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ACUSTICA
REALTRAPS Series
Misurare una stanza

#1 - INTRODUZIONE
a cura di RealTraps.com


L'importanza dell'acustica di una stanza è spesso sottovalutata persino da coloro che si considerano attenti ascoltatori. Appassionati che sono ossessionati da sempre più ridotte quantità di distorsione o errori nella risposta in frequenza della loro attrezzatura, sono anche in grado di accettare molto tranquillamente deviazioni in risposta di 30 dB o più indotte dall'ambiente di ascolto. Spesso non hanno nemmeno idea dei reali problemi che hanno le loro stanze.


Figura 1: il dettaglio della risposta in frequenza sui bassi che potete aspettarvi da una stanza senza trappole acustiche
Per darvi un'idea di cosa parliamo, il grafico a destra mostra la risposta nelle basse frequenze di un tipico soggiorno di piccole dimensioni.
Quella che notate è una risposta in frequenza alterata, che tuttavia è solo uno dei problemi causati dalla scarsa acustica di una stanza. Le stanze suonano e risuonano, sostenendo alcune frequenze più a lungo di altre.
Se batteste le mani in una camera da letto vuota potreste sentire lo stesso "clap" rimbalzare a causa delle riflessioni del suono da una parete all'altra della stanza. E la tonalità di questo rimbalzo sarebbe strettamente legata alla distanza tra queste due pareti.

La stessa cosa succede anche con le basse frequenze, ma un battito di mani non sprigiona sufficiente energia nei range bassi tali da generare risonanze evidenti. Le riflessioni ci sarebbero comunque, ed influenzerebbero la pulizia dei bassi che ascoltiamo, ma per farci un'idea di esse le orecchie non sarebbero sufficienti e necessiteremmo di un tester appropriato.

Prendiamo in considerazione un'ipotetica stanza con una risposta in frequenza perfettamente flat. Se facessimo durare un'onda di 1 KHz giusto mezzo secondo in più rispetto alle altre frequenze, il volume di quest'onda percepito dalle nostre orecchie risulterebbe più alto a causa della maggiore quantità di energia riflessa e sommatasi durante quel mezzo secondo in più.
Possiamo dedurre quindi che un'importante grandezza da tenere in considerazione nella misurazione di una stanza è il decay di ogni frequenza, ovvero il tempo impiegato per smettere di risuonare completamente (valore ovviamente dipendente dalla quantità di riflessioni e possibili rinforzi subiti da quella stessa frequenza mentre rimbalza da una parete all'altra della nostra stanza, ndr).
Il nostro obiettivo è di rendere il tempo di decay più uniforme possibile in tutto il range di frequenze. Le frequenze più basse non dovranno essere influenzate dalla stanza più di quanto non lo saranno le frequenze alte.

Nelle stanze più larghe anche i riverberi in eccesso possono offuscare i dettagli sonori durante l'ascolto, così come avviene nelle stanze più piccole con le prime riflessioni (da early reflections, vedi l'articolo nella sezione Acustica) - ovvero quelle che raggiungono le nostre orecchie con meno di 20 millisecondi di ritardo rispetto al suono originale - che sporcano anch'esse l'ascolto offuscando i dettagli sonori in modo molto simile ai riverberi negli ambienti più grandi.
Oltre ad oscurare i dettagli, le prime riflessioni modificano anche la risposta in frequenza della stanza creando un particolare tipo di errore chiamato comb-filtering (vedi articolo).

Riassumendo, tutti i problemi di ascolto sono creati da riflessioni provenienti dai muri, dal pavimento e dal soffitto della stanza dove ci troviamo.

Durante il trattamento acustico di una stanza - parliamo sia della misurazione che dell'applicazione pratica -

Figura 2: approssimando la misurazione ad un 1/3 di ottava (in rosso) perdiamo molti dettagli, che possiamo notare invece con la misurazione ad 1/12 di ottava (in blu), che ci mostra invece con molta più precisione la profondità dei buchi e l'effettiva ampiezza dei picchi
possiamo dividere le frequenze in 2 range principali: le basse che stanno sotto i 300-400 Hz e le frequenze medie/alte che stanno sopra i 400 Hz.
Quando studiamo i bassi, l'obiettivo più importante da tenere a mente è ottenere un ascolto il più dettagliato possibile. Questo significa misurare la risposta in frequenza con una precisione (detta anche risoluzione) abbastanza alta da permetterci di osservare accuratamente i picchi e i buchi dovuti alle cancellazioni. Il grafico qui a sinistra ci mostra proprio questa misurazione con due differenti risoluzioni.

