Risposta impulsiva

27 04 2007

Ora vedremo di analizzare (senza entrare troppo nello specifico, evitando l’analisi matematica) l’utilizzo della risposta impulsiva nell’ambito dell’home recording.

Cos’è la risposta impulsiva? Semplicemente rappresenta la risposta di un sistema (in condizioni iniziali nulle), quando al suo ingresso viene inviato un impulso. Un impulso, nel campo analogico, è un particolare tipo di segnale caratterizzato da lunghezza temporale nulla e ampiezza infinita. Nel campo digitale è invece un segnale di lunghezza temporale nulla (idealmente nulla, nella realtà prossima allo zero) e di ampiezza pari a 1. E’ detto impulso di Dirac.

Quando inviamo un impulso in ingresso e registriamo l’uscita, quest’ultima contiene moltissime informazioni sul sistema, tra cui la sua risposta impulsiva. Possiamo dire che l’uscita di un sistema lineare e permanente è uguale all’ingresso convoluto (la convoluzione è un’operazione matematica riguardante gli integrali) con la sua risposta impulsiva.

Ma cosa c’entra tutto questo con l’home recording? Immaginate di avere un sistema costituito da cassa e microfono, per registrare la chitarra. Invece di utilizzare complicati algoritmi matematici che simulino il comportamento dei coni e del microfono, potremmo prendere la risposta impulsiva di tale sistema ed usarla per modellare il segnale d’uscita di una testata al fine di renderlo molto simile a quello di una cassa microfonata.

Come ottenere questa risposta impulsiva? Quello che ci serve è un power amp in grado di amplificare un impulso e mandarlo alla cassa, per poi registrare il suono che ne esce con un microfono.

Ci serve poi un software in grado di interpretare la nostra uscita per modificare il segnale, ovvero in grado di effettuare la deconvoluzione, per poi fare convoluzione tra la risposta impulsiva e il segnale di ingresso (che non sarà più un impulso, ma il segnale uscente da una testata ad esempio). In rete sono disponibili diverse risposte impulsive di svariati cabinet e microfoni (notare che non è possibile catturare la risposta della sola cassa, in quanto avete necessariamente bisogno di un microfono per registrarla). Per interpretare questi file wave come risposte impulsive possiamo utilizzare un VST free: Voxengo Boogex.

Basta settare tutti i suoi parametri a 0db o 0%, e i due più in basso (Dry Pre Cab e Dry Post Cab, ovvero l’uscita non processata dal VST) a -inf.

A questo punto, dopo aver attivato il pulsante “Speaker Cabinet Impulse Response“, premiamo “File” e carichiamo il file wave rappresentante la risposta impulsiva che ci interessa (es. una 4×12 con Vintage30 microfonata con uno Shure SM57 sull’asse, un classico). Tutto qua. Da ora qualsiasi segnale passante per il nostro VST risulterà processato come se passasse attraverso la nostra cassa e fosse registrato dal nostro microfono.

Va fatta una precisazione: la risposta impulsiva è in grado di catturare solo effetti lineari (es. equalizzazione, riverbero), non è fisicamente in grado di catturare effetti non lineari (es. distorsione). Scordatevi di avere la distorsione di un Mesa Dual Rectifier catturandone la risposta impulsiva. Avrete solo la risposta in frequenza di esso.

Comunque vi assicuro che con delle buone risposte impulsive, i risultati della simulazione cab+mic sono stupefacenti.

Questa tecnologia viene da tempo utilizzata nell’amp modeling, il problema è che le risposte impulsive utilizzate dai produttori software fanno pena, molto spesso.

Ecco due sample di confronto con Guitar Rig 2. Le chitarre non sono processate, il preset è il medesimo. Nel secondo clip è stata disattivata la sezione cab di Guitar Rig ed è stato inserito Voxengo Boogex per caricare le risposte impulsive. La cassa usata su GR è una 4×12 Mesa con un SM57. La risposta impulsiva usata su Voxengo Boogex è anch’essa di una 4×12 Mesa microfonata con un SM57, proprio per rendere il test confrontabile.

 
Guitar Rig with Cab
 
GuitarRig no cab + IR

Wild Hades

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14 responses

28 04 2007
vcambareri

Complimenti, non credo sarei riuscito a rendere così divulgativo l’argomento.
Una piccola precisazione: la delta di Dirac o delta impulsiva o impulso di Dirac è un ente matematico puramente astratto, tant’è che non è nemmeno definita come una funzione nel senso ordinario.
Perciò è quantomeno improbabile usarla per ottenere la risposta impulsiva.

