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In questo studio viene esplorata la voce di canto [1] da una prospettiva differente, non come uno strumento musicale ma come un controller musicale. Mediante un insieme di algoritmi, che operano nel dominio delle frequenze, si estraggono dal segnale vocale in ingresso dei descrittori di carattere percettivo. I parametri estratti sono trasmessi, mediante il protocollo standard di comunicazione MIDI, ad un sintetizzatore digitale esterno allo scopo di controllarne la riproduzione. Nel lavoro qui presentato vengono descritti gli algoritmi di estrazione dei parametri e il processo di conversione in messaggi MIDI. In più, è presentata la realizzazione del software Max Vocalizer implementato in ambiente Max/MSP [2]. Max Vocalizer permette di riprodurre la stessa melodia cantata in un microfono con i suoni interni di un qualsiasi sintetizzatore digitale esterno (Fig. 1). L’evoluzione della Computer Music ha restituito negli ultimi anni molti algoritmi avanzati di Analisi/Sintesi della voce in real-time. La voce umana, e particolarmente la voce di canto, è uno strumento notevolmente espressivo e ricco di sfumature che possono essere sfruttate per considerare la voce come un dispositivo in grado di controllare un qualsiasi altro strumento esterno. Suonare uno strumento digitale, infatti, richiede un dispositivo d’input chiamato controller musicale. Esistono numerosi controller ma senza dubbio, grazie all’avvento del protocollo MIDI, la tastiera è quello più utilizzato. Lo scopo di questo lavoro consiste nel considerare la voce come un valido controller musicale multi-parametrico real-time che possa sostituire l’onnipresente tastiera MIDI. Mirando al controllo degli strumenti digitali mediante la voce di canto, si concentra la ricerca sul processo di analisi e sulla strategia di conversione in messaggi MIDI, detta Mapping. Il processo di analisi sfrutta le conoscenze dei modelli sinusoidali, secondo la quale suoni complessi sono prodotti mediante la sovrapposizione di suoni elementari, di solito sinusoidali. Operando, pertanto, nel dominio delle frequenze risulta facile sviluppare degli algoritmi di estrazione di alcuni parametri che possano esprimere l’alto grado di espressività della voce.

La qualità acustica delle sale da concerto e dei teatri d’opera è normalmente valutata anche sulla base delle risposte all’impulso binaurali (BIRs) misurate all’interno degli ambienti [1]. L’utilizzo, inoltre, di brani musicali anecoici consente di ottenere il suono virtuale prodotto all’interno degli spazi musicali, mediante l’algoritmo di convoluzione. La Inter-Aural Cross Correlation (IACC) calculata a partire dalle BIRs misurate nei teatri, rappresenta un parametro molto diffuso per la determinazione della spazializzazione sonora. Tuttavia, il valore di IACC si modifica dopo il calcolo della convoluzione, a seconda del tipo di segnale musicale utilizzato. Ad esempio, mentre una risposta all’impulso binaurale misurata nell’auditorium di Tsuyama (Giappone) presenta un valore di IACC pari a 0.16, dopo la convoluzione con la sinfonia “Royal Pavane di O. Gibbons diventa pari a 0.39, per passare al valore 0.32 quando essa è convoluta con il quarto movimento della “Sinfonietta n. 14” di M. Arnold. Lo scopo di questo studio consiste pertanto nel calcolare il valore di IACC ottenuto dopo il processo di convoluzione, utilizzando le proprietà intrinseche di ciascun brano musicale.

