“Lei do Barramento Mínimo”, White Box vs. Black Box e a Física que o Simuladores Não Conseguem Copiar | Diário de Pesquisa e Artigo Técnico

A internet virou um caos absoluto nos últimos dias por causa do episódio do Starling Cast com o Rick Bonadio.

Corte no Instagram oficial do Starling

De um lado temos defensores do áudio digital chamando o cara de ultrapassado. Já do outro lado temos puristas gritando que tudo fora do valvulado é lixo.

Bonadio soltou o verbo contra o Quad Cortex e outras marcas, enquanto elogiava em partes o o trabalho da Kemper… e por fim acabou por desafiar todo mundo a tirar o som de Imunidade Musical do Charlie Brown Jr. usando simuladores e Impulse Response.


RICK BONADIO (FOTO: REPRODUÇÃO / INSTAGRAM)

Como alguém que passa os dias restaurando e dissecando instrumentos e equipamentos musicais aqui na oficina, resolvi parar, refletir sobre, olhar o circo pegando fogo, refletir um pouco mais e por fim analisar isso da única forma que faz sentido pra mim: com fatos científicos, estudos sérios reais, física aplicada, engenharia de áudio e um pouco da boa e velha experiência prática!

Sem conversa fiada. Sem tentar vender nada. Apenas a verdade sobre o que acontece. E como sempre, direto ao ponto.

O Mercado Vende Gato por Lebre e Todos Compram? White Box vs. Black Box

Imagem ilustrativa: black box vs white box.

O grande problema dessa discussão é que a maioria das pessoas nem sequer entende a tecnologia que está usando. Aí fica difícil argumentar…

Então vamos começar do básico e de vagar entraremos em caminhos mais polêmicos.

Hoje em dia sinto que algumas marcas empurram termos bonitos, pomposos e sobram nomes como “Neural”, “NAM”, “IR” ou “AI Modeling”, e o músico aceita achando que é tudo a mesma coisa.

Spoiler: NÃO É!

Quando falamos de simulação de amplificadores, temos que considerar o que I próprio nome já diz: “simulação”. Ou seja, temos um sistema que tenta simular componentes, sons e características reais. Seja de um amplificador, um pedal, um microfone ou as vezes até mesmo de uma sala. E isso não vem de hoje. Já temos conceitos de impulse response desde o século XVIII, implementações em 1970 com reverbs… embora só tenha chegado a se popularizar mesmo no mercado com DSP e afins nos anos 90.

Enfim, voltando ao que importa. Sempre com o intuito de simular. Uma analogia muito simples é aquela famosa frase de “toda ação gera uma reação”.

Mas vamos focar nisso nos próximos tópicos. Agora é hora de aprender sobre dois dos termos e sistemas mais comuns, porém dois universos totalmente distintos… de uma forma bem resumida:

  • White Box Modeling: É a simulação de comportamento. O software modela o circuito componente por componente, desde a forma como a eletricidade e os sinais passa pelos resistores, capacitores, potenciômetros e outros componentes, até a saturação dos transformadores e das válvulas em cada estágio de ganho. Ele tenta simular o curso completo da física do circuito em tempo real. Simula o que mudaria se você mudasse cada variável dentro do circuito.
  • Black Box Modeling: É praticamente um “print” estático de um momento específico. A captura Neural ou o perfilamento tira uma espécie de “foto acústica” de como o amplificador respondeu àquele sinal, naquele momento, naquele exato milissegundo, com aquela exata regulagem fixa. E isso geral esse perfil, com as características daquele momento exato.

O mercado atual adora misturar esses conceitos, muitas vezes sem explicar nada, para o consumidor.

A pessoa compra um equipamento achando que tem a dinâmica viva e reativa de um circuito completo na mão, quando na verdade está tocando através de um sistema de regras elaborado por um algoritmo ou apenas um retrato congelado de um som que alguém capturou em outro estúdio (vamos abordar mais isso no decorrer do artigo).

A “Lei do Barramento Mínimo” e a Falta de Referência Real

Foto ilustrativa, barramento mínimo

Lembro quando estava na faculdade ouvir muito esse termo: “A lei do barramento mínimo”.

