System Designer – Line Array – Part – III

Metodo per la progettazione di un sistema Line Array per la sonorizzazione di un’area di ascolto.

Quanto segue è parte integrante dell’articolo: Appunti per P.A. Manager.

4. Ottimizzare la copertura (Out Fill, Front e Down Fill, Delay Tower).

Out Fill

Il Out Fill come il Delay Tower che vedremo più avanti è un elemento di riempimento, atto a coprire quelle zone di perdita generalmente – 6 dB sul piano Orizzontale del sistema Main, ad abbassare cosi la varianza minima sul piano orizzontale.

In questo esempio abbiamo simulato un contesto reale di piccole/medie dimensioni, con un sistema con un numero limitato di elementi per avere una maggiore chiarezza e valutazione dei fenomeni che portano ad una non corretta varianza minima, ma in considerazione di un numero non definito di elementi, come ad esempio 10 satelliti e 10 sub per un rapporto di 1:1 la varianza minima tende fortemente a ridursi.
Per avere una varianza minima ancora più ottimizzata si può considerare il contenimento del pubblico all’interno dei – 3 dB di Offset oppure inserire un ulteriore sistema di SideFill a destra e a sinistra dai due sistemi array L/R.

Si parte con l’analizzare i ricettori di prossimità mantenendo tutto il sistema attivo e si valuta se ci sono ricettori con perdita di – 6 dB rispetto al ricettore ONAX. Se dapprima abbiamo trovato la linea OFFAX a – 6 dB molto probabilmente questa sarà la linea limite per cui inserire il Out Fill.

Fig. 1

Come si vede dalla figura 1 la differenza di livello tra i ricettori di prossimità 1 (ONAX), 15 (OFFAX – 3 dB), 22 (OFFAX – 6 dB) è in considerazione di tutto il range di frequenze e questo sarà quindi da compensare.

Il sistema Out Fill va spostato possibilmente in asse con il sistema Main ad una distanza tale da compensare in modo adeguato sia l’OFFAX – 3 dB che l’OFFAX – 6 dB.

Fig. 2

Come si nota dalla tabella di figura 2 l’inserimento del Out Fill ha ottimizzato la differenza di livello tra i ricettori di prossimità e questo porterà come vedremo una più bassa varianza minima. L’ottimizzazione di un range di frequenze può portare come si vede ad un incremento della varianza in un altro range, vedi i 125 Hz che hanno aumentato la differenza di livello rispetto al caso senza Out Fill, ma nel complesso la varianza minima sarà ottimizzata. Quando possibile sarà importante far cadere questo incremento di varianza al di sotto del range di frequenze di riproduzione dal Satellite, cosi da ottimizzarlo poi se necessario con la linea Out Fill dei Sub, in quanto che come vediamo dalla figura 2 il range di frequenze dei Sub ha ancora un ampia differenza di livello avendo inserito solo il sistema Side di Satelliti.

Anche i Sub vanno inseriti in copia e poi rivalutati in base alla risposta di livello.

Fig. 3

Inserendo con lo stesso metodo dei Satelliti anche i Sub si riesce ad arrivare ad un livello di minima varianza ottimizzato come si vede in figura 3.

Se il livello del Side o Sub è troppo alto tale da non riuscire a bilanciare la risposta dei ricettori di prossimità bisogna provvedere ad un attenuazione del sistema e/o riduzione del numero di elementi, in base anche alla distanza a cui il sistema deve arrivare, quindi da ricalcolare la configurazione dell’array.

Per valutare questo è necessario aggiungere alla comparazione anche il ricettore XOVER al sistema Main (fig. 4), anche in questo caso se l’andamento del livello dei ricettori OFFAX è per lo più maggiore di + 3 dB rispetto a quello del ricettore XOVER è necessario attenuare, mentre in questo caso l’energia è correttamente distribuita.

Fig. 4

Il rapporto Sub-Satelliti nel caso Out Fill non è da tenere in considerazione ma si aggiunge il quantitativo necessario per la compensazione e si prosegue con la scelta della frequenza di crossover e livello come visto per il sistema Main.

In fase di taratura Satelliti e Sub Out Fill sarà importante lasciare sempre il Main attivo.

Una volta ottimizzato un lato se la configurazione è simmetrica si va a duplicare il Out Fill sul lato opposto.

Come da tabella comparativa di figura 5 il terzo elemento SideFill abbassa la varianza minima, meno per il sistema angolato in quanto rimane più distante dai ricettori più lontani anche se appositamente ritardato per un incrocio in fase con il sistema Main. Un sistema distanziato è spesso impraticabile soprattutto all’interno di ambienti chiusi come teatri, palazzetti, ecc.., e questo ne limita l’utilizzo alla configurazione di prossimità al sistema Main ed inclinato, in questo caso sarà importante il ritardo temporale per avere Main e Side in fase ma come visto anche per i Sub non sempre necessario.

Fig. 5

In caso di pareti laterali riflettenti e’ bene considerarne l’effetto che potrebbe indurre ad inclinare e modificare la posizione dei SideFill, con anche varianze di livello per ottimizzare il valore – 6 dB al punto di XOVER.

Come anticipato se per i SideFill la distanza degli ultimi ricettori cambia, ad esempio in quella zona c’è un area da sonorizzare più corta o più lunga, allora sarà necessario ricalcolare la configurazione dell’array di SideFill. Sincronizzando temporalmente gli arrivi del SideFill angolato con l’elemento array di prossimità in questo caso non porta ad un miglioramento medio ma ad un peggioramento. Come per il caso dei Sub dipende sempre dalla configurazione dell’impianto audio.

La corretta procedura di configurazione del sistema Out Fill è la seguente:

– Inserire 1 elemento array (stesso modello del sistema Satelliti Main), posizionarlo sullo stesso asse del sistema Main o accoppiato verso il piano OFFAX se non c’è posto. Posizionarlo ad altezza uomo. Trovare la distanza mantenendo il sistema in Asse rispetto al Main o definirne una obbligata per limiti di installazione.

– Trovata o scelta la distanza partire con angolo 0 gradi (quindi in asse con il sistema Satellite Main) e angolare verso OFFAX per trovare Minima Varianza. Considerare i ricettori di Prossimità sui piani ONAX – OFFAX (- 3 dB) e OFFAX (- 6 dB), (fig. 6).

Fig. 6

n.b. Per quanto riguarda l’angolo di inclinazione, si tiene conto dei soli ricettori di prossimità in quanto che è li che si verificano le maggiori interferenze tra il sistema Side e Main.

– Una volta trovato l’angolo si attivano tutti i ricettori, e si valuta cosi l’altezza del primo elemento Out Fill e via via si segue la stessa procedura vista per i Satelliti Main.

