Volume e timbre no violão: uma abordagem experimental

Transcrição

1 Volume e timbre no violão: uma abordagem experimental Luiz Alberto Bavaresco de Naveda Universidade Estadual de Minas Gerais (UEMG) Centro de Formação Artística da Fundação Clóvis Salgado (CEFAR) naveda@naveda.cjb.net Resumo: Os problemas com o volume sonoro no violão clássico tem sido uma constante nos diversos contextos de atuação dos violonistas e construtores. Objetivo: neste estudo, alguns dos recursos timbrísticos mais utilizados da técnica violonística foram analisados e avaliados na sua capacidade de otimizar o volume. Metodologia: através de testes psicoacústicos e análises de componentes espectrais foi observada a influência dos principais fatores do timbre dos recursos violonísticos na percepção do volume. Conclusão: os resultados demonstram uma dependência do volume percebido da combinação entre decaimento e transientes do início do ataque. O volume percebido dos tipos de recursos violonísticos normalmente utilizados para o incremento do volume como o apoiado, parece não depender significativamente do atributo timbre. Palavras chave: timbre, volume, violão. Abstract: The problem of the loudness in the classical guitar has been a constant in all spheres of guitarists and luthiers. Objective: in this work, some of the most used timbristic recourses in guitar technique were valued in its capability to increase loudness. Methodology: the influence of the main factors in the guitar s timbre and loudness perception was observed through psychoacoustic tests and analysis of spectral components. Conclusion: the results show a loudness dependency to decay and transients at the beginning of the attack. The loudness of the guitar s recourses often used to increase the loudness such as apoiado attack, seems not to depend significantly of the timbre attribute. Keywords: timbre, loudness, guitar. As características do volume do violão e de seus antepassados têm sido uma temática recorrente de discussões e uma fonte de desenvolvimentos, polêmicas e transformações na técnica e estrutura deste instrumento. Mesmo sendo um dos instrumentos mais populares do mundo, o violão parece carecer de afirmações como instrumento capaz de lidar com as exigências da tradição musical erudita e as exigências acústicas de grandes platéias e formações. Com a aplicação da energia elétrica na amplificação as demandas por potência acústica foram em parte resolvidas, entretanto, exigências e tradições estéticas da música erudita ocidental e o que chamamos de sonoridade do violão erudito impõem limites que selecionam e rejeitam varias transformações acústicas 1. Assim que o violão passa a ser 1 E não sem propósito, protegem uma tradição de clareza, sonoridade, musicalidade e precisão.

2 sistematicamente amplificado, o som amplificado rompe com uma tradição calcada em um dos parâmetros mais complexos e esteticamente selecionados na música: o timbre. Mesmo considerando as atuais possibilidades tecnológicas de incremento da capacidade sonora do violão, os violonistas, em sua maioria, utilizam um leque de elementos técnicos e musicais no trabalho com a capacidade sonora disponível em seus instrumentos e com os contextos acústicos da performance. Estes elementos permitem realizar diferenciações de intensidade (e.g. pianíssimo, fortíssimo) tão distintas quanto qualquer outro instrumento, ou conjunto de instrumentos, mas com níveis de intensidade e potência bem inferiores. As diferenças de intensidade estão sempre acompanhadas de transformações mais ou menos contundentes no timbre e estas são relacionados pela literatura violonística com a capacidade de otimizar o volume do instrumento ou aumentar a sensação de volume percebido. Na figura 1.1 observamos o que ocorre, por exemplo, com a gama do espectro de um crescendo no violão: à medida que a intensidade aumenta (eixo vertical), surgem componentes espectrais transitórios, principalmente em alta freqüência, que podem ser relacionados com ruídos, pois normalmente não possuem relação com os harmônicos da fundamental. FIGURA 1: Espectrograma de um crescendo realizado pelo violão. Observamos que o aumento da amplitude (eixo vertical) durante o tempo é acompanhado de um alargamento lateral do conteúdo de parciais envolvidas na gama de freqüências audíveis. A capacidade de variação prática de volume no violão pelos recursos técnicos é bem descrita na literatura, e apresenta o ataque Apoiado e a região de ataque Sul-Ponticello como os recursos mais eficientes na aquisição de volume (SOR, 1980; TAYLOR, 1990; PAVLIDOU, 1997; PUJOL, 1969; GLISE, 1997). Vários estudos relacionados com a percepção do volume reafirmam este fato no qual a presença de parciais inarmônicas e parciais em alta freqüência, que caracterizam estes dois recursos, fazem com que estes timbres sejam percebidos com mais intensidade pelo ouvido humano (FLETCHER & MUNSON, 1933; ROEDERER, 1998; ROSSING, 1990). Entretanto, o peso específico dos diferentes timbres e características espectrais do som do violão na percepção do volume não foi devidamente discutido, e será abordado como problema central deste trabalho experimental. Os estudos aqui apresentados foram realizados durante curso de Mestrado

