Dynamic Range: prova pratica

Proseguendo il discorso iniziato con il post precedente, e prendendo spunto dai commenti, proviamo ad approfondire gli strumenti e le analisi sulla tecniche di registrazione utilizzate negli ultimi anni e soprattutto sulla tendenza a utilizzare compressione dinamica ed equalizzazione loudness per far suonare "forte" le ultime produzioni, con possibili effetti collaterali negativi sulla qualità del suono.

Rendere (nuovamente) piacevole la musica
L'associazione che ho citato nel post precedente, e alla quale ha fatto riferimento in più riprese TNT-Audio, che ha preso il nome di Pleasurize Music Foundation, è nata proprio con lo scopo di proporre e diffondere una misura della dinamica per ogni nuovo album in uscita che, secondo le loro intenzioni, avrebbe aiutato, come una specie di marchio DOC, la diffusione di registrazioni migliori e quindi la fine di quella rincorsa senza fine a cui è stato dato il nome di loudness war.
Intenzione lodevole ma a quanto sembra poi arenatesi, visto che gli ultimi aggiornamenti sul sito risalgono al 2010 (l'iniziativa era partita nel 2009), nonostante il buon interesse riscontrato, con oltre 20 mila sostenitori, in grande maggioranza operatori del settore.

Il Dynamic Range (DR)
La misura del Dynamic Range è però rimasta come risultato, oltre che tutto il sito dove, nelle interessanti FAQ si possono leggere informazioni sugli effetti negativi che la compressione ha sul risultato all'ascolto, secondo i componenti dell'associazione (in gran parte professori universitari e simili). In particolare, è stato sviluppato un software open source e portabile per misurare questo dato, ed è stato possibile per sviluppatori di ogni parte del mondo crearne altre versioni. Tra questi un benemerito programmatore olandese ha sviluppato anche un component per Foobar2000, che ha il vantaggio di poter applicare la misura a quasi tutti i formati supportati dal popolare media player, oltre che di rendere molto agevoli le operazioni. Il programmatore si chiama Soerin Jockan e il component per Foobar2000 si può scaricare da questo link. Ovviamente l'ho provato, sembra che funzioni correttamente, e nel resto dell'articolo sono commentati i risultati delle prove.
(Se il link non fosse disponibile è possibile recuperare il component a questo link sul nostro blog).

Le misure di Dynamic Range 
Valutare in modo oggettivo la qualità di una registrazione non è impresa facile, ammesso che sia possibile, l'obiettivo quindi è più limitato, un indicatore della dinamica effettivamente presente nella registrazione, e dell'eventuale ricorso alla compressione. Come spiegato nel sito dell'associazione che ha introdotto la misura non si tratta di un semplice rapporto tra il livello sonoro più alto e il più basso nel pezzo musicale da analizzare, ma della misura della distanza in decibel tra il livello medio di attenuazione rispetto allo zero e il livello di picco presenti nella registrazione, applicando anche opportuni correttori, per esempio per eliminare l'effetto dell'intro o della coda. Una sorta di media pesata della variazione dinamica, che può essere applicata alla durata di un brano o di un intero album. In questa sezione del sito (finché rimane accessibile) per chi voglia approfondire c'è una spiegazione più ampia del metodo seguito.

Il risultato tipico della misura è tra 8 e 12, ma il significato può variare in base al genere musicale, e quindi alla variabilità dinamica intrinseca che si porta dietro. In questa tabella, ripresa sempre dal sito, sono indicati i livelli di DR ottimali, buoni, o indicativi di compressione (verde, giallo, rosso) per i vari generi musicali.

Le misure
Prendendo come riferimento questa tabella ho iniziato a misurare alcuni album, per verificare se con questo metodo si possono recuperare informazioni più oggettive sullo stato della musica registrata.

La prima misura si riferisce al risultato più elevato in termini di dinamica che ho rilevato. Di 3 dB superiore al livello ottimale secondo la tabella (quindi un incremento consistente, essendo una scala logaritmica), è il dato ottenuto dalla registrazione diretta e senza editing della Chesky Records di un set tutto percussivo, lo stesso di cui ho parlato nel post dedicato all'audio binaurale.
L'applicazione è fatta molto bene e prevede anche un log con il dettaglio delle operazioni di misura effettuate.

Come si può vedere in questo brano il valore efficace del segnale (root mean square) è posizionato a meno 21 dB circa rispetto allo zero, e il valore di picco è prossimo allo zero. Con i correttivi previsti la misura secondo il metodo fornisce un valore di 17 per il Dynamic Range, o DR.

Con altri album di jazz e di classica che ho provato siamo sempre in zona verde, sopra al 12, fino anche al 16.