Ciò che si fa in genere è, noto il segnale d’ingresso (chirp o sinesweep, una sinusoidale con frequenza variabile esponenzialmente o linearmente a scelta), il campionamento della risposta all’ingresso stesso (l’ho visto fare con lo storico Cool Edit…). In altre parole il trucchetto consiste, nota l’informazione di partenza, nel vedere come il sistema lineare ne altera l’entità.

La tua puntualizzazione sulle condizioni di non distorsione del segnale è molto valida, fra l’altro in genere la risposta (IR) di ambienti (teatri, camere e chi più ne ha, più ne metta) è lineare…

Un’altra utile nota è quel che si riesce a fare campionando l’IR delle casse armoniche degli strumenti, su tutti il violino. L’emulazione del suono è ben più credibile dopo una convoluzione suono asciutto * IR del corpo del violino.

A presto,
VC.

22 05 2007
Andrea

Avete qualche sito da consigliare per le risposte all’impulso?
Io ho trovato solo NoiseVault Studio…. quella di cui si parla nell’articolo da dove viene?

Grazie!

Ciao!

Andrea

22 05 2007
wildhades

Cerca nel forum di Andy Sneap:
http://www.ultimatemetal.com/forum/andy-sneap-151/

ce ne sono sparsi tra vari thread.

30 08 2007
Derek

Per modellare i comportamenti non lineari ultimamente è uscito un vst che sfrutta la serie di Volterra. Qui ci sono un po’ di info sulla serie di Volterra, mentre il vst di cui parlo è questo.

30 08 2007
Wild Hades

Sì, ne ero al corrente e sto seguendo gli sviluppi di Nebula…
A quanto pare col Volterra Kerneling sarebbe possibile catturare anche le evoluzioni non lineari di un sistema. Una cosa sicuramente interessante (il gruppo è anche italiano tra l’altro), ma non ho ancora avuto modo di ascoltare sample di amplificatori. Il software per catturare gli impulsi non era ancora scaricabile l’ultima volta che ho visitato il sito.

1 09 2007
Derek

Io avevo provato un po’ di tempo fa’ la demo di Nebula 2 e devo dire che ci sono alcune emulazioni veramente buone. La versione 3 dovrebbe anche essere migliore visto che ha più kernel di distorsione.
Da quello che avevo letto sul forum, allo stato attuale non sò se si ottengano risultati soddisfacenti per avere, ad esempio la distorsione delle valvole, perchè in quel caso sevono parecchi kernel di distorsione e di conseguenza anche un sacco di potenza di calcolo. Non che non si possa fare, ma poi il consumo di CPU è eccessivo. Ne esiste anche una versione, ancora abbastanza acerba, che sfrutta le librerie CUDA di nVidia.

16 09 2007
giancarlo

Un saluto a tutti.
giancarlo
http://www.acusticaudio.net

22 09 2007
giancarlo

Un saluto a tutto, grazie dei complimenti
giancarlo

http://www.acusticaudio.net

22 09 2007
Wild Hades

Figurati Giancarlo, è un piacere avere i tuoi commenti.
Se ci sono novità interessanti, informaci pure.

Saluti e buon lavoro

22 09 2007
giancarlo

Sì, stiamo per rilasciare una tecnologia che ha nome in codice “stone”, e sarà inclusa nel campionatore. I kernel di volterra vengono in questo caso calcolati a partire da differenti tipi di testtones, i risultati vengono processati automaticamente con algoritmi di phase locking e di matching-eq seguendo un complesso schema. Grazie a questa tecnologia stiamo ottenendole le prime simulazioni di tapes degne di nota.
L’uscita del campionatore è prevista nel mese di dicembre. Al momento supporta 9 armoniche di distorsione.
Stimo per rilasciare una versione gratuita chiamata “nebula3 free”, altre versioni gratuite saranno disponibili su alcuni siti web e magazines, con una preview degli ultimi risultati raggiunti.
Grazie a tutti, un saluto.
giancarlo

23 09 2007
Mau

mooooolto interessante giancarlo!! 😉 a dicembre non sarebbe male avere una rece completa sulle pagine di vstexperiment, che ne dici?

un salutone!

28 09 2007
giancarlo

sì certo!

7 10 2007
Derek

So’ che vi avranno già stressato fino alla morte per questa cosa, ma una versione per Mac è così improbabile o esiste una remota possibilità?

8 10 2007
wildhades

E’ bene porre questa domanda sul forum di acusticaudio, non qui…

Grazie

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