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Che cos’è la Loudness War e perchè è iniziata

 

Loudness war (o loudness race) è il nome dato alla tendenza, da parte dell’industria discografica, di registrare e mettere in commercio musica con livelli di volume sempre più alti, anno dopo anno. Sembrava che la finalità del mastering fosse diventata principalmente quella di far suonare più forte degli altri la propria traccia, a parità di livello massimo (che nel digitale corrisponde allo 0 dBfs).

La conseguenza è stata una sfrenata corsa alla riduzione della dinamica a favore del volume, con conseguenze a volte disastrose sulla qualità sonora di alcuni prodotti.

La dinamica di un brano musicale è un fattore espressivo e dunque la sua riduzione estrema ha penalizzato l’emotività rendendo tutto estremamente sostenuto e soprattutto indifferenziato. In alcuni casi, i prodotti musicali sono risultati molto affollati in termini sonori in quanto l’estrema riduzione dinamica ha portato le code dei suoni ad avere una presenza ben maggiore aumentando l’ingombro nel mix a discapito della chiarezza dei suoni.

 

 

Nascita della Loudness War

 

Il termine loudness war venne usato per la prima volta nel 1979 in un articolo di Robert Orban in cui parlava di compressione e limiting nel broadcasting. Ma questa competizione, con l’obiettivo di far suonare il proprio disco più forte di quello della concorrenza, nacque da un’osservazione fatta dalle etichette discografiche negli anni 50; ossia che le persone tendevano a far suonare maggiormente, all’interno degli jukeboxes, i dischi con maggior volume.

Quindi tutto era basato su una questione percettiva secondo la quale, come dice Bob Katz, il più forte dei due dischi, tende a suonare “meglio”.

La loudness, infatti, è qualcosa di più complesso, perché coinvolge la fisiologia umana e come l’orecchio dell’essere umano risponde allo stimolo uditivo. La loudness dipenderà quindi sicuramente dall’effettivo livello di intensità sonora ma anche dalla frequenza, dal contenuto armonico, dalla durata del suono stesso, e infine dalle caratteristiche fisiologiche dell’ascoltatore.

 

 

Le curve di Fletcher & Munson

 

Dobbiamo agli scienziati statunitensi Fletcher e Munson il primo studio organico e completo, negli anni ’30, di come l’orecchio umano percepisca in termini di “loudness” suoni a varie frequenze ed intensità. Il loro lavoro può sintetizzarsi nelle “curve di Fletcher & Munson”(vedi fig.6), che descrivono la risposta in frequenza della percezione sonora nell’uomo nel campo udibile (da 20 a 20.000Hz), e che attraverso perfezionamenti successivi sono divenute le attuali curve “Equal‑Loudness” universalmente riconosciute secondo le norme unificate ISO 226:2003:

 

Curve di Fletcher & Munson

Curve di Fletcher & Munson

Fig. 6. Curve di Fletcher & Munson

 

 

Ogni curva (dette curve isofoniche, ovvero curve lungo le quali la sensazione uditiva di loudness è costante) rappresenta per così dire la “risposta in frequenza” del sistema‑uomo.

Phon è il livello di pressione sonora (in dB SPL) di un suono ad una determinata frequenza che produce la stessa sensazione di loudness di un suono a 1000Hz.

Quindi un suono a 60dB / 1000 Hz, avrà una loudness di 60 Phon (per definizione). Ma per avere altrettanta sensazione di loudness (ovvero i nostri 60 Phon), ad esempio a 100Hz ci servirà una pressione sonora decisamente maggiore, quasi 80dB SPL.

Significa che il nostro orecchio è decisamente meno sensibile alle basse frequenze che non alle medie. Osservando la forma delle curve, ricaviamo che la sensibilità è massima fra i 1000 ed i 5000Hz, per poi decrescere nuovamente al salire della frequenza. Inoltre, è possibile notare che le curve isofoniche tendono ad “appiattirsi” man mano che si sale di loudness (e quindi a valori di phon più elevati).

 

Loudness War: un pò di storia

 

L’inizio:

L’etichetta discografica che si spinse più al limite, intorno agli anni ‘50, fu la Motown con conseguente “boom” delle vendite. Tuttavia, a causa dei limiti meccanici del vinile, volume e compressione erano limitati per favorire una corretta riproduzione del supporto. Problemi che non si riscontrarono sui supporti digitali come i cd, portando ad un incremento dei livelli di volume.

