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David Gunness

David W. Gunness (nacido el 7 de noviembre de 1960) es un ingeniero de audio , ingeniero eléctrico e inventor estadounidense . Es conocido por su trabajo en el diseño de altavoc...

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David W. Gunness (nacido el 7 de noviembre de 1960) es un ingeniero de audio , ingeniero eléctrico e inventor estadounidense . Es conocido por su trabajo en el diseño de altavoces , especialmente altavoces de bocina profesionales de alto rendimiento para uso en megafonía , estudios, teatros, clubes nocturnos, conciertos y giras.

Gunness trabajó con Electro-Voice en Michigan durante 11 años, y presentó tres patentes relacionadas con la tecnología de bocinas. Trabajó en Eastern Acoustic Works (EAW) en Massachusetts durante 12 años, y presentó tres patentes en el proceso de creación de una amplia variedad de productos de altavoces. Para EAW, Gunness desarrolló "Gunness Focusing", un sistema para reducir la distorsión de la respuesta temporal en los altavoces, que implica el procesamiento de la señal de audio antes de que llegue a los controladores del altavoz, aplicando una imagen inversa de la distorsión esperada para cancelar las idiosincrasias del altavoz. Gunness cofundó Fulcrum Acoustic en 2008: una empresa de altavoces con el objetivo de diseñar altavoces basados ​​en el procesamiento de señales digitales (DSP), componentes innovadores y construcción de alta calidad.

Primeros años de vida

Gunness nació el 7 de noviembre de 1960; creció en Janesville, Wisconsin , disfrutando de actividades al aire libre como andar en bicicleta, acampar, cazar y pescar. En la escuela secundaria Joseph A. Craig participó en gimnasia y tocó la guitarra. [1] Dos de sus hermanas ingresaron a la Universidad de Wisconsin-Madison (UW-Madison), pero Gunness eligió la Universidad de Purdue en Indiana . Después de un año allí, regresó a Wisconsin para inscribirse en UW-Madison como estudiante de ingeniería eléctrica . Durante sus años universitarios ganó dinero extra como músico; cantando y tocando la guitarra acústica. [2] Para estos conciertos fabricó sus propios altavoces y decidió continuar en este campo, cambiando sus estudios para centrarse en la acústica y la electrónica . En junio de 1984, Gunness se graduó de UW-Madison con un título en Ingeniería Eléctrica e Informática. Inmediatamente aceptó un trabajo de ingeniería en Buchanan, Michigan , y se mudó allí. El 29 de septiembre de 1984, se casó con Kathryn A. Sessions, una estudiante de enfermería que había terminado un año antes que él en la Universidad de Wisconsin-Madison. [1]

Voz electro

La primera patente de Gunness, un colector de zinc fundido que combina cuatro controladores de compresión en una bocina

Inmediatamente después de graduarse en la Universidad de Wisconsin-Madison, Gunness obtuvo un puesto de investigación y desarrollo en el departamento de ingeniería de la fábrica de Electro-Voice (EV) en Michigan. Bajo la dirección del ingeniero jefe Ray Newman, Gunness trabajó en el diseño de altavoces, combinando las metodologías tradicionales de I+D empírica con las capacidades emergentes del análisis informático. [1] Su primera tarea fue ayudar a desarrollar el Musicaster 100, un altavoz coaxial de 2 vías para todo tipo de clima ; una actualización del diseño clásico del Musicaster de 1959. [3]

En 1984, Gunness presentó una patente para una mejor manera de usar un colector para combinar las salidas de múltiples controladores de compresión para aumentar el nivel de potencia de sonido (SPL), utilizando dos a cuatro superficies reflectantes planas en la garganta de una bocina para redirigir las ondas de sonido para una suma más coherente. [4] Este diseño de colector de baja distorsión hizo posible que EV produjera su primer altavoz de concierto y gira de alta potencia: el MT-4, donde "MT" significa "Manifold Technology". Este era un sistema de 4 vías dividido entre dos gabinetes , con cuatro controladores de altavoz sumados en cada paso de banda; un total de 16 controladores. Los dos pasos de banda superiores usaban el diseño de colector Gunness para controladores de compresión, cada colector formado por dos fundiciones de zinc. Las frecuencias medias bajas eran transportadas por cuatro controladores de cono de 10 pulgadas (250 mm) sumados utilizando una realización más grande del concepto de colector Gunness basado en el trazado de rayos y la reflexión. [5] El MT-4 era un sistema muy pesado de 633 libras (287 kg), [6] pero ponía más potencia en un paquete más pequeño, y era más rápido de colocar y conectar. [7] El MT-4 demostró ser popular, utilizado en importantes giras y festivales como el Monsters of Rock de 1995 en Donington Park en el centro de Inglaterra [8] y el escenario principal de la gira Lollapalooza de 1996 con Metallica y Soundgarden . [9] Juntos, el ingeniero de EV David Carlson y Gunness presentaron un documento a la Audio Engineering Society (AES) en noviembre de 1986, describiendo los métodos que utilizaron para sumar cuatro controladores en cada paso de banda. [5]

