HZON|LAB  ·  Corso pratico — da zero a una traccia pubblicabile
Fase 0 · Prepararsi · Capitolo 1 — Le fondamenta

La fisica del suono

Non puoi modellare ciò che non capisci. Prima di aprire un synth e sentirti sopraffatto da cento manopole, devi sapere cosa stai modellando — e la risposta è sorprendentemente semplice. Tutto il sound design, dal kick più brutale al pad più etereo, è il controllo di due sole cose su una vibrazione. Questo capitolo te le mette in mano.

Prerequisiti: nessuno. Da qui parte tutto.

Approfondimento: Compl. 11 — Il movimento: perché LFO, tremolo, ruvidezza e timbro sono la stessa cosa a velocità diverse.

Approfondimento: Compl. 8 — Segnali correlati: perché due copie dello stesso suono interferiscono invece di mascherarsi, e le tecniche che ne discendono.

Scorciatoia: se stai leggendo da un po' e non hai ancora fatto un suono, il Cap. 6 e il Cap. 12 si possono leggere anche adesso: in un pomeriggio hai un kick tuo, e poi torni qui a capire perché funziona. È la rotta 1 dell'App. U.

1Il suono è aria che vibra

Un suono è una variazione di pressione che viaggia nell'aria. Qualcosa vibra — la pelle di una cassa, il cono di una cassa acustica — e spinge le molecole d'aria avanti e indietro; quelle compressioni e rarefazioni arrivano al tuo timpano e le percepisci come suono. Quando rappresentiamo tutto questo su uno schermo otteniamo una forma d'onda: una linea che sale e scende nel tempo, dove l'altezza della linea è quanto forte l'aria viene spinta, e la velocità con cui oscilla è quanto è "acuto" il suono. [FATTO]

L'ONDA VIAGGIA · L'ARIA NO ogni particella oscilla sul posto · è la COMPRESSIONE che si sposta → pressione nel tempo:
L'aria non viaggia: oscilla sul posto. È la compressione a spostarsi — ed è per questo che il suono è un'onda di pressione, non di materia.
+ampiezza -ampiezza → tempo 1 periodo = 1 ciclo ampiezza picco
Un ciclo completo: ampiezza sopra e sotto lo zero, e il periodo che si ripete.

Sembra astratto, ma è il contrario: è il primo passo per smettere di lavorare a caso. Ogni suono che creerai è una di queste vibrazioni, e modellarlo significa decidere com'è fatta quella linea. Tutto il resto del capitolo descrive le due proprietà che contano davvero.

2Frequenza = altezza

Quante volte l'onda oscilla in un secondo si chiama frequenza, e si misura in hertz (Hz): 100 Hz vuol dire cento oscillazioni al secondo. Più alta la frequenza, più acuto il suono; più bassa, più grave. È tutto qui: il "la" di un'orchestra è un'onda a 440 Hz, il rombo di un sub è un'onda a 40 o 50 Hz.

L'orecchio umano sente all'incirca da 20 Hz a 20.000 Hz (20 kHz) — e il limite alto cala con l'età, per tutti, è normale. [FATTO] Ti conviene già adesso pensare il suono diviso per fasce: in fondo, sotto i ~100 Hz, vivono il sub e il corpo del kick — l'energia che senti nel petto; in cima, sopra i ~10 kHz, vive l'"aria", la brillantezza dei cappelli e dei piatti. In mezzo c'è tutto il resto. Questa mappa mentale ti servirà in ogni capitolo, dal sound design al mix.

3Ampiezza = volume

L'ampiezza è quanto è "grande" l'oscillazione — di quanto l'onda si allontana dallo zero. Più ampia, più forte spinge l'aria, più forte il suono. È la proprietà più intuitiva: alza l'ampiezza e alzi il volume: +6 dB raddoppiano l'ampiezza, +10 dB raddoppiano il volume percepito. Sembra banale, ma diventa delicata quando misuriamo i livelli in decibel e quando teniamo sotto controllo il volume complessivo di una traccia — un capitolo a cui dedicheremo tutto lo spazio che merita. Per ora tienila semplice: frequenza = quanto acuto, ampiezza = quanto forte.