Quindi: Numero Elementi, Inclinazione Sistema, Inclinazione Elementi, Attenuazione, ecc…

– Una volta ottimizzata la dimensione e posizione dell’array di Satelliti lasciando sempre attivi tutti i ricettori si va ora ad ottimizzare il livello e alla definizione della frequenza di crossover, per valori simili optare sempre per la frequenza simile/uguale a quella Main (fig. 7).

Fig. 7

La frequenza di Crossover dipenderà da come il sistema Main irradia energia soprattutto sui piani OFFAX.

Nota: Per il Out Fill è importante seguire questo ordine di procedura per l’ottimizzazione della varianza minima.

Infine se necessario sempre in analisi della risposta ai ricettori di prossimità in comparazione di con e senza Sub, andare ad aggiungere eventuali elementi Sub seguendo le stesse indicazioni di progettazione viste per i Sub Main.

In figura 8 una comparazione tra il Out Fill ottimizzato con solo Satelliti e ottimizzato con l’aggiunta di Sub.

Fig. 8

n.b. Nel caso in cui la risposta di livello da compensare sia confinata ad un range di frequenze ad esempio medie ed alte, è possibile valutare una diversa frequenza di crossover per il sistema Side, ed in ogni caso può essere anche utile rivalutare la varianza minima delle frequenze basse per confermare o rivedere la frequenza di taglio verso i Satelliti del sistema Main + Side.

In caso sia necessaria più potenza sarà da configurare un nuovo sistema array, considerando l’angolo di apertura tra i vari satelliti del Out Fill.

Per maggiori informazioni sui processi di inserimento e taratura di Out Fill vedi file: Guida Progetto P.A. che trovi scaricabile alla fine di questa serie di articoli.

Delay Tower

Il Delay Tower come visto per il Out Fill è un elemento di riempimento, solo che in questo caso per la dispersione sul piano verticale.

Come per il piano orizzontale, anche per quanto riguarda la distanza quindi la copertura verticale, se la configurazione non permette di ottenere un livello medio entro – 6 dB all’aumentare della distanza, al punto di circa – 6 dB è necessario inserire dei Delay Tower cui il sistema di satelliti deve essere ricalcolato allo stesso modo del primo ed impostato con un tempo di ritardo tale da essere sincronizzato con il sistema principale, ma anche in questo caso da valutare bene il comportamento della varianza minima. Se l’area del – 6 dB prospetta una proiezione su di una più vasta o più stretta area, se sono necessari più di 1 sistema e’ necessario ricalcolare anche la distanza tra i due e più sistemi Delay Tower aggiuntivi. Anche il valore di perdita di – 6 dB per l’aggiunta di Delay Tower va considerato analizzando le frequenze di ottava in un grafico per terzi d’ottava per poi valutare la necessità di inserimento di tutto il sistema o solo di Sub o solo di teste e poi equalizzarle al fine di compensare solo la parte di frequenze in difetto.

Per trovare il punto a – 6 dB è necessario analizzare il livello SPL Broadband alle varie distanze in quanto che considerando i ricettori e la risposta in frequenza risulterebbe un analisi molto complessa e di difficile attuazione, si tracciano quindi delle Section Plane per ogni asse preso in considerazione (in questo caso XOVER, ONAX, OFFAX – 3 dB, OFFAX – 6 dB).

Avendo proiezioni differenti è utile considerare tutti i sistemi Sub e tutti i sistemi Satelliti in modo indipendente per poi valutare le necessità.

Fig. 9

Satelliti

XOVER

ONAX

OFFAX – 3 dB

OFFAX – 6 dB

Sub

XOVER

ONAX

OFFAX – 3 dB

OFFAX – 6 dB

Analizzando le tabella di figura 9 si può facilmente intuire come le basse frequenze dei Sub (Side incluso) abbiano punti di calo a – 6 dB molto più in prossimità rispetto al sistema Satelliti (Side inclusi), e questo è dato prevalentemente dal fatto che il sistema Sub è appoggiato a terra in quanto è stata la configurazione a più bassa varianza per questo progetto. In più questo valore non è alla stessa distanza ma piani differenti hanno distanze differenti e tanto è più vero quanto più il progetto ha una varianza minima alta.

Per compensare un fattore di perdita cosi vario sarebbe necessario sistemare configurazioni di Sub e Satelliti in posizioni differenti in base al piano considerato e valutare poi se con l’aiuto del livello e tempo si ottiene un abbassamento della varianza minima.

In un contesto più pratico e di facile installazione (dove generalmente Sub e Satelliti seguono lo stesso piano verticale di installazione) bisogna fare una mediazione e si da la precedenza al sistema a più ampia banda, i Satelliti.

Guardando l’andamento del sistema Satelliti la linea ONAX è quella che ha un decadimento più veloce e sarà presa allora come riferimento per l’installazione del Delay Tower che cade a circa 17 metri (fig. 12).

Fig. 10

In questo caso è da considerare come distanza quella che va dal punto di inserimento fino all’ultimo ricettore da sonorizzare, ed è quindi da riconfigurare un nuovo Array per ottimizzare la varianza minima con la stessa procedura Satelliti e valutare livello e tempo di ottimizzazione.

Fig. 11

Satelliti

XOVER

ONAX

OFFAX – 3 dB

OFFAX – 6 dB

Guardando i grafici di figura 11 notiamo come l’inserimento del Delay Tower abbia ora portato più lontano il decadimento di – 6 dB riducendo cosi la varianza minima. In questo caso in ben 3 assi risulta un sistema a livello ottimizzato entro la distanza limite di ascolto.

n.b. Durante un progetto è sempre bene considerare qualche metro in più rispetto al ricettore realmente più lontano per avere margine di miglioramento durante la fase di ottimizzazione della risposta sul piano verticale come in questo caso.

Se invece di un decadimento si nota un Boost è bene che anche questo Boost dato dalle interazioni del Delay Tower con gli altri elementi Satelliti e Sub non sia superiore a sua volta di + 6 dB, altrimenti c’è da rivalutare una mediazione di livello tra quello attenuato e quello amplificato.

Se si riscontrato altri punti che sono ancora al di sotto dei – 6 dB di tolleranza, c’è da valutare l’inserimento di un ulteriore Delay Tower e da riconsiderare come fatto per il primo.

Una volta ottimizzati i Satelliti andiamo a fare lo stesso con i Sub (fig. 12) la cui potenza e quindi quantità deve compensare la perdita di livello. Come detto in un sistema più pratico i Sub saranno posizionati sullo stesso asse dei satelliti.

Fig. 12

Sub

XOVER

ONAX

OFFAX – 3 dB

OFFAX – 6 dB

Anche dopo l’aggiunta dei Sub (fig. 12) si nota un miglioramento in bassa frequenze in questo caso però il – 6 dB rimane all’interno dell’area da sonorizzare quindi poi da valutare la possibilità di aggiungere ulteriormente altri sub in posizione del ricettore che ha il calo più veloce, in questo caso OFFAX a – 6 dB alla distanza di 17 metri.