Existe um princípio na biologia e na engenharia chamado Lei de Liebig ou Lei do Barramento Mínimo: a capacidade de um sistema é sempre limitada pelo seu elo mais fraco. Não importa o quão forte sejam os outros elementos, sempre o elo mais fraco que quebra…

Já ouviram falar disso?

Um exemplo que meu professor da UFPR usava era a seguinte:

Imagine um barril de vinho com as melhores 9 tábuas de madeira do mundo. Imagine o que quiser. Um jacarandá, um Carvalho… quem sabe um ébano?

Foto ilustrativa: vinho vazando do barril

Mas faltou uma… putz! É que nesse universo da analogia os barris são feitos com 10 tábuas. E o artesão que faz barris só tem 9! E agora? Vamos usar uma qualquer ali. Ninguém liga!

Então esse artesão pega uma tábua com um pequeno furo.

O barril ficou lindo, ele o vendeu e pagaram caro nele.

Mas não importa o que o dono atual faça. O vinho sempre está a vazar naquele furo.

Ele pote tapar o furo, mas o sabor dessa madeira é horrível!!!

Ele pode colocar açúcar no vinho tento o salvar, mas o cheiro mesmo assim ainda sabe mal!

Enfim. Não há o que fazer. Essa única madeira estragou o barril mais caro do mundo!

Isso funciona em muitos aspectos da nossa vida. Seja social, econômico, produtivo ou até mesmo na informática, na física… em tudo!

No áudio, e em outros ramos, isso é uma verdade absoluta que muita gente ignora.

Vejo músicos gastando fortunas em simuladores de última geração ou em guitarras caríssimas, mas a referência de escuta deles é limitada.

Muita gente acha que um simulador soa “fenomenal” porque a vida inteira só tocou em caixas de entrada tipo Watson ou Ciclotron (não julgo as marcas, mas cada marca sabe o público que tem… e cada um sabe a marca que compra).

Nunca tiveram a oportunidade de tocar plugado em um Mesa Boogie, um Fender valvulado de época, um EVH, um Orange de grande porte… muito menos de ouvir de perto a pressão de falantes Celestion ou Jensen empurrados por um gabinete de respeito.

Muitos nem conseguem distinguir a real diferença de perfil entre um timbre americano (tipo Fender) e um inglês (tipo Orange ou Marshall), quanto mais a resposta dinâmica de um circuito transistorizado para um valvulado.

E não digo isso com orgulho… eu falo isso com tristeza no meu coração. Eu sei que cada um tem seus problemas, seus compromissos e suas realidades.

Mas infelizmente tem pessoas que escolhem viver na ignorância, fecham os olhos pra fatos. E contra fatos, meus amigos, não há argumentos. Concordam?

Para ilustrar ainda mais essa história, lembro que certa vez, um cliente veio aqui na oficina, com uma Epiphone Les Paul zero, dizendo que estava decepcionado com a sua nova aquisição.

Foto ilustrativa: Epiphone Les Paul

Alegava que não sentia diferença nenhuma entre as três guitarras dele: uma PRS, uma Fender Telecaster e essa sua nova Epiphone.

Foto ilustrativa: Telecaster

Fiquei encucado com aquilo. Perguntei onde ele tocava e ele me disse que usava um amplificador Meteoro de 15W em casa.

Claramente o amplificador era o gargalo. Ele agia como um buraco no barril, que não deixava o vinho ficar acima da média do furo. E quando ele tapava esse “buraco” de alguma forma, o “gosto” sabia mal… a cada solução, aparecia uma nova dor de cabeça.

Foto ilustrativa: PRS

Mandei ele trazer as outras duas guitarras aqui na oficina. Fui em casa correndo buscar meu Marshall JCM800 e liguei ao lado do balcão (um cabeçote que modifiquei pessoalmente para soar idêntico ao do Slash na época do Use Your Illusion).

Foto ilustrativa: JCM800

Ligamos e testamos as guitarras uma por uma.

A semblante dele mudou na hora, mano!

As nuances, os ataques de palheta, o brilho da Fender, a resposta gorda da Epiphone e o equilíbrio da PRS finalmente apareceram.

Dava pra notar nitidamente as que eram blindadas ou não.

Notava-se até a que tinham abafador nas molas e a que não tinha.

