Studio e modellazione del sistema di diffusione ad altoparlanti rotanti "Leslie"

Questa tesi tratta lo sviluppo di un’emulazione digitale del sistema di diffusione Leslie. Il suono caratteristico del Leslie è dato dai suoi altoparlanti rotanti, che applicano una modulazione in ampiezza e in frequenza al segnale. Inoltre, per via delle riflessioni del suono che si generano sulle pareti del cabinet in legno, all’interno del quale gli altoparlanti sono contenuti, si crea una modulazione della risposta impulsiva. Il modello del Leslie proposto in questo lavoro è costruito sulla base dei segnali rilevanti dal punto di vista percettivo di una sorgente in movimento, ovvero le variazioni di intensità, le variazioni di timbro e l’effetto Doppler, e sfrutta il teorema delle immagini per simulare le riflessioni del suono. Si vedrà in modo dettagliato come l’effetto Doppler può essere implementato con una delay line a lunghezza variabile; in particolare, è stata svolta un’analisi che mostra le differenze implementative tra l’utilizzo della lettura interpolata e della scrittura interpolata della delay line. Il Leslie prevede tre modi di funzionamento con velocità di rotazione differenti degli altoparlanti. La loro dinamica durante i cambi di velocità è stata misurata e modellata utilizzando una funzione polinomiale. Una parte importante del suono del Leslie è data dall’amplificatore valvolare. Sono state testate diverse tecniche per la sua modellazione: waveshaping; modello di Wiener-Hammerstein identificato con una procedura di ottimizzazione; modello di Wiener-Hammerstein identificato con un approccio basato sul deep learning, in cui i blocchi lineari sono costituiti da filtri IIR che vengono implementati come layer ricorrenti e allenati con la backpropagation. Il modello è stato implementato come plug-in per il software di elaborazione audio VCV Rack e la sua accuratezza è stata valutata tramite test di ascolto e confronti con un vero Leslie.