Quando analizziamo le frequenze medio-alte risulta invece più appropriato calcolare una media. In questo range, infatti, anche la più piccola variazione nel posizionamento del nostro microfono potrebbe portare differenze sostanziali nella misurazione.
Il grafico di una misurazione sulle medio-alte non approssimata ci mostrerebbe talmente tanti picchi e cancellazioni che ci renderebbero molto difficile identificare un possibile reale problema su queste frequenze.
Ai fini del trattamento acustico risulterà quindi più attendibile un'approsimazione della misurazione, che ci permetterà comunque di avere un'indicazione generale della risposta in frequenza della stanza e dei suoi problemi, senza però perderci eccessivamente in quei dettagli che alla fine del trattamento non faranno la differenza nel nostro ascolto.
 
PERCHE' MISURARE
Molte persone credono che misurare la stanza sia assolutamente necessario per sapere come procedere nel trattamento della stessa, per identificare quindi l'esatto numero di trappole per i bassi, di pannelli assorbenti e di diffusori per le medie e alte frequenze, così come il loro posizionamento.
In molti casi, tuttavia, potrete procedere con il trattamento della stanza persino senza effettuare alcuna misurazione. I punti cardine da seguire saranno il posizionamento delle trappole per i bassi in ogni angolo della stanza, dei pannelli per assorbire le medio-alte nei punti di prima riflessione dei muri laterali e del soffitto, ed eventualmente di ulteriori pannelli assorbenti e/o diffusori nel muro posteriore, subito dietro la vostra testa.

Il trattamento del muro posteriore si rivelerà comunque necessario sopratutto nei casi in cui lo stesso si trova a meno di 3 metri di distanza dalla vostra posizione.

Indubbiamente, un vantaggio del misurare una stanza è mostrare ai proprietari quanto tipicamente possano suonare male. Come detto precedentemente, molte persone non hanno la minima idea di quanto la loro stanza possa danneggiare la qualità del loro ascolto. Piuttosto si preoccupano più di quanto possano essere flat i loro speaker, ignorando completamente quanto possa peggiorare la loro risposta a causa della loro stanza.
Ovviamente, le misurazioni possono fare la differenza quando si tratta di migliorare ulteriormente un trattamento base come quello descritto sopra, e confrontare i diversi benefici ottenuti nell'ascolto posizionando un pannello, o un diffusore, in punti differenti della stessa parete.
Saranno indubbiamente utili anche per capire se sono necessari ulteriori trattamenti, e per identificare quale frequenza stia ancora creando reali problemi in ascolto.


COSA MISURARE
Le cose principali che dovremo misurare saranno la risposta in frequenza (come mostrato nella Figura 1 più sopra), la risonanza modale unitamente al riverbero, ed infine l'impulse response.

La risonanza modale è simile al riverbero, con la differenza che la sua coda "sostiene" solo alcune frequenze piuttosto che altre.
Per rendere l'idea, se cantaste note differenti in uno spazio grande come può essere la hall di una chiesa, o l'interno di un auditorium, notereste che le note impiegano tutte più o meno lo stesso tempo per smettere di risuonare all'interno della sala (sono "sostenute" dal lungo riverbero della stanza, ndr).
Se cantaste invece le stesse note all'interno di una stanza di piccole dimensioni, il decay (ovvero il tempo impiegato dalla nota per smettere di risuonare, ndr) variererebbe molto di più in base alla frequenza della nota, specialmente quando si tratta di note e frequenze basse come quelle suonate da un bassista.


Figura 3: il grafico mostra gli stessi dati derivati da quello in Figura 1, con la differenza che qui vengono mostrate anche le risonanze modali e i tempi di decay delle rispettive frequenze.
Per studiare i tempi di risonanza di una stanza si utilizza solitamente un grafico "a cascata" come quello qui a destra. Nei grafici di questo tipo le "montagne" mostrano il tempo di caduta di una determinata frequenza (maggiore il tempo di caduta, "più avanti" verrà la montagna, ndr).
Quando alcune note di un basso suonato all’interno di una stanza risuonano più a lungo di altre, queste vengono percepite come più forti e meno definite, creando un effetto simile a quello che viene chiamato one-note bass (la frequenza entra in risonanza e ne viene duplicato il suo livello di pressione sonora, ndr).
Parleremo dell'impulse response più avanti in questa serie, sfruttando grafici che ci mostreranno anche i differenti decay del riverbero nelle diverse frequenze di una stanza.

Concludendo l'articolo, in questa introduzione abbiamo iniziato ad analizzare i  principali problemi che potremmo trovare in una stanza non trattata. Tipicamente, una volta chiarito cosa non ci va a genio durante un ascolto all’interno di essa, sapremo anche quali dati andare a misurare con precisione.
Di conseguenza, una volta imparato a capire cosa significano i dati che stiamo andando a misurare, saremo anche in grado di capire cosa significano i grafici che ci verranno mostrati dai software di analisi, e come questi potranno esserci utili per migliorare l’acustica della nostra stanza.

Continua nella seconda parte...

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