Vocês entendem isso? Aquele amplificador de 15W estava agindo como o barramento mínimo da cadeia dele, sufocando completamente a identidade dos instrumentos.

Meu Roland Micro Cube N225 Guitar Amp Japan

Até meu Roland Micro Cube de 2W, que uso para testes rápidos e fica acoplado bancada, a diferença ficou nítida, simplesmente porque a cadeia estava casada de forma transparente (inclusive ele anunciou o Meteoro dele e colocou outros pedais a venda no mesmo dia kkkk).

Física, Som e Espaço: O que o Simulador Não Consegue Copiar?

Imagem ilustrativa: caixa de som

Quando o Rick Bonadio critica os Impulse Responses e os simuladores, principalmente concordo com ele quando falamos desse tipo de equipamentos em estúdios, existe um ponto físico real ali que o meio digital ainda não conseguiu resolver: a resposta acústica e mecânica do ambiente.

O áudio digital simula perfeitamente a frequência gerada na saída do cabo. Mas ele não simula o que acontece no ar. Não tem capacidade de moldar o espaço a sua maneira.

Um gabinete real de alta potência vibra a madeira. Ele move ar. As ondas sonoras saem do falante, batem nas paredes, móveis, quadros e cortinas de uma sala e voltam para o próprio gabinete. Tudo acontece de forma dinâmica e automática.

Essa energia física que sai do falante faz madeira do amplificador tremer…

reverb de mola vibrar.

A válvula que esquentou passa a capturar/absorver um pouco da resposta física de um peteleco ou esbarrão que você dá no amp.

O som refletido em cada tipo de sala volta de um jeito. E a resposta nunca é igual.

Se você usa uma válvula de pré-amplificação de alto ganho (tipo, uma 12AX7 na posição V1), normalmente qualquer vibração física ao redor afeta, nem que seja só um pouquinho, o comportamento dela.

Em uma válvula menos potente as respostas são “sentidas” de formas diferentes.

Voltando ao reverb de mola… ele normalmente fica parafusado ou colado dentro do cabeçote e reage a isso… inclusive, esses dias atrás tive que fazer Bags e colocar espumas específicas em um projeto de cliente para controlar a ressonância mecânica das molas na caixa… deve sair em breve um artigo sobre.

Quando você toca em um amplificador valvulado com ganho alto, normalmente o falante se comporta de forma não linear dependendo da pressão física exercida. Cada escorregada de palheta ou esbarrão acidental nas cordas faz a V1 responder com um estalo orgânico e imediato. O ambiente interage diretamente com o som que você está ouvindo e sentindo.

No simulador, mesmo nos mais caros, sinto uma camada artificial. Parece que estou tocando dentro de uma bolha sintética. Não sinto esses detalhes de resposta dinâmicos, nem a “microfonia” natural gerada pelo “ar” batendo no meu corpo ou no do instrumento.

Além disso, o IR e a maioria dos black box te deixam preso para sempre na sala onde ele foi capturado.

Se eu levo o meu JCM800 ou o meu Micro Cube da oficina para minha casa ou para um estúdio de ensaio, ou até mesmo uma gig ou conserto ao ar livre o som responde e se adapta ao espaço real em que estou.

Já simulador soa exatamente igual em qualquer lugar: como se eu estivesse eternamente dentro do estúdio… congelado onde a captura foi feita.

Ética vs. Logística

Erica vs logística

Isso nos leva ao ponto central da dicotomia: por que a briga entre estúdio e palco não faz sentido?

Não sei quanto a vocês, mas se eu pago por um estúdio comercial de alto nível, eu não me considero pagando apenas pelo tempo de sala. Eu pretendo estar pagando pela experiência do ar sendo movido e empurrado pelos falantes, válvulas aquecidas ao máximo, fazer som sem me preocupar em incomodar o vizinho e ter acesso a microfones lendários capturando aquelas nuances físicas em tempo real.

Se for para gravar um disco usando simulação digital e plugins, no fone… o músico faz isso dentro do próprio quarto, na interface de áudio dele.

Para que vou pagar um estúdio caro se a cadeia de sinal vai ser sintetizada em um algoritmo? Arrasto a mesa da minha varanda e coloco todo mundo pra tocar ali mesmo.

Faz todo sentido a exigência técnica no ambiente de gravação.

