L' AMBIENTE E LE SUE
PROPRIETA' ACUSTICHE

Per sfruttare al massimo le caratteristiche di un impianto di riproduzione del suono è necessario che l'ambiente dove avviene l'ascolto possegga delle caratteristiche appropriate dal punto di vista acustico.         L'influenza dell'ambiente d'ascolto aumenta tanto più quanto più è sofisticato l'impianto di riproduzione: in altri termini cattive caratteristiche ambientali rovineranno maggiormente una riproduzione ottenuta a partire da un impianto di qualità elevata che non una riproduzione ottenuta da un impianto di prestazioni mediocri. Un'altra considerazione riguarda l'influenza che ha l'ambiente d'ascolto sul tipo di riproduzione: monofonica stereofonica o quadrifonica. Da questo punto di vista il caso più critico è quello della riproduzione stereofonica, che, d'altra parte è anche quello più frequente in pratica .Difatti la qualità di una riproduzione monofonica non è legata a fattori direzionali come quella stereofonica ed inoltre l'area preferenziale di ascolto nel primo caso può facilmente essere assimilata alla intera superficie dell'ambiente d'ascolto mentre nel caso stereofonico essa è ben delimitata non solo dalla posizione degli altoparlanti e degli ascoltatori, ma anche dalle caratteristiche acustiche dell'ambiente. Un caso particolare è quello della riproduzione quadrifonia: l'area di ascolto è più ampia di quella del caso stereofonico ma non è equivalente a tutta la superficie dell'ambiente. Inoltre le caratteristiche acustiche dell'ambiente influenzano sl la riproduzione quadrifonica ma non in modo cosi determinante come per la stereofonia.  Diffusione del suono    La diffusione del suono in un ambiente ha per scopo una soddisfacente audizione da parte di un certo numero di persone ed è legata a diversi fattori dipendenti dall'ambiente stesso (forma, volume ecc.), dal numero e dalla posizione degli ascoltatori, dalla natura della sorgente sonora (esecuzioni musicali e parlato dal vivo o riprodotti da registrazioni), dal livello di rumore presente nell'ambiente. Noi ci occuperemo evidentemente della diffusione del suono in ambienti di limitato volume (tramite diffusori acustici) di programmi registrati su disco o su nastro. In particolare, e per le ragioni viste in precedenza, faremo degli esempi di sistemazione degli ambienti presupponendo una riproduzione stereofonica del suono, ma ovviamente tutte le notizie di carattere generale valgono per qualsiasi tipo di impianto mano o pluricanale.  Tecnicamente un ambiente dalle buone  caratteristiche acustiche dovrebbe consen-  tire il verificarsi delle seguenti condizioni:  - l'intensità del suono deve essere co-  stante in tutti i punti d'ascolto e comun-  que le differenze di intensità non devono  essere tali da pregiudicare la chiarezza  dell'ascolto o l'effetto stereofonico.  - le riflessioni multiple che si originano  devono essere di livello abbastanza bas-  . so in modo da poter distinguere netta-  mente i vari strumenti che si alternano  nelle esecuzioni musicali.  - assenza di fenomeni di rimbombo do-  vuti a risonanze sulle frequenze basse.  - assenza di disturbi acustici come ru-  mori, vibrazioni ecc. provenienti dallo  esterno o da ambienti attigui.  Evidentemente poiché in questa sede par-  tiamo dal presupposto di evitare inter-  venti sulla struttura dell'ambiente, non  avendo intenzione di cambiare la sua  forma o isolarlo da vibrazioni trasmessi-  gli da ambienti vicini, le correzioni che  potremmo apportare riguarderanno essen-  zialmente la distribuzione dell'energia so-  nora e il raggiungimento del giusto rap-  porto del suono diretto e suono riflesso  in modo da ottenere una riproduzione  sonora il più fedele possibile e con la  minima sensazione di fatica d'ascolto.  