Lontananza¶

Da 4 a 8 canali, ognuno collocato a una distanza in metri: ritardo, attenuazione e filtraggio come se l'altoparlante fosse più lontano.

Introduzione¶

In un impianto multicanale gli altoparlanti sono spesso tutti alla stessa distanza dall'ascoltatore. Lontananza permette di allontanare virtualmente ciascun canale: basta indicare quanti metri lo separano dall'ascolto, e il plugin calcola tre effetti che il nostro orecchio associa alla distanza.

Ritardo: il suono impiega tempo ad arrivare, circa 2,9 ms per ogni metro.
Attenuazione: più il suono è lontano, più è debole.
Filtraggio: l'aria assorbe prima le frequenze acute, quindi un suono lontano è più scuro.

flowchart LR
    IN["4–8 ingressi"] --> D["ritardo<br/>distanza / 343 m/s"]
    D --> A["attenuazione<br/>1 / d^trasparenza"]
    A --> F["passa-basso<br/>da 20 kHz a 2 kHz"]
    F --> G["gain del canale<br/>e master"]
    G --> OUT["4–8 uscite"]

Ogni canale è indipendente: l'ingresso 1 esce dall'uscita 1, il 2 dal 2 e così via. 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.

Insieme a Orbita

Lontananza ha lo stesso numero di canali di Orbita. Inserendolo dopo Orbita, la sorgente gira sul cerchio e ogni altoparlante virtuale può avere una distanza diversa: il cerchio diventa una forma irregolare.

flowchart LR
    S["sorgente mono"] --> O["Orbita<br/>posizione sul cerchio"]
    O --> L["Lontananza<br/>distanza di ogni altoparlante"]
    L --> HW["uscite 1–8"]

Teoria¶

Ritardo¶

Il suono nell'aria viaggia a circa 343 m/s. Il ritardo in millisecondi per una distanza d in metri è quindi:

ritardo_ms = d / 343 · 1000

A 1 metro corrispondono circa 2,9 ms, a 50 metri circa 146 ms. Sopra i 30–40 ms il cervello inizia a percepire il ritardo come un'eco separata e non più come una semplice sensazione di distanza.

Attenuazione e trasparenza¶

In campo libero l'ampiezza di un suono diminuisce in proporzione inversa alla distanza: raddoppiando la distanza si perdono 6 dB. Lontananza generalizza questa legge con un esponente, il parametro trasparenza:

guadagno = 1 / d^trasparenza
livello_dB = −20 · trasparenza · log10(d)

trasparenza	effetto
0	nessuna attenuazione: cambiano solo ritardo e filtro
1	legge fisica dell'inverso della distanza, −6 dB a ogni raddoppio
2 (default)	caduta più ripida, −12 dB a ogni raddoppio
10	i canali lontani spariscono quasi subito

Perché si chiama trasparenza

Il nome descrive l'aria come un mezzo più o meno trasparente al suono: con valori bassi i canali lontani restano udibili; con valori alti l'aria diventa "opaca" e solo i canali vicini arrivano all'ascoltatore.

Assorbimento dell'aria¶

L'aria assorbe le alte frequenze più delle basse. Lontananza lo simula con un passa-basso la cui frequenza di taglio scende in modo lineare con la distanza:

taglio_Hz = (1 − d / 50) · 18000 + 2000

Esempio numerico¶

distanza	ritardo	livello (trasp. 1)	livello (trasp. 2)	taglio del filtro
1 m	2,9 ms	0 dB	0 dB	19 640 Hz
2 m	5,8 ms	−6 dB	−12 dB	19 280 Hz
5 m	14,6 ms	−14 dB	−28 dB	18 200 Hz
10 m	29,2 ms	−20 dB	−40 dB	16 400 Hz
20 m	58,3 ms	−26 dB	−52 dB	12 800 Hz
50 m	145,8 ms	−34 dB	−68 dB	2 000 Hz

Un filtro percettivo, non fisico

L'assorbimento reale dell'aria è molto più leggero: a 50 metri un suono non perde certo tutto sopra i 2 kHz. La curva del filtro è una scelta percettiva, pensata per rendere la distanza più evidente all'ascolto.