Vediamo come va sul rock

Ho iniziato da un album famoso per la qualità della registrazione, Dark Side Of The Moon, il risultato almeno da questo punto di vista, e secondo questo metodo di misura, è medio, DR11 sul brano più "dinamico".

Si trattava di una edizione rimasterizzata su CD, quindi sperabilmente corretta. Per scrupolo ho provato anche una versione in alta definizione (SACD) ma convertita per PC. Il risultato è simile, d'altra parte il livello di risoluzione non dovrebbe avere relazione con la dinamica.
Ho cercato quindi se altre registrazioni rock avevano una gamma più ampia. Andando un po' a caso ho trovato risultati prossimi all'ottimale con due incisioni sempre anni '70 degli Audience e dei Creedence Clearwater Revival (o CCR come li chiamavano i numerosi fans).

Con altri album eravamo sempre sopra al 10, quindi non in zona critica. Anche con album di musica soul recente e quindi apparentemente diretta ad un pubblico non da hi-fi casalingo, come Get Lifted di John Legend. Ma si tratta di una edizione in Dual Disc 16/48, forse questo fa la differenza.

Alla ricerca della compressione
A questo punto non restava che cercare qualche registrazione più recente, per vedere se effettivamente la gamma dinamica teoricamente riproducibile viene effettivamente compressa in alcuni casi. Proviamo con un album dell'anno scorso e di grande successo di una interprete molto trendy, Lana Del Rey.

Qui effettivamente siamo a livelli molto inferiori, prossimi alla zona rossa. Analizzando anche il log si vede che la attenuazione parte proprio dallo zero e in questo brano il livello medio è a meno di 7dB sotto lo zero.

Può darsi che questo dipenda dal tipo di musica, da un brano che per sua natura ha poche variazioni di dinamica. Per tentare una controprova ho pensato di esaminare qualcosa che intrinsecamente ha poca dinamica, per esempio un brano folk con solo chitarra, voce e armonica. Ad esempio un classico di Bob Dylan.

E' lo strato CD di un SACD recente, quindi rieditato con tutti i crismi, ma anche con un contenuto musicale così semplice la dinamica c'è. E anche un altro album di Dylan che era invece un CD standard aveva gli stessi valori. Sembra proprio che nell'album di Lana Del Rey, come in altri di genere analogo e recenti che ho provato (es. Avril Lavigne, DR7) la compressione dinamica sia applicata. Insomma, è una questione di genere musicale, ribadisco quello che scrivevo nel post precedente, esiste, c'è un motivo perché esiste, non si può farci molto (come dimostra indirettamente la apparente conclusione degli sforzi della associazione citata) e per il resto è anche questione di gusti musicali.

Prove aperte
La installazione del component è molto semplice e segue le solite regole per Foobar2000, la misura è molto veloce (pochi secondi per un brano, un minuto o anche meno per un album intero) e quindi eventuali lettori curiosi possono fare le loro prove, per esempio per verificare se ci sono differenze tra case discografiche o se altre registrazioni hanno valori ancora più elevati di quelli che ho trovato, o se successive edizioni dello stesso album presentano valori diversi. E magari condividerle qui.

La Loudness War

Pare sia in corso una guerra in campo musicale: la loudness war. Ne parla anche Wikipedia e sugli ultimi numeri di TNT-Audio editoriali del direttore e lettere dei visitatori evidenziano questa gara al peggio ingaggiata, a quanto pare, da fonici, produttori e, ovviamente, case discografiche, tra di loro, ma con destinatari ultimi noi poveri appassionati dei buoni ascolti.

Come si ascolta la musica, oggi?
Come ascoltano la musica, oggi, i consumatori ai cui puntano i suddetti produttori, editori  e case discografiche? Questa è la prima domanda da porsi per cercare di capire questo fenomeno.

1. Con l'iPod e gli auricolari in dotazione
2. Con l'iPod (o altro lettore, o smartphone) e una cuffia di caratteristiche hi-fi
3. Con un notebook o un tablet e il sistema audio incluso
4. Con un sistema 2+1 collegato al PC o al notebook
5. Con un iPhone collegato a un dock amplificato
6. Con un sistema multi-room con diffusori a parete o dissimulati
7. Con un sistema portatile da esterni lettore + radio 
8. In auto con l'impianto di serie
9. In auto con un impianto car-audio
10. A casa con un mini coordinato hi-fi
11. A casa con lo stesso impianto Home-Theatre del televisore (2+1, 5+1 o soundbar)
12. A casa con un impianto hi-fi 

A parte la configurazione numero 12 e, in parte, quella numero 8, appare chiaro a chiunque che in tutti gli altri casi non si può parlare di riproduzione con caratteristiche hi-fi. Anche quando (non sempre) la correttezza timbrica e la distorsione sono ancora accettabili mancano, per pura limitazione fisica dell'impianto, ed in misura più o meno marcata, la possibilità di riprodurre la gamma dinamica e la distribuzione spaziale dei suoni di un evento musicale. Che sono invece i parametri che caratterizzano un sistema hi-fi.

