Ci sono molti motivi per cui è interessante inserire la tempo-varianza all’interno di un algoritmo di riverbero:
• riduzione della colorazione e della fluttuazione nella risposta riverberante, variando la frequenza di risonanza.
• riduzione del feedback quando il riverberatore è accoppiato ad un sistema elettroacustico di rinforzo del suono, come nel caso di intensificazione del riverbero.
La tempo-varianza permette di produrre un riverbero che suona naturale e indipendente da modulazioni di frequenza o di ampiezza udibili. Ci sono molti metodi per aggiungere la tempo- varianza ad un algoritmo già esistente:
• modulare le lunghezze di delay, come mostrato in fig. 3.25
• variare i coefficienti della matrice di feedback nel filtro di riferimento mantenendo allo stesso tempora proprietà di conservazione dell’energia o, in modo simile, variare i guadagni passatutto di un riverberatore ad anello di reazione passatutto.
• Modulare i prelievi dei guadagni d’uscita di una struttura ad anello di reazione passatutto, come in fig 3.24 o variare la matrice di mixaggio (par. 3.3.6).
Esistono molti metodi di implementare linee di ritardo variabili [3]. Un semplice interpolatore lineare lavora bene, ma per performance migliori alle alte frequenze, potrebbe essere preferibile usare un Interpolatore Lagrangiano di ordine superiore, ad esempio un interpolatore passatutto, perché richiede una velocità di modulazione più bassa [3,41]. La modulazione della lunghezza del ritardo provoca una modulazione di frequenza sul segnale che passa attraverso il delay; se la
profondità o la velocità della modulazione è troppo grande, la modulazione sarà udibile nel riverbero risultante (si sente bene nel suono del pianoforte solista); quindi, è necessario che il massimo detune non superi i pochi centesimi di Hz e la velocità di modulazione non sia dell’ordine di 1 Hz. Un’altra idea è cambiare i coefficienti mantenendo un sistema di conservazione dell’energia: il risultato dà la sensazione di aver piazzato il segnale in un labirinto; per evitare generazioni in banda laterale, la modulazione dei coefficienti dovrebbe essere eseguita a tassi sub- audio, anche se per modulazioni di livello debole si avverte un suono “fluttuante” troppo intenso [3,50].
Molti riverberatori commerciali usano le tecniche tempo-varianti per ridurre la colorazione tonale, ma tutti i metodi utilizzati sono completamente empirici; non esistono, per il momento, teorie riguardanti la risposta lontana, che mettono in relazione il tipo e l’ammontare della modulazione con la riduzione di colorazione tonale; né c’è modo di prevedere se la modulazione sarà avvertibile. Di conseguenza tutti i metodi tempo varianti sono di tipo empirico.
Conclusioni
Abbiamo analizzato algoritmi per rappresentare il riverbero in tempo reale.
Un metodo semplice per rappresentare l'acustica di un ambiente è: campionare la risposta impulsiva e simulare il riverbero usando la convoluzione. Una risposta all'impulso artificiale può essere prodotta usando tecniche di auralizzazione. La disponibilità di algoritmi di convoluzione efficienti, a zero delay, fanno sì che questo metodo sia utilizzabile per la rappresentazione di una stanza in tempo reale. L'inconveniente di questo metodo è la mancanza di un controllo parametrizzato sulle caratteristiche percettive salienti della riverberazione. Questo potrebbe essere un problema quando cerchiamo di utilizzare questi sistemi in ambienti virtuali interattivi.
I riverberatori implementati usando filtri ricorsivi offrono un controllo parametrizzato dovuto al basso numero dei coefficienti dei filtri. Il problema di questo tipo di progetto è riuscire a realizzare algoritmi efficienti di riverberazione naturale del suono, che riescano ad evitare una sgradevole colorazione e una fluttuazione nel ritardo. Le strutture originali di Schroeder per il riverbero artificiale sono filtri a pettine e filtri passatutto ottenuti da coppie di filtri a pettine; miglioramenti si possono ottenere con metodi che includono riflessioni vicine e filtraggi che simulano l’assorbimento dell’aria (Moorer, Schroeder); inoltre si può ottenere un tempo di riverbero dipendente in modo preciso dalla frequenza e una fattorizzazione quasi indipendente degli aspetti di “colorazione e “durata” (Jot).
L’evoluzione da filtri a pettine a FDN (Gerzon, Stautner, Puckette, Jot ) può essere vista come un modo per ottenere una maggiore abbondanza di feedback, in modo tale che la verbosità della risposta impulsiva sia più grande di quanto possibile con qualunque configurazione parallelo e/o serie di filtri a pettine; in effetti, una FDN, quando gli elementi della diagonale della matrice di reazione non sono nulli, può essere vista come un banco di filtri a pettine in reazione con accoppiamento incrociato. Il lavoro di Jot ha rivoluzionato lo stato dell'arte in molti modi, perché ora è possibile progettare riverberatori senza colore senza far ricorso a metodi di progetto esclusivamente empirici; è possibile specificare in anticipo la curva temporale di riverberazione del riverberatore, permettendo un metodo di analisi/sintesi per il progetto che si concentra nel riprodurre il cambio di decadimento dell'energia del luogo voluto.
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