En 1986, Gunness desarrolló la serie EV HP de altavoces de bocina basados ​​en las características de directividad constante (CD) descritas por el ingeniero de EV Don Keele a mediados de la década de 1970. Gunness reconoció que las gargantas de bocina relativamente grandes de 2 pulgadas (51 mm), comúnmente utilizadas para un mayor nivel de presión sonora, producían un estrechamiento indeseable del patrón de salida por encima de los 10 kHz. Su diseño patentado utilizó dos nervaduras longitudinales o paletas para formar tres "pseudo bocinas" dentro del ensanchamiento de la bocina. [10]

En 1989, Gunness desarrolló una bocina asimétrica con un patrón de salida diseñado para adaptarse a un auditorio rectangular típico de tamaño pequeño a mediano, en el que las personas sentadas cerca del recinto escuchaban un sonido que no era demasiado fuerte y otras sentadas más lejos escuchaban un sonido lo suficientemente fuerte. En ambos casos, el patrón de sonido era para minimizar la energía del sonido que rebota en las paredes; los reflejos crean cancelaciones de trayectoria múltiple no deseadas. La bocina presentaba una ranura de difracción vertical que era más estrecha en la parte inferior, lo que reducía la salida para las personas sentadas debajo del recinto en el campo cercano y aumentaba la salida para las personas sentadas más lejos. [11] La empresa hermana de EV, Altec Lansing , comercializó este producto como la bocina "Vari-Intense". [12]

Gunness investigó métodos automatizados para analizar el rendimiento de un altavoz. En 1990, presentó un artículo a la AES en el que describía un sistema que utilizaba ruido rosa y un receptor filtrado para generar curvas de respuesta polar que trazaban patrones de salida de altavoces. [13]

Obras acústicas del este

En septiembre de 1995, Gunness trasladó a su familia, que ahora incluía a un hijo y una hija, de Michigan a Massachusetts en respuesta a su aceptación de un puesto como ingeniero senior en Eastern Acoustic Works (EAW) en Whitinsville . [1] Su primera tarea fue configurar un sistema para crear diseños de altavoces personalizados para clientes y propósitos específicos, y realizó mucho trabajo de campo, ajustando y optimizando instalaciones de altavoces. Luego comenzó a investigar el concepto de comportamiento de fuente puntual en fase con el objetivo de controlar las características direccionales de un grupo de altavoces de concierto de alta potencia. [14] Este trabajo condujo al desarrollo del sistema de giras de conciertos de la serie KF900 de EAW. [15] En 1997 presentó dos patentes relacionadas con esta investigación: una para un altavoz downfill que dirigiría el sonido hacia abajo sin estar montado de forma diferente a sus vecinos superiores, [16] y un método para crear un "frente de onda acústico común" de bocinas de altavoz dispuestas horizontalmente montadas en recintos trapezoidales que colocaban el centro acústico de la matriz muy cerca de la parte trasera del recinto. [17] Las bocas de las bocinas minimizaban la difracción entre los recintos. [18] El sistema KF900 incorporaba procesamiento de señal digital (DSP) para cada fila horizontal de controladores en el grupo de altavoces. Gunness dijo que hacer realidad el DSP mediante un riguroso análisis de rendimiento matemático fue una "enorme tarea" que le dio una amplia base de técnicas de análisis informático de las que se basaría en invenciones posteriores. [1] El KF900 se implementó a mediados de 1998 para 11 fechas de la gira de Promise Keepers , y su respuesta se midió durante los espectáculos como parte de un plan iterativo de optimización del producto. En 2001, Eric Clapton utilizó el sistema KF900 durante una gira de promoción de su álbum Reptile . [19] En su trabajo para predecir el rendimiento de varias configuraciones de altavoces KF900, Gunness utilizó un software de medición y modelado acústico llamado FChart que comenzó a desarrollar mientras todavía estaba en Electro-Voice. [19] Heinz Field , sede del equipo de fútbol Pittsburgh Steelers, recibió un sistema KF900 instalado, al igual que Fenway Park , sede del equipo de béisbol Boston Red Sox . [20] [21] El ajuste final del sistema en Fenway se realizó utilizando el software Smaart . [22]

