A modelagem acústica pode nos dar o som de equipamentos de ponta sem o custo de ponta

Eu sou um músico. Ou pelo menos eu costumava ser. Não toquei muito nos últimos 20 anos, mas ainda tenho meu fiel violão Martin D-18 de seis cordas, que comprei novo no Ann Arbor Folklore Center em 1971 por US$ 371 (preço que posso confirmar porque ainda tem o recibo original!). Nos anos seguintes, adquiri algumas outras guitarras, incluindo uma Fender Stratocaster fabricada nos Estados Unidos. Quando comprei minha Strat, também precisava de um amplificador. Eu queria um que me permitisse explorar muitos sons diferentes, que fosse compacto o suficiente para caber em um canto do meu estúdio e não custasse muito.

Como engenheiro de gravação e produtor musical, sei com que cuidado os guitarristas profissionais escolhem o equipamento que usam para produzir seus sons individuais. Albert Lee só tocará sua guitarra elétrica de assinatura Music Man através de uma linha de delay digital Lexicon PCM 42 – outras linhas de delay não servirão. Ele possui vários desses dispositivos vintage. E o guitarrista de estúdio e Supertramp Carl Verheyen não estava brincando quando me disse durante a entrevista para o seu DVD Collector’s Edition que seu som depende do uso de reverb e delay: "Eu simplesmente não posso tocar sem eles". De instrumentos a cabos e processadores a amplificadores, músicos deste calibre definem-se pelo seu som. E eles não poupam despesas tentando alcançá-lo. Soa familiar, certo?

Anos atrás, eu assisti o virtuoso da guitarra Eric Johnson testar um amplificador Fender Twin Reverb original de meados dos anos 1960 em um show de guitarra em Dallas. Eric tocou no meu malfadado álbum de Jennifer Warnes há muitos anos e é um dos músicos mais detalhistas que já tive o prazer de gravar. Esses músicos têm ouvidos e recursos para procurar e comprar qualquer equipamento que seus corações desejarem. Carl tem um Marshall Stack para seu enorme som de rock e outras guitarras e amplificadores quando quer um tom mais jazzístico. Ele provavelmente possui algumas dezenas de guitarras e tantos amplificadores.

Mas o que o resto de nós deve fazer? Não quero ou preciso de um amplificador diferente para cada estilo de música que gosto de tocar. Eu quero um único amplificador que possa replicar o som da pilha Marshall de Carl ou do Fender Twin vintage de Eric em uma única unidade. O que fazer?

Modelagem Acústica

A resposta é modelagem acústica. Acontece que nesta era digital, engenheiros elétricos inteligentes e programadores inovadores criaram sistemas capazes de replicar o som de qualquer equipamento analógico – incluindo amplificadores de guitarra, processadores de sinal vintage, toca-fitas bobina a bobina e aparelhos de última geração. Equipamento de alta fidelidade. Usando processadores de sinal digital extremamente poderosos – e baratos, é possível projetar hardware e software que podem medir e replicar a energia acústica que chega aos nossos ouvidos a partir de qualquer componente analógico, cabo ou alto-falante.

Essa ideia simples é muitas vezes esquecida enquanto nos esforçamos para encontrar um som cada vez melhor – o chamado som absoluto. Tendemos a nos concentrar no equipamento, nos cabos, nos formatos, nas taxas de amostragem, no comprimento das palavras e em outros fatores. No final das contas, tudo o que importa são as ondas acústicas que atingem nossos tímpanos. A fidelidade que experimentamos está completamente contida nas áreas de compactação e rarefação das moléculas de ar que chegam aos nossos ouvidos. Tudo!

Fiquei pensando sobre a magia da modelagem acústica e sua aplicação potencial para áudio de alta qualidade depois de ler mais uma revisão ridícula de uma linha "orçamento" de interconexões RCA, cabos de alto-falante e cabos de alimentação em outro site de audiófilos de um cabo bem conhecido fabricante. O orçamento, neste caso, significa cerca de US $ 600 por um cabo RCA de um metro! Sempre que você ler resenhas com descrições brilhantes como "som coerente e preciso", "presença de palco e precisão microdinâmica" ou "faz com que os sistemas pareçam coerentes e divertidos", encontre outra fonte de informações sobre sistemas de áudio de última geração. Reconheço que gosto pessoal e escolha estética são fatores importantes em nosso hobby, mas eles devem ficar em segundo plano em relação à ciência, engenharia e tecnologia – ou pelo menos deveriam. Que especificação técnica devemos usar para medir a "precisão microdinâmica"? Vamos. Nós merecemos melhor.

Um amplificador de guitarra Mighty Morphing

Voltando à minha busca por um amplificador de guitarra adequado, fui apresentado à empresa de instrumentos musicais Line 6 durante uma visita à minha loja de música local. O dono da loja me indicou a Line 6, uma empresa muito inovadora fundada em 1996 por Marcus Ryle, ex-aluno da CSU Dominguez Hills (a universidade onde atualmente ensino engenharia de áudio). A empresa opera em Calabasas, Califórnia, e teve tanto sucesso que a Yamaha os comprou.