Per quanto riguarda il ricettore ONAX l’aggiunta dei Sub ha però portato ad un guadagno eccessivo da circa 11 a 15 metri. In questo caso come detto andrà valutata l’attenuazione del sistema e nuovamente la risposta di livello sugli assi ricettori al fine di trovare la corretta mediazione.

Per progetti a bassa varianza si può valutare l’inserimento del Delay Tower anche in considerazione di una tolleranza di +/- 3 dB.

Anche per il Delay Tower sarà necessario testare la varianza minima considerando la messa in fase con il sistema Main e l’eventuale modifica al livello e/o configurazione in base alla distanza rimanente da compensare ed eventuali zone di riflessione ambientale.

Anche per il Delay Tower è necessario valutare l’inserimento e quindi tutte le valutazioni del caso di Front Fill e Down Field dedicati che vedremo di seguito.

Per maggiori informazioni sui processi di inserimento e taratura di Delay Tower vedi file: Guida Progetto P.A. che trovi scaricabile alla fine di questa serie di articoli.

Considerazioni

Fig. 13

Come si vede in figura 13 in cui si ha un sistema Satelliti Main ed un Delay Tower, ci si può facilmente trovare in una situazione di questo tipo (soprattutto per sistemi NON ottimizzati e limitati), quando si verifica questo, è necessario valutare la distanza di prossimità dei primi ricettori, se i ricettori sono nel campo vicino del diffusore è facile che il valore di – 6 dB lo si trovi dopo pochi metri di distanza (come è logico che sia verso un ascolto sempre più di prossimità), e questo indurrebbe ad inserire ulteriori sistemi di rinforzo a pochi metri di distanza l’uno dall’altro con un eccessivo incremento di materiale e potenza sonora oltre che una maggior presenza di interferenze per sempre più sistemi distanziati che abbassano la varianza minima. Per questo il calcolo di partenza per trovare poi i – 6 dB va valutato dal punto di prossimità di ascolto ideale (in ogni caso andrebbe rivalutata la posizione di partenza di primi ricettori, anche se in contesto reale non è sempre possibile mettere le prime file “dove dovrebbero essere”).

Lungo l’andamento di attenuazione del livello SPL si incontrerà il picco dato dal Delay Tower il cui valore deve essere anch’esso contenuto entro i + 6 dB e da valutare il livello di attenuazione per varianza minima.

Si avranno anche oscillazioni date dalle interferenze tra il sistema Main e quello Delay Tower e tra satelliti stessi che compongono i due sistemi. Anche queste oscillazioni devono essere entro i +/- 6 dB e dovrebbero essere limitate entro 1 metro di distanza e confinate su brevi tratti, altrimenti è sinonimo di forti campi di interferenza e da rivedere il progetto.

Front Fill e Down Fill

Il Front Fill ed il Down Fill sono sistemi compensativi, cioè devono compensare il livello SPL dei ricettori di prossimità, devono portare il livello rilevato nei ricettori di prossimità a quello medio dell’area di ascolto.

Il Down Fill che è il sistema che si pone subito sotto all’Array di Satelliti per la compensazione delle zone di prossimità in asse ONAX può essere utile per ridurre elementi poggiati a terra di difficile installazione o per avere una più vasta area da compensare rispetto a quella isolata di prossimità. Il Front Fill invece consente di ottimizzare la varianza minima ai soli ricettori di prossimità ma su di un più ampio piano orizzontale quale ONAX, XOVER e OFFAX essendo un elemento Stacked fronte al ricettore e non dipendente dalla posizione dell’Array di Satelliti.

Il Down Fill può essere anche lo stesso elemento array inferiore di dimensioni ridotte utilizzato ad un livello SPL più basso per ottimizzare la copertura di varianza minima come visto nella prima parte di questa serie di articoli.

Analizzando il grafico di figura 14 ci possono essere dei casi in cui non si riesca ad avere una omogeneità di distribuzione soprattutto con un numero limitato di elementi ma si trova la varianza minima più bassa possibile, in questo caso ci sarà sempre un attenuazione del livello SPL con la distanza e quindi il metro di paragone di utilizzare il Front Fill ed il Down Fill per compensare la perdita di livello Broadband non è la scelta ottimale in quanto che il livello di prossimità può essere facilmente più alto rispetto ai ricettori più lontani, quanto più bisogna utilizzarli per compensare la perdita di livello in base alla frequenza.

Fig. 14

Per quanto riguarda il Front Fill sarà necessario dividere i piani e fare un analisi comparativa/compensativa, rilevare quindi il valore SPL medio dei ricettori di XOVER con sistema Satelliti Out Fill inclusi e Sub accesi.

Si inserisce quindi il primo elemento Front Fill sul piano XOVER ad altezza uomo (seguire quindi l’altezza del piano ricettore di prossimità). Inserire un elemento con risposta in frequenza più simile possibile al sistema Main Satelliti, e di dimensioni tali da generare una risposta più lineare possibile ai ricettori di prossimità.

Comparare la risposta tra il ricettore di prossimità e quello subito più prossimo al fine di valutare la frequenza di GAP cui il Front Fill dovrà compensare (figura 15).

Fig. 15

Analizzando la risposta in frequenza del ricettore di più prossimità 8 con il ricettore subito più prossimo il 9, si nota come il GAP parta dalla frequenza di circa 450 Hz (si considera un attenuazione di +/- 6 dB di tolleranza). Valutando poi l’andamento degli altri ricettori XOVER escluso quello di prossimità 8, si vede un andamento più o meno costante incline all’attenuazione che ci si aspetta da un sistema limitato.

Attivare quindi il Front Fill e valutare nuovamente la risposta in frequenza con questo nuovo livello energetico aggiunto (fig. 16).

Fig. 16

Come si nota il livello medio a 450 Hz è allineato al ricettore 9, in media però il livello energetico è aumentato, per ottenere un miglioramento della varianza minima bisogna mediare la risposta del ricettore di più prossimità (3) a quella del ricettore prossimo di comparazione (9).

Per fare questo mantenere sempre come riferimento la frequenza di Crossover a 450 Hz e attenuare progressivamente il livello del Front Fill fino a rimanere entro i +/- 3 dB di varianza e valutando come limite il fatto che il ricettore 9 non vada sotto al ricettore di prossimità 3 in modo continuo (fig. 17). In questo caso è necessaria un attenuazione di circa 5 dB.

Fig. 17

Per il piano ONAX la valutazione è un po’ più complessa in quanto che ci sono le maggiori interferenze sulla risposta in frequenza portate dai sistemi distanziati. Per trovare il punto di GAP bisogna guardare attentamente la comparazione delle curve di risposta dei due ricettori di prossimità, come si vede da figura 18 se la risposta è simile e ha dei punti più alti e più bassi il sistema può essere considerato ottimizzato, mentre se vi è una costante di attenuazione allora è necessario rilevare la frequenza da cui l’attenuazione parte ed agire esattamente come per il piano XOVER.