Lo stretto rapporto che intercorre tra la musica e la matematica fu scoperto sin dall'antichità: un esempio classico è dato dalla Scuola Pitagorica, a cui si deve la scoperta secondo la quale i differenti toni di una scala sono legati ai rapporti fra numeri interi: una corda dimezzata suona l'ottava superiore, ridotta ai suoi 3/4 la quarta, ridotta ai suoi 2/3 la quinta, e così via. Molta matematica applicata in campo musicale deriva infatti dallo studio dell'acustica e dai problemi ad essa collegata, ma bisogna ricordare che per trovare un approccio di tipo fisico-matematico ai problemi della consonanza degli intervalli è necessario arrivare ad epoche relativamente recenti, mentre per molti secoli dopo Pitagora il problema della consonanza ed in generale della suddivisione della scala musicale era trattato secondo principi esclusivamente aritmetici, se non puramente numerologici. Già Pitagora si era però accorto che il suo sistema non era perfetto, utilizzando parallelamente due monocordi sul primo dei quali ottenne sette ottave e sul secondo, a partire dallo stesso suono fondamentale, dodici quinte perfette. Verificò che i due suoni ultimi non coincidevano affatto e che anzi l’ultima quinta era più alta dell’ultima ottava, di una differenza udibile all’orecchio umano e chiamata per l’appunto comma pitagorico. In realtà questa imperfezione, legata all’impossibilità di due numeri primi diversi di avere un multiplo in comune per quante volte li si voglia moltiplicare, non turbava più di tanto il mondo musicale greco, che si esprimeva attraverso canti ed armonie abbastanza semplici. Il problema emerse invece in maniera evidente attorno al XV secolo, con l’inizio della polifonia e della modulazione, allorquando la mancata chiusura del circolo delle quinte e l’asprezza di certi intervalli eseguiti armonicamente posero ai compositori ostacoli di difficile superamento. Contributo fondamentale allo studio ed alla risoluzione del problema della consonanza venne da Gioseffo Zarlino che, con i suoi due trattati sul temperamento, trovò una soluzione estendendo a 6 i numeri generatori ovvero i numeri con i rapporti fra i quali esprimere gli intervalli fra i gradi della scala. Da un punto di vista acustico, sono proprio le indicazioni di Zarlino ad offrire le osservazioni più interessanti riguardo alla consonanza, come si vedrà nel seguito. Nei decenni a seguire, altri studiosi si dedicarono all’elaborazione di metodi per il temperamento della scala tesi a coniugare le esigenze della consonanza con quelle della regolarità della suddivisione ed in particolare con la necessità di contenere in numero limitato i suoni costituenti la scala stessa e la necessità di poter suonare indifferentemente in un numero maggiore di tonalità.

In questo studio è stato affrontato il problema della pessima acustica dell’aula magna dell’Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, ricavata all’interno di una chiesa ora sconsacrata. L’ex chiesa di Santa Lucia è diventata Aula Magna nel 1988, dopo importanti lavori di restauro e da allora è stata oggetto di diversi studi acustici per trovare il modo di migliorare la fruizione acustica dell’ambiente. In questo studio la progettazione acustica ha unito la necessità del rispetto dell’architettura e della storia di Santa Lucia. Sono state rilevate le caratteristiche acustiche dell’ambiente, utilizzando un microfono Soundfield e una testa artificiale, utilizzando un segnale sine-sweep equalizzato in ampiezza in funzione delle caratteristiche della sorgente sonora omnidirezionale utilizzata. I risultati ottenuti sono stati in linea con le aspettative e cioè un tempo di riverberazione molto alto (circa 6,5 s) e parametri spaziali non adatti ad un ambiente usato per conferenze, convegni e concerti. Gli interventi proposti hanno lo scopo di ridurre fortemente il tempo di riverberazione e, allo stesso tempo rinforzare il campo acustico nelle posizioni più lontane. Sono dunque state introdotte superfici fonoassorbenti costituite da applicazione di intonaco fonoassorbente e installazione di tendaggi pesanti volti a chiudere le cappelle laterali, sono stati applicati pannelli sospesi in materiale plastico trasparente e fonoriflettenti sui quali è stato montato l’impianto di illuminazione. Infine si è verificata la bontà dell’impianto di diffusione acustica esistente. Per lo studio è stato realizzato un modello 3D virtuale, tarato in base al rilievo eseguito. In seguito sono state studiate due opzioni di utilizzo della sala: come sala da conferenze e come sala da concerto. Gli interventi previsti per la prima configurazione sono risultati utili anche per l’altra con l’unica differenza dell’utilizzo del sistema di diffusione sonora solo per la configurazione “sala per conferenze”. I risultati hanno mostrato un notevole decremento del tempo di riverberazione che, associato ad un netto miglioramento dei parametri spaziali oltre a Chiarezza e STI, hanno portato ad un discreto miglioramento dell’acustica complessiva dell’Aula Magna di Santa Lucia