3 em performance musical da Escola de Música da UFMG sob orientação do Prof. Dr. Maurício Loureiro, e foram registrados na íntegra em NAVEDA (2002). Metodologia A idéia central deste modelo experimental foi apresentar pares de cruzamentos entre amostras de timbres diferentes com a mesma fundamental, para que sujeitos humanos avaliassem as tendências hipotéticas de algum timbre utilizado ser considerado mais forte que os outros. A base de amostras dos experimentos utilizou amostras de notas isoladas no violão, tocadas com o máximo de intensidade possível (sem no entanto provocar o estouro ou batimento das cordas com os trastes). Cada nota foi gravada com 6 variações de ataques diferentes, obtidos com o cruzamento de dois tipos de ataque - Apoiado e Tirando com três posições de ataque - Sul-Ponticello, Normal (ordinário) e Sul-Tasto resultando em 6 combinações distintas, listadas na tabela 1, com a nomenclatura utilizada para cada combinação. Foram utilizadas 12 notas espalhadas pela extensão do violão até a 12º cada, totalizando 72 amostras. TABELA 1: Variações de ataques originados do cruzamento dos tipos e regiões de ataques. Como o volume de cada nota gravada apresentava grandes variações de níveis de intensidade 2, o que interferiria diretamente em qualquer comparação de volume entre as notas, foram desenvolvidos vários processos de equalização do volume para cada grupo de notas de mesma altura. A natureza transiente e abrupta de características do som do violão como decaimento 3, timbre e amplitude, principalmente nos primeiros 100 milissegundos do ataque (HADJA et al, 1997; FIRTH, 1982; TAYLOR, 1990) foi um complicador que forçou o processamento dos sons para a equalização de cada grupo de amostras testadas segundo um padrão ótimo de equalização. Este processo, detalhado em NAVEDA (2002), transformou digitalmente as amostras para que a energia média (RMS) fosse igualada 4 em 2 Decorrentes das não linearidades da resposta do instrumento e da impossibilidade de controle exato do volume por instrumentistas (GREY, 1975) 3 Decréscimo da amplitude quando não há mais força vibrante. 4 Mesmo nível de energia RMS no período indicado.

4 todas as amostras até um período de tempo definido e calibrado experimentalmente para cada nota (entre 80 e 100 milissegundos). Após a equalização cada grupo de 6 amostras de cada nota foi preparada para a apresentação aleatória e avaliação subjetiva pelos sujeitos. O processo de apresentação, coleta e disposição dos resultados dos sujeitos em tabelas foi auxiliado computacionalmente através do software MEDS (KENDALL, 2001). Em cada avaliação eram apresentadas um par de amostras aleatórias, seguidas da apresentação automática de uma régua de avaliação (figura 1), com o cursor posicionado também aleatoriamente. Os sujeitos eram orientados movimentar o cursor da régua respondendo se a segunda amostra apresentada no par era mais forte (extrema direita), mais fraca (extrema esquerda) ou com o volume igual (centro) à primeira. O resultado gerou resultados em uma escala em cinco posições registradas por números inteiros de -2 a 2 (mais fraco= -2, igual= 0 e mais forte= 2), não visíveis ao sujeito, em um total de 36 cruzamentos de cada nota. Um volume confortável para a audição das amostras foi regulado na fase de treinamento e a duração do teste completo foi de aproximadamente 40 minutos, considerando 10 minutos de treinamento anterior. Seis sujeitos foram submetidos ao teste realizado com fones-deouvido nos estúdios da Escola de Música da UFMG, seguindo a orientação de LEVITIN (1999) para experimentos psicoacústicos. FIGURA 2: Régua de resposta utilizada nos testes com o software MEDS. Os resultados dos testes de volume percebido foram comparados com análises de tempos de decaimento, contorno da envoltória, análises espectrais e descrições da forma de onda no domínio do tempo que foram realizados nas amostras normalizadas. Estas análises proporcionaram uma série de caracterizações, generalizações e diferenciações das 6 variações de ataques utilizados nos experimentos. FIGURA 3: Quadro demonstrativo das análises realizadas no experimento e dados complementares. A média RMS 1 indica a média de energia RMS antes da normalização, a média RMS 2 indica a média de energia RMS após a normalização, T.D. indica o tempo de decaimento em milissegundos