In aggiunta a ciò, l’elaborazione digitale degli effetti audio basata sui moderni computer permise agli ingegneri di mastering di aver un grande controllo sul volume di una canzone.

Tuttavia, dato che l’ampiezza massima del livello sonoro di un CD non può superare un certo limite, il volume complessivo può essere aumentato soltanto riducendo la gamma dinamica. Tutto ciò è fatto spingendo il materiale sonoro con un volume più basso a un livello più alto, mentre i picchi di volume più alti vengono o distrutti o notevolmente compromessi. L’uso estremo di questa compressione può introdurre distorsioni e clipping nella forma d’onda. Così cominciarono a comparire i primi CD con un livello più forte e il volume dei compact superò via via il limite digitale fino a raggiungere il clipping; i picchi delle registrazioni quindi si avvicinarono al limite degli 0 dB (di solito la media era dei −3 dB) ma solo di rado.

 

L’evoluzione:

Greg Milner identifica il 1999 come l’anno in cui “non si poteva più tornare indietro in materia di loudness war”. Alcuni professionisti chiamano questo anno “l’anno dell’onda quadra”, insinuando che gli album sono ora masterizzati a così alto volume che tutte le dinamiche sono perse (Milner 2009) (vedi fig.7). Il concetto di rendere un CD “più caldo” iniziò ad attrarre gli ingegneri, musicisti ed etichette a sviluppare ognuno le proprie idee, su quanto i Compact Disc dovessero suonar forte e, particolarmente, quali tecniche utilizzare per rendere possibile tutto ciò.

 

 

Confronto tra brano non compresso e ipercompresso 1

Confronto tra brano non compresso e ipercompresso 1

Confronto tra brano non compresso e ipercompresso 2

Confronto tra brano non compresso e ipercompresso 2

Fig. 7. Confronto tra brano non compresso e ipercompresso

 

 

Gli standard del loudness raggiunsero il loro limite negli anni 2000 e, nel 2008, per la prima volta, queste tecniche di mastering furono centro di discussione, a causa dell’uscita dell’album dei Metallica “Death Magnetic”, di cui la versione CD aveva un livello di loudness talmente elevato che spinse i picchi aldilà del clipping digitale causando distorsione (vedi fig.8), portando ad una richiesta di risarcimento da parte degli acquirenti.

 

Forma d’onda dell’album Death Magnetic

Forma d’onda dell’album Death Magnetic

Fig. 8. Forma d’onda dell’album Death Magnetic

 

La fine:

In questo stesso anno, il mastering engineer Bob Ludwig, lavorando all’album Chinese Democracy dei Guns N’Roses, offrì tre versioni del master ai produttori i quali scelsero quella meno compressa. Questo episodio decretò l’inizio della fine della loudness war e il ritorno della gamma dinamica negli album. Infatti, nel 2010 l’ingegnere Ian Shepherd organizzò il primo Dynamic Range Day, al fine di promuovere l’idea che “la musica dinamica suona meglio”, ricevendo l’appoggio di svariati addetti ai lavori tra cui produttori, etichette discografiche e innumerevoli artisti.

Nel 2013 Bob Katz annunciò sul suo sito che la battaglia della loudness war era stata vinta tornando a dinamiche finali che rispettano l’integrità del suono e quella espressiva. Tutto ciò grazie ad un’effettiva normalizzazione della loudness. Infatti, nel 2011 l’ITU (International Telecommunication Union) ha avvertito la necessità di introdurre parametri più aderenti al reale livello di loudness percepito, formalizzando un algoritmo di misura (documento BS.1770‑2). Con il proposito di poter fornire uno strumento per misurare e conseguentemente normalizzare il materiale audio in funzione del livello di loudness percepito, con lo scopo di consentire a piattaforme di distribuzione digitale di contenuti multimediali (da iTunes a Spotify a YouTube…) di fornire continuità ed omogeneità nell’esperienza di ascolto di materiale molto eterogeneo.

