Immaginate di entrare in un locale dove dovete suonare. E' pomeriggio, prima del soundcheck, state montando sul palco. Nella penombra guardate dove sarà il pubblico, quanto è alto il soffitto, quanto è lunga la sala, vi mettete al centro e per valutarne l'acustica cosa fate? Battete le mani, no?
Ecco, questo potrebbe essere tutto quello che avete bisogno di sapere sugli IR, abbreviazione di Impulse Response, che oggi imperano in tutti i dispositivi modeler e cabinet simulator e che per molti sono una componente quasi esoterica del suono moderno.

Se l'articolo finisse qui però avrei leggermente toppato nello spiegarvi in modo semplice una cosa che invece semplice non lo è. Ma tenete presente l'esempio che vi ho appena fatto, perchè alla fine di questo articolo vi tornerà tutto più chiaro.

COME FUNZIONANO GLI IMPULSE RESPONSE

Iniziamo con il dire che, nonostante il termine sia ormai di dominio pubblico nel mondo dei chitarristi, la risposta all'impulso non è nemmeno lontanamente un'invenzione legata alla chitarra, vi è stata applicata come a tantissimi altri campi, anche non musicali, ma la scoperta di questa tecnica risale a molto prima.
Il concetto di base è quello di sapere con la migliore approssimazione possibile come si comporterà un sistema, come uno speaker per chitarra, quando sarà stimolato da un segnale in ingresso.
Detto in parole povere, poter ricavare una funzione matematica che simuli il comportamento di un certo speaker, il suo suono. Nel mondo moderno dei computer le funzioni matematiche si traducono in algoritmi e questo è il motivo per cui possiamo avere dispositivi digitali che grazie agli IR simulano un numero infinito di speaker in modo molto fedele.

Il software di Deplike che permette di visualizzare l'impulso inviato e la risposta ad esso registrata in tempo reale

Ovvio che non entreremo nella matematica, anche piuttosto complessa, che sarebbe necessaria per spiegare rigorosamente il funzionamento degli IR, ma è importante capire giusto un paio di cose che ci spiegano se non altro perchè si chiamano Impulse Response e come sono realizzati.

Torniamo al nostro locale vuoto e al nostro battito di mani. Ecco, quel battito di mani può essere una buona approssimazione di un impulso acustico. Battendo le mani stiamo immettendo un impulso nel sistema, in questo caso la stanza. La stanza, a causa delle sue caratteristiche acustiche, mi restituirà delle riflessioni del mio battito sulle pareti e sugli oggetti. La risposta della stanza è la risposta all'impulso.

Ora immaginate che il nostro battito di mani sia una nota, molto breve e pulita, della nostra chitarra che entra nello speaker. Un impulso con una certa frequenza. Se misuriamo le caratteristiche dell'impulso in ingresso e il suono dello speaker in uscita, abbiamo Causa ed Effetto per una specifica frequenza. Quindi conosciamo il comportamento del nostro speaker ogni volta che quella frequenza lo stimola. Non ci resta che fare la stessa cosa per tutte le frequenze che ci servono e quindi mappare il comportamento dello speaker su tutto il range del nostro strumento, e anche di più.
La "mappa" che ne risulta è la nostra risposta all'impulso.

Anche quando si fa la taratura degli impianti nelle sale da concerto si utilizzano gli IR per ottimizzare il suono degli speaker per la stanza

COME VENGONO REALIZZATI GLI IR

Idealmente la cosa migliore sarebbe misurare un numero infinito di risposte all'impulso per ogni frequenza possibile ed avere la descrizione perfetta del nostro speaker. Come potete immaginare ciò non è possibile, per due motivi:

• un processo infinito durerebbe... all'infinito.
• gli speaker tendono a non reagire in modo lineare ("meno prevedibile") agli impulsi, soprattutto se forti, e questo non ci permette di dire esattamente come sarà il suono all'uscita.

Per questo chi realizza gli IR solitamente si serve di segnali campione per stimolare gli speaker. Di questi segnali campione di ingresso si conosce molto bene l'andamento in frequenza ed è abbastanza semplice simularli con un algoritmo.
Nel mondo matematico se conosco l'algoritmo di ingresso, il nostro segnale campione, e quello di uscita, ovvero la misurazione del suono del nostro speaker sollecitato dal segnale, allora siamo anche in grado di ricostruire la funzione/modello del comportamento del nostro speaker, ovvero l'algoritmo che sta in mezzo tra ingresso e uscita.

