Revista si suplimente
MarketWatch
Inapoi Inainte

Sunetul digital

18 Iunie 2021




Neplăcut e că amândouă aceste proprietăţi sunt afectate de conversia A/D, și în special de rata de eșantionare. Să vedem de ce!
Timbrul. În muzica unei formaţii de muzică pop, rock sau jazz se pot manifesta simultan 3-4 instrumente (inclusiv vocea umană), iar în cea simfonică sau de ‚big-band’ se ajunge la zeci de instrumente. Fiecare instrument emite, la fiecare notă muzicală, mai multe frecvenţe de sunet (fundamentala plus armonicele). Mai mult, instrumentele polifonice (pian, chitară, harpă, etc) pot genera concomitent mai multe note (fie emise simultan în acorduri, fie emise succesiv, în arpegii, dar prezente prin sustain-ul instrumentului). Un calcul estimativ minimal ne duce la valori de ordinul a 200000 de vibraţii pe secundă, vibrații pe care sistemul ar trebui să le capteze. Ceea ce înseamnă că acel ‚44100’ va rata multe dintre acele vibrații.
Atacul. Revin un pic la ‚gluma’ anterioară. Când a definit teorema eșantionării, Harry Nyquist se referise, matematic, la o condiție de suficiență pentru distingerea informației conținute în semnalul analogic, ci nu la un rafinament audiofil. Dacă Nyquist ar fi lucrat pentru Brüel & Kjær, probabil că ar fost un pic mai pretențios în privința reconstituirii dinamicii semnalelor. Transpusă în jargon științific, o notă muzicală este un semnal de tip treaptă (vedeți figura 1), iar porțiunea de urcare a semnalului are o pantă foarte abruptă, atât de abruptă încât acele 44100 de eșantioane pe secundă nu vor reuși să o surprindă în toată splendoarea ei muzicală (vedeți figura 2).



Urcușul spre Hi-Fi a continuat
Desigur că specialiștii implicați au observat această limitare şi au încercat să propună noi standarde şi soluţii tehnice pentru a obține înregistrări digitale de fidelitate mai înaltă. Astfel, în 1999 a apărut formatul ‚SA-CD’ (SuperAudio-CD), propus (tot de Philips și Sony) ca urmaş al lui CD-DA. Și pentru că piața se dovedea reluctantă la schimbare, în anul 2000 a fost lansat și formatul ‚DVD-Audio’, concomitent cu standardul pentru video. Desigur, principalul argument (și atu) al noilor formate consta în rata de eșantionare mult mai mare (până la 192 kHz, frecvenţă care avea să devină standard pentru aplicațiile A/D de calitate înaltă). (Deși sunt rare pe piața românească, aceste discuri optice se pot totuși găsi la magazinele pentru audiofili.)
În succesiunea noastră mai notăm, pentru anul 2014, standardul generic „Hi-Res Audio”, propus de JEITA (Japan Electronics and Information Technology Industries Association) ce vizează rate de eșantionare în domeniul 96-384 kHz. De menționat că o implementare HRA printr-un algoritm DSP aplicat la redare (precum DSEE HX de la Sony) poate „îndesi” materialul sonor digitalizat cu acei blamați 44,1 kHz, conferindu-i astfel un bine-venit surplus de finețe audio.
Sunt deci premise ca muzica înregistrată digital să ajungă aproape de finețea discurilor de vinil. Însă în vremurile noastre deja muzica nu mai înseamnă suporturi de stocare dedicate, ci mai degrabă conexiuni la medii de stocare (servere domestice; servicii cloud) sau la servicii de audio-streaming (via internet). Da, muzica se vehiculează mai degrabă ca fişiere sau ca fluxuri media digitale. (Vom observa că în metadatele multor formate audio, inclusiv MP3, nu găsim informaţii privind rata de eșantionare de la conversia A/D.)

Sunetul de sinteză electronică
În urmă cu o jumătate de secol a început aventura instrumentelor electronice cu clape capabile să reproducă sunetul unor instrumente muzicale clasice: sintetizatoare și orgi, produse de Moog, Sequential, Oberheim, Fairlight, Yamaha, Korg, Roland și alții. (Din anul 1982 avem pe piață și claviaturile MIDI, apte și ele de asemenea modelări, dar direct în format digital.) Conceptul constă în a adăuga la frecvenţa sunetului ce constituie nota muzicală o serie de armonici sintetice considerate specifice pentru timbrul respectivului instrument. Însă în această modelare numărul de frecvenţe suplimentare este limitat, pe când la instrumentul acustic acesta poate fi, teoretic, infinit. De aceea, oricât de mult am ridica volumul sonor al redării unor instrumente de sinteză, nu vom distinge mai multe nuanțe, aşa cum se întâmplă în cazul instrumentelor acustice. (Vorbim de ridicarea volumului deoarcere armonicele secundare au amplitudini inferioare fundamentalei.)

Spre final reformulăm ideea esențială: instrumentele muzicale acustice (care emit sunet prin propria vibraţie) au potenţial audiofil superior instrumentelor electronice de sinteză. Când ascultăm muzică prin intermediul unui sistem audio de calitate (desigur, o muzică bine înregistrată), vom putea recunoaşte până și materialul din care este confecţionat instrumentul muzical acustic. O altă chestiune esenţială: dacă dorim să auzim clar instrumentele din componenţa materialului sonor, vom aprecia un arajament muzical aerisit, fără multe suprapuneri, sau doar cu suprapuneri complementare, de instrumente cu timbre/frecvenţe diferite şi armonizabile.

Şi, da, astfel – pe lângă bucuria descoperirii/urmăririi liniilor melodice şi a armoniilor din muzică – putem ajunge la experienţe audiofile deosebite. La instrumentele de suflat vom auzi până şi coloana de aer ce se formează chiar înainte de emiterea propriu-zisă a notei. La instrumentele de percuţie şi de ciupit, pe lângă intuirea materialului (alamă, oţel; lemn moale, lemn tare) şi a formelor (muchii ascuţite/rotunde/multiple; muchii dure/moi; membrane), vom prinde şi artefacte sonore manifestate la începutul sunetului (zona de atac), precum atingerile premergătoare sunetului, conferindu-ne senzaţia că suntem acolo. La instrumentele cu corzi frecate (vioară, violă, violoncel) ne vor înfiora frecvenţele care se formează gradual până la definitivarea notei muzicale. Şi multe altele…



Parerea ta conteaza:

(0/5, 0 voturi)

Lasa un comentariu



trimite
Feroiu Constantin
Da. Toate invitatiile la lectura, la (auto)cunoastere ale domnului Mircea Badut sunt pentru mine evenimente marcante. Traiesc , citind acest articol precum si cele scrise in trecut de catre autor, mai multe stari : bucuria intalnirii cu performanta , placerea de a parcurge lucrari cu o structura solida si o arhitectura armonica, o impletire intre inginer si artist cu impact deosebit . Un articol ce ma invita sa-mi simt mai bine limitele si o invitatie spre mai "inaltele mintii". Va multumesc , voua , celor puternici si generosi !
25 Martie 2023, 11:38:09