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Cosa misurano davvero i LUFS

I LUFS misurano quanto forte suona un audio lungo tutta la sua durata, con una ponderazione sulle frequenze a cui l’udito umano è più sensibile. Non misurano quanto è grande la forma d’onda: per questo un master denso può risultare più forte di uno aperto che ha picchi più alti, e per questo i servizi di streaming livellano la riproduzione in base alla loudness e non al livello di picco.

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Perché il livello di picco non è mai bastato

Il livello di picco dice quanto il singolo istante più forte si avvicina al fondo scala. Non dice niente degli altri quattro minuti. Due brani possono avere entrambi i picchi esattamente a 0 dBFS e differire di 12 dB nella loudness percepita, perché uno passa la maggior parte del tempo vicino a quel limite e l’altro lo tocca solo nel ritornello.

È quel divario ad aver alimentato la loudness war: siccome il picco era l’unico limite pubblicato, tutto il resto era concesso, e il modo per suonare più forte del disco successivo era comprimere finché l’intero brano non stava in cima. I LUFS lo hanno chiuso misurando ciò che chi ascolta nota davvero: e quando le piattaforme hanno cominciato ad abbassare i brani a una loudness comune, è sparito anche l’incentivo a vincere quella gara. È il cambiamento che la maggior parte dei consigli sul mastering che si trovano in rete non ha ancora recepito, e la guida pratica spiega cosa significa quando si arriva al limiter.

L’altro numero più vecchio, l’RMS, andava più vicino al bersaglio: fa la media della potenza del segnale nel tempo, quindi risponde alla densità e non ai singoli picchi. Quello che gli manca è qualunque idea dell’udito. Un rumble basso e una voce con lo stesso RMS non hanno, per una persona, nemmeno lontanamente la stessa loudness, e l’RMS non sa distinguerli. I LUFS sono, detto in breve, un RMS con le orecchie.

Come funziona la misura

La misura è definita nella ITU-R BS.1770, e fa tre cose. Per prima cosa filtra l’audio per approssimare la risposta della testa e dell’orecchio: uno shelving delicato che alza le frequenze superiori di circa 4 dB e un passa-alto che attenua le basse più profonde, insieme chiamati ponderazione K (K-weighting). È per questo che un rumble a 60 Hz non conta quanto una voce allo stesso livello, ed è per questo che un master brillante risulta più forte di uno scuro a parità di RMS: se due master misurano uguale e uno sembra più forte, confrontare i loro spettri di solito lo spiega in pochi secondi.

Poi misura la potenza media del segnale filtrato in blocchi da 400 millisecondi sovrapposti per tre quarti, così niente cade tra due finestre. In un programma multicanale i canali vengono sommati con pesi fissi: i canali surround contano un po’ di più, e il canale LFE viene escluso del tutto.

Infine scarta i blocchi piani prima di fare la media. Questo passaggio si chiama gating, è la parte che sorprende di più, e ha una sezione tutta sua più sotto.

Momentanea, a breve termine e integrata

Un misuratore di loudness mostra tre numeri ricavati dagli stessi blocchi, e rispondono a domande diverse:

  • Momentanea (M) è la loudness degli ultimi 400 millisecondi. Si muove di continuo, ed è quella da guardare quando vuoi sapere cosa sta facendo un colpo o una frase in particolare.
  • A breve termine (S) fa la media degli ultimi tre secondi. Abbastanza lenta da leggerla, abbastanza veloce da seguire una sezione: è la lettura a cui un fonico di mastering dà un’occhiata durante un ritornello.
  • Integrata (I) è un solo numero per l’intero programma, dall’inizio alla fine, con il gating applicato. È il valore che misura un servizio di streaming, e l’unico dei tre a cui si riferisce un target come «−14 LUFS».

Gran parte della confusione sui LUFS nasce dallo scambiare queste letture tra loro: leggere un picco momentaneo di −8 su un brano con una loudness integrata di −13 e concludere che è cinque decibel sopra il target. Non lo è. Per quanto riguarda la normalizzazione, la lettura integrata dice tutto.

LUFS vs dB, e cosa significa LU

Un decibel è un rapporto, non un livello: significa qualcosa solo rispetto a un riferimento. I dBFS usano come riferimento il fondo scala digitale, quindi 0 dBFS è il campione più forte che un file può contenere e tutto il resto è negativo. I LUFS usano la stessa scala e lo stesso riferimento: la «FS» è lo stesso fondo scala (full scale). Cambia ciò che si misura rispetto a esso: una loudness con ponderazione K e mediata nel tempo, invece del valore istantaneo di un campione.

