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L’Active Field Control di Yamaha
NELLE PROFONDITÀ DEL SUONO YAMAHA
Il marchio giapponese ha presentato importanti aggiornamenti per il suo Active Field Control (AFC). Si tratta dell’AFC Enhance e dell’AFC Image, due metodi di processamento del suono che non si limitano a migliorare l’acustica ambientale. Fanno molto di più. Creano letteralmente nuovi spazi sonori
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di Marco Galloni
Èdal 1969 che Yamaha persegue un approccio olistico all’acustica. In quell’anno il marchio del triplice diapason avvia un’intensa attività di ricerca e collaborazione «con l’obiettivo di trovare una relazione ideale tra esecutore, pubblico e spazio». Nel 1985 questa attività dà il suo primo frutto: nasce l’audio immersivo Active Field Control (AFC), che si pone come risposta alla «crescente diversificazione dei locali e alla necessità di accogliere una gamma più ampia di eventi». Evidentemente destinato a lunga vita, l’AFC è arrivato fino ai giorni nostri attraverso graduali perfezionamenti, gli ultimi dei quali sono stati presentati con una presentazione online il 22 aprile 2021. Il giorno successivo, venerdì 23 aprile, Yamaha Music Europe tornava sull’argomento dedicandogli un intenso, lungo webinar della durata di oltre un’ora e mezza. Non si è trattato di una mera ripetizione della presentazione del 22 aprile ma di un approfondimento, di un accurato lavoro di scavo nei segreti dell’Active Field Control; basti dire che nella parte conclusiva del seminario i relatori si sono scambiati ben 47 domande e risposte sui diversi aspetti tecnici dell’AFC. Anche gli ascoltatori avevano la possibilità di intervenire e fare domande grazie all’icona “alza la mano” che compariva sulla schermata principale. Questi i relatori, che elenchiamo in ordine rigorosamente alfabetico: Ron Bakker, Systems Marketing Manager di Yamaha Music Europe; Gerrit Carstens, Senior Installed Sound Specialist di Yamaha Music Europe, nel ruolo di conduttore/moderatore; François Deffarges, direttore dell’Engineering Support di Nexo; Delphine Hannotin, Manager R&D di Yamaha Music Europe.
UN’ALTRA DIMENSIONE CREATIVA
L’Active Field Control non si limita a migliorare l’acustica ambientale, come la maggior parte dei sistemi di processamento del suono. Fa molto di più: crea – letteralmente crea – l’ambiente acustico, all’interno del quale il pubblico viene «sonicamente trasportato», spiega Yamaha. L’AFC permette di creare qualsiasi ambiente acustico si possa immaginare. In questo senso il sistema del marchio
Tra le 150 grandi installazioni Yamaha AFC realizzate nel mondo c’è l’Opera House di Varsavia, progettata per fornire adeguato supporto ai cantanti e per migliorare la comunicazione tra orchestra e coro; si notino le dimensioni del palco e del golfo mistico (la “buca” dell’orchestra).
giapponese aggiunge (almeno) un’altra dimensione creativa all’opera audio visiva: alla creatività del compositore, degli esecutori, del produttore, dei tecnici e via dicendo, si affianca ora una “creatività dell’ambiente”, se possiamo chiamarla così. Gli aggiornamenti presentati nel webinar di aprile comprendono i processing di miglioramento acustico AFC Enhance e di controllo dell’immagine AFC Image. Attraverso il controllo di quello che Yamaha chiama “riverbero dimensionale”, AFC Enhance crea spazi sonori nei quali è possibile collocare le immagini attraverso la potente interfaccia grafica (GUI) di AFC Image. A differenza dei sistemi che introducono riverberi artificiali, AFC Enhance sfrutta le proprietà naturali dell’ambiente: in questo modo il campo riverberante e i livelli sonori possono essere modificati a piacere, ma le voci umane e gli strumenti musicali rimangono assolutamente inalterati. Mentre nelle configurazioni stereofoniche l’immagine acustica varia in base alla posizione dell’ascoltatore, nei sistemi immersivi come AFC Image può essere spostata e collocata dappertutto in maniera indipendente dalla postazione d’ascolto. AFC Image ha delle caratteristiche uniche, come la funzione di zonazione dei diffusori, che assegna i suoni a determinati speaker, e l’uscita binaurale per l’ascolto in cuffia del suono immersivo. La collaborazione con partner quali Nexo (diffusori) e Steinberg (software per la produzione musicale) consente a Yamaha di diversificare gli approcci progettuali all’Active Field Control e di mantenere il sistema sempre all’avanguardia.
