ISTITUTO ISTRUZIONE SUPERIORE STATALE PATERNÒ I.T.I.S. “G. FERRARIS” – LICEO SCIENTIFICO “A. RUSSO

GIUSTI ” Via Leonardo Sciascia n. 3 – Tel. / Fax 095 012851 www.itisbelpasso.it E:mail istisbelpasso@itisbelpasso.it

BELPASSO

Progetto scuole aperte “ musica elettronica”

A N N O S C O L A S T I C O 2 0 0 9 - 2 0 10

Musica elettronica Questo progetto è stato ideato per fare nascere

nei giovani degli interessi capaci di stimolare la creatività e durare nel tempo.

Protagonista principale è il computer utilizzato come una macchina capace di generare suoni musicali, di trasformarli e di renderli disponibili per potere essere riprodotti come uno strumento musicale “suonato”o da se stesso o da un operatore.

Anche questo lavoro, che rappresenta un estratto

degli argomenti trattati, ha lo scopo di aprire una piccola finestra che si affaccia su un universo sconosciuto dove è possibile creare i suoni e trasformarli in musica.

Prof. Luciano Paterno’

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1- Origine e natura del suono.

2- Cenni di anatomia dell’orecchio e breve analisi della percezione acustica.

3- Differenza tra suoni diversi, il timbro.

4- Generatori elettronici, l’oscillatore e le forme d’onda fondamentali.

5- Teoria musicale, notazione e valore delle note, intervalli e formazione della scala musicale.

6- Protocollo MIDI.

7- Sintetizzatori elettronici.

8- campionatori elettronici

Origine e natura del suono

Il suono è una sensazione, un effetto soggettivo, che per mezzo del nostro udito il cervello elabora e che tutti i corpi possono emettere quando sono costretti a vibrare.

Per generare un suono sono indispensabili tre condizioni:

Un atto capace di fornire energia per provocare un fenomeno vibratorio (percussione, variazione di campo magnetico, variazione di pressione).

Un corpo capace di vibrare (tutti i materiali). Un mezzo conduttore (solido,liquido o gassoso)

tra la sorgente e il nostro orecchio.

Anatomia dell’orecchio

L’udito è una complessa e sofisticata funzione capace di comunicare al nostro organismo tutte le vibrazioni che la materia produce in forma di suoni.

Meccanismo dell’udito

Le onde sonore raccolte dall’orecchio esterno mettono in vibrazione la membrana del timpano che è protetta da due muscoli (stapedio e tensore del timpano) che si contraggono quando arrivano suoni molto forti.La vibrazione del timpano per mezzo della catena dei tre ossicini viene trasferita alla finestra ovale e ai fluidi della scala vestibolare .Le cellule sensoriali dell’organo di Corti rivelano subito i suoni acuti mentre i suoni bassi vengono rivelati verso l’apice della chiocciola.

Il timbro del suono Ogni sorgente che emette suoni ha un suo

timbro caratteristico. Una sorgente oltre al suono fondamentale

genera una serie di suoni più acuti e di intensità variabile detti armonici, che si mescolano nella sensazione di ascolto e determinano il riconoscimento dello strumento.

Le armoniche contribuiscono significativamente alla sensazione sonora e al riconoscimento della sorgente fino alla armonica con numero d’ordine 40

violino flauto

Suono di clarinetto 370 Hz, sulla tastiera FA 3.Dallo spettrogramma si vede chiaramente che le armoniche dispari diminuiscono mentre le armoniche pari aumentano fino alla sesta per poi diminuire fino alla dodicesima.

L’idea è quella di produrre un’oscillazione elettrica persistente con un oscillatore a transistor che poi diventerà udibile per mezzo di un amplificatore collegato a un altoparlante.

Nei moderni sintetizzatori elettronici il suono è generato dal VCO, - voltage controlled oscillator - un oscillatore che varia la sua frequenza al variare di una tensione al suo ingresso.Ogni VCO può produrre le quattro forme d’onda canoniche di un sintetizzatore.

Generatori elettronici

Forme d’onda fondamentali

Onda sinusoidale Onda triangolare

Onda quadra

Rumore bianco

Onda dente di sega

Onda sinusoidale

Suono privo di armonici, non esiste in natura può essere prodotto solo da oscillatori elettrici.

Onda triangolare

Oltre al suono fondamentale contiene una serie di armonici con numero d’ordine dispari con intensità decrescenti (ricorda il suono di un flauto).

Rumore bianco

E’ possibile far produrre al generatore un suono che contiene contemporaneamente tutte le frequenze udibili; in analogia con la luce bianca che contiene tutti i colori, questo suono è chiamato rumore bianco.

Onda dente di sega

Contiene tutti gli armonici pari e dispari con ampiezza decrescente verso l’acuto

Onda quadra

Contiene una serie di armonici dispari che prima decrescono e poi si rinforzano

verso l’acuto.

TEORIA MUSICALE Un generatore elettronico si può costruire

fisicamente con dei componenti elettronici (transistor,bobine,resistenze,condensatori)

come si faceva negli anni sessanta, oppure si possono utilizzare i moderni programmi per computer capaci di sostituire gli stessi generatori in modo virtuale.

E’ a questo livello di studio che si sente il bisogno di conoscere il linguaggio dei suoni per avere la possibilità di pilotare i nostri generatori e produrre sequenze di suoni gradevoli da ascoltare.

Senza volerlo stiamo parlando di musica.

E’ nel decimo secolo che si risolve il problema di come conservare le melodie dei salmi cantati dai monaci benedettini.