4Armoniche = timbro

Ecco il concetto che trasforma un principiante in qualcuno che capisce il suono. Perché un pianoforte e un violino che suonano la stessa nota — quindi la stessa frequenza fondamentale — suonano così diversi? Perché un suono reale non è quasi mai una singola frequenza pura: è una frequenza fondamentale (quella che determina la nota) accompagnata da una serie di frequenze più acute, multiple di essa, chiamate armoniche. La ricetta di quali armoniche sono presenti e quanto forti è ciò che chiamiamo timbro — il colore del suono.

Questo non è solo teoria: è la materia prima della sintesi. Le forme d'onda di base di ogni sintetizzatore non sono altro che ricette di armoniche diverse:

SINUSOIDE (sine) solo la fondamentale, zero armoniche → pura, "rotonda", vuota DENTE DI SEGA (saw) tutte le armoniche, fitte → brillante, ricca, ronzante ONDA QUADRA (square) solo le armoniche dispari → cava, "legnosa", da clarinetto TRIANGOLARE (triangle) poche armoniche dispari, deboli → morbida, vicina al seno

Tieni a mente due estremi, perché li userai di continuo. La sinusoide non ha armoniche: mette tutta la sua energia su una sola frequenza. Suona "vuota" da sola, ma è esattamente ciò che vuoi per un sub, dove ti serve potenza pulita su una nota grave e nient'altro. Il dente di sega, al contrario, contiene tutte le armoniche: è grezzo e ricchissimo, il blocco di marmo da cui scolpirai — con i filtri — la maggior parte dei tuoi suoni di synth.

La mossa fondamentale della sintesi

Partire da una forma d'onda ricca (saw) e togliere con un filtro ciò che non serve. Si chiama sintesi sottrattiva, ed è il metodo con cui è fatto il 90% dei suoni elettronici che conosci. La vedremo all'opera.

5L'inviluppo: il suono nel tempo

Le armoniche dicono com'è un suono in un istante. Ma un suono vive nel tempo: nasce, cresce, si tiene, svanisce. Quella forma temporale si chiama inviluppo, e pesa sul carattere del suono quanto il timbro. Prova a pensarci: lo stesso identico timbro con un attacco istantaneo e uno spegnimento secco diventa una percussione; con una salita lenta e una coda lunga diventa un pad che fluttua. Stessa materia, forma diversa, strumento diverso.

L'inviluppo classico ha quattro fasi, dette ADSR:

/\ / \___________ / \ A ATTACK quanto ci mette a salire al massimo / \ D DECAY quanto scende fino al livello di tenuta / \ S SUSTAIN il livello tenuto finché premi la nota A D S R R RELEASE quanto ci mette a sparire dopo che rilasci

Due regole pratiche da portarti via subito. Attacco corto = suono percussivo (un kick, un clap, un pluck): l'energia arriva tutta insieme. Attacco lungo = suono che "entra" dolcemente (un pad, uno swell): l'energia sale piano. E il release decide quanto il suono resta a suonare nello spazio dopo che hai tolto le dita — corto e asciutto, o lungo e sospeso. Quando costruiremo i suoni della tua traccia, l'inviluppo sarà una delle prime cose che metteremo a punto.

6La fase (e perché te ne parlo ora)

Un'onda oscilla in modo ciclico, e in ogni istante si trova a un certo punto del suo ciclo: questo "dove" si chiama fase. Da sola non la senti. Ma quando due onde si incontrano, la fase decide tutto: se salgono e scendono insieme (in fase) si sommano e il suono diventa più forte; se una sale mentre l'altra scende (in opposizione di fase, 180°) si annullano — e puoi ritrovarti con un volume più basso, o, nel caso limite di due onde identiche, con il silenzio. [FATTO]

IN FASE → ampiezza somma IN OPPOSIZIONE → cancellazione SFASATE 90° → ampiezza intermedia (~+3 dB), fase risultante spostata
Due onde in fase si sommano, in opposizione si cancellano. È il meccanismo dietro metà dei problemi di mix.