Gunness también diseñó los siguientes modelos de altavoces EAW: el trapezoide de largo alcance MH433 con puntos de montaje, el subwoofer doble "super" de 12 pulgadas BH822 de solo instalación , el subwoofer de gira LA400 y la serie MQ de formato grande con arreglo. [3] [14]

Enfoque de Gunness

Durante años, Gunness había estado buscando varias soluciones electrónicas para las características indeseables de las bocinas. En EV en 1985, Gunness notó las diferencias de rendimiento entre varias formas de bocinas y teorizó que un filtro electrónico podría permitir la optimización. A principios de 1995, EV obtuvo acceso al software de modelado acústico Acousta-CADD de Altec Lansing de 1987 que reveló más características de rendimiento de los altavoces de las que se habían observado anteriormente, pero las herramientas de programación DSP todavía eran inadecuadas para la corrección de la señal de audio. En 2000, los electroacústicos griegos John Mourjopoulos y Panagiotis 'Panos' Hatziantoniou describieron un método para suavizar filtros de análisis de audio precisos. [23] Sobre la base de este trabajo, Gunness dirigió un equipo de ingenieros de EAW para desarrollar un espectrograma de transformada wavelet patentado para investigación interna. El espectrograma EAW redujo la complejidad visual al aplicar un filtro de paso bajo de cambio de fase cero a la señal de audio bajo prueba utilizando filtros de respuesta de impulso infinito (IIR) de imagen especular . [24] El espectrograma reveló anomalías en el rendimiento de los altavoces, lo que permitió al equipo de ingeniería identificar mecanismos que caracterizaron como "sistemas de dos puertos"; es decir, mecanismos que demuestran una única entrada, una única función de transferencia y una única salida. Estos sistemas de dos puertos eran de interés porque posiblemente podrían corregirse con filtrado electrónico. Debido a su variabilidad, la metodología no se utilizaría en ninguno de los mecanismos que parecían no lineales en relación con el nivel de señal, la distribución espacial ("cobertura") o con el tiempo, como la rigidez del cono o la conformidad envolvente. Esto dejó varios mecanismos sustanciales "lineales, invariantes en el tiempo" (LTI) que cederían a la corrección mediante filtrado digital . Estos incluían 1) borrones de tiempo de la interfaz del controlador de compresión/ conector de fase , 2) resonancia de bocina, 3) resonancia de cono y 4) linealidad de fase de cruce entre bandas de paso adyacentes. [24] [25] En abril de 2005, EAW anunció la Serie NT, una línea de altavoces autoamplificados de 2 vías que incorporaban la "nueva tecnología" que inicialmente se llamó "Corrección de Transducción Digital" (DTC). [26] La revista Mix citó a Gunness identificando la "mancha de tiempo" del controlador de compresión como un problema de larga data de los altavoces que se contrarrestaba con el preacondicionamiento de la señal de audio. [26] Más tarde ese año, EAW abandonó el acrónimo DTC y comenzó a promocionar la tecnología como "Gunness Focusing". [25] [27]

En la convención AES de octubre de 2005 en la ciudad de Nueva York, el ingeniero de proyectos de EAW William "Bill" Hoy y Gunness presentaron un artículo que describía las matemáticas del espectrograma. [28] En la misma convención, Gunness habló sobre la investigación y el desarrollo que culminaron en la nueva tecnología. Describió cómo el espectrograma permitió al equipo de ingeniería de EAW observar el mecanismo de la mancha temporal que se produce en el pequeño espacio entre el diafragma del controlador de compresión y el tapón de fase. Descubrió que sólo la mitad de la energía del controlador de compresión, en el mejor de los casos, va directamente desde el diafragma a través de una ranura o puerto del tapón de fase y hacia la garganta de la bocina. El resto de las ondas sonoras se reflejan de nuevo en la superficie del controlador de compresión o viajan a otra ranura o puerto del tapón de fase; en ambos casos, el resultado es energía de onda que sale del tapón de fase después del impulso inicial. Gunness modeló este comportamiento matemáticamente y aplicó una señal invertida para cancelar la energía de onda posterior. [24] Gunness presentó una patente para la tecnología en marzo de 2006. [29] Más tarde ese año, EAW presentó el UX8800, un sistema de gestión de altavoces basado en DSP con cuatro entradas y ocho salidas. El UX8800 se ofreció para permitir que Gunness Focusing se aplicara a productos EAW preexistentes seleccionados, como la serie de arreglos lineales KF700. [30] Gunness Focusing fue nominado, pero no ganó, un premio TEC en 2006. [31]