Guido d’Arezzo prelevando l’inizio dei versi a un inno a S. Giovanni Battista forma la prima scala musicale trascritta su un rigo di cinque linee e quattro spazi che contiene sette note.

Perché i credenti possano

Cantare con partecipazione

Le tue mirabili imprese Di servo di Dio Assolvili dal peccato Che ha alterato le loro

parole O san Giovanni

Melodia al piano

Organo

Sintetizzatore

Libera interpretazione

Dopo la estensione delle note dal DO al SI si passa al DO della estensione superiore.Ogni estensione dal DO al DO superiore si chiama OTTAVA e normalmente nelle tastiere per sintetizzatore vi sono cinque ottave :

MIDI

musical instrument digital interface Il MIDI è un linguaggio digitale che permette la

comunicazione tra strumenti musicali dotati di un hardware specifico che si chiama interfaccia MIDI.

E’ importante notare che un computer dotato di apposito software diventa di fatto uno strumento musicale che può essere pilotato da una master keyboard.

Questa è la più semplice e immediata applicazione che si può realizzare utilizzando un’interfaccia MIDI.Il protocollo MIDI è nato nel 1983 e rappresenta un insieme di regole e messaggi digitali che tutti i dispositivi elettronici, che hanno a che fare con i suoni e con la musica, possono riconoscere.Nei moderni controller i dati MIDI possono transitare anche su normali porte USB

INTERFACCIA MIDI L’interfaccia MIDI è seriale, i dati

viaggiano uno dopo l’altro ed è dotata di tre connettori DIN (deutsche industrie normen).

IN porta di ricezione dei dati OUT porta di trasmissione dei datiTHRU porta di trasmissione di una copia del segnale ricevuto dalla porta IN

SINTETIZZATOREE’ un apparato elettronico capace di generare suoni utilizzando fenomeni elettrici.I primi sintetizzatori che utilizzavano fili, transistor, diodi, resistenze e condensatori erano molto ingombranti e costruiti in moduli collegabili tra di loro con degli spinotti .

Un sintetizzatore deve possedere tre circuiti fondamentali:

Circuiti di generazione: Sono gli oscillatori elettrici che producono le forme d’onda fondamentali ; VCO

Circuiti di elaborazione: Modificano il segnale prodotto dagli oscillatori trasformandolo nel timbro;filtri - VCF generatori di inviluppo - EG ADSR amplificatori - VCA .

Circuiti di controllo.Keyboard - k

FILTRI – VCF Sono dei circuiti capaci di sopprimere, attenuare o esaltare una porzione di frequenza di un suono.Possono essere di quattro tipi:

Filtro passa basso (low pass) – permette solo il passaggio delle frequenze basse.

Filtro passa alto (Higt pass) – lascia passare le frequenze alte.

Filtro passa banda (Band pass) – lascia passare solo una porzione della banda di frequenza del suono.

Soppressore di banda (Band reject) – blocca solo una porzione di banda di frequenza, lasciando passare tutte le altre .

ESERCITAZIONE

Suono iniziale

VCO

Suono finale

VCO + VCF

Suono iniziale

VCO

Suono finale

VCO + VCF + EG

CAMPIONATORI

L’espressività e la potenza dei sintetizzatori hanno raggiunto il massimo con la tecnologia digitale in generale, ma in particolare con la tecnica del campionamento digitale.Per campionamento si intende la registrazione digitale di un suono.Nella registrazione digitale (campionamento) il segnale in ingresso (ad es. da un microfono) viene diviso in tante piccole parti (campioni) che rappresentano tanti gradini di tensione proprio come in un messaggio in bit.

Il numero di campioni processato ogni secondo rappresenta la frequenza di campionamento che può avere una risoluzione a 8 o a 16 BIT.Maggiore sarà la frequenza di campionamento e la risoluzione tanto maggiore sarà simile il campione al segnale d’ingresso.

Generatori di inviluppo – EGL’inviluppo di un suono è strettamente legato alla sua natura e ne rappresenta l’ampiezza che partendo dallo zero passa attraverso diverse fasi per ritornare di nuovo a zero.

Amplificatori – VCA

Sono amplificatori che possono essere controllati da un generatore di inviluppo o da un oscillatore .Gli effetti che si possono ottenere servono a ricreare l’inviluppo naturale di uno strumento che si vuole imitare, ma si possono ottenere effetti sorprendenti perché gli inviluppi sono completamente programmabili e possono creare “mostri acustici”e strumenti che in natura non potrebbero esistere.

Circuiti di controllo. Il più semplice è la tastiera K ( master keyboard) che produce tensioni variabili che pilotano generatori e circuiti di elaborazione

Progetto grafico

Consoli Orazio Damiano IV B

Borzì Nunzio Roberto IV B

Interpretazioni dell’inno a S. Giovanni

Prof. Luciano Paternò al sintetizzatore e al campionatore

Fazio Alessio III A al computer interpretazione rock

Progetto scuole aperte

Galileo Ferraris A. Russo Giusti

ISTITUTO ISTRUZIONE SUPERIORE STATALE PATERNÒ I.T.I.S. “G. FERRARIS” – LICEO SCIENTIFICO “A. RUSSO GIUSTI ” Via Leonardo Sciascia n. 3 – Tel. / Fax 095 012851 www.itisbelpasso.it E:mail istisbelpasso@itisbelpasso.it BELPASSO ________________________________________________________

Progetto scuole aperte musica elettronica

Docente prof. Luciano Paternò

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