Por outro lado, agora vamos levar essa discussão para o palco…

O meu rig completo de JCM800 com gabinete 4×12 pesa brincando mais de 100 kg. Cê tá doido que vou ficar carregando essa montanha de ferro e madeira de um lado para o outro para fazer show de bar em bar ou viajar com ele pra cima e pra baixo.

Para a logística de um músico da estrada, fazer a captura do amplificador e levar um equipamento de 1 kg na mochila é a decisão mais inteligente que existe.

Tudo se trata da ferramenta certa para a necessidade certa.

Autoridade e Fator Humano (Os 99,99%)

Como diz o ditado: “Não adianta ser dono da bola se você não sabe jogar”.

A ouviram falar disso?

Eu preciso ter equipamento de alta fidelidade e referência na oficina por uma questão de responsabilidade profissional.

Já passaram pelo meu balcão guitarras que variam de 10.000€ até 40.000€… peças como Fender Signatures e/ou Masterbuilt, PRS Private Stock, Gibson Custom Order e instrumentos raros como Patrick Eggle.

Para avaliar a construção, a regulagem e a captação de um instrumento dessa magnitude, eu não posso ter um barramento mínimo ruim. O instrumento precisa ser testado em um sistema que entregue toda a dinâmica sem mascarar absolutamente nada.

A autoridade do trabalho vem de ter a ferramenta à altura da exigência.

Mas a grande verdade que ninguém no YouTube quer aceitar é esta: no final das contas, 99,99% do timbre está na mecânica do músico.

A forma como a mão ataca a corda, o ângulo da palheta, o controle de dinâmica, o abafamento e a precisão dos dedos.

Se você colocar um guitarrista medíocre em uma Fender Masterbuilt ligada em um Dumble real de US$100.000, o resultado vai continuar sendo fraco.

Se você colocar um virtuoso guitarrista com dinâmica de mão impecável em uma Squier ligada em um simulador barato, vai soar incrível.

O equipamento de ponta e a física dos amplificadores reais não servem para salvar quem não sabe tocar.

Eles servem apenas para não atrapalhar quem realmente sabe o que está fazendo.

Referências e recomendações

Bom, acredito que o básico seja isso, lembrando que tentei explicar tudo da forma mais breve e simples possível.

Casa alguma dúvida permaneça pode me mandar uma mensagem nas minhas redes sociais que ajudo. Se houveram muitas dúvidas eu faço um novo artigo respondendo todas.

Caso tenha interesse em se aprofundar mais nesse assunto, indico que busque conferir esses conteúdos a seguir:

  • Liebig, Justus von. Organic Chemistry in its Applications to Agriculture and Physiology. (Origem da Lei do Barramento Mínimo / Lei dos Mínimos).
  • Blencowe, Merlin. Designing Tube Preamps for Guitar and Bass. FXBlaster, 2009.
  • Weber, Gerald. A Desktop Reference of Hip Vintage Guitar Amps. Kendrick Books, 1994.
  • Aha, Robert. The Physics of Electron Tubes and Audio Amplification. IEEE Transactions on Audio, 1988.
  • Pakarinen, Jyri; Yeh, David T. A Review of Digital Techniques for Modeling Vacuum-Tube Guitar Amplifiers. Computer Music Journal, Vol. 33, No. 2, 2009.
  • Eichas, Fabian; Möller, Sebastian; Zölzer, Udo. Block-Oriented Gray Box Modeling of Guitar Amplifiers. Proceedings of the 20th International Conference on Digital Audio Effects (DAFx-17), 2017.
  • Eichas, Fabian; Zölzer, Udo. Virtual Analog Modeling of Guitar Amplifiers with Wiener-Hammerstein Models. DAGA, 2018.
  • Schmitz, Thomas. Nonlinear Modeling of the Guitar Signal Chain Enabling its Real-Time Emulation. PhD Thesis, University of Liège, 2019.
  • Mäkinen, Antti et al. Neural Grey-Box Guitar Amplifier Modelling with Limited Data. Proceedings of the 26th International Conference on Digital Audio Effects (DAFx), 2023.
  • Juvela, Lauri et al. End-to-End Amp Modeling: From Data to Controllable Guitar Amplifier Models. arXiv, 2024.

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