Prima di esaminare in che modo si può  impostare, da un punto di vista pratico la correzione dell'acustica di ambiente conviene ricordare alcuni semplici fenomeni legati alla diffusione del suono in ambienti chiusi. Una prima osservazione può essere fatta sulla possibilità di riprodurre in ambienti piccoli frequenze molto basse, dell'ordine delle decine di Hertz per intenderei. Ora si considera che la frequenza più bassa che può essere riprodotta in modo soddisfacente è quella per cui la metà della lunghezza d'onda è uguale alla dimensione maggiore dell'ambiente. E evidente che per i normali ambienti la dimensione maggiore è la diagonale (fig. 1). Conoscendo le tre dimensioni A, B, C è facile ricavare per ambienti di forma parallelepipeda la diagonale D essendo  D= VA'+ B'+C'  Sapendo poi che la lunghezza d'onda è  ---------------------340  lungh.d'nda = ---------  -------------------- Hz  si può facilmente calcolare quale è la frequenza inferiore di taglio cioè quella la cui lunghezza d'onda divisa per due risulta uguale alla diagonale dell'ambiente. Nella tabella di fig. 2 sono riportate le dimensioni minime necessarie per una corretta riproduzione delle frequenze più basse dello spettro acustico. Una altra delle più importanti caratteristiche acustiche di un ambiente è il suo " tempo di riverberazione ". Supponiamo di essere in una stanza chiusa dove sia collocato un altoparlante omnidirezionale che ad un certo momento cominci ad emettere un suono di intensità e frequenza costanti che dopo un certo tempo, istantaneamente come era  ' iniziato cessi.  Appena l'altoparlante (fig. 3) inizia l'emissione di energia sonora il fronte d'onda ha forma sferica e va progressivamente ampliandosi. Ad un certo punto le onde sonore emesse incontreranno la parete opposta AB, per esempio in P,. e qui verranno riflesse. Le onde riflesse si propagheranno allo stesso modo dell'onda originaria proprio come se in P, ci fosse una sorgente sonora virtuale di caratteristiche analoghe alla sorgente sonora reale. Quindi avremo nuovamente un fronte d'onda in forma sferica che progressivamente si allarga fino ad incontrare, per esempio, la parete CD nel punto P, che 'da questo momento diverrà un'altra sorgente sonora virtuale come P,. Queste riflessioni continueranno indefinitamente fino a quando l'altoparlante rimarrà in funzione.  Se effettuassimo una misura mediante appositi strumenti ci accorgeremmo che il livello dell'energia sonora seguirà nel tempo un diverso andamento per il suono direttamente proveniente dalla sorgente (suono diretto) e per il suono riflesso dalle pareti della stanza (suono riflesso).  Ciò è reso più evidente in fig. 4 dove si  può notare come il suono riflesso non  inizi istantaneamente ma dopo un certo  tempo e che similmente non si estingua  insieme con il suono diretto ma persista  diminuendo lentamente di intensità. La  durata di questi due periodi di tempo di-  pende dalle caratteristiche di riverbera-  zione dell'ambiente. La definizione precisa  del tempo di riverberazione, data a suo  tempo da Sabine, lo definisce come il  tempo che intercorre tra l'istante in cui  la sorgente sonora situata nell'ambiente  cessa la sua emissione e l'istante in cui  livello sonoro dell'ambiente è sceso a  1/1.000.000 del suo valore iniziale. Ciò  corrisponde a una diminuzione di 60 dB di livello della pressione sonora. Il tempo di riverberazione dipende dal volume dell'ambiente e dalla natura dei materiali costituenti le pareti. Ogni superficie investita da un flusso di energia sonora è caratterizzata dal fatto di assorbire una parte di questa energia e restituirne un'altra parte.  Il coefficiente di assorbimento di un determinato materiale è il rapporto tra la energia assorbita e quella incidente. Questo coefficiente viene espresso con un numero minore di 1 e in genere aumenta con la frequenza. Il tempo di riverberazione di un ambiente può essere calcolato con la formula approssimata che lega le caratteristiche dei materiali con il volume ambientale:    ----------------0, 16 V   ------T= ---------------------  -----------S,a,+ S,,a,,+S,,,a,,,...   dove     T = tempo di riverberazione in secondi   V = volume dell'ambiente in m'   S = area delle superfici libere dell'am-biente   ai, a, = rispettivi coefficienti di assorbimento.       Questa formula può essere usata con ambienti non molto grandi, cioè come nel nostro caso le cui superfici presentino un coefficiente di assorbimento abbastanza costante al variare della frequenza.  