Analisi dell'ETC: misurazioni nel dominio del tempo e riflessioni iniziali

di James Lindenschmidt

Negli ultimi dieci anni, usare software di test per analizzare una sala d'ascolto è diventata una pratica comune, anche per chi non è un professionista. I test sono uno strumento super utile per capire perché le nostre stanze suonano in un certo modo e ci danno un sacco di informazioni su come migliorare il suono che sentiamo. I dati oggettivi, come quelli generati da questi software, non si possono ottenere solo ascoltando. Sì, possiamo sentire le differenze tra i suoni, ma l'ascolto (e la percezione in generale) è pieno di sfide come il bias di aspettativa e l'effetto placebo che rendono difficile capire esattamente cosa sta succedendo. I test ci permettono di capire il suono della nostra stanza in modo più oggettivo.

Il software di test acustici più usato oggi è Room EQ Wizard (REW), un pacchetto software potente e multipiattaforma disponibile gratuitamente. Le basi dell'uso di REW e dei test ambientali sono state ampiamente trattate altrove sul nostro sito web, dove viene spiegato come configurare REW, come fotografare la propria stanza, come generare grafici a cascata e come interpretarli. Si tratta di test e concetti molto importanti per chiunque desideri migliorare la propria stanza. Se non hai ancora familiarità con queste tecniche, dovresti iniziare da lì. Questi articoli riguardano principalmente la frequenza e l'SPL, che sono facili da capire per la maggior parte degli appassionati di audio, dato che i grafici di risposta in frequenza sono specifiche comuni per le apparecchiature audio.

Ma un grafico di risposta in frequenza da solo non può affrontare una parte essenziale dell'esperienza audio: il tempo. Il suono viaggia nel tempo e il modo in cui lo percepiamo cambia nel tempo. Entrambi questi fattori devono essere inclusi in qualsiasi valutazione del suono di una stanza.

Approfondimento: ETC e la finestra di impulso

Il suono non avviene mai in un istante; per definizione, il suono è un cambiamento nel tempo. L'acustica della stanza è dinamica, il che significa che anche gli effetti della stanza su ciò che sentiamo cambiano nel tempo. I nostri test, quindi, dovrebbero tenere conto di questi cambiamenti nel tempo. L'esempio più conosciuto di test audio basato sul tempo è il grafico a cascata, spesso usato per trovare le frequenze in cui la stanza "suona" nella risposta dei bassi. Ma un'altra finestra REW ci offre un altro grafico molto utile che coinvolge il dominio del tempo: la finestra Impulse può mostrarci una curva energia-tempo (ETC) per le nostre stanze. Come dice il nome, si tratta di un grafico dell'energia nel tempo, al contrario dei grafici dell'energia in funzione della frequenza a cui siamo più abituati. Cliccando sulla scheda "Impulse" e selezionando la casella della curva ETC (e SOLO quella), possiamo vedere questo nuovo tipo di grafico che ci aiuta a capire i dati dei nostri test:

Questo grafico è molto diverso da un grafico di risposta in frequenza, soprattutto perché l'asse X (l'asse orizzontale in basso) non è la frequenza, ma il tempo. In altre parole, questo grafico ci mostra solo quanta energia ha il suono, ma nient'altro sul suono (come la frequenza).

Tieni presente che ogni test all'interno di REW avrà la sua risposta all'impulso. È una buona idea testare tutti gli altoparlanti nella stanza in modo indipendente, sia che si tratti di un sistema a 2 canali o 7.1 (o più grande). Questo ci darà più grafici, ma ogni grafico sarà più leggibile e preciso e ci dirà esattamente come ogni altoparlante interagisce con la stanza nel dominio del tempo individualmente.

Per le misurazioni in stanze piccole, ci interessa soprattutto cosa succede nelle prime fasi della percezione psicoacustica, sotto l'effetto di precedenza. Sotto una certa soglia, di solito intorno ai 20-40 ms, non riusciamo a sentire suoni simili come echi o come distinti l'uno dall'altro. Li percepiamo invece come un unico suono, anche se l'interazione tra questi suoni produce anche effetti udibili. Ad esempio, a causa del fenomeno di mascheramento, tendiamo a non sentire il più debole dei due come un eco distinto con una sua posizione, anche se la sua interazione con il suono diretto (sotto forma di filtro a pettine) sarà udibile e può far sembrare anche questo suono precedente più forte.