Fig. 18

Già compensato

Da compensare

E’ possibile eseguire analisi anche per i piani OFFAX e altri punti di ricezione prossimità al fine di valutare l’inserimento di ulteriori Front Fill.

Nel caso sia necessaria più energia aumentare il numero di elementi Front Fill per il piano considerato e se necessario attenuare, e configurare appositamente per dare varianza minima rispetto al ricettore di comparazione, da valutare quindi in base alla risposta rilevata. L’andamento dello spettro al ricettore di prossimità dovrà essere paragonabile a quello del ricettore di comparazione.

n.b. Ad ogni aggiunta di Front Fill o Down Fill mantenere sempre attivi quelli già inseriti cosi da valutare fin da subito la loro interazione.

Sul piano ONAX in valutazione di comparazione della risposta dei ricettori più distanti se si rilevano come per il ricettore di prossimità differenze oltre i +/- 6 dB è possibile valutare l’inserimento di un Down Field quindi a più elevata altezza ed eventuale differente angolazione rispetto al Front Fill per compensare i ricettori più lontani e rivalutare se si ha ancora la necessità di inserimento di Front Fill per il piano ONAX.

n.b. Come detto il Front Fill compensa solo il ricettore di prossimità ed in aiuto il Down Fill copre l’area più prossima, se si hanno variazioni significative di perdita tra ricettori più lontani sarà necessario l’inserimento di In Fill, quindi ulteriori sistemi in questo caso di riempimento per le zone di GAP nello spazio ma che sconsiglio vivamente in quanto che l’inserimento di sorgenti Point to Destination non fanno altro che aumentare la varianza minima pur ottimizzando il livello SPL nello spazio, in quanto creano angoli acuti. Sono per lo più utili se non si riesce ad ottimizzare una buona varianza minima, diciamo come tappo, ma se il progetto è stato eseguito correttamente è raro che ci sia necessità di questi elementi. Gli In Fill (fig. 19) possono essere anche utili nel caso non vi sia la possibilità di inserire Front Fill, ad esempio per palchi molto bassi e per cui il posizionamento del diffusore Front Fill andrebbe a coprire eccessivamente la vista del musicista.

Fig. 19

Come si vede dalla figura 19 in origine da progetto i Front Fill dovevano essere posizionati fronte palco a compensare l’XOVER, ma in contesto reale questi sarebbero risultati troppo alti ad appannaggio di una buona visuale del musicista. Per questo si è optato per inserire degli In Fill Left e Right a compensare la zona XOVER, ma a scapito di un peggioramento della varianza minima e maggiori interferenze sulla risposta in frequenza.

Stesso discorso in caso di palchi troppo bassi anche senza l’utilizzo di Sub Centrali ma che in ogni caso anche se posizionati sopra ad un Case risulterebbero troppo alti ed invasivi.

Una volta definito l’utilizzo o meno di Front Fill e/o Down Fill sul piano in asse, è consigliato valutare anche la differenza tra i ricettori di prossimità del piano orizzontale cosi da avere un ulteriore metro di paragone atto a ridefinirne meglio l’utilizzo.

Come vediamo da figura 20 i 3 ricettori di prossimità hanno un andamento molto simile, solo il ricettore sul piano OFFAX segue in media un attenuazione che raramente supera i +/- 6 dB rispetto a quello XOVER quindi se consideriamo la tolleranza di +/- 6 dB per un piano OFFAX può essere accettato, se invece abbiamo necessità di ridurre la differenza si può provare ad inserire un Front Fill sul piano di OFFAX e valutare l’interazione con il resto del sistema.

Fig. 20

In caso di Front Fill o Down Fill per il piano ONAX ed OFFAX, una volta definito numero e configurazione sarà necessario duplicarlo per il piano opposto in modo da avere la stessa compensazione per un sistema Simmetrico. Se l’area è asimmetrica sarà necessario valutare in modo indipendente.

Una volta definito il numero di Front Fill/Down Fill e loro configurazione e posizionamento si passa all’analisi della sincronizzazione di fase. Si possono considerare le frequenze dei satelliti in quanto che quelle Sub sono in questo caso a più di 10 dB di attenuazione e quindi trascurabili.

Anche in questo caso la varianza minima potrebbe essere ottenuta senza sincronizzare oppure sincronizzando il Front Fill o Down Fill con un ricettore della linea di riferimento. In questo caso di esempio comparativo di figura 21 in cui si è reso necessario l’inserimento di un Front Fill sull’asse XOVER, si nota come questo abbia portato ad un abbassamento della varianza minima e non necessiti di essere sincronizzato.

Fig. 21

Come visto anche per il Main nel primo articolo di questa serie, in utilizzo di Down Fill e Front Fill è inoltre possibile valutare diffusori con stessa risposta in frequenza del Main ma con un grado di apertura orizzontale più o meno ampia rispetto a quella del Main, cosi da valutare soprattutto nelle zone di prossimità una più o meno copertura a favore di una più bassa varianza minima riducendo il numero di Front Fill utilizzati (alcuni diffusori proprio per questo hanno la guida d’onda o tromba acustica con il controllo del piano orizzontale, avendo cosi lo stesso diffusore con stessa risposta in frequenza ma piano orizzontale variabile).

Per il sistema Front Fill si va in base alla distanza del sistema Main, per cui tanto più è stretto il Main e tanto meno apertura orizzontale sarà necessaria, onde evitare anche maggiori interferenze distruttive. Al contrario per un sistema maggiormente distanziato.

Più il Front Fill, in considerazione di un posizionamento a terra, è posizionato in basso o alto rispetto ad una condizione ideale di ascolto in centro asse (per ovvie ragioni da non impedire la visuale dell’artista e scenografia, e più grande dovrà essere la dispersione verticale della sorgente, possibilmente asimmetrica con maggiore copertura verso l’angolo di inclinazione verso il ricettore e ad evitare un eccessiva esposizione verso piani di riflessione (come il terreno). Se invece utilizzo un sistema centrale su americana allora sarà da valutare l’inclinazione del sistema in base all’angolo di copertura verticale e da valutarne il rientro sul palco.

Il sistema Front Fill e/o Down Fill è da valutare non solo per il Main ma anche per il Out Fill e Delay Tower a compensare i cali di livello in giro per l’Audience Area.

Alcune alternative di soluzione posizionamento Front Fill possono essere ad esempio quella di posizionare il Front Fill appeso in americana alla stessa altezza del Array Satelliti Main sempre in posizione centrale ed inclinato verso i ricettori di prossimità.

In questo caso è molto simile ad avere un sistema array distanziato aggiuntivo per il sistema Main, e come da tabella di figura 22 i miglioramenti dati dal sincronismo, livello e frequenza di crossover avvicinano la varianza minima a quella di averli posizionati frontalmente in posizione ravvicinata come nel caso precedente ma non permettono un miglioramento, tra l’altro con anche un maggiore rientro verso il palco.

