I.A. e audiofilia

[Bunker]

Prendo spunto dal fatto che in questo momento la prima pagina di questa sezione ospita ben tre discussioni dedicate all'acustica ambientale; segno che, finalmente, a questo tema viene dato il giusto rilievo.

Recentemente sono stato coinvolto nel setup di un impianto multiamplificato di altissimo livello. Il sistema era installato in una sala d'ascolto che, nonostante le ottime intenzioni del proprietario e un investimento ingente, non performava all'altezza delle aspettative.

Per risolvere la situazione si è scelto di accostarsi all'Intelligenza Artificiale per la progettazione dei filtri. Questo approccio permette una configurazione "integrata", in cui l'intera catena composta da amplificazione, diffusori e ambiente viene considerata come un unico insieme sinergico.

 

Come primo passo, è stato effettuato un set completo di misurazioni acustiche per individuare le risposte dei singoli driver, il comportamento dei diffusori con un filtraggio "standard" Linkwitz-Riley a 24dB/oct, e la risposta delle trombe – quest'ultima fondamentale per mapparne la rotazione di fase agli estremi di banda introdotta dal caricamento acustico al fine di consentire alla I.A. di distinguerle da quelle introdotte dall'ambiente.

Tali rilievi hanno incluso anche l'analisi delle caratteristiche fisiche della stanza, tra cui i modi risonanti e i tempi di decadimento energetico. Queste misurazioni sono state ovviamente integrate con i parametri di Thiele & Small dei vari componenti.

 

I dati grezzi sono stati poi elaborati dall'I.A., che ha delineato la strategia per la costruzione dei filtri. Nel caso specifico, si è optato per una struttura ibrida: filtri IIR per le basse frequenze e filtri FIR per le superiori, aggirando così il noto limite di risoluzione (legato al numero di tap) degli speaker manager hardware. Senza dilungarmi troppo nei dettagli, l'algoritmo ha eseguito anche un'analisi SBIR accurata, sulla base della quale ha fornito le coordinate precise per generare un file di convoluzione dedicato alla correzione ambientale, comprensivo di un efficacissimo filtro subsonico quasi-brickwall a fase lineare.

L'I.A. ha inoltre mappato i limiti invalicabili per la correzione software, indicando gli interventi di trattamento acustico passivo necessari a completare l'opera. Nello specifico, ha calcolato la tipologia, la frequenza di risonanza e l'esatto posizionamento delle bass trap, fornendo persino le specifiche tecniche per la loro eventuale costruzione.

 

Questo approccio, verso il quale nutrivo inizialmente un certo scetticismo, ha permesso di ridurre drasticamente le iterazioni, nel senso di sessioni di trial and error per giungere a un risultato finale ottimale e, francamente, di grande impatto acustico.

L'unico vero risvolto negativo di questa metodologia risiede nella sua rigidità: la variazione di un singolo elemento della catena – inclusa una modifica geometrica del punto di ascolto – comporta il rifacimento, almeno parziale, del setup.

 

In sostanza, l'uso dell'I.A. ha permesso di incrociare simultaneamente una mole enorme di variabili e parametri complessi, portando in tempi rapidissimi a un traguardo che, con i metodi tradizionali, avrebbe richiesto tempi quasi biblici.

Leggevo proprio di recente che nel giro di pochi anni i calcoli strutturali in edilizia verranno quasi interamente demandati agli algoritmi predittivi, con forti ripercussioni occupazionali per ingegneri e geometri. Viene spontaneo chiedersi quali saranno le evoluzioni e gli scenari futuri in ambito audiofilo.

 

 

 

 

[il Carletto]

@Bunker Interessantissimo. Anche io sto utilizzando un approccio simile, pur non andando per il momento così in profondità. L’uso della AI mi ha permesso prima di tutto di ottimizzare il posizionamento dei diffusori, incrociando i dati dei driver, le misure della stanza e il suo trattamento con le misure acustiche della stessa. 
I benefici soprattutto sulla resa tridimensionale della scena sono stati rilevanti. Conto a breve di (ri)passare a breve alla multiamp attiva. L’approccio ad un sistema di filtri misto non l’avevo considerato. Me lo studierò. 
Grazie per aver condiviso l’esperienza. 

[Bunker]

9 minuti fa, il Carletto ha scritto:

Conto a breve di (ri)passare a breve alla multiamp attiva.

In presenza di una multiamplificazione attiva gestita con speaker manager, anche senza voler sposare la filosofia dell'approccio integrato, che e' estrema e di una certa complessita, puoi ottenere risultati quasi ottimali in maniera piuttosto semplice nel modo seguente.

A) Prima cosa calcola il ritardo da assegnare a ciascuna via per ottenere un allineamento temporale dei driver. Questo e' fondamentale se hai diffusori a tromba molto meno se sono in radiazione diretta. 

Puoi anche misurare l'offset fisico e farti dare dall'I.A. il dato da inserire nello speaker manager.