 

 

EBU R128

 

L’EBU R128 è uno standard per la guida alla loudness nell’ambito del broadcast istituito dall’EBU (European Broadcasting Union). Originariamente è stato istituito per regolare gli sbalzi di volume tra trasmissione e stacchi pubblicitari. Consiste nella normalizzazione della loudness, imbrigliandola all’interno di uno standard regolato a norma di legge. Praticamente si calcola il baricentro dinamico del file audio cosicché è anche conveniente avere un range dinamico ampio per evitare che il proprio brano venga distrutto dalla normalizzazione dei sistemi digitali.

 

È una scala in cui le unità di misura sono:

LU (loudness unit) valore relativo alla scala EBU r128.

LUFS (loudness unit full scale) valore assoluto.

1 LU= 1 dB

‑23 LUFS (nel broadcast), ‑16 youtube, ‑12 spotify, ecc …

 

Di base gli LUFS possono essere usati come dBrms ma trovano senso solo all’interno di una scala che comprenda anche il tempo, mentre il metering rms è strettamente legato alla finestra rms di esposizione del segnale.

Perciò si hanno 3 tipologie di metering del loudness: momentary loudness, short-­term loudness (finestra temporale più lenta del momentary), integrated loudness (la finestra temporale è estesa a tutta la durata del segnale grazie a dei gates che disattivano temporaneamente il metering quando un silenzio è individuato).

Quest’ultimo è la scala più utile per misurare la loudness totale del brano/file audio.

 

 

EBU 3341‑Metering specification

 

Il documento tecnico EBU 3341‑Metering specification definisce le misure di loudness, le scale di rappresentazione e quanto altro necessita a caratterizzare uno strumento di misura di loudness. Vengono anche identificate e codificate le misure utili ai diversi attori della filiera, dalla registrazione e missaggio al controllo di qualità. Vengono definite tre misure di loudness, a seconda degli specifici scopi, e che si differenziano per le finestre temporali di osservazione:

 

  1. il loudness “immediato” (“momentary”) è quello a variazione più veloce e rappresenta la scala di osservazione più breve di 400ms. Si calcola senza gating.
  2. il loudness a “breve termine” (“short”) è quello a una variazione tale da essere di facile lettura per chi opera in regia audio e al missaggio, la scala di osservazione è di 3s. Si calcola senza gating.
  3. il loudness “integrale”, quello di nostro interesse, è quello di un segnale audio da un determinato istante d’inizio a un istante di fine (la durata quindi può essere qualsiasi). Si opera con la tecnica di gating.

 

Tecniche per loudness

 

Se l’obiettivo del cliente è quello di ottenere un effetto loudness, esistono vari modi per ottenere il risultato, ma va ricordato che si rischia di andare incontro ad una riduzione dell’immagine stereo, fatica di ascolto, mascheramento di molte dinamiche e una riduzione dell’impatto emotivo. Detto ciò lo scenario in cui qualunque mastering engineer deve addentrarsi quotidianamente per ottenere la maggior loudness è il medesimo:

 

• Equalizzazione:
  • applicazione di HPF e LPF sia sul mid che sul side; cercando di rendere mono il più possibile il range basso ed eliminare le frequenze indesiderate sopra e sotto una certa soglia
  • controllo del range basso; per ridurre le risonanze ed avere un controllo dinamico (attacchi troppo veloci possono impastare cassa e basso)
  • utilizzare tilt filter; in modo da favorire il range medio alto a scapito di quello basso

 

• Compressione:
  • Comprimere il segnale prima del limite, con un attacco il più veloce possibile ed un rilascio medio, applicando una ratio di 2:0 e circa 2‑3 dB di gain reduction.
  • Abbassare il livello RMS tramite compressione parallela con la possibilità di aggiungere ulteriori 2‑3 dB di RMS usando una ratio di 1:15:0 circa a ‑20 o ‑25, lasciando una gain reduction costante e una compensazione del gain

 

• Panorama stereofonico
  • Agire sul panorama per ampliarlo prima che il limiter lo restringa

 

• Limiter
  • Trovare il limiter giusto per il lavoro; il più usato per ottenere un apparente incremento di volume è il brickwall limiter
  • Un clipper limiter funziona meglio su tracce con molti bassi
  • Troppi transienti nel range basso potrebbero far distorcere il clipper
  • Il limiter deve mantenere il suo gain reduction massimo intorno ai 2‑3 dB, altrimenti la carenza di microdinamica farà apparire il volume addirittura inferiore

 

 

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