Gli IR vengono realizzati e registrati microfonando realmente un cabinet con microfoni, per cui migliore è la strumentazione con cui si realizzano, migliori e più realistici saranno gli IR

Nella pratica i modeler/profiler mandano un segnale che copre tutte le frequenze utili allo speaker e poi, grazie al microfono davanti alla cassa, registrano il risultato di questa stimolazione. Il processore del modeler, è quindi in grado di ricostruire da questi due segnali un algoritmo che contiene tutte le informazioni del nostro speaker. Questa risposta all'impulso, salvata nella memoria del nostro modeler,  è il nostro famoso IR. E' la funzione/algoritmo attraverso il quale il processore farà passare il suono del nostro strumento per simulare il suono dello speaker anche senza aver bisogno fisicamente dello speaker.

PERCHE' GLI IR SONO STATI UNA RIVOLUZIONE

Di fatto la tecnica della risposta all'impulso permette di avere tramite una macchina digitale come un modeler o un computer il suono di attrezzature anche molto costose, ingombranti, rare, delicate e di poterne avere una quantità praticamente illimitata, poichè gli IR sono algoritmi che possono essere compressi in poco spazio.

La rivoluzione sta nel non essere più legati alla strumentazione fisica pur potendone sfruttare le caratteristiche sonore. Oggi in un home studio possiamo praticamente simulare il suono di qualsiasi cabinet che sia stato profilato sul pianeta, possiamo avere plugin che simulano quasi ogni dispositivo e tutto senza dover montare nulla, senza spendere le cifre astronomiche che queste attrezzature richiederebbero se dovessimo comprarle realmente, senza l'ingombro e nemmeno le competenze tecniche per usarle.

Oggi i software di emulazione degli speaker hanno raggiunto un livello di sofisticazione tale per cui possiamo simulare uno speaker, il posizionamento del microfono e anche la sua interazione con diversi ambienti

In definitiva gli IR ci hanno permesso di produrre la musica come la produciamo oggi, abbassando drasticamente i costi di produzione e abbassando notevolmente la soglia di ingresso per la realizzazione di musica ad un livello prima impossibile fuori da uno studio di registrazione professionale.
Questo non vuole dire che gli studi professionali sono diventati inutili, perchè poi bisogna anche avere le competenze per usare gli strumenti e comunque la strumentazione migliore digitale o analogica che sia, ha un suo costo.

PERCHE' GLI IR SONO MEGLIO DEI VECCHI SPEAKER SIMULATOR

In passato erano già stati realizzati degli speaker emulator, non si tratta di una novità. La famosa RedBox di Hughes & Kettner, ed altri dispositivi simili, non erano altro che gli antenati degli IR. Si tratta di fatto di scatole che contengono un circuito che simula il comportamento di uno speaker sostituendolo con un circuito analogico fatto sostanzialmente di filtri e amplificatori operazionali che cercano di riprodurre il tipico comportamento acustico di uno speaker.

La differenza tra un IR e uno speaker simulator di vecchia generazione è la stessa che potrebbe esserci tra un disegno ed un video in HD. Entrambi possono rappresentare lo stesso soggetto ma il primo è una rappresentazione stimata e fissa nel tempo, il secondo è in grado di rappresentare il soggetto nel suo comportamento dinamico e con un dettaglio notevolmente superiore, il che determina un realismo ad un livello completamente diverso.

Questo non vuole dire che certe RedBox non suonassero bene, anche un quadro può essere molto bello. Ma la migliore descrizione attuale del comportamento dinamico di uno speaker o di un dispositivo è certamente quella degli IR digitali.

ALTRE APPLICAZIONI MUSICALI DEGLI IR

Come detto gli IR non sono assolutamente un monopolio del mondo chitarristico, ma nemmeno dei musicisti. Gli IR vengono utilizzati in qualsiasi campo, dalla simulazione dei comportamenti di un ponte per verificarne la stabilità, all'intelligenza artificiale, alle previsioni del tempo e chi più ne ha ne metta.
Ma non ci allarghiamo, restiamo nel mondo musicale.

Una delle prime applicazioni degli IR al mondo acustico/musicale è stata quella della digitalizzazione dei riverberi per la simulazione realistica degli spazi acustici. Oggi possiamo caricare IR sul nostro computer che ci permettono di ottenere il suono delle location più famose, esotiche ed anche più strane del mondo. Ad esempio possiamo riprodurre il riverbero più lungo del mondo, di ben 112 secondi, catturato nelle immense cisterne per il gasolio di Inchindown in Scozia.

Oggi gli IR vengono utilizzati anche in modo più complesso e composto per ricreare digitalmente dispositivi che sono la somma di molti componenti. Una combinazione complessa di IR ci permette, ad esempio, di simulare realisticamente il sound di certo sintetizzatore, oppure di un preamplificatore, di un amplificatore, un pedale e persino di uno strumento acustico.