Riassunto:
I ricercatori della School of Engineering dell'Università di Nottingham nel Regno Unito hanno sviluppato una nuova tecnologia per gli effetti sonori che dà agli ascoltatori l'impressione che il suono si muova controllando l'interazione delle onde sonore generate da più altoparlanti nello spazio. A differenza dei tradizionali altoparlanti rotanti meccanici, questo sistema non dispone di motori, cinghie o parti rotanti, ma è in grado di riprodurre alcuni degli effetti sonori unici dei classici altoparlanti rotanti.
Al centro di questa ricerca non c'è semplicemente la modifica del segnale audio, ma la manipolazione diretta del modo in cui il suono viaggia fisicamente quando raggiunge l'ascoltatore. I ricercatori hanno creato una serie circolare composta da più altoparlanti e hanno spostato elettronicamente il segnale audio lungo la serie di altoparlanti, in modo che le onde sonore risultanti producessero un effetto simile alla rotazione della sorgente sonora nello spazio.
Le apparecchiature audio tradizionali solitamente elaborano i segnali elettronici prima che il suono raggiunga gli altoparlanti. Ad esempio, effetti come chorus, flanger e Phaser creano tutti sensazioni di ascolto speciali modificando le caratteristiche di fase, tempo o frequenza dei segnali audio. Ma la soluzione dell'Università di Nottingham è più vicina a una vera "sorgente sonora in movimento" perché i cambiamenti avvengono quando le onde sonore hanno già lasciato l'altoparlante e si sono propagate verso l'ascoltatore.
Questa tecnologia è stata ispirata dagli altoparlanti rotanti Leslie apparsi negli anni '30. L'altoparlante Leslie era originariamente utilizzato negli organi elettronici. La sua caratteristica unica è che utilizza un motore e una cinghia per far ruotare la tromba dell'altoparlante o il deflettore, in modo che il suono raggiunga continuamente l'ascoltatore da diverse direzioni, producendo così un suono con un distinto senso di spazio e cambiamenti periodici.
Gli altoparlanti Leslie divennero in seguito l'attrezzatura per effetti sonori più rappresentativa nella storia della musica. Molti dispositivi di musica elettronica, effetti digitali e plug-in software tentano di emulare questo suono, inclusi vari Phaser ed effetti chorus. Tuttavia, queste simulazioni digitali modificano principalmente il segnale elettronico e non possono replicare completamente i cambiamenti acustici causati da una sorgente sonora reale che si muove nello spazio.
È questo il problema che i ricercatori dell'Università di Nottingham sperano di risolvere. L'"altoparlante rotante a stato solido" da loro progettato non ha parti meccaniche mobili. Utilizza invece un array di altoparlanti installato in modo fisso per controllare i tempi di uscita e la fase di diversi altoparlanti per consentire all'onda sonora stessa di produrre un effetto di propagazione spaziale simile a quello di una sorgente sonora rotante.
Pertanto, questo sistema si trova a metà tra gli effetti sonori meccanici tradizionali e gli effetti sonori puramente digitali. Non ha la complessa struttura meccanica dei tradizionali altoparlanti rotanti. Allo stesso tempo, non solo simula l'effetto di rotazione a livello del segnale audio, ma utilizza direttamente la propagazione e l'interferenza delle onde sonore fisiche nello spazio per produrre cambiamenti nel suono.
Fernando Perez-Cota, professore assistente presso il Dipartimento di Ingegneria Elettrica ed Elettronica dell'Università di Nottingham, ha affermato che l'attuale modulazione del suono musicale può essere approssimativamente divisa in due categorie. Uno è il metodo meccanico acustico utilizzato dall'altoparlante Leslie originale e l'altro sono i moderni metodi di elaborazione elettronica e digitale. Questa ricerca tenta di stabilire un nuovo percorso tecnico tra i due.
