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  • Domenica 14 Giugno 2009 13:26
  • Ultimo aggiornamento Domenica 28 Giugno 2009 10:03
  • Scritto da David Guanciarossa

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La stereofonia

Il pubblico ascolta un dramma o un concerto con i suoi due orecchi: ecco l'osservazione che ha condotto alla stereofonia.


Da molto tempo, per dare una più grande impressione di realtà, si è pensato di piazzare due microfoni da una parte e dall'altra di una palla che rappresenta una testa artificiale, e di collegarli ciascuno ad un ricevitore appoggiato a ciascun orecchio dell'ascoltatore. E' lo stesso principio dell'antichissimo teatrofono di Adler; il risultato eccellente, perchè ammesso che i canali di trasmissione siano di buona qualità, questo procedimento trasporta tutto ciò che si produce realmente nel luogo di origine del suono.

Nel 1951 sono stati fatti degli esperimenti dalla radiodiffusione francese, in occasione dell'adattamento d'un lavoro di Teofilo Gautier: «Una lacrima del diavolo». Per mezzo di due microfoni posti a destra e a sinistra della scena e agendo anche sui livelli sonori, si è realizzata una doppia ripresa del suono di cui ogni segnale era diffuso da un'emittente.

La ricezione era possibile a condizione di disporre di due ricevitori, perchè e il presentatore non lo nascondeva, risultato era molto deludente se si ascoltava soltanto una delle due emissioni.

L'ASCOLTO BIAURICULARE

Prendiamo il caso molto semplice d'una sorgente unica situata non di fronte a noi, ma un poco di fianco, a destra per esempio. Questo sarebbe il caso di un attore che recitasse sul lato destro della scena, vicino alle quinte. D'altra parte, in teatro lo spettatore non gira sempre la testa di qua e di la come in una partita di tennis, ma la mantiene ferma in direzione press'a poco del centro della scena, mentre segue gli attori soltanto con gli occhi. In queste condizioni, i nostri due orecchi non sentono esattamente la stessa cosa, e ciò da due punti di vista: nel caso considerato, l'orecchio sinistro, essendo piu lontano dalla sorgente del suo fratello gemello, percepira il suono leggermente più tardi, e un pochino meno forte (fig. 1).
fig. 1
Leggermente più tardi, e questo si capisce facilmente; per un segnale che viene completamente di sbieco, la differenza della via da percorrere è d'una trentina di centimetri, perciò le onde devono girare intorno alla testa. Se si rammenta che esse percorrono circa 340 metri al secondo, ci si rende conto che l'orecchio sinistro sarà raggiunto meno di un decimillesimo di secondo dopo l'altro. D'altra parte, il suono da esso percepito e un po' meno forte (1), del 10% circa se la sorgente è distante 6 metri. Con questi due dati noi arriviamo a determinare da dove ci viene il suono, con una precisione considerevole.

L'energia sonora varia in senso inverso al quadrato della distanza. Essa è, per esempio, un quarto per una distanza doppia, o come nell'esempio della fig. 1 diminuisce del 10%, cioè di un decibel, per un aumento di distanza del 5%.

Dopo aver visto l'aspetto, in un certo senso, fisico dell'ascolto biauricolare, chiediamoci quali sono le caratteristiche psicologiche. Per illustrarle, immaginiamoci di trovarci in una di quelle riunioni in cui molte persone confabulano insieme. Benchè le loro conversazioni si svolgono simultaneamente, noi siamo capaci di seguire quella che ci interessa, divenendo insomma sordi a tutte le altre. Noi dirigiamo la nostra attenzione alle parole che ci giungono da un punto determinato, e il resto del frastuono non ci disturba affatto. E' quel che si dice praticare un ascolto intelligente, e questo è possibile soltanto usando i nostri due orecchi. Infatti, supponiamo che un individuo dall'udito difettoso stia al nostro posto; per mezzo di un apparecchio di protesi ben regolato egli percepisce tutto quello che si dice intorno a lui, ma il suo microfono e il suo ricevitore non gli permetteranno di seguire una sola conversazione; egli non sentirà che un rumore di parole confuse, mentre se non avesse avuto che uno o due interlocutori li avrebbe compresi perfettamente. Bisogna comprendere che quando noi ascoltiamo la radio (o altro apparecchio) siamo in una situazione analoga a quella del sordo. Tutto ci giunge confuso. Così se non è stata presa alcuna precauzione della radio, i violini, i legni, il solista, tutto ci giunge nella piu grande confusione, mentre, se fossimo presenti nella sala, potremmo seguire questo o quello strumento a nostro gradimento. Quail vantaggi ci arreca dunque la stereofonia, dal momento che restituisce, nell'ascoltatore, le condizioni dell'ascolto biauricolare? Anzitutto, e questo è importante soprattutto per le produzioni teatrali e di varietà, essa permette di localizzare i personaggi, di seguirli, quindi di identificarli più facilmente, per mezzo d'un altro criterio che non sia il timbro della voce. La riproduzione ci guadagnerà in vita e presenza. Più fine, ma anche più importante, è il miglioramento delle trasmissioni di concerto: la individuazione dei diversi strumenti non e cosi essenziale; sentire i primi violini a sinistra, i secondi a destra, il solista nel mezzo, non è questo che ci procurerà nuove soddisfazioni estetiche. Avremo il secondo vantaggio di due orecchi in con­fronto a uno solo: la facolta di scegliere, nel suono globale che ci e trasmesso indistintamente, quello che ci piace, e solo quello. Non è un progresso insignificante quando si pensa che, in un concerto per violino e orchestra, noi avremo la possibilità di estrarre il debole solista dalla massa degli altri esecutori, o di seguire ciascuna delle differenti voci di strumenti così vicini come quelli d'un quartetto di strumenti a corda. Nessun dubbio che questo perfezionamento sia una grande gioia per il melomane.

