Acustica 03

L'inviluppo


Ora torniamo al brano di Albeniz che abbiamo ascoltato:

   

Qui sotto vedete la partitura e il suono così come è stato registrato dal computer.
partitura
A questo livello di ingrandimento non si vede ancora la forma dell'onda, ma si può già apprezzare il profilo della variazione in volume (ma come vedremo, il termine esatto è "ampiezza") dei singoli suoni.
Come è noto, nella chitarra e in altri strumenti a corde pizzicate o percosse, la nota si estingue gradualmente dopo il pizzicato iniziale. Ascoltando e osservando alcune note isolate di chitarra, la cosa appare evidente:

                                                            
                                                                                                                    
In questo grafico, la linea centrale è la linea di zero (non suono). Si vede che le note della chitarra hanno il massimo volume nel momento del pizzicato iniziale (è l'istante in cui la corda e l'onda da essa generata hanno la massima ampiezza di oscillazione, da cui l'uso del termine "ampiezza") e poi decrescono fino al nulla. Le irregolarità nel decadimento (come la gobba della terza nota) sono causate dal vibrato dell'esecutore.
Questa variazione di ampiezza nel corso del tempo è chiamata inviluppo.

Inviluppo

Ogni suono ha una sua evoluzione dinamica. Ci sono suoni con attacco istantaneo come le percussioni o il pianoforte, mentre altri hanno un attacco più dolce e graduale come il flauto. Alcuni suoni possono essere tenuti finché l'esecutore desidera (o ha fiato), mentre altri scompaiono in un tempo più o meno lungo senza che l'esecutore possa influire sul loro comportamento.
In figura vedete una nota di vari strumenti. Il profilo della variazione dinamica è evidenziato in rosso.
















Il piano e il tamburo hanno un attacco immediato e poi il suono può solo diminuire gradualmente di intensità. La tromba ha un attacco rapido, caratterizzato da un lieve sforzato, ma poi il suono può essere tenuto per un certo tempo. Il contrabbasso ha un attacco più lento a causa della lunghezza e dello spessore delle corde.
Già guardando questa immagine possiamo intuire che, per quanto riguarda l'evoluzione dinamica, esistono due classi di strumenti che esisbiscono un comportamento molto diverso.
Capite che i due casi sono molto diversi. Nel secondo, l'esecutore può controllare completamente l'evoluzione dinamica del suono nel tempo fino a ottenere sforzato o crescendo anche all'interno del suono singolo.
Con uno strumento a fiato, per es., una singola nota può attaccare rapidamente, abbassarsi molto di volume e poi tornare a crescere nel finale. Tutto questo è impossibile con gli strumenti a evoluzione libera.
I suoni, quindi, differiscono notevolmente per quanto riguarda la loro evoluzione dinamica.

La variazione dinamica di un suono nel tempo è detta inviluppo


Un inviluppo può avere fino a 4 fasi in sequenza:
  1. Attacco (attack) - corrisponde all'inizio del suono e dura fino al momento in cui il suono ha raggiunto la massima energia. Può essere immediato (l'attacco del piano o di uno strumento a percussione dura circa 1/100 di secondo) o graduale (negli strumenti ad arco e a fiato l'esecutore può creare un attacco in crescendo della durata di vari secondi). Tutti i suoni hanno un attacco.
  2. Decadimento (decay), detto anche decadimento iniziale o primo decadimento - in alcuni strumenti (es. ottoni), all'attacco segue una breve e rapida diminuzione di ampiezza, prima che il suono si stabilizzi. Di solito è dovuto al fatto che il suono scatta solo quando si supera una certa soglia di energia (es. una certa pressione del soffio), non prima. La conseguenza di questo scatto è un attacco abbastanza rapido seguito da un breve decadimento.
  3. Tenuta (sustain) - è la fase in cui il suono rimane stabile mentre l'esecutore continua a fornire energia. Ovviamente non esiste negli strumenti a evoluzione libera.
  4. Rilascio (release), detto anche decadimento finale - è la fase che inizia nel momento in cui l'esecutore smette di dare energia e il suono decade più o meno rapidamente. Questa fase può essere anche molto lunga negli strumenti a evoluzione libera (note basse del piano), mentre è di solito breve in quelli a evoluzione controllata. Tutti i suoni hanno un rilascio.

In figura vedete lo schema generico dell'inviluppo e gli inviluppi reali di alcuni strumenti. Notate che non tutti i suoni hanno tutte le 4 fasi. Alcuni ne hanno meno. Gli strumenti a evoluzione libera non hanno né decadimento, né tenuta. Anche se alcuni vedono come decadimento il rapido calo di ampiezza che segue la percussione o il pizzicato, si può dire che questi strumenti abbiano solo 2 fasi: attacco e rilascio (l'esecutore fornisce l'energia all'inizio e poi non può fare niente).
Al contrario, negli strumenti a esecuzione controllata, l'esecutore può influenzare notevolmente l'inviluppo. Gli archi, per es., normalmente non hanno un decadimento perché l'ampiezza del suono cresce rapidamente con il movimento dell'arco e raggiunge uno stato di tenuta senza scatti (3 fasi: attacco, tenuta, rilascio), ma l'esecutore può creare un decadimento suonando sfz.
Negli ottoni, invece, il decadimento di solito esiste per le ragioni già esposte, ma l'esecutore può evitarlo eseguendo un attacco dolce. Al limite, sia negli archi che nei fiati, è possibile creare un inviluppo formato solo da un attacco molto lungo e da un rilascio come nel caso di una minima suonata in crescendo pp < ff.
Il suono dell'organo può avere una coda dovuta alla riverberazione del luogo in cui di solito viene piazzato.
Considerate, infine, che le 4 fasi dell'inviluppo sono schematiche: si tratta di una semplificazione utile per studiare l'evoluzione dinamica dei suoni. Anche nella fase di tenuta, il suono non è mai perfettamente fermo (non sarebbe umano) anche a causa di pratiche esecutive come il vibrato o di particolarità costruttive come le doppie o triple corde del piano.
In alcune situazioni, infine, si verificano variazioni di ampiezza molto rapide dette transienti, soprattutto nel corso dell'attacco quando il mezzo inzia a vibrare, ma non ha ancora raggiunto la stabilità.
Osservate, nella figura a destra, i primi 2 decimi di secondo di una nota bassa di pianoforte studiati "al microscopio" e notate quante micro-variazioni di ampiezza si possono chiaramente vedere.
Sono dovute al fatto che una corda lunga e spessa come quella di una nota bassa del piano, percossa dal martelletto in un punto vicino a una estremità, impiega un certo tempo a entrare in vibrazione nella sua interezza. Di conseguenza, all'inizio, ha un comportamento irregolare in cui al suono si mescola anche il rumore del martelletto che viene ad essere parte integrante dell'attacco del piano.