Elementos básicos do som: amplitude - Teclas & Afins
Na representação gráfica do comportamento do sinal sonoro no decorrer do tempo, a amplitude pode ser entendida como o deslocamento máximo que o sinal atinge (para cima e para baixo) em relação à posição de repouso. Então, observando o gráfico da Figura 1, podemos perceber que a amplitude do sinal X é menor (menos energia) do que a amplitude do sinal Y (mais energia), embora ambos os sinais tenham a mesma frequência de oscilação (ciclos iguais).
Auditivamente, a amplitude é percebida como "volume", e é o que nos faz distinguir os sons fracos (pequena amplitude) dos sons fortes (grande amplitude). No entanto, como veremos a seguir, no contexto da síntese sonora a amplitude tem um significado mais complexo e mais interessante, dependendo da maneira como ela é manipulada. Ou seja, no sintetizador é possível trabalhar com a amplitude de tal forma que um mesmo som possa assumir características bem distintas, conforme ocomportamento dinâmico (variação) que se impõe à amplitude durante a geração daquele som. Mas antes de avançarmos nesse sentido é oportuno fazer ainda algumas observações sobre a amplitude do som.
Sendo a amplitude o aspecto do som que percebemos como volume ou intensidade é importante destacar que também nesse caso a audição humana não funciona de forma linear. Isso quer dizer que a sensação de "volume" pode não ser a mesma para dois sons com a mesma amplitude, dependendo das condições em que eles são produzidos. Por exemplo, um som muito grave, digamos, de 55 Hz, precisará de mais energia (amplitude) para que possa ser percebido no mesmo volume de um som de frequência média como, por exemplo, de 880 Hz (Figura 2).
É por isso que quando ouvimos uma música num volume muito baixo percebemos pouco os sons graves. Isso acontece também com os sons muito agudos. Essa discrepância fica menos evidente quando o volume geral aumenta, porque nessas condições o ouvido tem uma sensibilidade mais "equilibrada". Faça essa experiência com uma música qualquer: comece ouvindo num volume bem baixo e vá aumentando devagar; você perceberá cada vez melhor todas as frequências contidas na música.
Por causa dessa característica de percepção são então adotados os termos amplitude, para o nível sonoro "medido", e audibilidade (loudness), para o nível sonoro "percebido". Portanto, ao trabalhar num sintetizador com sons nos extremos do espectro de frequências – muito graves ou muito agudos –, provavelmente será necessário efetuar algum ajuste a fim de adequar as suas amplitudes à percepção auditiva, principalmente quando se está monitorando visualmente o sinal sonoro em uma tela gráfica, que indica a amplitude, mas não a audibilidade.
Para quem quiser entender mais sobre esse conceito sugiro pesquisar sobre as curvas de audibilidade, desenvolvidas por Fletcher e Munson na década de 1930, um tópico muito comum em textos sobre áudio e acústica.
Picos e transientes
Ainda com relação à audibilidade, outra situação em que a percepção auditiva de volume também não corresponde à realidade da amplitude ocorre quando o som contém picos sonoros ou transientes percussivos.
Nosso cotidiano está repleto de ruídos impulsivos, tais como portas que batem, explosão de motores, manejo de ferramentas etc, e os instrumentos musicais de percussão, sejam eles acústicos ou eletrônicos.
Pelo fato de o sistema auditivo humano não responder com extrema rapidez, a curta duração de um som impulsivo, isto é, um som forte e extremamente rápido, acaba "enganando" a percepção do seu volume. Por causa disso, picos muito rápidos são percebidos por nós com um volume menor do que a sua amplitude real.
Isso acontece principalmente em picos que duram menos de 200 ms (milissegundos). E quanto mais curta for a duração, menor é a nossa percepção de volume, de tal maneira que um pico com duração inferior a 1 ms pode ser percebido como tendo um volume 20 dB abaixo da sua verdadeira amplitude. É por isso que a maioria dos softwares de áudio dispõe de medidores de nível com indicações do valor médio (mais parecido com a nossa percepção auditiva) e do valor de pico (que indica a amplitude real).
Essa "deficiência" na percepção pode trazer pelo menos dois problemas. O primeiro, e mais importante, é o perigo de se ficar exposto a impulsos sonoros de demasiada amplitude que podem ser danosos à saúde auditiva, porque, embora não nos seja possível "sentir" toda essa amplitude, ela pode causar efetivamente danos aos nossos ouvidos. O outro problema é a eventual dificuldade de se tentar obter determinado som percussivo (um kick, por exemplo) num sintetizador e ser "enganado" pelas discrepâncias entre a visualização do pico real numa tela de software e o volume efetivo que se ouve (Figura 3).
Para ler a matéria completa de Miguel Ratton, clique aqui e acesse gratuitamente a edição 53 da revista digital Teclas & Afins.