Marcus teve a brilhante ideia de analisar cuidadosamente amplificadores de guitarra "icônicos" e, em seguida, projetar algoritmos digitais que pudessem replicar o caminho do sinal analógico, circuitos e som do amplificador em questão. Na verdade, tive a chance de visitar suas instalações e fiz um tour por Marcus há muitos anos. Ele me levou ao estúdio "amplificador" onde eles tinham todas as marcas e modelos dos melhores amplificadores de guitarra já produzidos – designs vintage e modernos. A equipe de engenharia da Line 6 dissecou cada circuito e recriou o caminho do sinal analógico usando processadores digitais e software. E funcionou! Meu pequeno amplificador Spider tem um botão giratório que pode mudar o som de uma pilha Marshall para um Fender Twin com o toque de um botão. Outros botões e interruptores permitem ao usuário ajustar ou ajustar parâmetros individuais de um som básico.

Meu filho guitarrista hard-core não estava convencido de que qualquer coisa além de um amplificador analógico pudesse produzir seu som, então ele comprou um amplificador Mesa Boogie muito caro e grande e um gabinete de alto-falante. Não demorou muito para que ele percebesse que carregar aquele gigante para cima e para baixo das escadas e colocá-lo dentro e fora de seu carro não iria funcionar. Ele finalmente optou por um amplificador Line 6 e nunca olhou para trás.

E não são apenas os amplificadores de guitarra analógicos que foram substituídos pela modelagem digital. A maioria das gravações comerciais são gravadas e mixadas usando estações de trabalho de áudio digital (DAWs) como Pro Tools, Logic ou Nuendo. E praticamente todo o processamento – equalização, reverberação, processamento dinâmico como compressão e limitação, etc. – que costumava ser feito com equipamento externo analógico foi substituído por plug-ins digitais que modelam seus predecessores analógicos. Por exemplo, o lendário e "obrigatório" compressor/limitador UREI 1176 agora existe em código junto com quase todas as outras peças vintage de equipamento de processamento de sinal. Eu vendi meu 1176 alguns anos atrás. Existem também plug-ins digitais que fazem coisas que só podem acontecer no domínio digital.

Os instrumentos virtuais receberam o mesmo tratamento. DAWs e outros geradores de música digital podem recriar com muita precisão o som de qualquer bateria acústica, teclado ou outro instrumento musical. Estes não são realmente exemplos de modelagem acústica, mas sim o uso de instrumentos virtuais – o que costumávamos chamar de samplers – domina grande parte da música comercial lançada nos dias de hoje. Os microfones de tubo clássicos passaram pelo mesmo tratamento de modelagem.

Medindo e Modelando

Existem técnicas para medir cuidadosamente a energia acústica que entra em nossos ouvidos usando microfones muito pequenos e de alta precisão colocados dentro do ouvido externo. Como mencionei em meu artigo sobre 3D, áudio imersivo, o AIX Studios foi usado muitas vezes como uma sala de audição ideal e tornou-se o favorito dos proprietários do "realizador de sala" Smyth Research A8 para medições. Este dispositivo recria as propriedades acústicas de um ambiente auditivo e de um conjunto específico de alto-falantes por meio de uma caixa de processamento e um conjunto de fones de ouvido eletrostáticos Stax (ou qualquer fone de ouvido de boa qualidade). Os proprietários da caixa Smyth reservavam algumas horas na minha sala de mixagem e masterização para que suas funções pessoais de transferência relacionadas à cabeça (HRTF) fossem medidas e carregadas em seus dispositivos Smyth. Quando combinado com o head tracker ativo, praticamente não há como dizer a diferença entre o som produzido por alto-falantes no espaço de audição real e a versão criada digitalmente produzida pelo Smyth Research A8 e entregue via fones de ouvido. Em outras palavras,

Muitas das principais instalações de pós-produção têm seu pessoal de controle de qualidade medido em seus grandes palcos de dublagem e, em seguida, sentam-se em salas pequenas e do tamanho de um armário para ouvir dublagem de idiomas estrangeiros através de caixas Smyth. O som da grande sala multicanal é recriado através de fones de ouvido. Por que perder tempo na sala grande quando você pode modelá-la com fones de ouvido?

Opções do menu suspenso para cabos, equipamentos antigos e outros ajustes

Aqui está a minha ideia de um milhão de dólares: vamos encorajar o uso de modelagem acústica para trazer as qualidades sonoras de sistemas de áudio de referência monumentalmente de alta qualidade e largura de banda para aqueles de nós com orçamentos limitados através da magia da modelagem acústica. Se o som em nossos ouvidos puder ser meticulosamente capturado e analisado, os parâmetros precisos de qualquer fator sonoro podem ser identificados e tabulados. A amplitude de todos os componentes da música, distribuição e alcance de frequência, relações de fase, cancelamento, distorção e outros elementos podem ser determinados e recriados com precisão usando técnicas de modelagem acústica. Como muita música é distribuída usando redes digitais e reproduzida usando players de software, não deve ser difícil adicionar algum código adicional para replicar qualquer som que desejarmos. Vamos começar com algo simples como o "som"

Todos nós sabemos que a questão dos cabos serem contribuintes ativos para o som do seu sistema é um tópico muito debatido. Nos últimos dois dias, um comentarista me chamou de troll por não acreditar na "precisão microdinâmica" como um atributo dos cabos. E uma resenha em um site de audiófilos australianos passou os primeiros parágrafos descartando qualquer um que acredite em ciência e engenharia antes de exaltar as virtudes de cabos caros. Muitos audiófilos tendem para o lado subjetivo desse argumento em vez de aceitar a ciência. Mas a modelagem acústica pode ser a solução para esse problema irritante.