Siccome entrambi usano i decibel, una variazione di 1 LU è esattamente una variazione di 1 dB. LU è semplicemente l’unità per una differenza di loudness, come quando si dice che un brano è «3 LU sopra il target» e non «3 LUFS sopra». LKFS, che troverai nei documenti broadcast degli Stati Uniti, è la stessa unità con un nome più vecchio.

Quindi non esiste una conversione tra LUFS e dB, perché non c’è niente da convertire. Un brano a −14 LUFS integrati può avere i picchi a −1 dBFS o a −6 dBFS a seconda di quanto è denso; i due numeri descrivono cose diverse dello stesso file.

Il gating: perché il silenzio non conta

Prima della media dei blocchi intervengono due gate. Il gate assoluto scarta tutto ciò che sta sotto i −70 LUFS: il silenzio vero, il conteggio iniziale, la coda dopo l’ultimo accordo. Il gate relativo poi calcola la media di ciò che resta e scarta ogni blocco che sta più di 10 LU sotto di essa.

È il gate relativo a rendere utile il numero. Senza, un brano con una lunga intro tranquilla misurerebbe più piano dello stesso brano tagliato, il che sarebbe una misura del montaggio e non della musica, e un’introduzione parlata prima di una canzone trascinerebbe in basso la loudness della canzone stessa. Con il gate relativo, il valore integrato descrive le parti forti che chi ascolta sente davvero come «il brano».

Spiega anche una sorpresa comune: attenuare l’intro con un fade o aggiungere un bridge tranquillo non cambia quasi nulla nella lettura integrata. Se le sezioni forti sono le stesse, il numero è quasi lo stesso, per quanto materiale tranquillo le circondi.

Il range di loudness

Il range di loudness, LRA, viene da un documento complementare (EBU Tech 3342) e descrive quanto si muove la loudness a breve termine lungo un programma, in LU. Prende la distribuzione delle letture su tre secondi, ci applica il gating e riporta la distanza tra il decimo e il novantacinquesimo percentile: così un singolo colpo esplosivo o una battuta di silenzio non lo allargano.

Un master pop molto limitato può misurare 3 o 4 LU; una registrazione orchestrale 15 o più. Nessuno dei due valori è sbagliato. L’LRA descrive la musica, e l’unico vero uso che se ne fa nel mastering è come controllo di buon senso: se un disco che nel mix era dinamico misura 2 LU dopo il mastering, è stato tolto qualcosa che probabilmente non andava tolto.

Il true peak, e perché la tua DAW non è d’accordo

Un file digitale memorizza campioni, non una forma d’onda. La forma d’onda è ciò che esce dal convertitore, e passa attraverso i campioni invece di fermarsi lì: quindi tra due campioni appena sotto il fondo scala il segnale ricostruito può superarlo. Il misuratore di picco della tua DAW di solito riporta i campioni; l’encoder deve riprodurre la curva.

Ecco perché un master che segnava −0,1 dBFS può distorcere in modo udibile dopo il caricamento. Misurare il true peak significa ricostruire il segnale tra i campioni, lo standard lavora in oversampling di quattro volte, e riportare il punto più alto della curva, in dBTP. È l’unico numero di un misuratore di loudness che sia un vero avvertimento e non un’osservazione, ed è il motivo per cui i servizi che pubblicano una soglia massima la mettono a −1 dBTP o più in basso: la codifica lossy ha bisogno di quel margine. Una distorsione già impressa nel file è un’altra questione ancora, e a quella risponde il rilevatore di clipping e rumore.

LUFS per Spotify, Apple Music e YouTube

I servizi di streaming misurano la loudness integrata del tuo brano e regolano la riproduzione verso un livello proprio. Non tutti i valori qui sotto sono pubblicati dal servizio a cui si riferiscono, Apple e YouTube non ne pubblicano nessuno per la musica, quindi ogni riga dice da dove viene il suo valore:

  • Spotify, -14 LUFS integrati, soglia massima -1 dBTP (-2 dBTP per i master più forti di -14 LUFS). Pubblicati da Spotify nella sua guida per artisti «Loudness normalization».
  • Apple Music, -16 LUFS integrati, soglia massima -1 dBTP. Misurati da terze parti; Apple pubblica −16 dB per Sound Check solo nei suoi requisiti per i podcast, e chiede almeno 1 dB di headroom nella sua guida Digital Masters.
  • YouTube, -14 LUFS integrati, nessuna soglia massima di true peak pubblicata. Misurati da terze parti; YouTube non pubblica alcun valore di loudness né una soglia massima di true peak.
  • Broadcast (EBU R 128), -23,0 LUFS integrati, ±0,2 LU, soglia massima -1 dBTP. Pubblicati dall’EBU in R 128 (2023). È il livello a cui vengono consegnati i programmi radiotelevisivi, non un’impostazione del player.