Fig. 22

C’è da dire inoltre che nella realtà la presenza del pubblico è un elemento assorbente che nel caso di Front Fill appeso, questo coprirebbe una più vasta area di Audience prima di avere un’adeguata attenuazione e questo come sappiamo dipende molto dal grado di copertura verticale, avendo anche necessità di un maggiore livello SPL essendo più lontano per avere un equo livello energetico in prossimità, rispetto ad un Front Fill ad altezza uomo che subisce da subito l’attenuazione da parte dei primi ricettori.

Il posizionamento altezza uomo va a favore di un più basso livello energetico che è possibile tenere coprendo un area di audience più ristretta, e quindi da preferire se la differenza di risposta tra i due ricettori di prossimità è contenuta, ottenendo anche una minore interferenza di rientro sul palco. Mentre se la differenza di risposta è ampia allora la soluzione a più ampio guadagno per una più vasta area può essere preferita e risolvere maggiormente i problemi di assorbimento acustico dato dai ricettori.

Oppure ancora e soprattutto se ci sono problemi in altezza per cui ad esempio i Front Fill sopra a dei Sub Centrali sarebbero troppo alti per evitare inoltre di posizionare dei sistemi In Fill, può essere utile la soluzione di avere sempre i Front Fill ad altezza uomo ma distanziati e inclinati per avere meno interferenze sul piano orizzontale (quindi in questo caso un doppio sistema per avere un omogenea copertura simmetrica), da valutare quindi il grado di apertura verticale del diffusore (fig. 23).

Fig. 23

Come si vede dalla tabella di figura 23, in cui si considerano due Front Fill con dispersione orizzontale di 110° angolati di 30°, molte soluzioni sono simili ad avere un Front Fill centrale ma l’utilizzo di più sistemi con conseguente angolatura per minimizzare le interferenze sul piano orizzontale porta ad un livello di varianza minima più alta.

Rispetto al caso precedente con Front Fill sospeso di figura 22 la soluzione con Front Fill angolati e distanziati risulta in media migliore.

Se mantengo i Front Fill dritti invece che curvali (fig. 24),

Fig. 24

Come si vede in comparazione delle varie versioni alternative a quella singola centrale con Front Fill appesi, curvati e quella non curvati (fig. 25), la versione curvata offre in media una leggera più bassa varianza minima, atto a significare la maggiore interferenza del sistema non curvato per via dell’ampio angolo di copertura orizzontale.

Fig. 25

Come si vede in figura 26, in utilizzo di un doppio sistema Front Fill è consigliato angolare opportunamente i due sistemi per ottenere una varianza minima più bassa, a scapito però di un maggiore rientro sul palco per versioni troppo angolate, e questa dipende dalla distanza tra i due sistemi.

Fig. 26

Utilizzando quindi la migliore soluzione di Front Fill angolato (60°), (fig. 27), è possibile notare come si raggiunga in certi casi una varianza minima inferiore a quella data dal singolo sistema, a significare in questo caso che la varianza minima era necessario ottimizzarla su di una più vasta area di audience rispetto a quello che poteva coprire il singolo elemento.

Fig. 27

Utilizzando lo stesso metodo ma con Front Fill appesi (fig. 28), il cui angolo per varianza minima trovata per questo caso è 40 gradi abbiamo un abbassamento della varianza minima dovuto dal sincronismo di fase ma comunque non ha livello del caso precedente.

Fig. 28

Utilizzando un diffusore con un grado di copertura orizzontale più stretto possiamo notare da figura 29 un ulteriore miglioramento, per cui è possibile avere un interferenza minima al variare dell’angolo.

Fig. 29

Detto questo è quindi utile valutare e comparare un singolo sistema Front Fill centrale con un doppio sistema da cui è necessario rilevare distanza e angolo per varianza minima e comparare il tutto con un sistema con grado di copertura orizzontale più ridotto.

Tendenzialmente il Front Fill per un progetto a varianza minima dovrebbe avere un – 15°/ – 20° di copertura orizzontale rispetto al Main.

Distanza di Prossimità

Come si può intuire aggiungere elementi Front Fill comporta anche un ascolto di maggiore prossimità per i ricettori interessati. Per questo sarà bene calcolare anche per il sistema Front Fill e Down Fill il corretto rapporto di Bassi – Medi – Alti alla conferma o modifica della corretta distanza di prossimità di ascolto o di un diverso posizionamento dei diffusori Front e Down Fill.

Sistema non ottimizzato

In caso di palchi molto grandi “vedi i grandi concerti” è possibile che la distanza tra Left e Right del Main Satelliti non sia ottimizzata ma sia molto grande generando un elevato GAP a più ricettori di prossimità XOVER con area sempre maggiore tanto piu largo è il sistema distanziato.

Sarà quindi necessario l’inserimento di più sistemi Front/Down Fill per compensare adeguatamente le zone d’ombra, e sarà per cui necessario valutare sempre più ricettori distanziati rispetto a quelli di prossimità per valutarne gli effetti.

Considerando Front Fill ad altezza uomo può verificarsi il caso che più ricettori distanziati rimangano ancora in zone d’ombra, per via dell’attenuazione di assorbimento data dai ricettori di prossimità come visto prima. Per compensare questo può essere utile, ed è da ottimizzare a priori durante la progettazione del sistema Main Satelliti, l’inclinazione verso il centro di L – R del sistema Main Satelliti.

Comparazione Finale

In conclusione si valuta una comparazione tra i vari setup per avere un idea chiara e precisa dell’azione compensativa e di riempimento di ogni elemento (fig. 30).

Fig. 30

Per maggiori informazioni sui processi di inserimento e taratura di Front Fill vedi file: Guida Progetto P.A. che trovi scaricabile alla fine di questa serie di articoli.

Riepilogo Processo Totale

Facciamo quindi un riepilogo dei passaggi da fare per ottimizzare la varianza minima per questa prima fase:

– Importare singolo elemento ed inserire ricettori sul piano ONAX dal punto di ascolto più vicino a quello più lontano.

1. Trovare altezza per varianza minima.

2. Definire il numero di satelliti massimo fino al valore di varianza minima.

3. Definire inclinazione array per varianza minima.

4. Modificare angolo tra i vari sistemi partendo da quello più basso fino a trovare lo 0 gradi che determina il limite di angolatura del sistema.

5. Provare a variare il livello SPL per vedere se si ottengono miglioramenti, il livello SPL va distribuito attenuando prima l’elemento più basso e poi venendo in su verso quello più alto, in genere la varianza minima si ottiene per modifica al livello SPL degli elementi verso i ricettori di prossimità.

6. Per varianza minima simile optare sempre per livelli SPL più alti e gradi di apertura più piccoli.

7. Per un sistema limitato ricalcolare altezza per varianza minima.

8. Duplicare sistema Array e determinare distanza secondo elemento, o più elementi array.

9. Definire angolazione tra i due o più sistemi.

10. Inserire Sub nel giusto rapporto di quantità con i Satelliti e scegliere una o più configurazioni a più bassa varianza minima in valutazione della frequenza di crossover, livello di assorbimento e guadagno SPL medio.

