“Sweep Convolution Analysis” e “Distance Counter” by Mr Italo Lombardo. Le app made in Italy

Da tempo ormai seguo con interesse il continuo e fecondo sfornare da parte del nostro Italo nazionale, di applicazioni semplici, pratiche ed efficaci per il mixing o tuning o di qualsivoglia aspetto del nostro settore.

Italo Lombardo, non ha certo bisogno di presentazioni. Tutti noi abbiamo imparato qualcosa da lui. Una certezza assoluta.

Con questa nota voglio introdurre con orgoglio ai miei vari amici sparsi nel mondo, Sweep Convolution Analisys e Distance Counter.

Per farlo userò, subito dopo una mia brevissima introduzione, proprio le sue parole che copio ed incollo senza modifiche.

Ho provato SCA confrontandone i risultati, con le dovute proporzioni e differenze, con Smaart (NB…Smaart è un prodotto di Rational Acoustics, al cui sito rimando per tutte le info e contatti con il distributore italiano, che NULLA HA A CHE FARE con l’applicazione in oggetto. Viene solo usato come riferimento certo, noto).

Per simulare quanto più possibile l’analisi di SCA, viene impostata una misura di transfer fuction con FFT size di 4 K. Sia SCA che Smaart 7 condividono come device, una ROLAND QUAD CAPTURE (rimando al sito del costruttore per info sul prodotto). L’applicazione viene fatta eseguire e viene misurato, con l’uso di un microfono ECM 8000 ed un piccolo diffusore in ambito domestico, il pink noise generato dal generatore interno a Smaart. Ecco i risultati che sono abbastanza comparabili:

setup domestico della misura

Utilizzando come segnale la sweep di SCA

Segue un video realizzato con lo stesso setup, ma lasciando attiva la TF in Smaart e usando come segnale la sweep generata da SCA:

Allegata alla stessa applicazione, troviamo un altra interessante applicazione denominata DISTANCE COUNTER, che può essere usata con una certa efficacia nella misura della distanza tra diffusori. Io l’ho testata e verificata con diffusori riproducenti lo stesso range frequenziale e debbo dire che al momento ho riscontrato il suo corretto funzionamento. Ovviamente mi riservo ulteriori indagini e verifiche.

Nell’esempio che segue, ho utilizzato lo stesso setup della foto precedente. Per simulare due diffusori, lo stesso speaker viene distanziato di 0,33 m.

L’applicazione trova un ritardo di 0,98 ms! indovinate quanti sono….. 🙂 esatto!!!

Presto con nuove misure e riscontri.

Fedele

Ma ora vi lascio alle parole di Italo e alla sua descrizione delle applicazioni citate:

Ricordate l’ATB della Terrasonde?

www.audiotoolbox.us/

Ebbene questo piccolo analizzatore portatile ha una funzione di analisi molto interessante,

ovvero il metodo FFT a Sweep.

Con esso è possibile inviare un segnale audio mediante una Sweep, il processore analizza tale segnale e riproduce la curva, filtrando i segnali di rumore non inerenti alla frequenza in quel momento in fase di analisi di livello (grosso modo, cio’ dipende sostanzialmente dal filtro

utilizzato in ingresso che varia in base alla frequenza in quel momento emessa).

Ebbene, il risultato di tale sistema di analisi è sempre stato molto realistico, determinato in gran parte dalla qualità del microfono stesso (incorporato, non Classe 1, ma comunque con la possibilità di utilizzarne anche un altro esterno a piacere).

Il problema principale dell’ATB è solo che al tempo di oggi, l’unità è sostanzialmente un po’ obsoleta, fondamentalmente solo per la risoluzione grafica del display incorporato (era comunque possibile esportare un file csv/xls con un procedimento particolare sfruttando la porta midi incorporata…molto macchinoso come sistema).

L’idea per la mia applicazione deriva completamente da questo apparecchio, pensando quindi a fornire un sistema identico ma con risoluzione grafica elevata, e con solo qualche feature aggiuntiva tesa a farlo diventare uno strumento più preciso ancora.

E’ nato quindi Sweep Convolution Analysis (SCA)

Vi dico subito che tale applicazione è stata interamente creata in MaxMSP (Vers. 6.1.9) e sfrutta
un paio di oggetti creati dalla Hiss sviluppati presso il Music Departement of University of Huddersfield (UK)

http://eprints.hud.ac.uk/14897/
https://github.com/HISSTools/HISSTools_Impulse_Response_Toolbox
http://www.thehiss.org/

Esiste anche un libro che spiega i principi fondamentali di tale lavoro:

Harker, Alexander and Tremblay, Pierre Alexandre (2012) The HISSTools Impulse Response Toolbox: Convolution for the Masses. In: ICMC 2012: Non-cochlear Sound. The International Computer Music Association, pp. 148-155. ISBN 9780984527410