Arreglos lineales

Gunness se asoció con el cofundador de EAW Kenton Forsythe y el ingeniero Jeff Rocha para diseñar los sistemas de arreglo lineal de las series KF760 y KF730. El KF760 era un sistema de 3 vías de tamaño completo y el KF730 era un sistema de 3 vías compacto. Ambos sistemas podían ampliarse con subwoofers apilados en el suelo o colgados. Los dos tamaños diferentes de productos de la serie KF700 tenían en común el principio de "sombreado de divergencia" en lugar del sombreado de intensidad más habitual. El patrón de salida vertical de los elementos individuales del arreglo lineal se ajustó para optimizar el SPL recibido por las áreas de audiencia de campo cercano y lejano. [32] Este método evitó lo que Gunness dijo que era una discontinuidad entre los recintos de altavoces adyacentes que funcionaban a diferentes niveles de señal; observó transitorios difusos y problemas de respuesta de frecuencia. [33] Gunness escribió sobre sombreado de divergencia y problemas generales de arreglo lineal en agosto de 2000. [34] El producto KF760 fue revelado en mayo de 2001. [35] Los principales conciertos que utilizaron los KF760 incluyeron el Festival de Jazz y Blues de Boston Globe en 2001, [ 36 ] la gira Evolution de Usher en 2002 , [37] la gira Riot Act de Pearl Jam en 2003 , [38] las fechas norteamericanas del Give Me Ed... 'Til I'm Dead Tour de Iron Maiden en 2003 , [39] y Sir Paul McCartney tocando en la Plaza Roja de Moscú en 2003. [40] Usher también utilizó cajas KF761 voladas para su sistema de monitoreo de escenario vocal ; El ingeniero de monitores Maceo Price y el propietario de la empresa de sonido Tim Cain se sentaron con Gunness y Rocha para analizar los resultados del software de predicción y determinar qué línea de productos EAW se adaptaría mejor al propósito de los monitores ruidosos que no interferirían con el baile de Usher y los cambios de escenario. [41] A fines de 2006, los productos de arreglo lineal KF760 y KF730 se habían ampliado con el enfoque Gunness opcional a través del sistema de gestión de altavoces UX8800. THC Audio en Sofía utilizó la combinación UX8800/KF760 para la actuación búlgara de Snoop Dogg en 2008. [42]

Gunness apareció como panelista en un taller y tutorial sobre arreglos lineales de AES en octubre de 2002, celebrado en Los Ángeles. Don Keele, cuyos descubrimientos sobre bocinas de CD en los años 70 formaron la base de la investigación posterior de Gunness, compartió el panel. [43] En octubre de 2003, Gunness escribió un artículo sobre la tecnología de "arreglos dirigibles digitalmente" (DSA) para la revista Live Sound International . [44] Amplió el concepto de DSA el mes siguiente para el Instituto Británico de Acústica (IOA). [45] El DSA permitió ajustes en el ancho de salida vertical y la dirección vertical de una columna de controladores de altavoces de frecuencia media a alta, en un rango de frecuencia de aproximadamente 500 Hz a 16 kHz; un rango crítico para la inteligibilidad de la voz. Gunness escribió que su investigación sobre DSA comenzó en los años 90 y se basó en gran medida en las observaciones obtenidas en el desarrollo de la serie KF900. El software propietario FChart se utilizó para crear "DSA Pilot" con el fin de proporcionar software de predicción y ajuste para instalaciones DSA. DSA Pilot permitía al instalador cambiar el patrón vertical de un producto DSA de 15 a 120 grados de altura y cambiar la dirección principal hacia arriba o hacia abajo en 30 grados, sin cambiar la posición del gabinete. [44] [46] Gunness le dijo a la IOA que cada transductor en la columna vertical debe tener su propio DSP y amplificador para dirigir adecuadamente el patrón de salida. Para el control de alta frecuencia, se requieren controladores físicamente pequeños. Uno de los beneficios de DSA era que el gabinete del altavoz se podía montar plano contra una pared vertical en lugar de inclinado. La posición plana eliminaba el problema de la energía acústica que irradiaba desde la parte posterior del gabinete, lo que difuminaba la salida delantera con tiempos de llegada de múltiples trayectorias. [45]