La Nanyang Technological University di Singapore ha un auditorium da 1729 posti equipaggiato con 16 microfoni e 168 diffusori; per garantire un campo sonoro omogeneo e uniforme sono rinforzate le riflessioni precoci e viene compensata l’acustica del palco e della zona sotto la balconata. Tra i partner tecnologici di Yamaha c’è Steinberg, software house tedesca (con sede ad Amburgo) che realizza programmi per la produzione musicale. In questa foto vediamo due schermate generate da Nuendo (versione 11), uno dei prodotti Steinberg di maggior successo; software specializzato nella registrazione e nell’elaborazione di musica, Nuendo è considerato il fratello maggiore di Cubase.
DAW, NUENDO E NEXO NS-1
Dopo una sognante introduzione con blues di sottofondo («Yamaha Immersive Sound, imagine the possibilities»), il webinar mostrava alcune delle 150 grandi installazioni Yamaha AFC realizzate nel mondo. Come l’Opera House di Varsavia (Polonia), una sala di 12.000 metri cubi con capacità di 1828 posti dotata di 24 microfoni e 152 diffusori; l’Opera House è progettata per fornire adeguato supporto ai cantanti e per migliorare la comunicazione tra orchestra e coro, le riflessioni anticipate, il riverbero e l’acustica della zona sotto la balconata. Un’altra importante realizzazione è l’auditorium della Nanyang Technological University di Singapore, concert hall di 16.343 metri cubici capace di ospitare 1729 spettatori; l’impianto tecnico, che comprende 16 microfoni e 168 diffusori, è concepito per compensare l’acustica del palco e della zona sottostante la balconata, per rinforzare le riflessioni precoci e per migliorare la riverberazione. Compare Delphine Hannotin, che parla di pre/ post produzione, di DAW (Digital Audio Workstation) e del software Nuendo di Steinberg, oggi giunto alla 11-esima versione (Nuendo 11). Lanciato quasi 20 anni fa, Nuendo è apprezzatissimo dai professionisti del suono immersivo, della postproduzione TV e del gaming. Tra i suoi punti di forza c’è il MultiPanner, potente strumento per il mixaggio audio 3D basato su oggetti o su canali. Nuendo supporta nativamente i sistemi immersivi Yamaha, sicché anche i contenuti creati in passato possono essere riprodotti con le ultime release del costruttore giapponese. Dopodiché prende la parola François Deffarges di Nexo, che illustra le qualità e le potenzialità dell’NS-1, software per la progettazione e la simulazione di sistemi di diffusione acustica. Controllato attraverso un’intuitiva interfaccia drag-and drop, l’NS-1 confronta attraverso modelli matematici 3D le misure acustiche effettuate nel mondo fisico per prevedere le modalità di propagazione del suono e l’ammontare dei ritardi. I parametri del sistema di diffusione possono essere trasferiti e utilizzati nell’AFC Image. L’NS-1 supporta tutti i prodotti Nexo e può essere scaricato gratuitamente dal sito della casa. Mentre
Una schermata prodotta da Nexo NS-1, software di simulazione capace di prevedere e visualizzare il campo sonoro prodotto dai diffusori. L’NS-1 può essere utilizzato in qualsiasi ambiente d’ascolto, dalla piccola sala ai grandi spazi outdoor come lo stadio qui raffigurato. Il software supporta l’intera gamma Nexo: diffusori standard, array Geo Tangent, subwoofer…
L’AFC Enhance si basa su un principio per certi aspetti opposto a quello dei trattamenti acustici applicati agli studi di registrazione o alle sale d’ascolto: invece di attenuare le riflessioni, le esalta. Nella foto, il Red Barn Studio (Arkansas).
tag RF così piccoli da poter essere nascosti nei costumi dei performer. Il sistema è in grado di seguire gli artisti taggati entro un range di 2 centimetri, ciò che consente di utilizzarlo non solo in campo audio ma anche per il video e per l’illuminazione. Soundtracker II garantisce il tracciamento in tempo reale nello spazio cartesiano x, y, z, grande velocità di esecuzione e, grazie al calcolo vettoriale, estrema precisione nel rilevamento degli oggetti e nel posizionamento del campo sonoro. Il mixaggio “objectbased” può essere controllato anche attraverso piattaforme di terze parti come TouchOSC e Lemur di Liine: TouchOSC è un touchscreen modulare Midi e OSC (Open Sound Control) che funziona con ogni dispositivo iOS e Android, mentre Lemur è un’applicazione che permette di gestire qualsiasi software o hardware (Midi/OSC) per DJ, musica elettronica, produzione in studio, VJ, sintesi visiva e illuminazione da palco.