Veniamo dunque alla mia applicazione:
Al momento l’applicazione è stata sviluppata per computer mac con OSX, ma presto farò il porting anche per sistemi Win. (No Linux, sorry).
Ovviamente la prima cosa da fare è settare il driver audio, affinchè l’applicazione possa inviare il test tone e ricevere il segnale microfonico.
Le uscite audio previste sono 2, un L e un R, mentre l’ingresso è uno solo (Input Left)
L’applicazione è pertanto predisposta ad inviare il test tone sulle uscite L, L+R e R, in modo da poter effettuare tre misure (nel caso del microfono posizionato centralmente tra i due sistemi audio in test, ovvero la situazione più comune di lavoro).
Effettuando tali misure sarà dunque anche facile comparare i risultati ottenuti.
Inoltre, cosa che l’ATB non fa, è possibile creare una curva di media (Average) e inserire un Marker per propria comodità di analisi visiva.
Il segnale (la Sweep) in uscita è stata predisposta per una lunghezza complessiva di un minuto, questo perchè una lunghezza inferiore non consente una analisi ottimale, mentre una più lunga risulta inutile. La sweep parte da 0 Hz sino a metà della frequenza di campionamento (Nyquist), e in base ad essa (la Sample Rate, 44.1, 48, 88.2 e 96 KHz), varia anche il range di visualizzazione del grafico. Ovviamente ho aggiunto la possibilità di modificare il range di livello della misura dal punto di vista grafico (di default è impostato a righe di 5dB, ma sono possibili valori di 0.5, 1, 2.5, 5, 10 e 15 dB), zoomabile per una lettura anche molto accurata, oltre a poter visualizzare il tutto in scala lineare o logaritmica.
Da ultimo la misura si può effettuare in modalità fase minima o lineare (default in quanto più accurata), come è possibile anche visualizzare il contenuto dei tre buffer audio con IR (di dubbia utilità, ma ci sta).
Anche il windowing è impostabile, come il size della FFT (4096 samples di default, incrementabile sino a 65536 samples, cosa che rende la visualizzazione accuratissima ma ben pesante per la cpu).

Il livello del test tone è regolabile in uscita, ma tale livello è da impostare principalmente per matchare un livello senza distorsione in uscita dall’interfaccia utilizzata. Da ultimo il livello in ingresso viene visualizzato dal VuMeter sul lato destro dell’applicazione, e per un setting veloce di livello, è presente un test tone a 1 Khz fisso.

Un Marker è inseribile selezionando un’area del display, tenendo premuto il tasto shift. Il marker viene inserito all’inizio dell’area selezionata, ma la sua posizione può facilmente venire variata, e anche accuratamente (centesimi di Herz). Il marker resta sinchè non viene cancellato.
L’applicazione ha ovviamente altre features, quali la visualizzazione della fase della misura, con range selezionabile (pulsante phase).

Tutto questo è salvabile come immagine di screenshot e salvabile nella cartella predefinita all’inizio dell’apertura dell’applicazione.

Altra funzione è la misura della THD (distorsione armonica, misurata in percentuale)
Questa non è un tool da utilizzarsi per analisi acustiche ambientali, quanto piuttosto per analizzare apparecchiature hardware collegate in I/O al sistema di test.
La misura viene effettuata su 16 frequenze con test tone impostato a 1 Khz.
Anche questi valori sono salvabili sia come screenshot che come file di testo.
La velocità di visualizzazione (Fast o Smooth) non è impostabile per questa misura. Tale funzione è valida solo per la misura della Sweep, ma serve unicamente per avere una visualizzazione più lenta della curva in ingresso. La misura viene comunque sempre effettata alla velocità normale (Fast), in tutti i casi.

Il Distance Counter

Questa è una applicazione particolare, che serve a determinare la distanza tra due sorgenti (A e B), fornendo una misura approssimativa della distanza tra le due (non può essere precisa al 100%). tale applicazione non utilizza sistemi di analisi FFT, bensì effettua il calcolo sulla comparazione temporale di due burst di segnale registrati in due buffers di memoria (visualizzabili)

La misurazione viene effettuata sul primo range utile dopo il primo picco a 0dB rilevato, pertanto i test tones devono essere a livello molto elevato in ingresso, anche per sovrastare segnali di rumore di disturbo.
La misura infine viene visualizzata in millisecondi, mentre la conversione in metri dipende dalle variabili di temperatura/umidità e pressione, valori impostati come medie, ma che l’utente può variare a suo piacere oppure lanciando un’altra mia applicazione esterna denominata elMeteo (presente pulsante recall), che invia i propri dati estrapolati da internet, via UDP direttamente all’applicazione (sulla porta 4444 in localhost).

Nell’applicazione è presente anche una modalità di test offline con un delay simulator. In fase di test normale bisognerà ovviamente assicurarsi che il delay simulator sia impostato a valore 0 ms sia per il segnale A che per il B.
E’ presente anche un plot grafico che mostra il decadimento delle alte frequenze in base alla distanza tra sistema audio e postazione mixer FOH, sempre coi parametri di velocità del suono.

Da ultimo sono presenti due modalità di trasmissione del test tone: a burst (Sync) o segnale sinusoidale puro (sin), che è anche filtrabile con un HPF e un LPF, le cui frequenze di taglio vengono definite in base alla frequenza del test tone stesso. Solo la pendenza dei filtri è selezionabile indipendentemente (comune però ad entrambi i filtri),
tra Butterworth o Chebyshelv

Questa modalità di test consente solo di impostare il test tone sulla frequenza di taglio di un crossover, ma di base risulta essere molto meno accurata del burst test tone, ed era la modalità utilizzata in una mia precedente applicazione (elSub AT) che prima o poi modificherò ancora implementando invece il burst tone.

In conclusione, questa applicazione va usata con le dovute cautele e giusto per un test approssimativo, non ne garantisco il corretto ed effettivo funzionamento. (anche perchè va ulteriormente modificata, implementando anche in essa la modalità di uscita audio per un sistema A e un B sempre connessi, giusto per una questione di velocità di misura). Attualmente tale routing va effettuato sul processore/cross-over in uso localmente.

Infine, questo è solo uno screenshot dell’applicazione elMeteo, per grabbare le informazioni metereologiche da internet, in base alla propria posizione (che quindi potrebbe non corrispondere ai valori di temperatura-umidità e pressione all’interno di una venue indoor…per esempio. Dotatevi quindi di una stazioncina meteo portatile, ed inserite i valori corrispondenti, manualmente).