Stretching dei campioni

Finora abbiamo imparato a suonare una varietà di synth e campioni per fare un po’ di musica. È tempo di imparare a modificare sia i synth che i campioni per rendere la musica ancora più originale e interessante. Prima di tutto, esploriamo la capacità di Sonic Pi di stirare (in inglese, stretch) e schiacciare i suoni.

Rappresentazione dei campioni

I campioni sono suoni pre-registrati immagazzinati come dati numerici che rappresentano come muovere il cono dell’altoparlante per riprodurre il suono. Il cono dell’altoparlante può muoversi in dentro e in fuori, quindi i numeri devono rappresentare lo stato (cioè quanto in dentro o quanto in fuori) in cui si deve trovare il cono dell’altoparlante in ogni istante. Per riprodurre fedelmente un suono registrato, un campione ha bisogno tipicamente di alcune migliaia di numeri al secondo! Sonic Pi prende questa lista di numeri e li riproduce alla velocità opportuna per creare il movimento in dentro e in fuori della membrana degli altoparlanti del computer, esattamente nel modo richiesto per riprodurre quel dato suono. Ma è divertente anche cambiare la velocità con cui i numeri sono inviati agli altoparlanti, in modo da cambiare anche il suono.

Cambiare la velocità

Proviamo a suonare uno dei nostri suoni ambient: :ambi_choir. Per suonarlo alla velocità di default, puoi passare un argomento rate: all’istruzione sample::

sample :ambi_choir, rate: 1

Questa istruzione fa suonare il campione a velocità normale (1), e per il momento non succede niente di speciale. Ma siamo liberi di cambiare quel numero in qualcos’altro. Proviamo con 0.5::

sample :ambi_choir, rate: 0.5

Forte! Che cosa sta succedendo? Essenzialmente due cose. Primo, il campione ci mette il doppio a suonare; secondo, il suono è un’ottava sotto. Esploriamo la cosa nel dettaglio.

Stretchiamo

Un campione divertente da stirare e comprimere è il loop di batteria Amen Break. A velocità normale, potremmo immaginare di buttarlo dentro una traccia drum’n bass:

sample :loop_amen

Ma, cambiando la velocità, ecco che possiamo anche cambiare genere. Proviamo a mezza velocità per un hip-hop vintage:

sample :loop_amen, rate: 0.5

Se aumentiamo la velocità, entriamo nel territorio del jungle:

sample :loop_amen, rate: 1.5

Adesso, come ultimo effetto a sorpresa, vediamo che succede se usiamo una velocità negativa:

sample :loop_amen, rate: -1

Wow! Suona al contrario! Proviamo a suonare molti campioni diversi a velocità diverse. Provatene di molto veloci o di lentissime. Guarda che suoni interessanti puoi creare.

Una semplice spiegazione della velocità di lettura del campione

Un modo utile di pensare i campioni è pensarli come molle. La velocità di lettura corrisponde a comprimere e distendere la molla. Se suoni con una velocità 2, stai comprimento la molla a metà della sua lunghezza normale, quindi il campione dura circa metà del tempo, essendo più corto. Se invece suoni il campione a metà velocità, stai distendendo la molla fino a raddoppiarne la lunghezza; di conseguenza il campione dura due volte il tempo normale, essendo più lungo. Più comprimi (velocità maggiori), più corto diventa il suono; più distendi (velocità più basse) più il suono diventa lungo.

Comprimere la molla ne aumenta la densità (numero di giri della molla per centimetro) analogamente al campione che suona più acuto. Allungare la molla fa diminuire la densità, analogamente al campione che suona più grave.

La matematica della velocità di lettura del campione

(Questa parte è per quelli che sono interessati ai dettagli. Sentitevi liberi di saltarla…)

Come abbiamo visto, un campione è rappresentato da una lunga lista di numeri che rappresentano come la membrana dell’altoparlante deve muoversi nel tempo. Possiamo usare questa lista di numeri per tracciare un grafico simile a questo:

sample graph

Potreste aver già visto immagini come questa prima d’ora. Si tratta della forma d’onda del campione. È semplicemente un grafico dei numeri. Tipicamente, una forma d’onda come questa avrà 44100 punti per ogni secondo (ciò è una conseguenza del teorema del campionamento di Nyquist-Shannon). Così, se il campione dura 2 secondi, la forma d’onda sarà rappresentata da 88200 numeri che vengono inviati all’altoparlante, opportunamente convertiti in segnale elettrico, alla velocità di 44100 numeri al secondo. Potremmo naturalmente farlo a frequenza doppia (88200 numeri al secondo), e ci vorrebbe solo un secondo per suonarli tutti. Potremmo anche dimezzare la frequenza a 22050 numeri al secondo, e in quel caso ci vorrebbero 4 secondi per suonare tutta la lista di numeri.

La durata di un campione dipende dalla velocità di lettura del dato digitale:

Possiamo rappresentare questo concetto con la seguente formula:

nuova_durata_campione = (1 / velocità) * durata_del_campione

Cambiare la velocità di lettura influisce anche sul pitch del campione. La frequenza, o pitch di una forma d’onda, è determinata da quanto velocemente essa oscilla. Il nostro cervello interpreta un’oscillazione veloce come note acute e un’oscillazione lenta come note gravi. Ecco perché a volte puoi perfino veder muovere il cono di un grosso altoparlante che emette frequenze molto basse: in effetti, sta effettuando il suo movimento in dentro e in fuori a una velocità molto più bassa di quella di un altoparlante che produce note acute.

Se prendi una forma d’onda e la comprimi, quella oscillerà un numero maggiore di volte al secondo. Ciò renderà il suono più acuto. Comprendiamo allora che raddoppiare il numero di oscillazioni raddoppia la frequenza. Così, suonare il tuo campione a velocità doppia raddoppia la frequenza che ascolti. E dimezzare la velocità dimezza la frequenza. Diverse variazioni di velocità influiranno sulla frequenza in proporzione.