondenza della frequenza di massima emissione, che qui rileviamo a 271 Hz con 89.08 dB. Questo valore dovrebbe essere idealmente il solo campo diretto, ma in realtà contiene almeno la riflessione della parete posteriore alla cassa acustica, in quanto il sistema di misura non può isolare ad una frequenza così "bassa", una parete posta a circa 30 cm dietro di essa, dato che la lunghezza d' onda corrispondente vale 1,2 m. Lo stesso vale in misura minore per il pavimento e tutto quello che dista come minimo a meno di una distanza uguale alla lunghezza d' onda, compreso il muro appena dietro il microfono di misura. Non che sia in questo caso importante, ma è bene precisarlo, per spiegare come mai la prima curva sia già parecchio affetta da cancellazioni, come si vede bene nella seconda immagine. Per questa ragione, anche tentando di misurare il solo campo diretto, in questa condizione, si tirano dentro gli effetti di almeno quattro pareti, con i risultanti avallamenti già nella prima delle 31 risposte. Per ottenere un risultato effettivamente "anecoico", si deve allontanare l' altoparlante ed il microfono di misura in misura sufficiente dalle pareti circostanti, oppure iniziare la misura da una frequenza più elevata.
Piccola parentesi. Ora se prendiamo una cassa acustica e gli facciamo emettere 89 dB a 3.8 m all' aperto a quella frequenza (sono circa 101 ad 1 m), ed andiamo a posizionarci a 60 m. di distanza, noi troveremo circa 65 dB a quella distanza, e rispettivamente 68 dB a 40 m e 75 dB a 20 m in via approssimativa. Dentro l' ambiente invece, come vedremo, succede qualcosa di molto diverso: su alcune bande, non solo la pressione non diminuisce con la distanza, ma addirittura può anche aumentare andando contro la legge di attenuazione in campo libero, sulle prime, e poi dopo un po' di tempo cadere ma con una certa lentezza, che la rende "persistente" nell' ambiente per un certo tempo. Questa persistenza che si chiama "tempo di decadimento", finisce per provocare un certo aumento del volume complessivo che è perfettamente percepibile. Un po' come prendere una scolaresca e prortarla a giocare nel parco, oppure al chiuso di una aula scolastica: nel secondo caso diventa molto più rumorosa e fastidiosa eppure è costituita dallo stesso numero di persone. Questo aumento di volume localizzato ad una data frequenza e nel ristretto intervallo di pochi Hz, tenderà a prevalere, all' ascolto, mascherando quello c'è poco prima e poco oltre. Insomma, quello che si può chiamare una "colorazione" dell' ambiente, che può essere anche di rilevante entità e provocare all' ascolto parecchio mascheramento di bande adiacenti.
In corrispondenza del modo normale a 271 Hz che a 3.8 m rileviamo a 89 dB, dopo 20 m di percorsi all' interno della stanza lo troviamo a 89.9 di pressione (addirittura la riflessione, da sola, ha più pressione del campo diretto di +0.9 dB), e dopo 40 m di percorsi abbiamo ancora 82 dB. Si tratta di valori che se confrontati con la condizione di spazio aperto, sono rispettivamente 89.9 - 75 = 14.9 dB e 82 - 68 = 14 dB. Questo significa che, durante i primi 120 mSec, il suono emesso in ambiente, a questa frequenza, si consuma davvero molto poco. Non che alle altre si consumi molto più velocemente, ma come vedremo, le differenze, anche importanti, esistono.
Se dividiamo verticalmente al centro in due parti uguali il grafico, noi avremo sulla sinistra la prima ottava da 200 a 400 Hz, ed a destra la seconda ottava da 400 a 800 Hz
Possiamo subito notare che i modi normali di vibrazione principali nella prima ottava sono "solo" 5: e sono localizzati a:
230,
249,
271,
343,
398 Hz.
Nella seconda metà del grafico abbiamo invece ben 11 modi, a
417
453,
557,
606,
638,
662,
675,
695,
725,
755,
773 Hz.
In tutto fa 16 modi compresi fra 200 e 800 Hz.
