Gli scienziati della Queen Mary University di Londra (QMUL) ci stanno avvicinando alla comprensione dell'esperienza musicale attraverso un nuovo approccio all'analisi di un effetto musicale comune noto come vibrato.

Il vibrato è l'oscillazione up-down dell'intonazione introdotta durante l'esecuzione strumentale o vocale, destinato ad aggiungere espressività e facilitare la proiezione del suono, e comunemente usato nell'opera. Un vibrato ben sincronizzato e ben eseguito può migliorare notevolmente la qualità del suono di una nota, e indurre forti risposte emotive nell'ascoltatore.

Il nuovo approccio all'analisi del vibrato, pubblicato in Giornale di matematica e musica , descrive per la prima volta l'uso del metodo di diagonalizzazione del filtro (FDM) nell'elaborazione del segnale musicale. La tecnica ha origini nella fisica quantistica ed è impiegata per studiare la dinamica molecolare e la risonanza magnetica nucleare.

"Ora siamo un passo più vicini alla comprensione dei meccanismi della comunicazione musicale, le sfumature che gli artisti introducono alla musica, e la logica dietro di loro, ", ha affermato il supervisore del progetto e coautore, la professoressa Elaine Chew del Center for Digital Music presso la School of Electronic Engineering and Computer Science (EECS) di QMUL.

La capacità della tecnica di rilevare e stimare le caratteristiche da frammenti di informazioni molto fini è particolarmente utile nell'analisi del vibrato e consente ai ricercatori di analizzare i segnali musicali con maggiore precisione rispetto a prima.

I vibrati oscillano tipicamente a una velocità di 4-8 cicli al secondo, o con un periodo di 125-250 millisecondi per ciclo. Il grado in cui il tono viene piegato verso l'alto o verso il basso può arrivare fino a mezzo semitono. Perché i vibrati si verificano così rapidamente, le tecniche standard che richiedono una finestra relativamente ampia per l'analisi del segnale musicale hanno finora faticato a catturare con precisione le loro caratteristiche.

"L'algoritmo FDM è stato inizialmente sviluppato per esplorare in modo efficiente ed efficace le complicate risonanze quantistiche dinamiche di atomi e molecole. Sebbene i segnali musicali siano molto diversi dalle loro controparti quantistiche, matematicamente condividono molte somiglianze, comprese le caratteristiche delle loro risonanze, "ha detto il dottor Khalid Rajab, co-supervisore del progetto e coautore della School of Electronic Engineering and Computer Science (EECS) di QMUL.

"Infatti, l'abbiamo trovato, perché oscillano con il tempo, le armoniche nei segnali musicali possono essere più complicate da analizzare rispetto alle loro controparti quantistiche, " ha aggiunto. La ricerca è emersa da un progetto per modellare le differenze tra suonare il violino e l'erhu, un violino cinese a due corde.

Il professor Chew ha detto:"Quando la musica per uno strumento popolare come l'erhu viene eseguita su un violino, manca delle qualità stilistiche ed espressive dell'originale. Una delle principali fonti di queste differenze risiede nel modo in cui le note vengono elaborate (con il vibrato) e nel modo in cui gli strumentisti effettuano le loro transizioni tra le note (usando i portamenti). Eravamo interessati a creare strumenti informatici che potessero aiutare a rivelare queste differenze".

La ricerca fa parte del progetto di dottorato di Luwei Yang, primo autore e dottorando del China Scholarship Council e assistente di ricerca in EECS.

Yang, un appassionato suonatore di erhu ha detto:"In erhu, come nel suonare il violino, il vibrato è spesso impiegato per imitare la vivacità e l'espressività colorata della voce umana. Gli stili di vibrato erhu contemporanei sono stati profondamente influenzati dalle tecniche del violino, quindi è affascinante scavare più a fondo nel caratterizzare le differenze tra loro."

I ricercatori sperano che la nuova tecnica possa aiutare i musicisti e gli insegnanti di musica nella loro ricerca per ottenere il vibrato perfetto, assistere gli artisti del suono nella creazione di effetti di vibrato dal suono più naturale nella produzione audio, e consentire ai ricercatori di mappare le tendenze stilistiche nell'uso del vibrato attraverso culture e tempi.