LA CONVERSIONE DELLO SPAZIO
I relatori del webinar hanno poi concentrato l’attenzione su una particolare funzione del processing AFC Image, la Space Conversion. Tale funzione ottimizza in modo automatico il movimento di un oggetto definito in una DAW affinché lo si possa riprodurre in un ambiente
Deffarges parlava comparivano rendering di stadi e grandi sale da concerto con immagini di diffusori Yamaha, come gli array VXL Series, i VXS, gli speaker attivi DXR Series e via dicendo.
IL TRACCIAMENTO RF DEGLI OGGETTI
Delphine Hannotin torna poi sul tema del mixaggio audio basato su oggetti, che può essere controllato tramite le console digitali Yamaha Rivage PM, CL o QL Series. È possibile disporre le immagini sonore in modo da farle corrispondere alla posizione degli oggetti reali. Oltre che con le succitate console Yamaha quest’operazione può essere svolta anche con dispositivi outboard come il Soundtracker II, un sistema capace di tracciare fino a 100 artisti presenti contemporaneamente sul palco. Effettuato il tracciamento, il Soundtracker posiziona il campo sonoro in maniera che ogni spettatore/ ascoltatore possa assistere nel modo migliore allo spettacolo, goderne pienamente. Sviluppato dalla norvegese TTA, un’autorità in questo campo, Soundtracker II si basa su una tecnologia RF che comprende sensori Stagetracker II/RadioEye e
I SEI BREVETTI DELL’AFC ENHANCE
L’AFC Enhance è concepito per arricchire il campo sonoro di ambienti acusticamente inerti, caratterizzati da basse percentuali di riverbero. Ambienti del genere si prestano benissimo a essere utilizzati come sale per riunioni e conferenze. Vanno invece meno bene se utilizzati per le esibizioni di piccole formazioni come quartetti d’archi, gruppi di ottoni e simili. In questi casi lo scarso riverbero si traduce in scenari sonori privi di profondità e tridimensionalità. Il processo di arricchimento AFC Enhance non avviene introducendo riverberi artificiali, ma sfruttando le caratteristiche naturali della sala attraverso numerosi ritrovati sviluppati da Yamaha nel corso degli anni. In effetti l’AFC Enhance è una specie di “summa tecnologica”, la sintesi di sei brevetti depositati dal marchio giapponese fra il 1991 e il 2009. Tutta questa tecnologia consente di modificare la riverberazione ambientale lasciando inalterate le voci umane e quelle degli strumenti musicali. AFC Enhance sfrutta un sistema di microfoni e diffusori che possono essere utilizzati in due diversi modi: secondo il cosiddetto “approccio rigenerativo”, che usa il feedback per amplificare l’energia acustica della sala; o secondo l’“approccio in linea”, che elabora il segnale di convoluzione per aggiungere al suono delle componenti sintetizzate. Il sistema Yamaha utilizza entrambi i metodi: attraverso il controllo del riverbero e delle prime riflessioni riesce così a creare il suono desiderato rispettando nello stesso tempo le caratteristiche naturali della sala. Sia l’uno sia l’altro approccio presentano tuttavia un inconveniente: l’aumento incontrollato dell’energia acustica può provocare larsen e altri disturbi. Per evitare che ciò accada, AFC Enhance utilizza la tecnologia brevettata Electronic Microphone Rotator (EMR), che introduce variazioni temporali nell’anello di feedback in modo da distribuirne uniformemente le caratteristiche di frequenza; la soglia di larsen viene così spostata verso l’alto. L’ultima versione di AFC Enhance dispone di filtri FIR a densità molto più elevata rispetto alle versioni precedenti, a garanzia di campi di riverbero estremamente dettagliati e naturali. AFC Enhance può essere gestito tramite le applicazioni ProVisionaire Touch/Control o per mezzo del pannello di controllo Yamaha MCP1.
Dietro l’AFC Enhance e l’AFC Image c’è una lunga storia iniziata nientemeno che nel 1969, quando Yamaha varò un ambizioso programma di ricerca «con l’obiettivo di trovare una relazione ideale tra esecutore, pubblico e spazio». AFC Enhance e Image consentono di rivitalizzare ambienti acusticamente inerti. I sistemi immersivi Yamaha coprono tutte le fasi della creazione di opere audio visive, dalla produzione dei contenuti alla riproduzione. La conversione spaziale, per esempio, consente di riprodurre attraverso un sistema audio live i contenuti a 5.1 canali realizzati in ambiente DAW.