Conheço Jonathan Reichbach, o diretor e proprietário do Sonic Studio e programador do premiado reprodutor de software Amarra. E se eu pudesse convencê-lo e outros fabricantes a adicionar um menu suspenso ou uma série de caixas de seleção aos seus jogadores? A seleção de uma configuração específica adicionaria algumas linhas de código DSP ao caminho do sinal e modelaria as características "sônicas" exatas de interconexões RCA caras, cabos de alto-falante, cabos de alimentação ou qualquer outra coisa. Posso imaginar botões e um controle deslizante associado que permitiria a usuários individuais adicionar ou reduzir a quantidade de "precisão microdinâmica", "presença de palco", "coerência" ou "detalhes de baixo nível" ao som de seus sistemas. Imagina a economia! Em vez de ter que testar interconexões caras, cabos de alto-falante e cabos de alimentação, todas as possibilidades estariam disponíveis como plug-ins nos players de música digital. Se de fato houver diferenças mensuráveis ​​nas formas de onda acústicas que chegam aos seus ouvidos quando um cabo USB ou HDMI de US$ 1.000 é trocado por um cabo padrão, então simplesmente medimos essas diferenças e as programamos no plug-in. Não imagino que os fabricantes de cabos de ponta endossem esse esforço, mas a marcha da tecnologia é imparável.

Uma das minhas caixas de seleção de atributo de cabo favoritas forneceria a capacidade de alterar a direção do cabo para aqueles que acreditam que os elétrons fluem melhor em uma direção em um cabo. Se você pode medi-lo, então podemos modelá-lo.

Mas os "benefícios" sonoros dos cabos seriam apenas o começo. Os debates certamente continuarão sobre se existem diferenças mensuráveis ​​reais entre cabos de vários tipos. Pode ser interessante revisar os dados brutos do estágio de captura de nossa análise e ver se diferentes cabos de alimentação produzem diferentes formas de onda em nossos ouvidos.

No entanto, não há dúvida de que a eletrônica é capaz de produzir diferentes assinaturas sônicas. A empresa inovadora que apóia essa ideia poderia adquirir o "melhor dos melhores" equipamentos de áudio, analisar os circuitos, construir equivalentes de software e fornecer predefinições que replicariam as características de equipamentos de fabricantes conhecidos como McIntosh, Meridian, Goldmund, e outros. Os usuários poderiam escolher seus favoritos simplesmente percorrendo uma lista em uma tela sensível ao toque e pressionando o botão Selecionar.

Alto-falantes de fabricantes de audiófilos como Wilson, Magico e B&W também podem ser modelados acusticamente e replicados como eletrônicos. Na verdade, os alto-falantes de modelagem poderiam ter o maior benefício. Os audiófilos podem comprar um conjunto muito capaz de alto-falantes de gama completa e tê-los "sintonizados" digitalmente para corresponder às características dos alto-falantes que custam 100 vezes mais.

As possibilidades são infinitas

Seria possível dar um passo adiante e replicar processos como Master Quality Authenticated (MQA) ou Fidelizer por meio de modelagem acústica. Afinal, os inventores do MQA usaram técnicas analíticas semelhantes para medir o "som" dos masters originais a fim de preservar esse som quando reproduzidos adequadamente usando seus decodificadores e ferramentas de software licenciados – e muito caros. E se alguém simplesmente medisse os sinais que chegam aos nossos ouvidos através de um sistema caro equipado com MQA e alterasse o sinal de saída final para corresponder à versão MQA por meio de modelagem acústica? Não há razão para que isso não possa ser feito. Sério.

Conclusão

Os audiófilos merecem informações precisas sobre todos os componentes que contribuem para reproduzir o som absoluto. Do hardware ao software, dos cabos de alimentação às interconexões digitais, precisamos maximizar a fidelidade sem maximizar os custos. A modelagem acústica é a resposta. Ou pelo menos é uma resposta. O trabalho e o impacto que Marcus Ryle e Line 6 tiveram na indústria de instrumentos musicais foi revolucionário. Os plug-ins que Waves e Izotope fornecem para a indústria fonográfica foram transformadores. Quem precisa mais de equipamentos de tubo raros e caros quando um equivalente está disponível em um menu suspenso no Pro Tools? É hora da indústria audiófila/indústria eletrônica de consumo adotar também a modelagem acústica. Chega de cabos RCA de $ 600! Chega de cabos Ethernet de $ 8.000! Tudo o que pode ser feito no domínio analógico pode ser feito em código.