In particolare, la "potenza" dell'impianto non è in grado in nessun caso di ricreare una pressione sonora che si avvicina a quella di un evento reale (tranne forse nel caso 8) e, in più, la presenza di un rumore di fondo più o meno invasivo, tipico dell'ascolto in mobilità, rende la dinamica effettivamente udibile molto inferiore a quella che sarebbe richiesta. Inoltre, la ricostruzione spaziale richiede una precisa disposizione dei diffusori, impossibile con questi sistemi di ascolto.

Chi ascolta la musica e come?

All'elenco manca un elemento importante, la percentuale per ciascun tipo di ascolto, magari con il dettaglio per genere e per paese. Non so se le case discografiche abbiano questo dato, ne dubito. Ma sono certe, credo a ragione, che l'ascolto di tipo 11 (quello che interessa a noi e al quale è dedicato questo blog) è largamente minoritario e limitato a consumatori di musica interessati alla classica, al jazz, al new folk, al genere "adult contemporary" e, in misura minore, all'alternativa.

Tutti gli altri generi, quelli scaricati in grandi volumi, a volte persino a pagamento, quelli che producono fenomeni di divismo e di interesse che riempiono stadi per i concerti, o che producono passaggi radio o inserimenti in pubblicità e conseguenti ricchi copyrights, quelli, in definitiva, che producono la maggior percentuale dei magri ricavi che rimangono alle case major superstiti in questi anni di crisi inarrestabile del CD, sono ascoltati in prevalenza con gli impianti non hi-fi che sono elencati sopra. E a questa destinazione è rivolto il pensiero di produttori, fonici e, penso, anche dei musicisti.

Il loudness

Il loudness è la soluzione. Non è altro che una curva di equalizzazione che esalta i bassi e gli alti contemporaneamente. Era un controllo nato per consentire di ascoltare correttamente la musica anche a basso volume. Una condizione nella quale il nostro sistema uditivo privilegia le frequenze medie; esaltando gli estremi si ottiene un riequilibrio che consente di apprezzare, per esempio, i violoncelli o i contrabbassi in un concerto per pianoforte o in una sinfonia. Negli amplificatori anni '70 era sempre presente un pulsante o anche un potenziometro apposito. Poi caduto in disuso assieme ai controlli di tono.

Ma di nuovo utile per rendere più emozionante l'impressione d'ascolto quando si utilizza un altro sistema che si rende obbligatorio con sistemi di riproduzione carenti di dinamica: la compressione della dinamica. Così, ironia della sorte, il CD è stato introdotto negli anni '80 perché si diceva che la dinamica dell'LP era insufficiente, e ora proprio l'elevata dinamica è diventata un ingombro inutile.

Ma funziona?

Certamente. Per sincerarsene basta provare ad ascoltare un brano di musica classica in auto. Per esempio il primo movimento della IV di Beethoven, o una sonata per pianoforte del periodo romantico. Ci accorgeremo subito che la musica nei momenti di piano orchestrale sembra sparire sotto l'inevitabile rumore di fondo (dell'ordine dei 45 dB in un'auto moderna media e anche più ad alta velocità, quindi 10 dB in più, ed è una scala logaritmica, rispetto ad una stanza di casa) mentre, se aumentiamo il volume per sentire qualcosa, nei pieni orchestrali l'impianto o non ce la fa e distorce, oppure si supera il livello sopportabile per noi. Un ascolto molto irritante che conduce molto presto a cambiare musica o a spegnere.

E le case discografiche dovrebbero distribuire la musica che è il loro pane, il pop, il rock più recente nei suoi vari sotto-generi, l'electronica, con registrazioni quasi inascoltabili sugli "impianti" che i loro clienti più numerosi e importanti (i giovani) utilizzano? Ovviamente no, e così ad ogni nuovo album che esce la compressione aumenta e il volume apparente anche. La "loudness war" o "loudness race", appunto.