5 Resultados Para os resultados obtidos no teste de volume percebido foi aplicado o teste-t de hipóteses (p=0,05) e realizadas uma série de pontuações e médias das médias estatisticamente significativas para cada ataque em todas as notas. Todos os resumos de dados estatisticamente válidos apontaram para uma descrição exemplificada no gráfico 1 de médias das médias significativas, que indicam as tendências de um ataque ser percebido como mais forte que outros, em todos os testes. FIGURA 4: Gráfico de médias das médias significativas obtidas no teste de hipóteses. (Ver legenda na Tabela 1). Os resultados obtidos indicam uma forte tendência do timbre B Tirando Sul-Ponticello seguido pelo timbre A tirando normal, serem percebidos com maior volume após a equalização. O ataque B pode ser caracterizado como possuidor de uma porção de transientes rica e um tempo de decaimento médio, se comparado a outros ataques. O ataque A mantém um tempo de decaimento maior e uma presença de transientes mediana. Se observarmos o comportamento de outros tipos de ataques, podemos supor que a melhor combinação dos dois elementos decaimento longo e presença de transientes - tende a provocar as avaliações de maior volume. Tendências isoladas verificadas nos resultados indicam que o decaimento (parâmetro freqüentemente relacionado com o termo sustain) tende a ser mais relevante dentro da combinação relativamente equilibrada de presença de transientes e tempo de decaimento. O decaimento é um parâmetro de difícil controle pelo violonista, mesmo porque se desenvolve após da interação dedo-corda. Notas tocadas nos bordões, ataques mais diagonais e o vibrato são alguns recursos normalmente relacionados com o aumento dos tempos de decaimento. Já a presença de transientes, que pode ser relacionada com a quantidade de ruído e sons com freqüências mais altas no início do ataque, é um pouco mais controlável, entretanto é subordinado à proposta de som ideal de cada violonista, e não é totalmente aplicável a qualquer proposta musical. Conclusões

6 As características que fazem o ataque Apoiado o tipo de ataque mais sonoro dentro da prática violonística parecem não depender significativamente do atributo do timbre uma vez que, estando as amostras deste ataque equalizadas, obtiveram avaliações bem abaixo que as do ataque Tirando. Características que privilegiaram o ataque Tirando após a normalização parecem estar relacionadas com o maior tempo de decaimento. A posição de ataque Sul-Ponticello também citada como um recurso de aumento de volume (relacionado com seu timbre mais cheio ), teve sua importância na avaliação de volume condicionada à presença de decaimentos relativamente longos, enquanto ataques como Apoiado Sul-ponticello obtiveram avaliações mínimas Este fato nos leva a cogitar que são na verdade as características da corda nesta posição (maior possibilidade de deslocamento da corda sem trastejamentos (TAYLOR, 1990)) que permitem um ataque mais potente pelo dedo. Mesmo que as características desta posição de ataque provoquem um aumento psicoacústico na sensação de volume em virtude do espectro mais distribuído pelas freqüências audíveis, este fator aparenta não ser mais relevante que a magnitude do deslocamento da corda, ou seja, a energia dispensada pelo instrumentista. Portanto, dentro dos limites deste modelo experimental, pode-se concluir que a simples correlação entre aquisição de volume e timbre nos ataques Sul-Ponticello e Apoiado é errônea, apresentando outros fatores de complexidade. Tais observações parecem se alinhar na contramão das transformações no timbre que as atuais tendências de construção do violão propõem: aumentar a potência sonora diminuindo o tempo de decaimento ou a sustentação da nota e modificando o timbre (RICHARDSON, 1994). RICHARDSOM ainda nos adverte sobre este modo de transformação do timbre do violão: A maioria dos últimos desenvolvimentos que ocorreram no violão vieram como resultado de melhorias nos materiais das cordas ou demandas musicais dos instrumentistas e compositores. A mudança não deve ser induzida por tecnologia ou economia. Uma das grandes dificuldades a ser encarada é definir quais mudanças seriam desejáveis. Não há, nem nunca vai haver, qualquer coisa como o som ideal do violão. (Tradução livre do autor) RICHARDSOM (1994, p. 9-10).