Patch Pd¶

La patch è composta da tre file:

lontananza.pd: la patch principale, con ingressi, parametri e uscite;
trasp_module~.pd: ritardo, attenuazione e filtro di un canale;
gain_module~.pd: gain del canale, master e accensione del canale.

flowchart LR
    ADC["adc~ 1 … 8"] --> SND(["send~ snd_N"])
    SND --> T["trasp_module~<br/>ritardo, livello, filtro"]
    DIST["dist_N_mt × master_dist"] --> T
    TR["trasparenza"] --> T
    T --> G["gain_module~ N<br/>gain, master, on/off"]
    GN["gain_N_dB"] --> G
    MG["master_gain"] --> G
    G --> OUT(["send~ out_N"]) --> DAC["dac~ 1 … 8"]

Distanza di ogni canale¶

Ogni canale ha il suo parametro dist_N_mt (da 1 a 50 metri), moltiplicato per il parametro globale master_dist (da 1 a 2). In questo modo si regola la distanza di ogni canale e poi, con un solo knob, si allarga tutto il campo fino al doppio.

trasp_module~¶

flowchart TD
    IN["inlet~ segnale"] --> W["delwrite~ 1000 ms"]
    D["inlet distanza"] --> C["clip 1 50"]
    C --> R["d / 343 · 1000<br/>line~ 100 ms"]
    R --> RD["delread4~"]
    W -.-> RD
    C --> A["1 / max(d^trasp, 0.0001)<br/>line~ 100 ms"]
    RD --> M["*~ guadagno"]
    A --> M
    C --> FC["taglio: (1 − d/50) · 18000 + 2000<br/>line 100 ms"]
    M --> LP["lop~"]
    FC --> LP
    LP --> CL["clip~ −1 1"] --> OUT["outlet~"]

Il ritardo usa [delread4~], che interpola tra i campioni: il tempo di ritardo può cambiare in modo continuo senza scatti.
Ritardo, guadagno e frequenza di taglio arrivano con una rampa di 100 ms.
Il [clip~ -1 1] finale è una protezione: nessun canale può superare il fondo scala.

gain_module~¶

Il modulo moltiplica il segnale per tre fattori, ognuno con una rampa di 20 ms:

il gain del canale, gain_N_dB da −90 a +12 dB;
il gain master, master_gain da −90 a +12 dB;
un interruttore che vale 1 solo se il canale è attivo: [r nch] → [>= $1], dove $1 è il numero del canale.

dB nella convenzione di Pd

Pd usa una scala in dB in cui 100 corrisponde al guadagno unitario. Per questo i valori in dB del plugin passano per [+ 100] → [dbtorms]: 0 dB diventa 100, cioè guadagno 1.

Spiegazione VST¶

Parametri¶

Parametro	Intervallo	Default	Sezione UI
`inputs`	4 – 8	8	SPEAKERS
`dist_1_mt … dist_8_mt`	1 – 50 m	1 m	DISTANCE
`gain_1_dB … gain_8_dB`	−90 – +12 dB	0 dB	GAIN
`master_dist`	×1 – ×2	×1	SPACE
`trasparenza`	0 – 10	2	SPACE
`master_gain`	−90 – +12 dB	0 dB	MASTER

Interfaccia¶

Il file dell'interfaccia è HeavyDPF_lontananza_UI.cpp.

flowchart LR
    subgraph RIGHE ["una riga per canale attivo"]
        N["numero"] --> DK["knob distanza"] --> LANE["corsia 0–50 m<br/>trascinabile"] --> GK["knob gain"]
    end
    subgraph COL ["colonna destra"]
        SP["SPEAKERS 4–8"]
        SPC["SPACE<br/>distance, transparency"]
        CUR["curva livello / distanza"]
        MS["MASTER gain"]
    end
    SP --> RIGHE
    SPC --> CUR

Righe dei canali: per ogni canale attivo ci sono un knob per la distanza, una corsia da 0 a 50 metri e un knob per il gain. L'altoparlante sulla corsia si trascina con il mouse e diventa più scuro man mano che si allontana, come il filtro.
Ritardo e livello: sotto ogni corsia l'interfaccia scrive il ritardo in millisecondi e il livello risultante in dB, sommando gain del canale, master e attenuazione dovuta alla distanza.
Curva di attenuazione: un grafico mostra il livello in funzione della distanza, da 0 a −72 dB, con un punto per ogni canale attivo.

La corsia mostra la distanza effettiva

La posizione sulla corsia è la distanza dopo il master (dist_N_mt × master_dist, limitata a 50 m). Quando trascini l'altoparlante, l'interfaccia divide il valore per il master e lo salva nel parametro del canale: per questo, con master_dist diverso da 1, il knob e la corsia mostrano numeri diversi.

Uso nella DAW¶

Serve una traccia a 8 canali

Lontananza ha 8 ingressi e 8 uscite: va inserito su una traccia o un bus con almeno 8 canali, in una DAW che gestisca i plugin multicanale (per esempio Reaper). Con inputs inferiore a 8 le uscite in eccesso vengono silenziate.

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