Una volta raggiunta la soglia di eco di una persona, ovvero il punto in cui iniziamo a percepire echi distinti, inizieremo a percepirli come due suoni diversi. C'è un po' di dibattito su dove avvenga questa transizione; alcuni dicono 20 ms, altri 30, 40 o addirittura 100 ms:

"La zona di transizione tra l'effetto di integrazione per ritardi inferiori a 35 ms e la percezione del suono ritardato come eco discreto è graduale e quindi piuttosto indefinita. Alcuni fissano la linea di demarcazione a un comodo 1/16 di secondo (62 ms), altri a 80 ms e altri ancora a 100 ms, oltre i quali non ci sono dubbi sulla discrezione dell'eco. In questo libro prenderemo in considerazione i primi 30 ms... la regione di integrazione definita" (Everest, Master Handbook of Acoustics, 4a edizione, p. 74).

Il punto importante da ricordare è che esiste un intervallo, una transizione graduale, dalla percezione dei riflessi come parte del suono diretto alla percezione dei riflessi come echi distinti. Questo effetto di precedenza è una delle cose che stiamo testando con la curva ETC, quindi è importante tenerlo a mente.

Se non l'hai ancora fatto, può essere interessante e utile fare un esperimento di ascolto in una DAW (Digital Audio Workstation) aggiungendo echi utilizzando un delay. Mantieni il feedback al minimo (per un solo eco), un mix wet/dry al 50%, e inizia con un tempo di delay di 0 ms, aumentando lentamente il delay fino a 100 ms. Ascolta come percepisci i cambiamenti del delay man mano che aumenti il tempo di delay. I tempi di delay più brevi inizieranno a produrre artefatti udibili, simili al chorus, al phasing o al flanging, insieme ad alcuni filtri a pettine che possono far saltare alcune frequenze e far scomparire altre. A poco a poco inizierai a sentire degli echi distinti, probabilmente tra i 30 e i 50 ms.
Per il nostro test, configurare il grafico ETC (tramite la finestra LIMITS in REW) in modo da mostrare i primi 50 ms, come mostrato sopra, ci darà quello che ci serve sapere dalla curva di impulso.

Picchi regolari? Cosa stiamo guardando esattamente?

Il modo più semplice per interpretare un grafico ETC è pensare che ogni picco nella risposta del grafico sia un riflesso proveniente da qualche parte. Sappiamo già che controllare i riflessi iniziali è molto importante per ottenere un buon suono, quindi questo test è utile per mostrarci come stiamo andando su questo fronte. Può anche aiutare a determinare da dove provengono i riflessi. Ricorda che il suono impiega del tempo a viaggiare; la velocità del suono è di 1126 piedi al secondo, ovvero 1,126 piedi al millisecondo. È utile considerarla, approssimativamente, come 1 piede al millisecondo.

Ad esempio, dai un'occhiata alla figura 2:

In questo grafico, puoi vedere che il primo picco si verifica a circa 3 millisecondi. È qui che la geometria può essere molto utile; da questo esempio possiamo calcolare che il suono ha viaggiato circa 3,378 piedi in più rispetto al suono diretto dall'altoparlante al microfono di misurazione. Questo riflesso proviene molto probabilmente da una superficie riflettente vicina all'altoparlante o al microfono di misurazione. Nel caso di questa stanza, questi riflessi estremamente precoci sono causati dalla scrivania su cui poggiano gli altoparlanti. Questo è uno dei motivi per cui è così importante ottimizzare la configurazione della scrivania per il lavoro audio, sia dal punto di vista acustico che ergonomico.