Sul piano pratico, non vanno dimenticati gli altri vantaggi. Prima di tutto l'impressione di realtà, di presenza, data da una produzione stereofonica, rende meno molesti i rumori che circondano l'ascoltatore in casa. Se essi erano così insopportabili nelle audizioni normali, ciò dipendeva dal fatto che la loro realtà superava largamente quella dei suoni emessi dall'altoparlante, mentre ora sono battuti in breccia sul loro stesso terreno. Infine non si avrà più la sensazione penosa che ogni segnale sonoro esca da un apparecchio come isolato, ma sembrerà come immerso in un'atmosfera musicale. Come trarre una qualche soluzione pratica da quanto abbiamo detto? La cosa piu chiara è che bisognerebbe riprodurre negli orecchi dell'ascoltatore e a casa sua esattamente i medesimi segnali acustici che riceverebbe assistendo in carne ed ossa allo spettacolo.


Teoricamente niente di più semplice: si metterebbe davanti a ciascuno strumento un microfono collegato ad un altoparlante col volume regolato al punto giusto. Così sarebbe creata un'orchestra in miniatura, ma a quale prezzo! Questa utopia esigerebbe alle volte un centinaio di canali di diffusione, e tanto basta per dire quanto la soluzione sia dispendiosa. Così, invece di ricordare la fedelta assoluta, ci si ispira ad un vecchio procedimento messo a punto da Adler: ci si accontenta di due canali distinti, ma si sostituisce la cuffia d'ascolto con due altoparlanti ben orientati, lasciando agli orecchi I'incarico di scegliere ciò che arriva a ciascuno di essi, e si deve dire che essi ne rimangono abbastanza
soddisfatti.

L'ASPETTO TECNICO DELLA STEREOFONIA

Non poniamo più la questione d'ordine estetico e ammettiamo che due vie distinte siano sufficienti per «fare la stereofonia»

Quali saranno le difficoltà tecniche che s'incontrano?

E' grande la tentazione di rispondere a priori: poichè si tratta di trasmettere due suoni, bisogna usare due canali di radiodiffusione, come se si trattasse di due programmi diversi. In tal modo tutti i problemi sono fin d'ora risolti. Invece no, siamo ancora lontani: infatti, i due segnali da diffondere per ottenere la stereofonia non sono molto differentì: lo studio dell'ascolto biauricolare ci dice che vi sono tra essi microscopiche differenze nel tempo e infinitesime variazioni d'intensità.

Sono queste piccole diversità che bisogna rispettare scrupolosamente, quale che siala maniera adottata per trasmettere i due segnali, con due emittenti o con una sola. Esaminiamo dunque che cosa si deve richiedere in più al materiale. E' evidente che i difetti da noi enumerati sono sempre da bandire, ma poichè non si possono eliminare del tutto, sarà necessario che abbiano la medesima importanza sulle due vie. Per esempio, se un certo rumore di fondo appare nettamente su una sola via, all'ascolto sembrera ben localizzato e di conseguenza sarà più molesto che se fosse ripartito in modo uniforme tra i due altoparlanti. Che cosa accadrebbe se si verificasse uno squilibrio nella restituzione delle frequenze gravi e acute?

Ammettiamo che uno dei canali, quello ascoltato a destra, favorisca queste ultime. Ne risulterà per tutti gli strumenti uno spostamento verso destra ogni qualvolta essi emetteranno delle note alte; sentire così un piano passare quà e là a seconda dello spartito sarà certamente comico, e non è davvero lo scopo perseguito. Quindi si impone una stretta identità delle due vie.