Te ne parlo già adesso, anche se è un concetto "avanzato", perché è il colpevole nascosto di due problemi che incontrerai presto: bassi che spariscono invece di sommarsi quando sovrapponi kick e sub, e suoni che si indeboliscono quando il pezzo viene riprodotto in mono (in un club, su uno smartphone). Per ora ti basta sapere che esiste e che ha questo potere; quando arriverà il momento di farli convivere, saprai dove guardare.

Un suono è descritto da due cose: quali frequenze contiene (timbro) e come cambiano nel tempo (inviluppo). Padroneggia questi due assi e potrai costruire o riparare qualsiasi suono.

1.6La serie armonica

Le armoniche non sono una nuvola di frequenze a caso: cadono in punti musicali precisi, e sapere quali spiega da solo perché la saturazione funziona, perché certe note si sposano e perché un suono distorto a volte è caldo e a volte è aspro.

ARM. × FOND. SEMITONI INTERVALLO SCARTO DAL TEMPERATO 1 ×1 0.00 unisono 0 cent 2 ×2 12.00 ottava 0 cent 3 ×3 19.02 ottava + quinta +2 cent 4 ×4 24.00 due ottave 0 cent 5 ×5 27.86 2 ottave + terza magg. −14 cent 6 ×6 31.02 2 ottave + quinta +2 cent 7 ×7 33.69 2 ott. + settima min. −31 cent ← calante 8 ×8 36.00 tre ottave 0 cent 9 ×9 38.04 3 ottave + tono +4 cent 10 ×10 39.86 3 ott. + terza magg. −14 cent 11 ×11 41.51 3 ottave + tritono −49 cent ← fuori 12 ×12 43.02 3 ottave + quinta +2 cent 13 ×13 44.41+41 cent ← fuori 14 ×14 45.69−31 cent 15 ×15 46.88−12 cent 16 ×16 48.00 quattro ottave 0 cent FORMULA: intervallo in semitoni = 12 · log₂(numero dell'armonica) Le armoniche 2, 4, 8, 16 sono OTTAVE: raddoppiano la fondamentale e ne rinforzano l'identità. La 3, la 6 e la 12 sono QUINTE. Dalla 7ª in su cominciano gli scarti grossi: la 7ª è 31 cent calante, l'11ª è mezzo semitono fuori. Sono quelle che «sporcano».
Perché una distorsione può essere calda o aspra
valore
le armoniche fino alla 6ª sono musicali · dalla 7ª in su sporcano
perché proprio questo
Ogni saturatore aggiunge armoniche, ma non le stesse. Una curva asimmetrica genera anche le armoniche pari — la 2ª e la 4ª sono ottave esatte, quindi non aggiungono note nuove: rendono più solida quella che c'è già. Una curva simmetrica genera solo le dispari, e insieme alla 3ª e alla 5ª (che sono consonanti) produce anche 7ª, 9ª e 11ª, che cadono rispettivamente 31, 4 e 49 cent fuori dalla scala. Non è che «pari significa caldo» per magia: è che le pari includono le ottave, e le dispari alte cadono fuori.
limite inferiore
Un'onda sinusoidale non ha armoniche: è la sola fondamentale. È il motivo per cui un sub in sinusoide sparisce sui sistemi piccoli.
limite superiore
Oltre la 16ª armonica di un suono grave sei già nei medi acuti: su un basso a 50 Hz la 16ª sta a 800 Hz. Da lì in su il contenuto è così denso che le singole armoniche non si distinguono più — diventa colore.
margine di manovra
Il margine è nella scelta della curva, non nella quantità: se un suono ti serve più solido, cerca una saturazione asimmetrica o «a valvola» e resta basso col drive; se ti serve più aggressivo, una simmetrica o «a transistor» spinta. E ricorda che su un suono grave le armoniche alte sono ciò che lo fa esistere sui sistemi piccoli (Compl. 7): lì un po' di «sporco» è esattamente quello che serve.
➜ Sulla tua traccia · vedi e senti il mattone

Apri il progetto e facciamo diventare concreto tutto questo. Bastano due strumenti già dentro Ableton:

Tienilo a mente: il kick e il sub che costruiremo tra pochi capitoli sono, in fondo, una sinusoide modellata da un inviluppo. Il mattone di tutta la traccia ce l'hai già davanti.