Se poi andiamo a guardare il livello dei singoli modi uno per uno alla estremità bassa del grafico, ci accorgiamo che alcuni sono al di sotto del livello minimo (circa -18 dB) già da qualche milliSecondo, mentre che altri sono ancora piuttosto vispi e persistenti. In questa circostanza, troviamo, a 200 milliSecondi, ancora non sufficientemente smorzati i modi normali a:
233 Hz (79 dB)
251 Hz (77.12 dB)
350 Hz (76.74 dB)
383 Hz (80.44 dB)
426 Hz (77.87 dB)
620 Hz (78.81 dB)
739 Hz (74.42 dB)
Naturalmente, i più fastidiosi saranno quelli con il livello più elevato, cioè 233, 383 e 620 Hz
Noterete che le frequenze sono lievemente cambiate rispetto alla curva di partenza: ciò è dovuto al fatto che un minimo di attrito nei rimbalzi su pareti e suppellettili, nonchè nell' aria contenuta nella stanza, oltre a eroderne l' energia, ne ha anche modificato la frequenza. Inoltre si deve tenere presente che i modi si influenzano l' uno con l' altro, specie quando, nei rimbalzi, possono invertire la direzione dell' onda, ed interagire per cancellazione con altri, che possono essere a frequenze adiacenti ma anche ad armoniche.
Se andiamo poi a valutare cosa è accaduto in questi 200 mSec, noteremo che nella prima ottava sono sopravissuti a fenomeni di attrito ben 4 modi su 5, mentre nella seconda ottava, degli 11 modi esistenti, ne sono sopravissuti solo 3.
Cosa significa questo? Significa che gli arredi e suppellettili hanno eroso per diffrazione o assorbimento in misura maggiore nella seconda ottava che non nella prima e ciò ha in qualche modo stabilito la frequenza di taglio inferiore dell' attività fonoassorbente e fonodiffondente degli arredi e delle suppellettili presenti, a causa di lunghezze d' onda in gioco più corte, su cui gli arredi hanno avuto un maggiore effetto che non sulle altre.
Volendo procedere ad una correzione acustica di quest' ambiente, appare quindi chiaro che si dovranno valutare interventi capaci di dissipare con maggiore efficacia proprio quelle frequenze "sopravissute", tenendo conto di numerosi fattori, tra cui quello fondamentale, e cioè quello di non intaccare altre bande che non hanno assolutamente bisogno di essere ulteriormente smorzate. Per intenderci, senza introdurre fonoassorbimento "a iosa" che andrebbe a incupire eccessivamente bande di frequenze superiori, dato i crescenti coefficienti di assorbimento a frequenze superiori dei tipici materiali porosi.
Per studiare quali possono essere i passi da compiere può essere utile esaminare i modi vibrazionali in una visualizzazione "a rovescio", cioè invertendo la rappresentazione grafica sullo strumento, come si vede qui di seguito, dove la prima curva in basso è quella tracciata al ritardo più breve, mediante la quale è possibile studiare davvero un bel po' di aspetti, tipo la larghezza di banda dei singoli modi ed altro ancora.
Vista da questo lato, si comprende bene che ad alcune frequenze, quelle dove le "creste" sono in salita e presentano un profilo convesso, il livello di energia tende ad aumentare anzichè diminuire, perchè ci sono più riflessioni poco attenuate che arrivano in fase al microfono di misura compiendo tragitti diversi ma della stessa lunghezza oppure superfici più grandi che a quella frequenza presentano minor fonoassorbimento (o entrambe le cose).
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Se poi uno volesse farsi un' idea approssimativa, ma ben indicativa del contributo dell' ambiente sul suono complessivo che esce dalle casse in queste condizioni, niente di più facile: basta staccare il microfono di misura dallo strumento, attaccarlo ad un canale in un mixer, far suonare l 'impianto e confrontare l' ascolto della cassa (se ne deve ascoltare una sola, ovviamente) con quello, in cuffia, proveniente dal microfono di misura.
Un esperienza molto istruttiva.
Saluti a tutti.
Marcello Croce
"Se il suono scadente fosse fatale, l' audio sarebbe la prima causa di morte". Don Davis