Spettri: Fourier e il geco / 1

di Andrea Valle*

[“In questi interventi che musicaelettronica.it gentilmente ospita, mi concentrerò su alcuni miei lavori. Non perché li ritenga esteticamente meritevoli di interesse. L’autopromozione è forse un male necessario, ma non si capirebbe perché la mia debba impestare le pagine di questo sito: c’è abbastanza internet per tutti. Ho pensato invece che discutere il bricolage complesso, molto macchinale e altrettanto macchinoso, che ne è all’origine possa avere qualche elemento di interesse per il lettore. Potrà quantomeno guadagnare nel sapere cosa non gli interessa”].

L’accesso all’informazione spettrale è cruciale per un grande numero di pratiche musicali. In primis nell’ambito elettronico, ma anche in quello della composizione per strumenti acustici, nella sintesi del suono come nell’elaborazione, nel restauro come nella spazializzazione.

Il mio primo incontro con uno spettro è avvenuto ancora in analogico, intorno al 1995/96. All’epoca, frequentavo il corso di Fonetica Sperimentale tenuto dal professor Arturo Genre all’Università di Torino, che avevo infilato abbastanza avventurosamente nel mio piano di studi. Dopo una prima parte dedicata alla fonetica articolatoria, Genre introduceva quella acustica, di cui era un grande specialista. Il fondamentale strumento di analisi del segnale era il Sonagraph prodotto dalla Kay Electronic (Figura 0, da Wikipedia), che Genre dimostrava a lezione (pur essendo consapevole dei nuovi strumenti digitali che si stavano imponendo).

Come si vede in figura 1, i tracciati risultanti (dalla mia voce che pronuncia l’ariostesco “le donne i cavallier”) calligrafavano una fascinosa scrittura su una carta speciale, con uno stile quasi orientale. Il risultato era così esteticamente peculiare che li ho conservati fino ad ora.

[fig. 1]

Credo di aver fatto tesoro delle lezioni di Genre a partire dal ’98, anno in cui ho iniziato a usare l’editor multitraccia Cool Edit Pro, che a vent’anni di distanza è ancora disponibile, essendo diventato Adobe Audition. Cool Edit aveva infatti una notevole visualizzazione sonografica.[1]

La rappresentazione sonografica standard esibisce visivamente in maniera mirabile la struttura della distribuzione dell’energia lungo lo spettro, così da far emergere visivamente pattern chiaramente riconoscibili. È proprio il Sonagraph della Kay (sviluppato nell’ambito delle telecomunicazioni) che ha permesso avanzamenti fondamentali in due ambiti. Il primo, intuibilmente, è la fonetica acustica, a partire dallo studio pionieristico di Jakobson, Fant e Halle del 1952, Preliminaries to Speech Analysis, che lega fonologia strutturale e dato acustico attraverso visualizzazioni ottenute proprio con il Sonagraph. Un primo uso però è attestato (e, infatti, citato nei Preliminaries) già in Visible Speech di Potter, Kopp e Green, del 1947.[2]

Il secondo è la bioacustica, e in particolare un sotto-ambito comprensibilmente importante, quello ornitologico. Nell’ambito dello studio del canto degli uccelli il Sonagraph diventa subito uno strumento fondamentale, che fornisce alla straordinaria varietà della fonazione ornitologica forme visibili e annotabili. Per Pieplow, questa “golden age” del Sonagraph si estende per più di un quarantennio, dal 1951 al 1995. Ad esempio, largo spazio, non solo in ambito ornitologico, è dedicato al Sonagraph nel capitolo Data Collection Equipment dell’Handbook of Ethological Methods di Lehner (sezione 9.10.1a), che data 1979, ma la cui seconda edizione è del 1996.[3]

C’è poi un terzo ambito, cruciale per le sorti della musica contemporanea. Émile Leipp nel suo Acustique et Musique (prima edizione: 1971) fa un uso abbondante e pionieristico del Sonagraph per esemplificare un vasto insieme di fenomeni acustici e produzioni strumentali produzioni strumentali [4]: proprio le lezioni di Leipp saranno un perno fondamentale per la riflessione che condurrà Grisey e compagni alla formulazione tecnica ed estetica dello spettralismo (lo ricorda Orcalli [5]). Con il Sonagraph, d’altronde, il suono si mostra per la prima volta in una sorta di partitura virtuale, una vera e propria time notation in cui alle note si sostituiscono elementi grafici continui. Per Leipp (4ed., 1984) la visualizzazione sonagrafica è adeguata alla percezione. Anzi, è perfettamente adeguata:

Nous savons maintenant que le sonagramme est le document de choix pour l’acoustique musicale parce que cette image correspond tout a fait à l’image mentale que nous suggère un son et tout ce qu’on entend, on le voit sur le document (89).