7 Historicamente, muitas das mais contundentes transformações do violão (se não a sua própria tradição musical) foram antes resultados de situações notadamente econômicas, sociais e materiais (como as grandes platéias, a portabilidade, o custo, a utilização do nylon e a amplificação) que necessidades estritamente musicais. Antes que as transformações técnicas ou materiais ditem novamente as mudanças timbrísticas, quais necessidades musicais precisarão ser atendidas pelo violão, e quais transformações estéticas serão aceitas neste timbre e mesmo na estrutura do violão? Considerando o timbre como um atributo multidimensional (dependente de fatores como duração, freqüência, volume e espectro) qualquer mudança em qualquer atributo do som do violão é uma transformação timbrística. Mudar a realidade do violão, dos problemas de volume ou do timbre é inevitavelmente mudar o som do violão. Sob este aspecto, podemos nos perguntar até que ponto os aparentes problemas de volume deste instrumento (ou mesmo questões problemáticas como a extensão e variabilidade timbrística) são parte intrínseca da própria identidade timbrística deste instrumento, se as necessidades das práticas musicais atuais não exigiriam outro instrumento completamente novo, um novo repertório e prática violonística; talvez uma reflexão sobre quais estilos, heranças ou transformações timbrísticas caracterizarão este idéia sonora que chamamos violão. Referências FIRTH, Ian. Guitars: Steady state and transient response. Journal of guitar acoustics. Michigan, n 6, p , setembro de FLETCHER, H.; MUNSON, W. A. Loudness, Definition, Measurement and Calculation. Journal Acoustical Society of America. Nº 6, GLISE, Anthony. Classical guitar pedagogy. St Joseph: Mel Bay, GREY, J. M. An exploration of musical timbre. Dissertação de Doutorado não publicada. Stanford: Stanford Univerity, 1975.

8 HADJA, J.; KENDALL, R.; CARTERETTE, E.; HARSHBERGER, M. Methodological issues in timbre research. In: DELIEGE, Irène; SLOBODA, John A. Perception and Cognition of Music. Hove: Psychology Press, p KENDALL, R.A. MEDS: Music experiment development system. 2001a (Software não publicado) Disponível na Internet: LEVITIN, Daniel J. Experimental design in psychoacoustic research In: COOK, Perry. Music, Cognition and Computerized Sound: an introduction to Psychoacoustics. Cambridge: M.I.T. Press, p NAVEDA, Luiz A. B. O volume e o timbre do violão: uma abordagem acústica e psicoacústica. (dissertação de mestrado não publicada). Belo Horizonte: UFMG, PAVLIDOU, Maria. A physical model of the string-finger interaction on the classical guitar. (Tese de Doutorado em Física). College of Cardiff, University of Walles, p. PUJOL, Emilio. El dilema del sonido en la guitarra. Buenos Aires: Ricordi Americana, RICHARDSON, Bernard E. The acoustical development of the guitar. Journal of the Catgut Acoustical Society. Vol. 2, nº 5 (series III), ROEDERER, Juan G. Introdução à física e psicofísica da música. São Paulo: Edusp, ROSSING, Thomas D. The science of sound. 2ª Ed. New York: Addison-Wesley, SOR, Ferdinand. Method for the Spanish Guitar. New York: Da Capo, TAYLOR, John. Tone Production on the Classical Guitar. London: Musical New Services, FIGURAS

9 Tempo FIGURA 1: Espectrograma de um crescendo realizado pelo violão. Observamos que o aumento da amplitude (eixo vertical) durante o tempo é acompanhado de um alargamento lateral do conteúdo de parciais envolvidas na gama de freqüências audíveis. FIGURA 2: Régua de resposta utilizada nos testes com o software MEDS.

10 Amplitude/Tempo Amplitude (Arb.) Espectrograma Freq. (Linear Hz) Envoltória RMS Média RMS (Arb.) 1s 1s 1s Média RMS 1 Média RMS 2 T.D.(ms) -32,34-23,57 20,20 FIGURA 3: Quadro demonstrativo das análises realizadas no experimento e dados complementares. A média RMS 1 indica a média de energia RMS antes da normalização, a média RMS 2 indica a média de energia RMS após a normalização, T.D. indica o tempo de decaimento em milissegundos FIGURA 4: Gráfico de médias das médias significativas obtidas no teste de hipóteses. (Ver legenda na Tabela 1). A B C D E F Rótulos de classificação Tirando Normal Tirando Sul-Ponticello Tirando Sul-Tasto Apoiado Normal Apoiado Sul-Ponticello Apoiado Sul-Tasto TABELA 1: Variações de ataques originados do cruzamento dos tipos e regiões de ataques.