Cosa sente davvero il microfono
Una nota è una vibrazione che si ripete. Il La del diapason vibra 440 volte al secondo: 440 hertz. Un'ottava sopra, la frequenza raddoppia: 880 hertz. In mezzo ci sono dodici semitoni, ognuno circa il 6% più acuto del precedente.
Ma una voce non produce mai una sola frequenza. Quando canti un La, emetti 440 hertz e, sopra, delle armoniche a 880, 1320, 1760 hertz… È il loro miscuglio a dare il timbro: la stessa nota cantata da due persone non ha lo stesso colore. Il fischio è l'opposto: quasi una sola frequenza, purissima. Tutto il lavoro consiste nel ritrovare, sotto questo miscuglio, la frequenza di base, la fondamentale. È lei a dare il nome alla nota.
Trovare la nota, centinaia di volte al secondo
Fredon ascolta il microfono a piccole fette di circa 85 millisecondi, e ricomincia ogni 5 millisecondi circa. Su ogni fetta, per prima cosa si chiede cosa sta sentendo: silenzio o rumore, una voce o un fischio. Bastano tre indizi: il volume, l'aspetto «rumore» o «suono tenuto» dello spettro, e la quota di energia concentrata su una sola frequenza.
Questa distinzione conta, perché il metodo giusto non è lo stesso:
- Per un fischio, Fredon scompone il suono in frequenze (una trasformata di Fourier) e prende il picco più alto. Visto che il fischio è quasi puro, quel picco è la nota, con grande precisione.
- Per la voce, questo metodo sbaglierebbe spesso, perché un'armonica può essere più forte della fondamentale. Fredon confronta piuttosto il segnale con se stesso, spostato nel tempo, e cerca lo spostamento per cui si somiglia di più. Quello spostamento è la durata di una vibrazione: il periodo, e quindi la nota.
La trappola classica di questi metodi è l'ottava: confondere una nota con quella sopra o sotto. Fredon se ne protegge: un salto di un'ottava che dura solo un istante, o che arriva insieme a un calo di affidabilità, viene trattato come un errore di misura e non come una nota cantata.
Una nota che non trema sullo schermo
La tua voce non è mai perfettamente stabile: sale un po', riscende, ondeggia con il vibrato. Mostrare ogni misura grezza farebbe lampeggiare il display. Fredon tiene il valore mediano delle ultime misure, e cambia la nota mostrata solo se superi nettamente il confine con la successiva, di 40 cent, per almeno 60 millisecondi. Un cent è un centesimo di semitono.
È anche ciò che alimenta l'indicatore di intonazione: la distanza in cent fra quello che canti e la nota giusta più vicina. Il diapason è regolabile, se suoni con uno strumento accordato un po' più alto o più basso di 440 hertz. L'accordatore di Fredon usa esattamente lo stesso motore, applicato a una corda a vuoto.
Dalla nota all'accordo: la tonalità
Una nota appartiene a più accordi. Un Sol (G) fa parte dell'accordo di Sol, ma anche di Do (C) e di Mi minore (Em). Quale scegliere? Quello che suona più naturale nella tonalità di ciò che stai cantando.
Per trovare la tonalità, Fredon tiene il conto delle note che hai cantato, pesate in base alla durata: una nota tenuta pesa più di una nota di passaggio. Confronta questo profilo con quello delle 24 tonalità, maggiori e minori. Ogni tonalità ha la sua firma: in Do maggiore Do, Mi e Sol tornano di continuo, e Do♯ quasi mai. Questi profili di riferimento vengono da studi di psicologia della musica, che hanno misurato quali note l'orecchio giudica «al loro posto» in ogni tonalità (i profili di Krumhansl-Kessler e di Temperley). Vince la tonalità che somiglia di più al tuo canto.
Fredon ti propone allora l'accordo più naturale per la nota cantata in quella tonalità, con qualche alternativa accanto. Puoi anche fissare tu la tonalità. La guida come capire la tonalità di una canzone spiega come farlo a orecchio.
Armonizzare un motivo intero
Quando registri una melodia completa, il problema cambia: non si tratta più di scegliere un accordo, ma una sequenza di accordi che si concatenino bene. Fredon trascrive prima le note, poi cerca il miglior percorso di accordi, come un navigatore cerca l'itinerario migliore.
Ogni scelta ha un «costo». Un accordo che non contiene la nota principale del momento costa caro. Una nota breve estranea all'accordo costa poco: è una nota di passaggio, e l'orecchio la accetta benissimo. I passaggi prediletti dalla musica tonale, dalla tonica verso la sottodominante, poi la dominante, poi il ritorno alla tonica, vengono favoriti. Le fini di frase chiamano una cadenza, che suona come una punteggiatura. Un algoritmo classico (Viterbi) trova il percorso di costo minimo fra tutte le combinazioni possibili, e tiene anche i successivi: per questo Fredon può proporre altre armonizzazioni dello stesso motivo.
Per approfondire il lato musicale, vedi come scrivere una canzone.
Riconoscere un accordo strimpellato
Un accordo suonato è fatto di più note insieme, ognuna con le sue armoniche. Il metodo della voce non funziona più: non c'è un periodo unico da trovare. Fredon prende allora una fetta di suono più lunga, circa 170 millisecondi, una ventina di volte al secondo. Più tempo vuol dire più precisione sui gravi, dove le corde di una chitarra sono vicinissime fra loro in frequenza.
Scompone questo suono in frequenze e assegna ogni picco a una delle dodici note della scala, senza tener conto dell'ottava. Si ottiene un «chroma»: dodici barre che dicono quanto è presente ogni nota. Una precauzione è essenziale: la corda grave di Mi produce anche, con le sue armoniche, un Si e un Sol♯. Senza correzione, una sola corda passerebbe per un accordo di Mi maggiore. Fredon attenua quindi i picchi che cadono esattamente su un'armonica di una nota più grave e più forte.
Poi confronta queste dodici barre con dei modelli di accordi: maggiore, minore, settima, settima maggiore, minore settima, sus2, sus4 e diminuito, su ognuna delle dodici fondamentali. Servono almeno tre note diverse, e lo stesso risultato due volte di seguito, perché un accordo venga mostrato: un suono isolato o un'armonica non bastano a ingannarlo.
Quando ti eserciti su un accordo preciso, Fredon confronta anche quello che sente con quello che si aspetta. Se manca una nota, ritrova nella diteggiatura mostrata le corde che dovevano suonarla, e ti dice quali controllare.
Tutto avviene sul tuo telefono
Nessuno di questi calcoli passa da internet. Il telefono fa tutto, in un thread di calcolo separato perché la visualizzazione resti fluida. Quindi niente ritardi di rete, l'app funziona senza connessione e la tua voce non lascia mai il dispositivo. La demo di questo sito funziona allo stesso modo, nel tuo browser.
Per farti sentire bene
- Tieni la nota per mezzo secondo, senza un vibrato marcato all'inizio.
- Resta a una trentina di centimetri dal microfono: troppo vicino, il suono satura.
- Prova a fischiare: è il suono più facile da riconoscere.
- Strimpella con decisione e lascia suonare le corde perché un accordo venga riconosciuto.
- Evita i rumori di fondo: una televisione o una conversazione disturbano la misura.