I ricercatori ritengono che il valore di questo approccio potrebbe essere molto maggiore rispetto alla ricostruzione di un altoparlante Leslie senza parti meccaniche. Poiché il gruppo di altoparlanti può essere controllato tramite software, in teoria può creare schemi di movimento del suono che non possono essere facilmente ottenuti con i tradizionali altoparlanti rotanti.
Ad esempio, modificando la relazione del segnale tra diversi altoparlanti, il suono può produrre direzioni diverse, velocità diverse o movimenti spaziali anche più complessi. Rispetto ai dispositivi rotanti meccanici, il controllo elettronico non richiede l'attesa che i componenti fisici accelerino o decelerino e non è limitato da motori, cinghie e strutture meccaniche.
Ciò significa anche che i futuri produttori musicali potrebbero avere accesso a un nuovo strumento di sound design. Gli effetti sonori tradizionali creano effetti principalmente modificando la frequenza, la fase e le caratteristiche dinamiche del suono stesso, e questa tecnologia può incorporare ulteriormente "da dove proviene il suono e dove si muove" come parte della creazione del suono.
I ricercatori hanno sottolineato che non si tratta semplicemente di utilizzare più altoparlanti per riprodurre lo stesso suono contemporaneamente. Ciò che conta davvero è la relazione del segnale tra gli array di altoparlanti e i conseguenti cambiamenti nell’interferenza e nella propagazione delle onde sonore. Controllando con precisione questi fattori, l'ascoltatore può sperimentare il movimento della sorgente sonora nello spazio.
Al momento, questo sistema è ancora un prototipo sperimentale, ma il team di ricerca ritiene che abbia il potenziale per diventare una nuova piattaforma per effetti sonori. In futuro, potrà essere utilizzato non solo per la produzione musicale e le esibizioni dal vivo, ma anche per audio immersivo, audio spaziale e altri scenari che richiedono un controllo preciso della posizione spaziale del suono.
Questa ricerca è stata pubblicata sulla rivista "Audio Engineering Society Journal", il titolo dell'articolo è "The Solid-State "Rotary" Speaker", i ricercatori sono Nicholas Wolstenholme e Fernando Perez-Cota.
Rispetto ai tradizionali altoparlanti rotanti, le soluzioni a stato solido presentano anche un evidente vantaggio, ovvero la struttura meccanica è più semplice. I tradizionali altoparlanti Leslie richiedono che motori, strutture di trasmissione e parti rotanti funzionino a lungo. Non solo sono di dimensioni maggiori, ma producono anche rumore meccanico e usura. Gli array di altoparlanti fissi possono completare la modulazione del suono attraverso il controllo elettronico, quindi in teoria è più semplice ottenere il controllo digitale e l'automazione.
Il team di ricerca spera che in futuro questo concetto possa essere applicato alla creazione musicale a costi e dimensioni più accessibili. In altre parole, questa tecnologia non mira solo a sostituire i costosi altoparlanti rotanti classici, ma spera di consentire a più produttori musicali di ottenere effetti sonori spaziali che in precedenza richiedevano apparecchiature meccaniche specializzate.
Se sviluppata ulteriormente, questa tecnologia potrebbe persino cambiare la comprensione degli "effetti sonori" da parte delle persone. In passato, gli effettori elaboravano i suoni principalmente a livello del segnale elettronico; in futuro, le apparecchiature per gli effetti sonori potrebbero controllare direttamente il modo in cui le onde sonore si propagano nello spazio reale, rendendo il suono stesso un oggetto che può essere "programmato per muoversi".
Questa ricerca dell'Università di Nottingham fornisce quindi una nuova strada tra l'acustica meccanica e l'elaborazione del segnale digitale. Non consente all'altoparlante di ruotare effettivamente, ma utilizza il controllo elettronico per consentire alle onde sonore di mostrare caratteristiche spaziali simili a quelle di una sorgente sonora rotante. Per la produzione musicale e l'audio spaziale, questa idea di "muovere il suono anziché semplicemente cambiare i segnali sonori" può aprire un nuovo campo oltre la tradizionale tecnologia degli effetti sonori.
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