En febrero de 2000, Mackie Designs compró EAW pero mantuvo la marca EAW. En 2003, Mackie Designs cambió su nombre a LOUD Technologies y trasladó la fabricación de Mackie, que antes tenía su base en Seattle, a Asia. A finales de 2006, LOUD trasladó la producción de altavoces de EAW a China; la fábrica de Massachusetts, que había empleado a 100 trabajadores de montaje y carpintería, se redujo considerablemente. [47] La ​​planta de EAW mantuvo la capacidad de satisfacer algunos pedidos de altavoces personalizados, mantuvieron una serie de puestos de gestión y administrativos, y también el equipo de diseño de Kenton Forsythe, David Gunness y Jeff Rocha. Gunness continuó investigando y creando prototipos de altavoces, y comprobó la calidad de la mano de obra de los ejemplos de producción chinos. En enero de 2007, el cofundador de EAW, Kenneth Berger, vicepresidente sénior de LOUD, dejó la empresa. [48]

Acústica Fulcrum

Gunness dejó EAW en enero de 2008 para unirse a sus socios Stephen Siegel y Chris Alfiero en la creación de Fulcrum Acoustic, una empresa de diseño y fabricación de altavoces. Gunness se convirtió en vicepresidente de I+D y diseñador principal de productos. [1] [2] El objetivo de Fulcrum Acoustic era producir altavoces con "algoritmos DSP avanzados como parte integral de sus diseños", que se habían convertido en el estilo característico de Gunness. [49] Gunness pronto se dio cuenta de que el tiempo desde el concepto inicial hasta el lanzamiento del producto era mucho más rápido en una empresa pequeña. [3] La mayoría de los empleados de Fulcrum Acoustic son antiguos compañeros de trabajo de EAW. [50]

Igualación temporal

Gunness y Siegel dirigieron su atención a los altavoces coaxiales , conocidos por sus características deseadas de fuente puntual única, pero también por varios problemas asociados con la distorsión de intermodulación (las frecuencias bajas modulan las altas) y las variaciones sónicas indeseables en la respuesta de frecuencia fuera del eje. Otros aspectos negativos de los diseños coaxiales tradicionales eran su peso voluminoso y su eje largo que requería recintos profundos. Gunness y Siegel se propusieron diseñar un coaxial con un imán común para los controladores de baja y alta frecuencia para ahorrar peso y reducir la longitud axial, y se desarrolló una bocina para dirigir la mayor cantidad posible de energía de alta frecuencia fuera del cono de baja frecuencia. Se utilizó una solución DSP llamada "Ecualización temporal" (TQ) para cancelar cualquier energía de alta frecuencia restante que llegara al cono móvil. TQ también se utilizó para cancelar las reflexiones de la bocina de alta frecuencia que regresaban al controlador de compresión. [51] [52] Gunness desarrolló aún más su software propietario FChart, rebautizado como "Rayleigh" en honor a Lord Rayleigh , para mejorar sus capacidades para desarrollar estos y futuros productos.

Gunness ayudó a especificar y diseñar una instalación de 100 altavoces y 16 zonas en el club nocturno Haze de 2370 m2 (25 500 pies cuadrados) en el Aria Resort and Casino de Las Vegas, y se unió a Jamie Anderson de Rational Acoustics para discutir los objetivos de rendimiento de los altavoces y el proceso de ajuste del sistema a través del software Smaart, la charla se dio en una gira técnica celebrada en junio de 2010 durante la convención Infocomm. [53] Gunness dijo que el diseñador de sistemas John Lyons pidió un subwoofer que "aplastara" en todas las ubicaciones de la pista de baile. Gunness respondió creando el subwoofer US221 con dos controladores de 21 pulgadas (530 mm). Después de escuchar los resultados de 130 dB SPL de Haze, con un margen dinámico adicional de 10 dB informado porque se utilizaron diez US221, Lyons bromeó diciendo que el sistema superó el "aplastamiento" para establecer el "castigo" como un punto de referencia. [54] Ese mismo mes, el club nocturno Surrender de 65.000 pies cuadrados (6.000 m2 ) en Encore Las Vegas abrió con una instalación acústica Fulcrum que combinaba áreas interiores y exteriores. Gunness ayudó a configurar y ajustar el sistema. Observó que tres subwoofers US221 proporcionaban un sonido con la energía suficiente para la pequeña pista de baile. [55] En diciembre de 2012, la revista Wired escribió sobre cómo las correcciones temporales desarrolladas por Gunness limpiaron "la mancha de sonido" presente en los altavoces normales de los clubes nocturnos. [56]

Referencias

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  • Lista de libros blancos de Fulcrum Acoustic
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