La tecnologia Physis, è la nostra più recente sfida per rivoluzionare il mercato degli organi liturgici, e mostra che è tempo di abbandonare il vecchio paradigma di generazione sonora PCM. Una nota campionata suonerà sempre innaturale, non importa quanti trucchi si utilizzino per cercare di farla somigliare al suono di un vero organo. La tecnologia Physis, calcola invece, l’aerodinamica di una canna ad ancia, a flauto o a bordone, in tempo reale. Il risultato è un organo vivo, che cambia nel tempo, e che può somigliare all’organo che più vi piace, oppure può assumere nuove sonorità.
Cerchiamo di spiegare il concetto con alcuni esempi: che cosa accadrebbe se un navigatore GPS dovesse davvero conoscere ogni possibile percorso, invece che calcolarlo in tempo reale per voi? Che cosa accadrebbe se dovessimo riprendere dal vivo il Titanic che affonda piuttosto che calcolarlo e realizzare la scena in computer-grafica? Come faremmo se non avessimo modelli fisici del nostro pianeta per calcolare le previsioni del tempo? La tecnologia Physis è la risposta a tutte queste domande. La tecnologia Physis è la nostra implementazione del “physical modeling” applicato alle canne d’organo, ed è qualcosa che mai nessuno aveva tentato di fare prima d’ora.
Physis è il traguardo raggiunto dopo anni di ricerca ed evoluzione tecnologica.
Dettagli tecnici
Una canna d’organo può essere vista come un risonatore meccanico multimodale in guida d’onda. Il flusso d’aria in ingresso stimola la canna, che dopo un tempo di attacco variabile inizia ad oscillare ed entra in regime. La sommità della canna determina quali componenti spettrali vadano filtrate, quindi è assimilabile ad un filtro, mentre l’estremità inferiore è soggetta ad onde regressive, che si sommano con una legge non-lineare allo stimolo. Questo intero meccanismo determina una retroazione: questo dà al sistema una forte dipendenza da piccole variazioni casuali, generando differenze notevoli nel suono di volta in volta, come in ogni organo a canne. L’algoritmo tiene conto di ogni parametro fisico e meccanico della canna, tra cui forma della canna e della sommità, materiale, pressione incidente, etc. Tutto ciò introduce numerosi benefici, tra cui: – un effetto “ensemble” più realistico, dato che le canne suonano e risuonano tutte insieme e sono soggette allo stesso flusso d’aria; – tempo di attacco e decadimento variabile – generazione delle armoniche realistica (senza artefatti dati dalla trasposizione in frequenza di un campione) – nessun punto di split tra campioni (non essendoci campioni). Va inoltre fatto presente, che il flusso d’aria incidente su una singola canna cambia a seconda di quanti registri suonano insieme allo stesso tempo, come in un vero organo, il cui mantice (o il compressore d’aria) fornisce una pressione pressoché costante.U n altro importante beneficio è un attacco della nota rapido e complesso quando si esegue un ribattuto: se premiamo un tasto due volte rapidamente, la canna inizia a risuonare dopo un certo tempo di transitorio quando il primo tasto viene premuto. Se non lasciamo passare un tempo sufficiente perché la canna smetta di vibrare, la seconda volta che premiamo il tasto, il tempo di attacco e il suono risultante cambieranno e si arricchiranno rispetto alla prima volta. Un suono campionato invece si ripeterebbe invariato.
Digital Signal Processing
Gli organi Physis nascondono all’interno di un pregiato mobile in legno, fino a otto potenti DSP, per la sola generazione sonora. I DSP in uso appartengono alla famiglia SHARC, e hanno frequenze operative di centinaia di MHz, e performance paragonabili e superiori a quelle di un processore da Personal Computer (dell’ordine dei GFLPOS, ovvero miliardi di calcoli floating point al secondo).Questi sono utilizzati per calcolare in tempo reale l’aerodinamica delle canne, seguendo modelli matematici complessi. Il Riverbero è un altro importante passaggio nella generazione del suono, e richiedere la conoscenza della posizione dei parametri ambientali delle canne, della stanza e della disposizione dei somieri, i quali possono essere modificati singolarmente per ogni voce. Il suono infine viene inviato nel modo più appropriato alle 20 uscite esterne. La controparte a questi DSP di alta fascia, sono microprocessori e microcontrollori, che si occupano di tutte le funzioni di “management”: i processori ARM possono gestire numerose linee e dispositivi di Input/Output, tra cui schermi, memorie e dispositivi USB.