Le tre cose più importanti che vogliamo vedere in un test ETC sono:

1. Un decadimento regolare dei picchi. Ogni picco dovrebbe essere più morbido di quello precedente, senza "increspature" in cui i picchi più morbidi precedono quelli più forti nel tempo. Il grafico sopra riportato nella Figura 2 NON è quindi rappresentativo di un ottimo decadimento della stanza, poiché ci sono diversi picchi più forti, a circa 12, 19 e 22 ms, rispetto ai picchi precedenti.
2. Picchi più morbidi entro la soglia dell'eco. I picchi compresi tra 0 (il transitorio iniziale) e 20-40 ms circa dovrebbero essere ridotti di 10-20 dB. Le opinioni variano sui numeri esatti di questo effetto di precedenza, ma alla GIK, alcune delle sale migliori che abbiamo visto mostrano una riduzione di 15-20 dB entro 20 ms. Le stanze con queste caratteristiche sono meno confuse dal punto di vista psicoacustico, l'immagine stereo è più nitida, con un palcoscenico più realistico e una maggiore articolazione e intelligibilità durante l'ascolto. La figura 2 è piuttosto buona in questo senso, poiché tutti i picchi prima dei 20 ms sono ridotti di 20 dB tranne uno, che è a 15 dB.
3. I grafici di tutti gli altoparlanti corrispondono, con una precisione pari a Possibile. Non saranno mai esattamente uguali, ma più si avvicinano, meglio è. Più la stanza è simmetrica, più è probabile che i grafici di tutti gli altoparlanti coincidano. Sappiamo che tutte le stanze influenzano in qualche modo il suono che sentiamo, quindi vogliamo solo ridurre al minimo questa influenza e assicurarci che ogni diffusore, se proprio deve influenzare il suono, lo faccia allo stesso modo. Se le nostre stanze non sono simmetriche, possiamo usare vari accorgimenti per cercare di ripristinare un po' di simmetria acustica in una stanza fisicamente asimmetrica e usare i risultati di questo test, insieme all'ascolto critico di musica che conosciamo bene, per valutare i nostri progressi.

Modifiche e perfezionamenti

A volte l'ETC può essere un po' difficile da leggere mentre cerchiamo di interpretare i nostri dati, soprattutto se stiamo confrontando 2 curve. Per fortuna REW ci offre alcune opzioni per migliorare la comprensibilità dei dati nel grafico. La principale è la levigatura, che è utile per avere un'idea migliore della forma complessiva della curva, piuttosto che dei dettagli mostrati in un grafico non levigato. Cliccando sull'icona Controlli in alto a destra di REW sopra il grafico, possiamo vedere la levigatura ETC, cerchiata in rosso, e impostata su 0,2 ms di levigatura:

Puoi regolare il controllo di livellamento fino a quando la forma complessiva della curva ETC appare più chiara e non sei distratto da troppi picchi.

Il trattamento acustico viene in soccorso!

La soluzione in questo caso è usare l'assorbimento nei punti di riflessione. Questa strategia di gestione delle riflessioni iniziali dovrebbe essere familiare a chi sta iniziando a studiare l'acustica ed è spiegata in dettaglio in questo video:

Oltre agli effetti positivi descritti in questo video (un palcoscenico sonoro migliore, un'immagine stereo più dettagliata, maggiore facilità nell'ascolto accurato e nelle decisioni di mixaggio, ecc.), l'assorbimento ridurrà o eliminerà anche alcuni dei picchi che si verificano, attenuando il decadimento della stanza. Semplici pannelli di assorbimento da 2 pollici come il GIK 242 daranno gran parte dell'effetto che stiamo cercando, anche se pannelli più spessi come il GIK 244 o il GIK Monster Bass Traps estenderanno l'assorbimento alle frequenze più basse. In stanze piccole, pannelli più spessi nei punti di riflessione possono essere usati in modo abbastanza efficace per una risposta dei bassi più accurata possibile.

In caso di dubbi, chiedi aiuto a

Queste tecniche possono aiutarti ad approfondire la tua comprensione di ciò che sta succedendo nella tua stanza. Come sempre, siamo felici di Ti aiuteremo a capire i dati dei test e ti suggeriremo delle soluzioni con i nostri trattamenti acustici GIK brevettati. Contattaci per una consulenza gratuita sull'acustica della tua stanza.