Suono e spazio
Coordinatore del Laboratorio Musicale: Prof: Gennaro  Vespoli (Facebook)

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Quando si percepisce un suono, all'aperto o in un ambiente chiuso, si è generalmente in grado di riconoscere da quale direzione esso provenga, o, in altri termini, di localizzare la sorgente sonora.

L'orecchio è in grado di discriminare la provenienza di un suono in base alla differenza dei tempi di arrivo del suono stesso alle orecchie, e inoltre alla differenza di ampiezza dovuta all'attenuazione da parte della testa dell'ascoltatore per quanto riguarda l'orecchio "in ombra." Con riferimento alla figura, 

se la sorgente sonora non è centrata rispetto all'ascoltatore, le distanze che il suono deve percorrere per giungere agli orecchi saranno diverse: d1 dalla sorgente all'orecchio destro, d2 dalla sorgente all'orecchio sinistro. I tempi che il suono impiegherà a giungere saranno quindi, detta c la velocità del suono:

t1 = d1 / c 

per l'orecchio destro, e

t2 = d2 / c 

per l'orecchio sinistro.

In realtà quella che viene percepita è la differenza di fase, in quanto un ritardo in termini di tempo si traduce in un ritardo di fase.

La differenza di ampiezza è invece dovuta all'ostacolo che la testa interpone al suono (sempre nell'ipotesi che la sorgente sonora non sia centrata rispetto all'ascoltatore). Se infatti la lunghezza d'onda del suono è molto minore delle dimensioni dell'ostacolo (d in fig. I-21 b) si ha una riflessione del suono e una zona d'ombra nella parte opposta alla direzione di provenienza del suono; se la lunghezza d'onda è molto maggiore delle dimensioni dell'ostacolo, non si ha nessun effetto; se la lunghezza d'onda è paragonabile alle dimensioni dell'ostacolo, si ha una diffrazione; l'ostacolo irradia il suono in ogni direzione (linee tratteggiate in figura).

Da quanto appena detto, si può ricavare che l'orecchio è tanto più sensibile alla direzionalità del suono quanto maggiore è la frequenza. Infatti a frequenze elevate corrispondono lunghezze d'onda piccole (30 cm a 1000 Hz, 3 cm a 10000 Hz), e si ha perciò il fenomeno delle zone d'ombra (minore ampiezza del suono che arriva all'orecchio schermato). A frequenze basse corrispondono lunghezze d'onda grandi (3 m a 100 Hz), e l'ostacolo formato dalla testa non ha quindi alcun effetto.

L'uomo è in grado di discriminare, in media, fra segnali distanti 6° sul piano orizzontale, e 8° sul piano verticale. Si può quindi affermare che la percezione spaziale riguarda circa 60 diversi punti sul piano orizzontale, e 45 punti su quello verticale.

Nel caso di ascolto per mezzo di due altoparlanti, la zona ottimale si trova al terzo vertice di un triangolo equilatero del quale gli altoparlanti stessi (contrassegnati, secondo consuetudine con L = left e R = right) formano gli altri due (a in figura), e più in generale nella zona tratteggiata in figura.

Se si passa all'ascolto quadrifonico (b in figura), la zona ottimale è costituita dalle sovrapposizioni delle zone ottimali che si avrebbero per ogni coppia di altoparlanti, e risulta perciò quella tratteggiata. Anche qui gli altoparlanti sono stati contrassegnati, per consuetudine, con i numeri da 1 a 4 (1 = anteriore sinistro, 2 = anteriore destro, 3 = posteriore destro, 4 = posteriore sinistro).

Riccardo Bianchini

 

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