11. Abilitare ed Impostare frequenza crossover.

12. Valutare e definire l’allineamento di fase e crossover.

13. Aggiungere Out Fill per ottimizzare la copertura orizzontale Satelliti e Sub.

14. Aggiungere Delay Tower di rinforzo.

15. Aggiungere Front Fill e/o Down Field di compensazione.

16. Comparare la varianza minima per terzi d’ottava di tutto il sistema con quella Broadband che sarà più simile a quella percepita.

n.b. Questo è l’ordine per ottimizzare al meglio la varianza minima ma non è detto che in tutti i casi serva installare ogni parte, ad esempio ci possono essere dei casi dove è necessario inserire dei Front Fill ma non dei Side e Delay Tower, o ancora casi dove sia necessario l’inserimento di Out Fill ma non Front Fill, per cui è da valutare in base al progetto e alla risposta della varianza minima trovata.

Attraverso come vedremo la taratura ed equalizzazione del sistema in modo indipendente, sarà possibile compensare varianze di livello soprattutto nelle zone di OFFAX.

Collegamenti

Come per i Sub e Satelliti la predisposizione delle vie del segnale è importante anche per i sistemi di compensazione e riempimento.

Per quanto riguarda i Out Fill questi seguono la loro posizione di compensazione, quindi Side L copia del Main L e Side R copia del Main R, mantenendo cosi il corretto bilanciamento energetico e varianza minima per mixaggi stereo.

Quando vi è la presenza di SideFill sarà importante non pannare il segnale troppo da un lato o dall’altro, provare sul campo il limite di pan per mantenere una corretta immagine di suono per questi ricettori fuori asse Main, deve tendere ad allontanarsi quando panno verso il lato opposto senza sparire o rimanere troppo offuscato rispetto ad un segnale secondario posizionato centrale. Questo consente di mantenere una buona immagine in quanto lo strumento musicale sul lato opposto è visto e quindi deve poter essere percepito più lontano rispetto a strumenti di più prossimità.

Invertendo il segnale L ed R come è facile intuire si avrebbe una distorsione di localizzazione, mentre se invio un segnale Mono o L+R avrei poi uno sbilanciamento di livello quando vado a pannare sul sistema Main, per cui il Side avrebbe un più alto livello energetico che porterebbe ad una percezione di localizzazione distorta, e andrebbe a distorcere soprattutto i ricettori in asse al Main L o R, per via della presenza del contenuto L ed R anche sul sistema Main che va ad interferire con il segnale Main L o R che sia. In più andrebbe ad aumentare la varianza minima per differenti livelli energetici durante la fase di pannaggio.

Per quanto riguarda il Front Fill questo è un sistema di compensazione e quindi per una corretta localizzazione deve essere mantenuto la linea di riferimento che va a compensare, se Main L sarà linea L, se Main R sarà linea R. Se in Centro, andrebbe possibilmente diviso in due sistemi uno Front Fill LC ed uno Front Fill RC, che compensano la parte sinistra e destra dei ricettori che si trovano tra l’asse ONAX e XOVER del sistema Main.

Sapendo che pannare aumenta la varianza mantenere L con L ed R con R è la soluzione migliore, mentre se inviassi un L+R, quando panno avrei il contributo dell’altro canale che andrebbe ad aumentare la varianza minima. Mantenendo L ed R separati quando panno chi sta a sinistra o destra percepirà un allontanamento della sorgente dal lato opposto di ascolto e questo a livello di ascolto è quello che ci si aspetta.

Il Delay Tower invece è un sistema di riempimento del piano verticale e allo stesso modo va diviso per la linea di riferimento del suo riempimento L con L ed R con R cosi da ottimizzare la varianza minima e la localizzazione e focalizzazione del segnale.

Considerazioni

Quando possibile utilizzare sempre filtri crossover FIR a fase lineare per poter inserire pendenze di taglio elevata ed ottimizzare il più possibile la frequenza di taglio.

Se si ha la possibilità di utilizzare un numero illimitato di sorgenti e’ possibile realizzare ad hoc un progetto con varianza minima entro i +/- 6 dB in bande di ottava in considerazione di frequenze per terzo d’ottava, va comunque ricordato che soprattutto in un sistema Line Array o per driver a tromba sono le basse frequenze o comunque le frequenze la cui dispersione non e’ controllata da guide d’onda, trombe o derivata dall’accoppiamento a far alzare il livello di varianza minima.

Se dalla comparazione finale i risultati non tornano, ad esempio c’è un peggioramento della varianza minima, è bene indagare sul motivo di una mal progettazione al fine di correggerla e rivalutarla se necessario.

Un altro aspetto da considerare è il livello SPL medio, una varianza minima come visto è garantita aumentando il numero degli elementi e questo dipende fortemente dalla dispersione polare del singolo elemento, soprattutto per piccole aree il numero di elementi potrebbe si portare ad una bassa varianza minima ma al contrario generare un livello SPL troppo elevato per cui risulterebbe sovradimensionato e con l’impossibilità di farlo lavorare a regime per avere la migliore qualità audio possibile. Per compensare questo fenomeno ed avere sempre un ottimo rapporto tra numero di elementi e livello SPL si può agire utilizzando elementi a più basso livello SPL per singolo sistema e/o con grado di direttività più alto per concentrare maggiormente la potenza SPL su di un area più piccola.

Se in fase di installazione in campo reale non si riesce a mantenere le distanze, altezze ed angolazioni trovate come da simulazione, sarà necessario ricalcolare la varianza minima e trovare i nuovi punti ricettori di sincronizzazione e livello (che potrebbero anche coincidere con quelli già previsti).

Concetti Psicoacustici

La varianza minima non tiene conto dei fattori psicoacustici di percezione del suono, se la sorgente e’ stereo la teoria ci dice che l’ascolto stereo vero e proprio avviene quando il sistema Left e Right e’ inclinato di 30 gradi verso le nostre orecchie a formare un angolo di 60 gradi. In un contesto live questo principio e’ impraticabile o comunque sarebbe riservato ad uno stretto gruppo di ricettori, tale per cui più ci si avvicina alla sorgente e più l’effetto stereo diventa wide mentre più ci si allontana e più diventa mono. La varianza minima invece e’ un fattore medio di ascolto su tutta l’audience area e se tarato bene permette in ogni caso di far percepire un buon ascolto stereo ed una minore distorsione di questo per ricettori non in idonee posizioni. La priorità quindi in questo caso ce la il posizionamento corretto delle sorgenti sonore per ottenere varianza minima. La varianza minima viene poi di aiuto anche per l’ascolto 3D dove il problema della posizione del ricettore non ce’ in quanto si parla di oggetti sonori, quindi ancor più vero che questa deve essere la priorità di configurazione del sistema sonoro.