Come un Messiaen sonagrafico, a unire musica e ornitologia in una zoomusicologia ci penserà esplicitamente François-Bernard Mâche, che riporterà nel suo Musique, Mythe, Nature (1983) molti tracciati di canti d’uccello.[6]

Che ci sia un’adeguatezza psicoacustica della rappresentazione spettrale è un fatto acclarato a partire probabilmente dagli studi di Plomp, e di solito a tal proposito si cita il programmatico The ear as a frequency analyzer.[7] D’altronde a livello non tanto psicoacustico di apparato uditivo quanto percettivo, cioè di sistema uditivo, Bregman appoggia la sua Analisi della scena uditiva su sonogrammi (o meglio, e più prudentemente come si vedrà: sulle loro schematizzazioni grafiche che astraggono dal dato metrico).[8]

Tuttavia, se si ripercorre con Pieplow la storia del Sonagraph in bioacustica, si incappa nella figura di Joe T. Marshall, Jr., ornitologo e pioniere nell’uso del dispositivo prodotto dalla Kay. Nel discutere metodologicamente l’uso del Sonagram, Marshall insiste fortissimamente su un punto di principio:

I have rendered tracings of them on a logarithmic frequency scale of musical octaves. This equalizes pitch intervals over the entire compass of the graph. For it is pitch and not frequency to which our hearing and that of the birds respond in nature, and for this reason the gross stretching apart of musical intervals in the upper part of the ordinary sonagram is absurd! [9]

Pieplow nota come Marshall si imbarchi in una “logarithmic war” (o come indica più sobriamente Lehner: “Marshall argued for a log scale”), che però lo vede sconfitto, probabilmente perché (sempre secondo Pieplow, ed è un punto interessante) “most scientists valued ease of measurement more than they valued ease of matching spectrograms to sounds”.

Ora, l’osservazione che l’escursione lineare delle frequenze non sia per niente lineare rispetto alla percezione è un fatto ovvio per il musicista: è l’intervallo d’ottava, comunque lo si suddivida, che costituisce infatti il modulo di base che regola uniformemente quello che Schaeffer chiama il “campo delle altezze”. L’osservazione di Marshall è d’altronde del tutto assodata in psicoacustica: e anche le bande critiche prevedono caratteristiche tutto fuorché lineari rispetto alla frequenza, essendo relate appunto ad una organizzazione logaritmica. Questo tipo di organizzazione fisiologica è in effetti un tratto che non caratterizza solo l’uomo: al contrario, da una rapida ricerca, pare piuttosto generale. La scrittura di questo contributo mi ha utilmente messo di fronte alla mia ignoranza. Dopo aver vagato attraverso una congerie eteroclita di pubblicazioni biologiche che mi avevano instillato il sospetto, ho perciò scritto al professor Geoffrey Manley dell’Università di Oldenburg, un grande esperto di anatomia evolutiva animale, il quale, molto gentilmente e altrettanto celermente, mi ha così risposto:

There is no doubt that all vertebrate auditory organs that cover a wider frequency range are tonotopically organized, although some (geckos [10]are “the other way round”, with the low frequencies basal. This is almost certainly due to the simplicity of organizing developmental signals in gradients that influence the anatomy, biochemistry, etc of hair cells. From the work of Arthur Popper […] we know that the auditory sacculus in fish is also tonotopic, so presumably this kind of organization preceded vertebrates on land.

Dunque, parrebbe che lo sviluppo tonotopico (ovvero pìu rozzamente: una organizzazione percettiva logaritmica delle frequenze) sia un tratto molto antico dal punto di vista cladistico, che lo si pensi come un adattamento ottimale di natura meccanica o magari, come forse direbbe Stephen Jay Gould, una fortunosa contingenza della storia naturale che si è poi propagata lungo le varie potature dell’albero evolutivo. Questo aspetto, addirittura filogenetico, forse avrebbe dovuto smorzare un po’ l’entusiasmo del buon vecchio Leipp per l’adeguatezza dei sonogrammi che rappresentano linearmente la frequenza, o almeno indurlo alla cautela. Neanche i pesci ascoltano linearmente le frequenze. A dire il vero, Cogan ne aveva tratto le conseguenze musicali già nel 1984, perché i “sonogrammi” analogici prodotti via fotografia di tubo catodico che punteggiano, come fossero immagini a raggi X, il famoso New Images of Musical Sound [11] sono organizzati logaritimicamente in frequenza, ovvero distinti in registri d’ottava graficamente equispaziati in verticale.