Un altro fattore che non semplifica il compito del tecnico il tempo di trasmissione. Abbiamo visto che gli orecchi traggono partito dal leggero scarto tra le loro percezioni del medesimo suono; anche i microfoni che li sostituiscono sono raggiunti generalmente dall'onda sonora con un certo scarto di tempo che bisognerà conservare accuratamente. Facciamo un esempio semplice per mostrare gli incidenti che si producono se non vi si bada: immaginiamo che unc oncerto venga diffuso da due diverse emittenti distanti tra loro; il segnale da trasmettere giungerà a una di esse in ritardo rispetto all'altra: ne risulta, per l'ascoltatore, un ritardo di quest'ultima di almeno un millesimo di secondo dovuto al trasporto della modutazione verso l'antenna, da una parte, e al ritorno dell'onda hertziana dall'altra. Eccoci ben oltre il decimillesimo di secondo che noi abbiamo trovato nel caso estremo d'una sorgente completannente laterale, e la stereofonia non potrebbe affatto sussistere in queste condizioni.

Una buona trasmissione di questo tipo esige che tutto sia ben regolato, ma per quanto ciò sia essenziale, si suppone risolto un probelma maggiore, quello della diffusione di due segnali distinti per un solo programma. La prima idea che viene alla mente è senza dubbio di usare due canali il piu possibile simili. La soluzione e teoricamente eccellente, ma sul piano pratico ha l'enorme inconveniente di costringere l'utente ad acquistare due ricevitori non troppo dissimili e di impiegare doppio materiale. Come si sa, le lunghezze d'onda disponibili sono rare, per non dire inesistenti, e non è possibile aumentare il numero delle emittenti. Così si e pensato di usare una sola antenna per tutt'e due le vie stereofoniche, introducendo modifiche non troppo rilevanti.

Due espedienti ci si offrono: il primo è di trasportare uno dei segnali nel campo sordo delle frequenze superiori a 20 KHz, trattando l'altro segnale nel modo consueto. Il secondo procedimento consiste nel trasmettere nel modo classico durante un intervallo di tempo inferiore a 1/20.000° di secondo il suono captato da un microfono, poi, durante il 1/20.000° di secondo seguente, quello captato dall'altro e cosi via. Il ricevitore deve rifare la scelta inversa e incanalare ii suono, tutti gli 1/20.000° di secondo, verso l'uno o l'altro degli altoparlanti. All'attivo di queste soluzioni dobbiamo mettere l'uso d'una sola emittente, quindi una economia di frequenza radioetettrica, e il costo modico della modifica del ricevitore da parte dell'ascoltatore.

I loro inconvenienti sembrano di minore importanza e sono: primo, che le due vie non sono sempre trattate in modo simile; secondo, e quest e una legge generale, che quando si vogliono trasmettere più informazioni sulla medesima gamma di frequenza, di uguale potenza, si ha necessariamente una diminuzione della portata dell'emissione, cioè della distanza massima al di qua della quale l'ascolto e accettabile, senza disturbo esagerato dovuto ad ogni sorta di suoni parassiti. Il sistema attualmente usat è un compromesso tra i due precedentemente descritti. In Italia vengono diffuse, a scopo esclusivamente sperimentale, trasmissioni stereofoniche da speciati trasmettitori a modulazione di frequenza (Roma, Milano, Torino, Napoli). Un settore molto piu avanzato, particotarmente per ragioni commerciali, e quello della registrazione stereofonica, di cui ora parleremo.

LA REGISTRAZIONE STEREOFONICA

Quale accoglienza è stata riservata alla stereofonia dal mondo della registrazione? Sul piano commerciale, come abbiarno già detto, l'accoglienza e favorevole, perchè questa novità permette di rilanciare la vendita dei dischi, dei giradischi e dei registratori. Sul piano tecnico, la stereofonia non sarà altrettanto benvenuta, per le complicazioni che solleva. Infatti bisogna conservare due segnali.

Per il registratore, non vi sono difficoltà di principio: poichè il nastro scorre uniforrnemente davanti alle testine che registrano e leggono il segnale, basterà dividerlo in due parti nel senso della lunghezza, una per il segnale di destra e una per il segnale di sinistra (fig. 2).

registrazione mono
registrazione stereo

Evidentemente, i problemi tecnologici che pone la realizzazione delle testine magnetiche sono più ardui che per i magnetofoni ordinari e si lavora normalmente al millesimo di millimetro.