L’AFC Image può essere controllato mediante diversi dispositivi, tra i quali lo Stagetracker II della norvegese TTA (nella foto), un sistema capace di tracciare fino a 100 artisti presenti contemporaneamente sul palco.
diverso da quello di origine. Ciò permette di trasferire, sotto forma di rendering, i contenuti creati in ambienti convenzionali in qualsiasi spazio e layout altoparlanti; questo riduce drasticamente i tempi di lavorazione. La Space Conversion può essere utilizzata importando il layout diffusori tramite Nexo NS1 oppure manualmente. Il passo successivo consiste nel definire le speaker zone (sono disponibili fino a 32 zone) e nel collocarvi i diffusori. I relatori hanno mostrato uno schema con 32 diffusori disposti lungo il perimetro di un’area quasi circolare che, agendo su apposite maniglie, veniva modificata, curvata e deformata, allungata o allargata; nello stesso tempo i diffusori venivano spostati creando layout alquanto diversi da quello originale. Un tipico esempio di conversione spaziale è la riproduzione, attraverso un impianto audio live, di contenuti a 5.1 canali creati mediante una DAW, cioè in ambiente artificiale. La Space Conversion consente inoltre di impostare i setting indipendentemente per ogni zona (palco, sala, ecc.), di inserire il reverbero 3D e di regolarne gain e tempi di ritardo, di equalizzare il segnale e molto altro ancora.
CONCLUSIONI
per il 2021/22 e con un lungo scambio di domande e risposte (ben 47, lo ricordiamo) tra Gerrit Carstens e i relatori Delphine Hannotin, François Deffarges e Ron Bakker. L’audio immersivo di Yamaha, lo si sarà capito, non è una diavoleria, una specie di sortilegio che ci trasporta in chissà quale mondo parallelo. Al contrario, è un sistema che consente allo spettatore/ascoltatore di immergersi nell’evento audio visivo a profondità forse mai raggiunte prima. In passato si tendeva a separare l’esecutore, l’ascoltatore, la musica e il video, l’ambiente e via dicendo. Oggi si è capito che fanno tutti parte di un’unica realtà.
AFC Image, l’altro aggiornamento presentato da Yamaha ad aprile, permette di controllare la posizione delle immagini acustiche all’interno dello spazio d’ascolto. Nelle configurazioni stereo l’immagine sonora varia in base alla posizione dell’ascoltatore. Nei sistemi immersivi in genere, e in particolare nell’AFC, le immagini possono invece essere collocate ovunque sia necessario o desiderato, e la loro posizione rimane indipendente da quella dell’ascoltatore. L’audio “object-based” dell’AFC Image permette di spostare gli oggetti sonori nello spazio con un grado di libertà sconosciuto a molti altri sistemi immersivi. La funzione Speaker Zone consente di assegnare gli oggetti a specifici gruppi di diffusori; è possibile definire fino a 32 speaker zone. Un’altra importante funzione è la conversione dell’area di rendering, che permette di trasformare la regione di panning della DAW o della console in una qualsiasi forma geometrica, dal cubo al poligono a 16 lati; all’interno di quest’area è possibile collocare liberamente gli oggetti sonori. Sono disponibili tre strati (layer) con altezze definibili dall’operatore; questo significa che gli oggetti in uscita dalla console possono essere controllati dall’area del palco, per esempio, mentre quelli provenienti dalla DAW dall’area del pubblico. Oltre all’audio “object-based”, con possibilità di combinare fino a 128 oggetti, AFC Image supporta anche l’audio basato su canali. Dal momento che in uno spazio reale il riverbero varia secondo la postazione d’ascolto, Yamaha ha sviluppato una tecnologia 3D che genera riverberi ottimizzati in base alla posizione dei singoli oggetti sonori, creando campi sonori più profondi e realistici; la direzionalità e la diffusione di questi campi vengono controllate attraverso una GUI. AFC Image dispone inoltre di un’uscita binaurale, che permette di ascoltare l’audio immersivo anche in cuffia, e di ingressi ausiliari per la gestione di contenuti immersivi o tradizionali, con possibilità di combinarli. L’AFC Image può essere controllato mediante le console digitali Yamaha serie Rivage PM, CL e QL, gli Stagetracker della norvegese TTA, motori multimediali di terze parti e tablet con browser.