Senonché praticamente tutte le rappresentazioni sonografiche attualmente disponibili (negli editor come nei programmi d’analisi, anche quelli esplicitamente orientati alla musica, come Sonic Visualizer, Acousmographe, l’ottimo EAnalysis [12]) prevedono una distribuzione lineare delle frequenze. Per un semplice motivo: perché i software implementano l’analisi spettrale via FFT, ovvero Fast Fourier Transform, ovvero ancora un algoritmo molto efficiente che implementa la trasformata discreta di Fourier (Discrete-time Fourier Transform, DTFT).

[fine prima parte]

[1] Una nota terminologica: nel seguito “sonografico” si riferisce in generale al sonogramma, “sonagrafico” alla specifica rappresentazione via Sonagraph). A. Schneider, Change and Continuity in Sound Analysis, in A. Bader (ed.), Sound-Perception-Performance, Springer, 2013. Anche: http://jproc.ca/rrp/sonagraph.html.
[2] Lo ricorda Fant, Historical Notes, TMH-QPSR 47:1, 9-19, 2005. https://pdfs.semanticscholar.org/135b/0cd6d68f9a51e7ed22d053a54bd0cc5406ec.pdf. Una breve storia della visualizzazione nei termini che qui interessano si trova nel paper di C. Regnault.
[3] P. Lehner, Handbook of Ethological Methods, Cambridge UP, 1979 (2ed 1996).
[4] É. Leipp, Musique et acustique, Masson, 1971 (4ed 1984).
[5] A. Orcalli, Fenomenologia della musica sperimentale, Sonus, 1993.
[6] F-B. Mâche, Musique, mythe, nature ou Les dauphins d’Arion, Klincksieck 1983.
[7] R. Plomp, The ear as a frequency analyzer, The Journal of the Acoustical Society of America, 36:9, 1964.
[8] A. Bregman, Auditory Scene Analysis, MIT Press, 1990.
[9] J.T. Marshall, Voice in Communication and Relationship Among Brown Towhees, The Condor, 66:5, 1964.
[10] G.A. Manley, C. Köppl, M. Sneary, Reversed tonotopic map of the basilar papilla in Gekko gecko. Hearing Research, 131, 107-116, 1999.
[11] R. Cogan, New Images of Musica Sound, Harvard UP, 1984.
[12] Pierre Couprie ha dedicato ampie ricerche ai temi della visualizzazione in chiave analitica della musica

 

 

 

 

 

*Andrea Valle è ricercatore e professore aggregato presso il DAMS di Torino dove e insegna programmazione audio e semiotica dei media. Laureato in Scienze della comunicazione presso l’Università di Torino, ha conseguito il Dottorato di ricerca in Semiotica presso la scuola superiore di studi umanistici di Bologna. È membro fondatore del CIRMA, Centro Interdipartimentale di Ricerca sulla Multimedialità e l’Audiovisivo, dell’Università di Torino. Ha partecipato al progetto europeo VEP (Virtual Electronic Poem), che ha ricostruito in realtà virtuale il Padiglione Philips. È membro del Consiglio direttivo dell’AIMI (Associazione di Informatica Musicale Italiana). Oltre pubblicazioni scientifiche internazionali, è autore di Audio e multimedia (con V. Lombardo, 4° ed. 2014) e Introduzione a SuperCollider (2015, ed. inglese 2017). Ha studiato composizione musicale con Alessandro Ruo Rui, Azio Corghi, Marco Stroppa, Trevor Wishart. Bassista elettrico, il suo lavoro come compositore è principalmente centrato su metodologie algoritmiche, indifferentemente in ambito elettro-acustico e strumentale. Dal 2008 lavora estensivamente nell’ambito del physical computing, sviluppando ensemble controllati dal calcolatore che includono tipicamente oggetti di uso comune e di recupero. Tra i suoi lavori, installazioni multimediali, musica da film, e teatro. Collabora regolarmente con Marcel·lí Antunez Roca (Cotrone, 2010; Pseudo, 2012; Ultraorbism, 2015; Alsaxy, 2015). Dal 2013 in associazione con Mauro Lanza ha composto il ciclo Sistema Naturae, per strumenti acustici e dispositivi elettromeccanici.

Spettri: Fourier e il geco / 1 ultima modifica: 2018-05-04T10:54:19+00:00 da Luisa Santacesaria

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