B) Imposta tutti filtri a LR 24 alle frequenze consigliate dal costruttore e misura. Dai i dati di frequenza e fase all'I.A., fatti suggerire i filtri e impostali sullo speaker manager.

3) Rimisura la frequenza e fase e fornisci i dati alla I.A. chiedendogli di darti indicazioni su come costruire un filtro in Rephase. Li hai due opzioni.

1) La maggioranza degli speaker manager che supportano FIR hanno anche la possibilita di importarli, quindi puoi importare il tuo filtro FIR Rephase nello speaker manager che pero generalmente a causa della potenza di calcolo dei processori (quasi sempre sharc) non puo applicarli a meno di 3-400hz.

2) se parti da una sorgente software (PC) puoi caricare il filtro nel convolver e avere una correzione a fase lineare su tutta la gamma.

In alternativa a rephase ci sono degli equalizzatori a fase lineare anche gratuiti (es Filtrate).

Se la correzione e' blanda, puoi anche applicarla mediante uno strumento del genere, sempre sulla base dei parametri che ti fornisce la I.A.

Poi alla fine prova e vedi (anzi senti...) perche comunque 2 o 3 iterazioni sono quasi sempre necessarie.

[il Carletto]

@Bunker Ho già utilizzato dei filtri di convoluzione Fir creati con DRC, caricati sul convolver di HQPlayer. Come speaker manager usavo, e riuserei, Armonia di Powersoft, con il quale ho già ricreato i tagli del crossover delle mie PMC. La parte che più mi risulta più ostica è quella relativa alla messa in fase dei driver. Calcolare le distanze fisiche dei driver o misurare l’impulso per poi rifasare agendo sui ritardi?

In ogni caso grazie per i suggerimenti di cui sopra. 

[Bunker]

12 ore fa, il Carletto ha scritto:

@Bunker La parte che più mi risulta più ostica è quella relativa alla messa in fase dei driver. Calcolare le distanze fisiche dei driver o misurare l’impulso per poi rifasare agendo sui ritardi?

Se si conosce con precisione il posizionamento del centro di emissione dei due altoparlanti (che non e' visibile da fuori) in teoria basta calcolare la differenza di offset.

Ma siccome questo raramente e' possibile, dopo aver "sgrossato" il ritardo in questo modo:

 

1) Misuri l'impulso (Time of Flight). Sottraendo i due tempi, ottieni un valore di delay iniziale preciso.

 

2) Verifichi la fase. Il vero allineamento si ottiene visualizzando la fase nella zona di incrocio. Regolando il delay a passi di frazioni di millisecondo, cerchi di sovrapporre perfettamente le pendenze della fase dei due driver intorno alla frequenza di taglio.

Questo puoi farlo in due modi, misurando al punto di ascolto o oppure a un metro in asse davanti al diffusore.

La misura al punto di ascolto in teoria e' preferibile ma viene "inquinata" dalle riflessioni ambientali, per cui e' necessario impostare una finestratura che isoli l'impulso.

Per contro nella misura a 1m hai meno problemi con le riflessionj, ma il posizionamento del microfono sull'asse verticale  influisce molto di piu sul risultato, anche in considerazione della posizione reale del punto di ascolto rispetto ai due driver in questione.

 

P.S. 

Alcuni pensano che sia inutile impazzire per ottenere un allineamento ideale, dato che poi comunque verra usato un sistema di correzione ambientale o un file di convoluzione che aggiusta anche la fase.

Questo e' un errore grossolano, perche il disallineamento causa lobing, sul quale un sistema di correzione ambientale non solo non puo fare niente, ma se lo individua e prova a correggerlo fa "piu danno che guadagno" per motivi che non mi dilungo a spiegarti.

 

Il lobing e' il nemico numero 1 del soundstage. Gli aspetti su cui si puo lavorare per ridurlo sono sostanzialmente tre:

1) la pendenza del filtro

2) l'allineamento temporale

3) Il matching della dispersione tra i due driver

Se i primi due sono relativamente gestibili via software/hardware e verificabili tramite iterazioni (li aiuta la I.A.), il terzo e' intrinsecamente dipendente dalle scelte progettuali, ed e' il motivo per cui le trombe a direttivita costante di ultima generazione (con una dispersione quasi sempre inferiore ai 45°, spesso intorno a 30°) e le "guide d'onda" sono delle cagate pazzesche (per uso hi-fi).

Se da una parte riducono le riflessioni ambientali, gestibilissime tramite correzione ambientale, dall'altra introducono problemi irrosolvibili di lobing, dovuti al mismatch della dispersione con la via inferiore.

La progettazione corretta dovrebbe partire dal considerare la dispersione della via inferiore alla frequenza di incrocio (se parliamo di un woofer prima che inizi a fare breakup e per tutti gli altoparlanti prima che inizino ad andare in beaming) e costruire un sistema con una dispersione coerente, o progressivamente e blandamente decrescente verso le vie superiori. Senza salti bruschi, tipo passare da 90° di dispersione a 45°.

 

 

 

[Aniroceppa]

L’uso di IA differenti conduce a risultati molto differenti, o sono comunque sovrapponibili?