Domande che ti stai facendo
Devo capire la matematica delle onde per produrre?

No. Ti basta il modello — frequenze (timbro) + tempo (inviluppo) — e imparare a leggerlo con l'orecchio e con un analizzatore. La matematica c'è sotto, ma non la maneggerai mai a mano: la maneggiano le manopole.

Se la sinusoide suona "vuota", perché è così importante?

Proprio perché è vuota: mette tutta l'energia su una frequenza, senza sprechi. Per un sub è perfetta — vuoi potenza pulita su una nota grave, non brillantezza. Ed è il mattone elementare da cui si costruisce per addizione o si parte per sottrazione.

Un analizzatore di spettro mi serve davvero, o è roba da nerd?

Serve, soprattutto sul basso, dove l'orecchio (e le casse piccole) ti ingannano. Spectrum ti fa vedere ciò che fatichi a sentire. Ma è un alleato dell'orecchio, non un sostituto: si decide ascoltando, si verifica guardando.

Quante armoniche "servono" in un suono?

Non è questione di quante, ma di quali, per il suono che hai in testa. Il metodo classico è partire da tante (un saw) e togliere col filtro fino a trovare il colore giusto. Più che aggiungere, in elettronica si scolpisce.

Sento fino a 20 kHz? E se non ci arrivo?

Quasi nessun adulto ci arriva, ed è del tutto normale — l'udito perde gli acuti con l'età. Non è un problema per produrre: ne parleremo nei capitoli su psicoacustica e udito, anche per imparare a proteggerlo.

Errori comuni

I principi di questo capitolo

Da portare con te

Un suono = quali frequenze (timbro) + come cambiano nel tempo (inviluppo). Sono i due assi di tutto.
Frequenza = altezza, ampiezza = volume. L'udito va da ~20 Hz a ~20 kHz.
Sinusoide = solo fondamentale (pura, il sub); dente di sega = tutte le armoniche (la materia da scolpire).
L'inviluppo dà metà del carattere: attacco corto = percussivo, attacco lungo = pad.
La fase: onde in fase si sommano, in opposizione si annullano — conta sul basso e in mono.

Esercizio

Con synth + Spectrum davanti: ascolta e guarda in sequenza sinusoide, dente di sega e onda quadra sulla stessa nota, e prova a prevedere chi sarà più brillante prima di guardare l'analizzatore. Poi prendi un suono qualsiasi e modellane l'inviluppo dai due estremi: prima un pluck percussivo (attacco e release cortissimi), poi un pad (attacco e release lunghi).

È riuscito se…

…sentendo il nome di una forma d'onda sai già, grosso modo, quanto sarà brillante; e sai collocare qualsiasi suono sui due assi — "che armoniche ha?" e "che forma ha nel tempo?". Con questo, hai la lente con cui leggerai ogni suono del corso.

Spazio di creatività

Quei due assi non sono solo una griglia di analisi: sono un motore creativo. I suoni più riconoscibili nascono quasi sempre da una scelta estrema su uno dei due — un inviluppo innaturale (un attacco lentissimo su un suono che ti aspetteresti percussivo), o un timbro inusuale (armoniche che non "dovrebbero" stare lì). Il synth smette di essere intimidatorio nel momento esatto in cui lo guardi così: non cento manopole misteriose, ma due domande — quali frequenze? e come cambiano nel tempo? — e mille modi di rispondere.