tune Afinador Cromático star

Por Que Autocorrelação em Vez de Deteção de Picos por FFT

Tal como a nossa ferramenta de Teste de Microfone, este afinador pede permissão de microfone através da API getUserMedia do navegador e depois envia o fluxo de áudio ao vivo para um AnalyserNode da Web Audio API. A partir daí os dois instrumentos divergem: um medidor de nível só precisa da amplitude, mas um afinador precisa de saber a altura exata da nota, o que é um problema bem mais difícil. A abordagem óbvia seria correr uma Transformada Rápida de Fourier e escolher o intervalo de frequência com mais energia — mas em instrumentos reais isso raramente é fiável. A nota de uma corda de guitarra dedilhada ou de um violino tocado com arco não é uma onda sinusoidal pura; é uma frequência fundamental somada a uma pilha de harmónicos, e em muitos instrumentos um harmónico (frequentemente a oitava acima) transporta mais energia do que a própria fundamental. Um detetor de picos por FFT pode então fixar-se nesse harmónico, indicando uma altura exatamente uma oitava acima do correto — uma falha clássica chamada "erro de oitava".

Esta ferramenta usa, em vez disso, a autocorrelação, a técnica padrão para deteção de altura monofónica. Em vez de analisar o conteúdo em frequência, trabalha diretamente no domínio do tempo: pega na forma de onda bruta captada por getFloatTimeDomainData e compara o sinal com cópias de si mesmo deslocadas no tempo, percorrendo um intervalo de desvios (lags) possíveis e somando o quão bem cada cópia deslocada corresponde ao original. Como uma forma de onda periódica se correlaciona mais fortemente com uma cópia de si mesma deslocada exatamente um período completo, o desvio que produz a melhor correspondência é o período real da nota — independentemente de qual harmónico seja o mais forte no momento. Isso torna a autocorrelação consideravelmente mais resistente a erros de oitava do que a seleção de picos por FFT. Em seguida aplica-se um passo de interpolação parabólica em torno do desvio com melhor correspondência, refinando a estimativa até uma precisão sub-amostral para que a leitura em cents não salte aos solavancos. Todo o cálculo é refeito a cada fotograma de animação, lendo amostras novas do domínio do tempo em cada passagem — o áudio nunca é gravado nem escrito num ficheiro; existe apenas como números em memória usados para calcular uma estimativa de altura, e depois é descartado.

A440, a Norma ISO 16 e Por Que Algumas Orquestras Afinam Mais Agudo

A altura de referência usada por este afinador — Lá4 = 440 Hz — é mais recente do que a maioria pensa, e no passado era, de facto, inconsistente. Antes do século XX, o "diapasão de concerto" variava de cidade para cidade e muitas vezes de orquestra para orquestra; uma nota chamada Lá numa casa de ópera podia medir-se de forma significativamente diferente do Lá da casa vizinha, chegando por vezes a quase um semitom de diferença entre regiões distintas da Europa. A padronização só chegou em maio de 1939, quando uma conferência internacional realizada em Londres acordou os 440 Hz como referência para a nota Lá acima do dó central. Esse acordo foi formalizado como a norma internacional ISO 16 em 1955. Mesmo hoje o padrão não é universal na prática: várias orquestras europeias, incluindo algumas de Viena e Berlim, afinam ligeiramente acima de 440 — frequentemente a 442 ou 443 Hz —, uma convenção geralmente escolhida porque uma altura ligeiramente mais elevada é percecionada como mais brilhante numa sala de concertos.

Uma vez fixada uma altura de referência, todas as outras notas de um instrumento moderno são definidas pelo temperamento igual de 12 tons, o sistema de afinação que este afinador assume ao nomear as notas e calcular os cents. O temperamento igual divide a oitava em doze passos iguais, em que a razão de frequências entre qualquer nota e o semitom seguinte é exatamente a raiz duodécima de dois, aproximadamente 1,05946. Essa única regra matemática é o que torna um piano tocável em qualquer tonalidade: sistemas de afinação anteriores, baseados em razões harmónicas puras, soavam lindamente afinados numa tonalidade e audivelmente desafinados nas tonalidades distantes, obrigando a reafinar ou limitando os compositores a um punhado de tonalidades utilizáveis. O temperamento igual reparte essa impureza de forma uniforme, tornando cada tonalidade igualmente — e apenas ligeiramente — imperfeita, mas igualmente utilizável. O Cravo Bem Temperado (1722) de Johann Sebastian Bach foi composto especificamente para demonstrar um sistema de afinação bem temperado, percorrendo peças nas 24 tonalidades maiores e menores, uma demonstração que ajudou a popularizar a ideia de que os instrumentos podiam razoavelmente ser afinados uma única vez e tocados em qualquer ponto do teclado.