Vari studi ed esperimenti hanno dimostrato che esiste un valore ottimo del tempo di riverberazione per un ambiente  di determinate caratteristiche ed inoltre questo tempo assume valori differenti a seconda del tipo di musica riprodotta.  Influenza sulla   riproduzione stereofonica    Nell'esempio precedente si era parlato di un solo altoparlante. dunque dì una riproduzione monofonica, ed inoltre non si era in alcun modo accennato alle caratteristiche direzionali di detto altoparlante nè alla sua posizione rispetto al-l'ascoltatore nel caso di una riproduzione stereofonica. Supponiamo di aver disposto in una sala di soggiorno con pianta a forma di L due diffusori acustici con un'angolazione di 15 - 20º verso la posizione occupata dall'ascoltatore (sul divano) e distanti fra loro da due a 2,50 metri. Se i due diffusori sono dello stesso modello e di buona qualità come tutto il resto dell'impianto possiamo anche supporre che i due canali destro e sinistro, da un punto di vista elettrico, siano perfettamente bilanciati e dunque ci dovremo aspettare una riproduzione stereofonica di ottimo livello. Soffermiamoci un attimo sulle caratteristiche dell'ambiente: il divano è in gommapiuma rivestito in panno. la parete alle spalle dell'ascoltatore è finita con colori plastificati formando così una superficie molto riflettente e il braccio minore della L contiene un tavolo in legno e alcune sedie non imbottite. Nessun divisorio è previsto tra l'ambiente principale e questo secondo. Si tratta in sostanza di una comunissima sala soggiorno pranzo, luogo ideale quindi per sistemarvi l'impianto stereofonico. Purtroppo perd da una tale sistemazione sarà ben difficile ottenere un ascolto soddisfacente. Il difetto più evidente sarà senz'altro un mediocre effetto stereofonico. Difatti le onde sonore (1) emesse dal diffusore A investono l'ascoltatore direttamente, ma una parte (2) giunge all'ascoltatore dopo essere stata riflessa dalle pareti. Il suono rif lesso. data la vicinanza dell'ascoltatore alle pareti e la natura della loro superficie, è notevolmente intenso. Le onde sonore emesse dal diffusore B colpiranno in parte l'asco-tatore ma saranno anche assorbite dallo spazio che forma il lato più piccolo della L. Dunque il suono riflesso relativo al diffusore B sarà meno intenso di quello generato dal diffusore A. Questa differenza di livello sarà più sensibile alle alte frequenze che maggiormente contribuiscono all'effetto stereofonico a causa della loro caratteristica di propagazione più spiccatamente direzionale. 6 chiaro che una diversa posizione dei diffusori e dei restanti elementi dell'arredamento potrebbe ovviare all'inconveniente ma oltre a questo potrà essere necessario trattare le diverse superfici dell'ambiente per raggiungere il valore ottimo del tempo di riverberazione. Il modo più sbrigativo di risolvere favorevolmente questa situazione è comunque quello dove, a prezzo di ridurre sensibilmente l'area di ascolto, si sono spostati entrambi i diffusori orientandoli prevalentemente verso l'ascoltatore che è situato nel punto di intersezione degli assi dei due diffusori. Per quanto riguarda le onde riflesse sia quelle relative al diffusore A che quelle relative al diffusore B sono generate da superfici con le stesse caratteristiche, per cui il suono riflesso dovrebbe avere la medesima intensità per entrambi i canali.    I diffusori multipli    L'ascolto di un programma stereofonico con un diffusore a larga banda per ogni canale non è evidentemente l'unica soluzione possibile né può essere definita la migliore In senso assoluto. Altri tipi di sistemi di diffusori fanno sorgere altri problemi a cui è bene accennare prima di iniziare il discorso sulla correzione delle caratteristiche acustiche di un ambiente d'ascolto. I sistemi di diffusori più usati:     (A) quello che potremmo chiamare classico, costituito da due diffusori separati.   (B) che è dotato d un terzo diffusore a larga banda che riproduce, a livello più ridotto degli altri due, entrambi i canali    (C) analogo al precedente ma con la differenza che il diffusore centrale riproduce solo le frequenze basse.   (subwoofer e satelliti)  Entrambe queste due disposizioni (B e C) hanno per scopo di eliminare l'effetto di " buco centrale " che può insorgere quando per l'ampiezza dell'ambiente i due diffusori sono situati a notevole distanza tra di loro. Un altro sistema  è  (D) quello dei diffusori che non   irradiano direttamente ma per riflessione   contro la parete delle stanze. (Bose 510)   Quello che ci interessa adesso è il discutere quale  di questi sistemi sia il migliore ma piut-  tosto quale è l'influenza reciproca tra  questi sistemi e la caratteristica acu-  stica della stanza dove sono situati. Pur-  troppo non esiste un procedimento che  permette di stabilire quale è la soluzione  migliore per un determinato tipo di am-  biente: il numero delle soluzioni è molto  grande dipendendo da molteplici fattori  e cioè dalla forma e volume dell'ambien-  te, sue caratteristiche acustiche, caratte-  ristiche dei diffusori, genere di musica ri-  prodotta.  Per limitarci solo all'influenza che ha il  tipo di musica ascoltato basterà un sem-  plice esempio. Supponiamo di voler ascol-  tare la registrazione di un brano musi-  cale eseguito da un quartetto d'archi e  cioè da un violoncello, una viola e due  violini. Una riproduzione stereofonica rea-  listica dovrebbe dare l'illusione che il  suono provenga da un'area limitata quale  è in realtà quella occupata dagli esecutori.  E' chiaro che i sistemi (A),  (B). (C) potrebbero dare una soddisfa-  cente immagine stereofonica a patto che  i diffusori non siano troppo lontani tra  loro.  sistema (D) da questo punto di vista  è probabilmente il meno adatto perché  la riflessione contro le pareti darà una  immagine acustica più allargata del ne-  cessario. Viceversa se il programma da  riprodurre fosse un brano eseguito da  una grande orchestra sinfonica il (D) da-  rà i migliori risultati da un punto di vista  del realismo stereofonico perché le ri-  flessioni multiple contribuiranno notevol-  mente all'allargamento del fronte sonoro.  È chiaro che anche con gli altri sistemi  si potrebbe raggiungere lo stesso effetto,  ma si dovrebbero allontanare fra loro i  diffusori e quindi orientarli verso l'ascol-  tatore con un angolo adatto facendo poi  sorgere il problema della superficie utile  di ascolto. Quest'ultimo aspetto non è da  sottovalutarsi in quanto è desiderabile  che l'area di soddisfacente ascolto stereo-  fonico, (spesso chiamata isotipica) sia la  massima consentita ' e per consentire  l'ascolto a un certo numero di persone  e per non obbligare l'ascoltatore a siste-  marsi in un punto fisso.  Il grafico di fig. 6, pur non costituendo  la chiave di soluzione per tutti i casi, può  essere un punto di partenza con cui dare  inizio ad una serie di prove. Esso rap-  presenta la massima area in cui è pos-  sibile un soddisfacente ascolto stereo-  fonico in funzione della distanza tra i  diffusori e dell'orientamento dei loro assi  rispetto all'ascoltatore. Come si è visto  da tutti gli esempi citati gli aspetti del  problema riguardante la sistemazione del-  l'ambiente d'ascolto sono molteplici ed  è impossibile trovare una soluzione sem-  plice che possa andar bene per tutti  casi della pratica. Per questa ragione  proseguiremo il nostro discorso dando dei  consigli di carattere generale che aiu-  teranno a risolvere almeno i casi più  semplici.

-  Fig. 1: La minima frequenza riproducibile  dipende dalla dimensione maggiore  dell'ambiente che, per ambienti a forma  parallelepipeda, è la diagonale.   . . . . . . .. . . . .. . . . . . . . .   fig.2  . . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .     fig.3     . . . . .. . . . .. . . . .    fig.4      fig.5  Ecco un esempio molto comune di deformazione spaziale di un piccolo gruppo di strumenti. L'immagine apparente è "trascinata" verso la collocazione dei due diffusori stereo.       . . . . .. . . . .v   fig.6

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