Due cose che questi numeri non sono. Non sono limiti di caricamento: un brano a −8 LUFS viene accettato, e semplicemente riprodotto 6 dB più piano di come è stato consegnato su una piattaforma con target −14. E non sono una promessa su chi ascolta: sulla maggior parte dei servizi la normalizzazione è un’impostazione, c’è chi la disattiva, Spotify dice che il suo web player e dispositivi come TV e altoparlanti non la usano, e un brano riprodotto così com’è si sente alla loudness a cui è stato masterizzato.

I servizi trattano diversamente anche un brano piano. Spotify lo alza solo finché il suo true peak non raggiunge −1 dBTP. Apple dice che Sound Check può alzare i brani piani, ma non di quanto. YouTube non pubblica nulla in merito; chi lo misura riferisce che non alza i brani piani. La guida Target di loudness per lo streaming spiega cosa fa ogni piattaforma sopra e sotto il proprio target, e ci sono pagine per le due su cui si fanno più domande: LUFS per Spotify, che spiega anche cosa fanno le impostazioni «Basso», «Normale» e «Alto», e LUFS per Apple Music, dove la particolarità è che Apple non pubblica alcun target di loudness per la musica.

A quanti LUFS fare il mastering?

La risposta onesta è che non esiste un numero unico, e chi te ne dà uno di solito sta rispondendo a un’altra domanda. Se le piattaforme normalizzano comunque, fare il mastering a −14 non ti dà nulla in più che farlo a −10 su uno streaming normalizzato: arrivano entrambi a −14. Tra i due cambia tutto il resto: la dinamica conservata o spesa, la sensazione dei transienti, se il disco respira.

Quindi decide il materiale. Un disco acustico scarno vuole conservare la sua gamma e starà bene sotto qualsiasi target di streaming; un disco elettronico denso può essere masterizzato più forte senza perdere nulla di ciò che aveva, e verrà abbassato senza subire danni. Ciò che ogni master dovrebbe rispettare, a prescindere dal genere, è la soglia massima di true peak: perché è l’unico limite che causa un danno udibile invece di una regolazione di volume.

Se vuoi un riferimento invece di una regola, misura due o tre dischi pubblicati dello stesso genere che secondo te suonano bene, e annota dove si collocano. Dove si collocano è un dato sul gusto di quel genere; il target pubblicato da una piattaforma è un dato sulla riproduzione. Solo uno dei due dovrebbe decidere come fai il mastering. Il mastering nell’hip-hop analizza un genere nel dettaglio, compreso il motivo per cui lì il numero che merita rigore è il true peak e non la loudness.

Come misurarli

Qualsiasi misuratore che implementi la BS.1770 dà lo stesso valore integrato entro un decimo di LU, quindi la scelta dello strumento conta meno del leggere il numero giusto. La maggior parte delle DAW ne include uno; il misuratore LUFS e true peak di questo sito esegue la stessa misura nel tuo browser, senza caricare il file, e mostra loudness integrata, true peak e range di loudness a confronto con i valori delle piattaforme qui sopra.

Misura il file finito, non la sessione: il dither, l’impostazione finale del limiter ed eventuali conversioni della frequenza di campionamento fanno tutti parte di ciò che va misurato, è nella fase di consegna che si decidono. E misura tutto il brano: una lettura presa sul ritornello è un valore a breve termine, comunque lo chiami il misuratore.

Cosa fare se sei sopra il target

Di solito niente. Essere 3 LU sopra i −14 di Spotify significa che Spotify riproduce il tuo brano 3 dB più piano di quanto farebbe altrimenti: la conseguenza è tutta qui. Abbassarlo da te porta allo stesso livello di riproduzione, e la dinamica che hai speso per farlo suonare forte resta comunque persa.

Il caso che richiede davvero un intervento è un true peak sopra la soglia massima della piattaforma, perché può distorcere quando il servizio codifica il file, dove non lo sentirai mai finché non lo sente qualcun altro. Se il master supera la soglia, la soluzione è nel limiter: una soglia massima che tenga conto del true peak, più o meno un decibel sotto il fondo scala, e un po’ meno guadagno in ingresso.

Se preferisci che il target venga scelto per te, è proprio quello che fa il mastering: il mastering AI di Euphona analizza il mix, sceglie un target di loudness e di true peak per il materiale e non per una piattaforma, e mostra ogni intervento che ha fatto, così puoi rileggerne il ragionamento invece di prenderlo sulla fiducia.

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