Qualcuno non se n'è neanche accorto

Come in tutte le guerre esistono anche delle zone neutrali. Sono appunto le produzioni dei generi "per adulti" che ho citato prima, con in grande evidenza la classica. Dove anzi c'è una piccola rincorsa a produzioni di qualità sempre più elevata, con elevata dinamica, più canali, utilizzo di nuovi supporti come il blu ray. Senza preoccuparsi della necessità di upgrade dell'impianto che possono indurre. E' un settore di nicchia, per quanto vasto a livello mondiale, e per chi segue questi generi la produzione continua ad essere accurata e priva di qualsiasi artificio peggiorativo. Certo, un contagio sui generi di confine può esistere. Casualmente, me ne sono reso conto scrivendo questo post, la grande maggioranza della musica che acquisto e ascolto io è di questo tipo, e quindi effettivamente della loudness war me ne sono accorto solo perché ne ho letto su vari media.

E c'è anche musica dove non ha effetto
Ci sono anche generi musicali naturalmente a limitata dinamica. In primis il folk, voce umana non impostata, chitarra acustica, contrabbasso o piccole percussioni non hanno escursioni dinamiche molto elevate, e si possono ascoltare piacevolmente a volume adeguato anche in situazioni dove la gamma dinamica a disposizione è naturalmente ridotta. Lo stesso discorso vale, all'opposto (verso gli alti livelli di pressione sonora) per la musica techno o house. Non è quindi un problema universale.

Una possibile soluzione

Uno dei cortesi visitatori che ha scritto a TNT-Audio proponeva come soluzione equalizzazioni personalizzate in base all'uso. A dinamica piena per impianti hi-fi o supporto vinile, a dinamica compressa per gli altri. Sarebbe logico, e anche molto bello, ma nell'attuale situazione del mercato discografico è pura teoria. Perché mai case discografiche in difficoltà e in continua riduzione dei margini dovrebbero investire risorse, non cospicue ma non nulle, per mercati assolutamente marginali e in contrazione come quello dell'hi-fi di livello? Senza alcuna garanzia di un ritorno dell'investimento. 

La vera soluzione

Sarebbe la valorizzazione della qualità. Ma i molti scettici del settore hi-fi, tra cui è inclusa anche la altrimenti encomiabile TNT-Audio (non in solitudine, assieme alla maggioranza degli audiofili) si sono sempre schierati contro i timidissimi tentativi dell'industria della musica di introdurre sistemi di maggiore qualità, prima il SACD e il DVD-Audio, e ora l'alta definizione in digital download. Se anche il target di mercato a cui erano diretti rifiutava i nuovi formati, come proporli al grande pubblico? E hanno rinunciato quasi subito. 

Il risultato è che la qualità non è un valore vendibile in musica e che è un concetto ignoto al grande pubblico, a cui va benissimo l'MP3 (e se va bene a loro va ancora più bene alle case discografiche). A questo punto è inutile lamentarsi, per giustificare le funzionalità dei nuovi supporti la qualità e la dinamica non avrebbero potuto essere limitate ma casomai esaltate, o addirittura sarebbero nate registrazioni di serie A e di serie B, con inevitabile movimento verso la seria A.

Segnali di luce in fondo al tunnel?

Per fortuna almeno la Apple un minimo di attenzione la mantiene e ha introdotto autonomamente l'AAC a 256kbps che con musica semplice da' risultati più che accettabili, quasi indistinguibili dal CD. Grazie anche a validi DAC sugli iPhone. E alcuni ragazzi se ne sono accorti e vanno in giro con cuffie semi chiuse di buon livello (e buoni ascolti: provare per credere). Ma da questo a pensare che si stia diffondendo uno spontaneo movimento verso la qualità, come ho letto in qualche ottimistico editoriale recente, penso proprio che ce ne corra. Manca come minimo anche la sola consapevolezza di come si può sentire con un impianto hi-fi pur semplice ed economico, e anche un approccio diverso all'ascolto.

In sintesi

Contrastare le leggi di mercato è una impresa piuttosto difficile. Encomiabili gli sforzi di chi ci prova, come appunto TNT-Audio o l'associazione Pleasurize Music Foundation, ma fino a che non arriverà un nuovo Rinascimento audiofilo bisognerà scegliere la musica tra i generi rimasti nei territori neutrali o, se proprio si vogliono praticare i generi più popolari si dovranno ascoltare per come sono prodotti ora e per come la maggior parte degli ascoltatori (e dei musicisti) li concepiscono, magari anche sui sistemi per cui è pensato il loro mastering. 

(Nelle immagini due dock per iPhone ultima generazione, il Viso 1 della NAD e lo Zeppelin Air della B&W. Prodotti sicuramente validi ma con quello che costano si possono comprare un amplificatore in classe D e due casse compatte e ascoltare in alta fedeltà vera, seppur ai limiti inferiori. Ma sono sicuramente due sistemi più attraenti e giusti come look, oltre che più comodi da posizionare e installare. Chi vincerà?)