Diffuser

Un segnale stereo diffuso su 4, 6 o 8 altoparlanti disposti a coppie, dal fronte al retro della sala.

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Introduzione

Molti materiali nascono stereo, ma in concerto o in installazione si ha spesso a disposizione un impianto multicanale. Diffuser prende un segnale stereo e lo distribuisce su coppie di altoparlanti disposte una dietro l'altra: la coppia 1 sul fronte, l'ultima sul retro.

Con due soli controlli principali si decide:

• position: in che punto della sala, tra fronte e retro, si trova il suono;
• crossing: come i due canali stereo si dispongono tra sinistra e destra, dalla stereofonia normale al mono fino all'inversione dei lati.

flowchart LR
    IN["ingresso stereo<br/>L e R"] --> X["crossing<br/>LR / mono / RL"]
    X --> P["distanza di ogni coppia<br/>dalla posizione"]
    P --> T["ritardo, livello, filtro<br/>per ogni altoparlante"]
    T --> OUT["4, 6 o 8 uscite"]

Le coppie che stanno vicino alla posizione scelta suonano piene e senza ritardo; quelle lontane arrivano più tardi, più deboli e più scure, con la stessa logica di Lontananza. Il plugin è stato sviluppato con l'ambiente descritto in Sviluppo plugins in PureData con HVCC e DPF; il codice è nella repository dev_plugin.

Teoria

Disposizione degli altoparlanti

Gli altoparlanti sono organizzati in coppie: i canali dispari a sinistra, i pari a destra.

Altoparlanti	Coppie	Canali (sinistra / destra)
4	2	1/2 fronte, 3/4 retro
6	3	1/2 fronte, 3/4 centro, 5/6 retro
8	4	1/2, 3/4, 5/6, 7/8 dal fronte al retro

Ogni coppia k (numerata da 0) ha una posizione normalizzata tra 0 (fronte) e 1 (retro):

posizione_k = k / (coppie − 1)

Distanza dalla sorgente

Il parametro position (0–1) indica dove si trova la sorgente lungo lo stesso asse. Per ogni coppia si calcola la distanza in metri tra sorgente e coppia, scalata dal parametro depth, cioè la profondità della sala:

distanza_k = max(1, |position − posizione_k| · depth)

La coppia più vicina alla sorgente si trova a 1 metro, il minimo; le altre si allontanano in proporzione.

Ritardo, livello e filtro

Ogni altoparlante applica alla propria distanza le tre trasformazioni già viste in Lontananza:

ritardo_ms = d / 343 · 1000
guadagno   = 1 / d^trasparenza
taglio_Hz  = (1 − d / 50) · 18000 + 2000

Esempio con 8 altoparlanti, depth 8 m e trasparenza 2:

position	coppia 1/2	coppia 3/4	coppia 5/6	coppia 7/8
0 (fronte)	1 m · 0 dB	2,7 m · −17 dB	5,3 m · −29 dB	8 m · −36 dB
0,5 (centro)	4 m · −24 dB	1,3 m · −5 dB	1,3 m · −5 dB	4 m · −24 dB
1 (retro)	8 m · −36 dB	5,3 m · −29 dB	2,7 m · −17 dB	1 m · 0 dB

Spostando position da 0 a 1, il suono attraversa la sala dal fronte al retro.

flowchart TD
    POS["position 0–1"] --> D1["coppia 1: |pos − 0| · depth"]
    POS --> D2["coppia 2: |pos − 1/3| · depth"]
    POS --> D3["coppia 3: |pos − 2/3| · depth"]
    POS --> D4["coppia 4: |pos − 1| · depth"]
    D1 --> T["ritardo · livello · filtro"]
    D2 --> T
    D3 --> T
    D4 --> T

Crossing: panning a potenza costante

Prima della diffusione, i due canali in ingresso passano per un panning a potenza costante: i guadagni sono radici quadrate, così la somma dei quadrati resta 1 e il volume non cambia durante il movimento.

crossing	L in → sinistra	L in → destra	R in → sinistra	R in → destra	risultato
1	1	0	0	1	stereo normale (LR)
0,5	0,707	0,707	0,707	0,707	mono
0	0	1	1	0	lati invertiti (RL)

Patch Pd

La patch è composta da quattro file:

• diffuser.pd: la patch principale;
• db.pan~.pd: il panning a potenza costante di un canale d'ingresso;
• db.pairdist.pd: calcola la distanza di una coppia dalla sorgente;
• db.trasp_module~.pd: ritardo, livello e filtro di un altoparlante.

flowchart LR
    ADC["adc~ 1 2"] --> PL["db.pan~ (L)<br/>1 − crossing"]
    ADC --> PR["db.pan~ (R)<br/>crossing"]
    PL --> L(["send~ L"])
    PL --> R(["send~ R"])
    PR --> L
    PR --> R

    POS["position, depth,<br/>speakers"] --> PD["db.pairdist 1 … 4"]
    PD --> DK(["s dist_k"])

    L --> TL["db.trasp_module~ k<br/>sinistra"]
    R --> TR["db.trasp_module~ k<br/>destra"]
    DK --> TL
    DK --> TR
    TL --> DAC["dac~ 1 … 8"]
    TR --> DAC

db.pan~

Riceve il segnale e un valore di pan tra 0 e 1. Il valore passa per [line 0 100], con una rampa di 1 secondo, poi si divide in due rami:

• sqrt(1 − p) per l'uscita sinistra;
• sqrt(p) per l'uscita destra.

Nella patch principale il canale R usa direttamente crossing, mentre il canale L usa 1 − crossing. Le uscite di entrambi si sommano su send~ L e send~ R.

db.pairdist

L'argomento $1 è il numero della coppia. L'abstraction calcola ($1 − 1) / max(coppie − 1, 1), ne fa la differenza in valore assoluto con position, moltiplica per depth e manda il risultato, con un minimo di 1 m, a [s dist_$1]. Si ricalcola ogni volta che cambiano position, depth o il numero di altoparlanti.

db.trasp_module~

È la stessa catena di Lontananza (delread4~, 1 / d^trasparenza, lop~, clip~), con due differenze:

• le rampe sono molto più lente: 5 secondi per il ritardo e 500 ms per il livello;
• il segnale finale viene moltiplicato per un interruttore [r npairs] → [>= $1], che spegne le coppie in eccesso quando si scelgono meno altoparlanti.

Per ogni coppia ci sono due istanze con lo stesso argomento, una per il lato sinistro e una per il destro: entrambe ricevono la stessa distanza dist_k.

Spiegazione VST

Parametri

Parametro	Intervallo	Default	Sezione UI
speakers	4 / 6 / 8	8	SPEAKERS
distance	0 – 1	0	SOURCE (position)
panning	0 – 1	0	SOURCE (crossing)
depth	1 – 50 m	8 m	SPACE
trasp	0 – 10	2	SPACE

Nel plugin.json, speakers è dichiarato come enumerator con i valori "4", "6" e "8": nella patch arriva come 0, 1 o 2 e [+ 2] lo trasforma nel numero di coppie.

Interfaccia

Il file dell'interfaccia è HeavyDPF_diffuser_UI.cpp.

flowchart LR
    subgraph SALA ["sala vista dall'alto"]
        ST["coppie di altoparlanti<br/>FRONT → BACK"]
        SRC["sorgente trascinabile<br/>↕ position · ↔ crossing"]
    end
    subgraph CTRL ["colonna destra"]
        SP["SPEAKERS 4 / 6 / 8"]
        SO["SOURCE<br/>position, crossing"]
        SC["SPACE<br/>depth, transparency"]
        CUR["curva livello / distanza"]
    end
    SP --> ST
    SO --> SRC
    SC --> CUR

• Sala: mostra le coppie dal fronte al retro, con il numero dei canali e la distanza di ogni coppia dal fronte in metri. Ogni altoparlante è più o meno opaco in base al proprio livello.
• Sorgente: una linea orizzontale alla posizione corrente, con i marcatori L e R degli ingressi. Trascinando nella sala si controllano due parametri insieme: in verticale position, in orizzontale crossing. Quando crossing è al centro, i due marcatori si fondono in un unico LR.
• Curva: lo stesso grafico livello/distanza di Lontananza, con un punto per ogni coppia attiva.

Uso nella DAW

flowchart LR
    T["traccia stereo"] --> D["Diffuser<br/>2 ingressi, 8 uscite"]
    D --> B["traccia / bus<br/>a 8 canali"]
    B --> HW["coppie 1/2 … 7/8<br/>dal fronte al retro"]

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