Il caso del disco è più complesso: mentre il nastro magnetico riceve le sue due piste senza alcuna modifica, il suo corrispondente, il solco, non si presta altrettanto bene, data la sua composizione. Nei dischi stereofonici incisi con il sistema attuale (45-45) il solco e modulato in senso orizzontale e, sui due lati del solco, vengono incise le informazioni corrispondenti ai due canali, sinistro e destro (fig. 3).

stantuffo

L'ASPETTO ARTISTICO DELLA STEREOFONIA

Sarebbe facile, giocando sulle intensità dei suoni che escono dagli altoparlanti, ottenere degli spostamenti d'una sorgente sonora da destra a sinistra, ma questo procedimento appartiene alla sonorizzazione, così come è praticata al cinema, piuttosto che alla vera stereofonia. Abbiamo già esposto una soluzione accettabile: piazzare per la ripresa del suono due microfoni, ad una trentina di centimetri l'uno dall'altro, e collegarli a due ricevitori.

In particolare, si è pensato di ottenere una migliore distinzione delle parti destra e sinistra allontanando l'uno dall'altro i due microfoni. Le due informazioni saranno naturalmente differenti, lo scarto di tempo è d'intensità più grande e l'effetto prodotto piu sensibile, ma si osserva allora un difetto abbastanza molesto: invece di sentire una sorgente sonora uscire da un volume tra i due altoparlanti, l'ascoltatore percepisce nettamente due suoni, a destra e a sinistra; egli distingue con precisione il suono che esce da ciascun altoparlante, e un vuoto sgradevole appare tra i due (fig. 4).

stereo

Altri tipi di ripresa del suono possono essere: 1) si mettono due microfoni monodirezionali al medesimo punto, me la cui zona di sensibilità massima è diretta verso la destra e la sinistra della sorgente sonora; 2) si può usare un microfono monodirezionale rivolto all'orchestra e uno bidirezionale orientato ad angolo retto (fig. 5).

sorgenti sonore

Per mezzo d'una combinazione elettrica semplice dei segnali che essi captano, si ottengono anche due informazioni da deviare sugli altoparlanti destro e sinistro. In questi due ultimi metodi non si constata alcuna differenza di tempo tra le onde che giungono ai due microfoni, ma all'ascolto, grazie alle differenze d'intensità, gli scarti di tempo sono comunque ristabiliti.

Cerchiamo di dare una spiegazione psico-fisiologica di questa illusione creata dai due altoparlanti, e di cui essi non sarebbero capaci se diffondessero i medesimi suoni proprio nel medesimo istante. Allo stesso modo che con due occhi noi riusciamo ad ottenere migliori informazioni su un oggetto che con un occhio solo; cosi con i segnali che raggiungono i nostri orecchi noi formiamo una immagine auditiva (fig. 6);

sorgenti sonore

poichè durante la nostra vita quotidiana abbiamo la possibilità di vedere da dove ci giungono i suoni e poichè l'udito e la vista lavorano in stretta collaborazione, apprendiamo inconsciamente come si presenta agli orecchi un rumore che viene da una certa direzione. In un certo modo noi verifichiamo il nostro udito per mezzo della vista.

Come reagiremo noi, davanti a due altoparlanti? Se essi trasmettono la stessa cosa, i nostri due orecchi riceveranno anche la medesima sensazione e, senza esserne coscienti, ci ricorderemo che ogni qual volta abbiamo ascottato un suono nelle medesime condizioni, esso ci veniva di fronte, e quindi individueremo la sorgente non in uno dei due punti in cui sono gli altoparlanti, ma in un punto intermedio, quantunque la nostra vista ci dica che li non c'é niente. Se i segnali sonori sono stereofonici, le impressioni ricevute a destra e a sinistra non saranno più le stesse e, grazie alla nostra educazione auditiva acquisita involontariamente, ci faremo una rappresentazione della sorgente sonora, per quanto complessa essa sia; nel caso di una buona ripresa del suono, disporremo di una immagine abbastanza esatta della realtà. E' questa specie di fusione, al livello del cervello, delle due eccitazioni dei nostri due timpani che dà all'ascoltatore l'illusione d'assistere personalmente allo spettacolo. «Fare la stereofonia» non è facile che in apparenza. Ed inoltre e necessario che l'ascoltatore vi metta un po' del suo: molto di più che per l'ascolto monoaurale, regolare le apparecchiature cosa delicata, e se non vi riesce perfettamente si può rovinare lo sforzo dei produttori e dei tecnici. La qualità degli apparecchi usati e essenziale.



SUONO HIFI STEREO anno 1 - numero 5 novembre 1971

 

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