Un altro fattore che la varianza minima non considera e’ la percezione di eco/riverbero e dell’altezza. Se un suono non e’ temporalmente in fase ma e’ ritardato, effetto maggiore se la frequenza presa in considerazione e’ la stessa, si percepirà un ritardo che se troppo elevato farà percepire un eco, e questo dipende dalla frequenza. Questo porta ad un degrado della qualità di ascolto. Stessa cosa per l’altezza, se il sistema satelliti/sub e’ posto troppo in alto o basso rispetto alla distanza di ascolto, questo suono verrà percepito come proveniente dall’alto o dal basso invece che di fronte dove e’ logico dover sentire arrivare il suono quando il musicista sta suonando su di un classico palco fronte a noi che ascoltiamo.

E’ bene quindi valutare gradi/distanza per percepire un suono proveniente dall’alto. I ricettori più soggetti a questo fenomeno sono quelli di prossimità. In un contesto ideale la sorgente più bassa dell’array non dovrebbe essere a più di 10/15 gradi di altezza rispetto all’ascolto del ricettore di più prossimità, in alternativa può essere valutato l’allontanamento del ricettore di più prossimità o l’aggiunta del Front Fill che ribilancia l’ascolto verso la mezzavia di altezza se bilanciato correttamente in livello e fase ma questo potrebbe poi alterare la varianza minima, quindi poi da calcolare.

Quando un suono giunge in ritardo rispetto ad un altro questo verrà percepito in modo distinto tanto più è grande il ritardo e questo dipende dalla frequenza, per medio alte siamo più sensibili per le basse meno sensibili e quindi ci vogliono ritardi maggiori, il segnale che ha un livello più alto a parità di tempo di arrivo sarà quello maggiormente percepito e se vengono da direzioni diverse la direzione del suono di maggiore livello sarà quella dominante, anche qui dipende dalla frequenza e dall’intensità del segnale. La combinazione di questi fattori ci farà percepire appunto eco e direzione di un suono che se diffuso da più sorgenti in base al tempo di arrivo ed intensità delle stesse ci farà percepire la direzione di provenienza ed il suo dettaglio. Questo è uno dei principali problemi che si hanno negli eventi live dove i diffusori audio sono molti, in differenti punti dello spazio e con differenti livelli, sarà quindi opportuno bilanciare tutto questo per far percepire la corretta direzione e dettaglio del suono in arrivo alle nostre orecchie.

In figura 31 una tabella di esempio di come percepiamo il suono. Tanto più il secondo segnale è in ritardo e tanto più il primo segnale deve essere intenso per coprire la percezione di sfocatura ed eco data dal secondo segnale, mentre più basso è e più verrà percepito il secondo segnale fino ad un ritardo/livello che ne fa percepire un eco. Tanti più segnali in ritardo ci sono e tanto maggiore effetto di sfocatura “riverbero” ci sarà, tanto più segnali ci sono e tanto più devono essere temporalmente distanti per essere percepiti come eco.

Fig. 31

In un contesto pratico la sorgente che arriva prima va attenuata rispetto a quella che arriva più tardi, e se troppo tardi si sentirà ugualmente eco se contenuto entro 4/5 ms per le medio alte e alte, e 10/12 ms per le basse, in questo caso meglio ritardarla in fase. Se il livello di differenza tra le due sorgenti è da 10 dB in su, la localizzazione sarà sulla sorgente a più alto livello, e questo dipende dalla frequenze e dal ritardo e tanto più vero quanto più è impulsivo il suono, per cui sarà necessario abbassare di livello la sorgente a più alto livello e ancor più se arriva prima. La combinazione di questi fattori crea una mediazione di percezione di quanto appena detto.

I ricettori che soffrono di più di questo aspetto sono quelli prossimi al sistema Satelliti-Sub, e tanto più ottimizzato sarà il loro ascolto e tanto migliore sarà l’ascolto dei ricettori più lontani in quanto che la differenza temporale e di livello tenderà a ridursi.

C’è da dire però che in contesto reale risulta impossibile bilanciare correttamente la percezione del suono con la varianza minima in tutta l’area da sonorizzare. Per fortuna tanto più la varianza minima è tenuta bassa e tanto più basso è anche l’errore di localizzazione verticale ed orizzontale con alcune accortezze da tenere in considerazione:

1. Down Fill e Sub Appesi abbassano l’errore di localizzazione in quanto non di ascolto ravvicinato come per Front Fill e Sub a terra.
2. Considerare di mantenere un rapporto di 1 : 6 tra la distanza sorgente musicale – elemento array più basso (NON Down Field) e distanza ricettore di prossimità – sorgente musicale).

Ad esempio se il cantante è alto 1,80 m su di un palco di 1,60 m l’altezza alla bocca sarà circa 3,30 m, si consideri poi un ricettore con orecchie a circa 1,70 m di altezza ed altezza dell’elemento satellite più basso rispetto all’altezza del ricettore a 4 metri. La distanza in altezza tra cantante e satellite è 0,70 m il cui rapporto di 1 : 6 pone la distanza del ricettore di prossimità a partire da 4,2 m.

3. In applicazione di ritardi temporali per sorgenti sullo stesso asse orizzontale o verticale è bene rimanere contenuti entro 4 – 5 ms.

Per questo se la varianza minima tra un messa in fase con ritardo temporale ed uno non sincronizzato è molto ravvicinata optare sempre per la sincronizzazione temporale che possa consentire un ritardo temporale più contenuto tra le varie sorgenti.

Se si ha la possibilità utilizzare un software che consideri anche il campo diffuso e valori di assorbimento acustico e non solo quello diretto, soprattutto per progetti in ambienti acusticamente difficili, ad esempio EASE.

Software con esclusiva analisi del campo diretto come EASE Focus possono essere utili come calcolo generico o in situazioni dove vi sia da sonorizzare solo il campo diretto in condizioni di campo libero come ampi spazi e campi in cui i punti di riflessione sono molto lontani ed influiscono poco sulla risposta complessiva del segnale audio.

Comparazione

Di seguito alcuni grafici comparativi (gradienti polari colorati) sulla distribuzione ottimizzata in utilizzo del metodo per varianza minima rispetto a come se il P.A. non fosse ottimizzato (con stesso numero di sorgenti sonore ma senza inclinazione, gradi, ritardi, livelli, Front Fill, Out Fill ecc…).

