Notes
Outline
Simulazione acustica virtuale ed auralizzazione di un teatro scomparso:
La Fenice di Venezia
Angelo Farina*, Lamberto Tronchin**
* Ind. Eng. Dept., University of Parma, Viale delle Scienze  -  43100 Parma, Italy
 HTTP://pcfarina.eng.unipr.it
** DIENCA - CIARM , University of Bologna, Viale Risorgimento 2  -  40136 Bologna Italy
Scopi
Creazione di risposte all’impulso sintetiche, mediante simulazione acustica (tracciamento dei raggi sonori)
Confronto con le risposte all’impulso sperimentali, misurate tre mesi prima dell’incendio del Teatro la Fenice (29 gennaio 1996)
Conversione delle risposte all’impulso energetiche, ottenute dal programma di simulazione, in segnali sonori in format WAV
Auralizzazione effettuata mediante convoluzione di musica anecoica con le risposte all’impulso sperimentali e simulate
Metodi
Anzitutto viene descritto il programma di simulazione impiegato (Ramsete), sviluppato da uno degli autori
Vengono quindi descritte le ipotesi impiegate per la simulazione acustica (progetto di ricostruzione presentato da una delle imprese partecipanti alla gara)
I risultati della simulazione vengono confrontati con i rilievi sperimentali, effettuati da uno degli autori nei giorni 14, 28 ottobre e 4 novembre 1995
Il Gran Teatro La Fenice
Il primo teatro La Fenice fu ultimato nel 1792, su progetto di Gian Antonio Selva, dopo che Venezia aveva perduto causa incendio il preesistente Teatro San Benedetto
Nel dicembre 1836 il teatro andò completamente distrutto in un furioso incendio, ma fu ricostruito, in meno di un anno (!), su progetto di Giambattista e Tommaso Meduna, e con decori di Tranquillo Orsi
Il teatro fu chiuso per ristrutturazione al termine della stagione 1995, ed avrebbe dovuto riaprire il 1 Febbraio 1996. Un incendio doloso, causato da due elettricisti, lo distrusse quasi completamente il 29 gennaio 1996
Il Gran Teatro La Fenice - oggi
Dopo una serie di inenarrabili vicissitudini legali, i lavori di ricostruzione sono ripresi. Comunque, a luglio 2002, la cavea era in queste condizioni:
Misure acustiche (1)
Le misure vennero effettuate in ottobre-novembre 1995 dall’ing. Tronchin, con tecnica impulsiva (colpo di pistola) e registrazione binaurale digitale delle risposte all’impulso
Scopo delle misure era fornire indicazioni per alcuni piccoli interventi di correzione dell’acustica della sala (non era tutto così perfetto come invece oggi si racconta!), e per la progettazione della camera d’orchestra (di cui il teatro era privo)
Per l’elaborazione dei dati acquisiti venne per la prima volta impiegato il software Aurora, che consente sia la determinazione dei parametri acustici oggettivi, sia l’auralizzazione.
Misure acustiche (2)
Venne impiegata una posizione della sorgente posta sul palcoscenico, al centro, sotto il sipario tagliafuoco
La risposta all’impulso venne misurata in 27 posizioni, poste in platea e sui palchi, nella metà destra della sala (sfruttando la simmetria della stessa onde ridurre il numero di rilievi)
Nel corso delle misure la sala era assolutamente intatta, mentre il palcoscenico era in condizioni poco realistiche (assenza di quinte e di arredo scenico).
Misure acustiche (3)
In ogni punto, si è registrata una risposta all’impulso binaurale (stereofonica)
Essa è contenuta in un file WAV stereo (o due mono)
Nel corso delle misure la sala era assolutamente intatta, mentre il palcoscenico era in condizioni poco realistiche (assenza di quinte e di arredo scenico).
Parametri acustici
Un apposito plugin, sviluppato per il programma CoolEdit, consente il calcolo dei parametri acustici secondo ISO 3382 dalla risposta all’impulso
I parametri comprendono il tempo di riverbero T15 e T30, la chiarezza C80, e la IACC (cross-correlazione inter-aurale) in 10 bande d’ottava
In tutto sono stati sviluppati 15 plugins, denominati AURORA, lineramente scaricabili da Internet (HTTP://www.ramsete.com/aurora)
Tempi di riverbero
Mappe dei parametri acustici
Mappe dei parametri acustici
L’algoritmo di sumulazione acustica: Ramsete
Errori causati dall’algoritmo
Correzione della coda sonora
Il programma Ramsete (1)
Il programma Ramsete (2)
Conversione della risposta all’impulso
Auralizzazione
Convoluzione in tempo reale
Convoluzione su PC (plugin Aurora)
Riproduzione del segnale auralizzato
Sono disponibili, in ordine di complessità crescente, i seguenti dispositivi di riproduzione:
Cuffie stereofoniche
Cuffie stereofoniche con head-tracking
Riproduzione su altoparlanti con cross-talk cancellation (Stereo Dipole)
Doppio Stereo Dipole (frontale e posteriore)
Ambisonics: sistema con 4 canali di trasmissione (B-format), proiettati su un array di 8-24 altoparlanti (3D)
Ambiophonics: sistema che combina uno o due Stereo-dipoles con un sistema “surround” tipo Ambisonics
Cuffia stereofonica
E’ necessario che la risposta della cuffia venga equalizzata digitalmente, onde garantire la corretta risposta in modulo/fase
Stereo Dipole
In questo caso, il filtraggio digitale inverso ha sia la funzione di rendere piatta la risposta in frequenza, sia soprattutto di azzerare il cross-talk
Cancellazione del cross-talk
Dual Stereo Dipole
Dual Stereo Dipole
Ambisonics  encoding
Ambisonics  decoding
Bi-square Ambisonics array
Sistema DSP per decoding Ambisonics
Algoritmo per decoding Ambisonics
Il segnale di ciascun altoparlante è semplicemente un “mix” dei 4 canali di trasmissione (WXYZ)
I guadagni dipendono solo dalla posizione di ciascun altoparlante
Viene aggiunto un piccolo filtro FIR specifico per ogni altoparlante, per equalizzarne la risposta
Programmazione del decoder
sul processore digitale SoundWeb
Effetto dell’equalizzazione FIR
di ciascun altoparlante
Sistema di gestione audio completo
Ambiophonics
Conclusioni
I risultati dell’auralizzazione mostrano che il progetto di ricostruzione qui analizzato è in grado di produrre una risposta acustica perfettamente congrua con quella del teatro originale
Al termine dei lavori di ricostruzione, una nuova campagna di rilevamento acustico, effettuata esattamente con la stessa strumentazione e la stessa tecnica di quella iniziale, consentirà di verificare sperimentalmente il grado di similitudine con l’originale
La metodica dell’auralizzazione ha mostrato di avere raggiunto la maturità tecnica, ed è oggi disponibile a basso costo grazie a piattaforme hardware e software di largo impiego.
Ascolto n. 1 – La Fenice
Brano anecoico
Convoluzione con I.R. sperimentale (pt. 12)
Convoluzione con IR simulata
Ascolto n. 2 – Teatro degli Arcimboldi - Mozart
Platea, con pannelli
Ascolto n. 3 – La Grande Parigi vs. la Piccola Parigi
Citè de la Musique, Parigi