63 Hz (Varianza Media: Ottimizzato 13,5 – NON Ottimizzato 14,9 )

80 Hz (Varianza Media: Ottimizzato 13,8 – NON Ottimizzato 19,9 )

100 Hz (Varianza Media: Ottimizzato 14 – NON Ottimizzato 20,1 )

125 Hz (Varianza Media: Ottimizzato 13,2 – NON Ottimizzato 25,1 )

250 Hz (Varianza Media: Ottimizzato 10,4 – NON Ottimizzato 19,4 )

500 Hz (Varianza Media: Ottimizzato 11,4 – NON Ottimizzato 13 )

1000 Hz (Varianza Media: Ottimizzato 12,8 – NON Ottimizzato 24,2 )

2000 Hz (Varianza Media: Ottimizzato 14,8 – NON Ottimizzato 20,1 )

4000 Hz (Varianza Media: Ottimizzato 13,2 – NON Ottimizzato 16,3 )

8000 Hz (Varianza Media: Ottimizzato 14 – NON Ottimizzato 13,5 )

Guardando questi grafici si può notare come in bassa frequenza, ad occhio, la distribuzione ad esempio dei 100 Hz e 125 Hz possa sembrare migliore quella NON ottimizzata, in realtà è migliore quella ottimizzata solo ad un livello SPL più basso, e questo è facilmente correggibile con un Boost di Equalizzazione a quella frequenza, mentre più è alta la varianza minima e meno possibilità di correzione Eq, sarà possibile fare per ottimizzare il sistema.

Teoria vs Realtà

L’utilizzo di software di simulazione che tengono conto anche degli aspetti rifrattivi, diffrattivi e refrattivi degli oggetti che sono presenti nell’ambiente reale è sicuramente una buona base per avere una risposta poi comparabile anche in ambiente reale, questo perché ogni oggetto crea un suo livello di interferenza al suono diretto. Più difficile ancora oggi in scrittura di questo articolo, la possibilità di tenere conto anche dell’aspetto risonante degli oggetti stessi che è una parte fondamentale nella distorsione del progetto teorico.

Per fare alcuni esempi direttamente connessi all’utilizzo di sorgenti per eventi live, alcuni esperimenti pratici hanno evidenziato come la presenza del palco generando una sua propria risposta risonante e di interferenza generi un elevato fenomeno di distorsione soprattutto in bassa frequenza e per cui tende a deviare la risposta polare, di tempo e di livello del sistema Sub dapprima correttamente progettato in campo libero o per ipotesi senza la presenza del palco stesso, e questo è tanto più evidente e distorcente tanto più il sistema Sub è posizionato vicino al palco, il cui caso peggiore è il posizionamento Sotto e Sopra al palco.

Un altro fenomeno di distorsione non tenuto conto dai Software attuali è la presenza fisica del box diffusore, la sua presenza devia la risposta polare nel tempo e livello del singolo diffusore in maniera più marcata tanto più elementi sono presenti in base anche alla loro distanza. Tanto è vero che il progetto teorico di Sub con dispersione polare Cardioide viene alterato dalla presenza fisica del box fisico in campo reale che ne limita e devia la reale dispersione e per cui bisogna poi rivedere tempo e livello di taratura ma il più delle volte per ottenere un leggero miglioramento.

La reale dispersione cardioide è difficilmente ottenibile con precisione in contesto reale soprattutto con un elevato numero di sorgenti sonore.

Un possibile stratagemma che è possibile provare in utilizzo del software, è la creazione di un blocco di materiale simile a quello del diffusore che verrà utilizzato da posizionare attorno alla sorgente sonora lasciando libero il fronte d’onda, questo simulerà l’interferenza dei vari elementi.

Un altro fattore di cui i software di simulazione non tengono conto e questo allontana ulteriormente il contesto teoria rispetto alla realtà sono le turbolenze d’aria, quindi il vento che è la peggiore interferenza che possa esserci alterando in modo casuale la risposta non controllabile e non gestibile, spostando il suono verso l’alto, verso il basso, destra e sinistra, avanti e indietro creando vortici, effetti doppler, il tutto casuale secondo la direzione ed intensità del vento stesso.

Anche il cambio di risposta in frequenza in base al livello del segnale audio in riproduzione sono elementi ancora non tenuti conti dal software di simulazione. In un contesto reale e soprattutto per altoparlanti poco fedeli questo è un effetto molto presente. Generalmente il software considera la risposta in frequenza quando la sorgente è pilotata al massimo livello RMS.

Il rumore casuale ad esempio quello indotto dal pubblico presente nell’Audience Area, alcuni fattori risonanti e i rumori HAVC degli impianti industriali e civili, sono invece fattori cui i software di simulazione sono in grado di tenere conto come visto in questa serie di articoli nella presentazione del software di simulazione acustica e questo se pur ancor oggi abbastanza semplice nel definire e gestire le curve di rumore è comunque un fattore determinante per simulare al meglio il comportamento del suono.

Posizione Regia F.OH. e Livello SPL medio

La corretta posizione della regia F.O.H. in considerazione di un installazione P.A. su base stereo è quella che consente un ascolto medio ed in fase dell’area ottimizzata per varianza minima, e che allo stesso tempo possa consentire la corretta percezione dell’estensione di mix frontale e laterale. Il punto XOVER è la linea di mezzo ideale, e la distanza accettabile è prossima al triangolo equilatero tra i sistemi con maggiore banda passante (i Satelliti), e con limite ai primi angoli del triangolo isoscele per evitare di percepire un immagine troppo chiusa e centrale e rimanere all’interno di un buon accoppiamento di fase.

Un buon angolo accettabile va da circa 20 gradi a 15 gradi del sistema in asse Satelliti in considerazione di una linea immaginaria verso il centro (fig. 32), un sistema inclinato sul piano orizzontale avrà quindi una differente posizione rispetto ad un sistema a 0 gradi. Questo angolo è sperimentato come angolo da tenere quando insieme al suono c’è un immagine da visualizzare (che sia in TV o al Cinema oppure si sta guardando un evento dal vivo), al fine di mantenere una minore distorsione di localizzazione di un estensione stereo, a differenza dell’angolo di circa 30 gradi da mantenere invece per un ascolto stereo senza immagine. Come spiegato anche nell’articolo Psicoacustica.

Fig. 32

Questo vale anche per un ascolto 3D in quanto si presume che possa contenere anche un estensione stereo frontale.

Il livello SPL, rilevabile ad esempio nella sezione Distribution Graph di EASE Focus (fig. 33), ci dirà se il sistema è sovra o sotto dimensionato o ad un livello medio ottimale. Nel caso sia troppo elevato o troppo basso sarà necessario valutare un sistema meno o più potente o più direttivo e ricalcolare il progetto.

Fig. 33

Oltre i 120 dB di Average è un sistema Sovra dimensionato, sotto i 110 dB è un sistema Sotto dimensionato. Per l’analisi di questo sarà importante avere una mappatura a livello Broadband.

n.b. Un livello SPL abbastanza elevato nel range di Sovra e Sotto dimensionato è anche fondamentale per consentire una corretta espressione dinamica delle sorgenti sonore (strumenti musicali, altoparlanti, hardware).

Per evitare questo è possibile a priori o fidarsi dei consigli del produttore, quindi quale sistema va bene in relazione a quanta area da sonorizzare abbiamo, o attraverso l’esperienza di progettazione.

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