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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 alta potencia para megafonía , estudios de grabación, teatros, clubes nocturnos, conciertos y giras.

Gunness trabajó con Electro-Voice en Michigan durante 11 años, registrando tres patentes relacionadas con la tecnología de bocinas. Trabajó en Eastern Acoustic Works (EAW) en Massachusetts durante 12 años, registrando tres patentes en el proceso de creación de una amplia variedad 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 transductores del altavoz, aplicando una imagen inversa de la distorsión esperada para cancelar las peculiaridades del altavoz. Gunness cofundó Fulcrum Acoustic en 2008: una empresa de altavoces cuyo objetivo es diseñar altavoces basados ​​en el procesamiento digital de señales (DSP), componentes innovadores y una 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 el ciclismo, 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 matricularse 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 fabricaba sus propios altavoces , y decidió continuar en este campo, cambiando sus estudios para centrarse en acústica y 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 electrónica

La primera patente de Gunness, un colector de zinc fundido que combinaba cuatro transductores de compresión en una bocina.

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

En 1984, Gunness presentó una patente para una mejor manera de usar un colector para combinar las salidas de múltiples transductores de compresión para aumentar el nivel de potencia sonora (SPL), utilizando de dos a cuatro superficies reflectantes planas en la garganta de una bocina para redirigir las ondas sonoras para una suma más coherente. [ 4 ] Este diseño de colector de baja distorsión hizo posible que EV produjera su primer altavoz de alta potencia para conciertos y giras: el MT-4, donde "MT" significa "Tecnología de Colector". Este era un sistema de 4 vías dividido entre dos recintos , con cuatro transductores de altavoz sumados en cada paso de banda; un total de 16 transductores. Los dos pasos de banda superiores usaban el diseño de colector de Gunness para transductores de compresión, cada colector formado por dos piezas fundidas de zinc. Las frecuencias medias bajas eran transmitidas por cuatro transductores de cono de 10 pulgadas (250 mm) sumados usando una implementación más grande del concepto de colector de Gunness basado en trazado de rayos y reflexión. [ 5 ] El MT-4 era un sistema muy pesado, con 633 libras (287 kg) , [ 6 ] pero ofrecía más potencia en un paquete más pequeño y era más rápido de colocar y conectar. [ 7 ] El MT-4 resultó popular, utilizándose 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 artículo a la Audio Engineering Society (AES) en noviembre de 1986, describiendo los métodos que utilizaron para sumar cuatro drivers en cada paso de banda. [ 5 ]  

En 1986, Gunness desarrolló la serie EV HP de altavoces de bocina basándose 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 obtener un mayor nivel de presión sonora (SPL), producían un estrechamiento indeseable del patrón de salida por encima de los 10 kHz . Su diseño patentado utilizaba dos nervaduras o paletas longitudinales para formar tres "pseudo bocinas" dentro de la abertura 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, donde las personas sentadas cerca del recinto escuchaban un sonido no demasiado fuerte y las sentadas más lejos, un sonido suficientemente fuerte. En ambos casos, el patrón de sonido buscaba minimizar la energía sonora que rebotaba en las paredes; las reflexiones creaban cancelaciones de trayectos múltiples no deseadas. La bocina presentaba una ranura de difracción vertical más estrecha en la parte inferior, lo que reducía la salida para las personas sentadas debajo del recinto en el campo cercano y la aumentaba para las 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 describiendo un sistema que utilizaba ruido rosa y un receptor filtrado para generar curvas de respuesta polar que representaban los patrones de salida del altavoz. [ 13 ]

Obras acústicas del este

En septiembre de 1995, Gunness trasladó a su familia, que ahora incluía un hijo y una hija, de Michigan a Massachusetts tras aceptar un puesto como ingeniero sénior en Eastern Acoustic Works (EAW) en Whitinsville . [ 1 ] Su primera tarea fue establecer 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 clúster de altavoces de alta potencia para conciertos. [ 14 ] Este trabajo condujo al desarrollo del sistema de giras para conciertos de la serie KF900 de EAW. [ 15 ] En 1997 presentó dos patentes relacionadas con esta investigación: una para un altavoz de relleno inferior que dirigiría el sonido hacia abajo sin necesidad de una configuración diferente a la de sus vecinos superiores, [ 16 ] y un método para crear un "frente de onda acústico común" de bocinas de altavoces dispuestas horizontalmente y montadas en recintos trapezoidales, lo que situaba el centro acústico del conjunto muy cerca de la parte posterior del recinto. [ 17 ] Las bocas de las bocinas minimizaban la difracción entre los recintos. [ 18 ] El sistema KF900 incorporaba procesamiento digital de señales (DSP) para cada fila horizontal de transductores en el conjunto de altavoces. Gunness afirmó que llevar el DSP a buen término mediante un riguroso análisis matemático del rendimiento fue una "tarea monumental" que le proporcionó una amplia base de técnicas de análisis informático que utilizaría en invenciones posteriores. [ 1 ] El KF900 se implementó a mediados de 1998 para 11 fechas de la gira Promise Keepers , y su respuesta se midió durante los conciertos como parte de un plan iterativo de optimización del producto. En 2001, Eric Clapton utilizó el sistema KF900 durante la gira de apoyo 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 aún estaba en Electro-Voice. [ 19 ] Heinz Field , sede del equipo de fútbol americano Pittsburgh Steelers, recibió un sistema KF900 instalado, al igual que Fenway Park , sede del equipo de béisbol Boston Red Sox . [ 20 ] [ 21 ]La puesta a punto final del sistema en Fenway se realizó utilizando el software Smaart . [ 22 ]

Gunness también diseñó los siguientes modelos de altavoces EAW: el trapecio de largo alcance MH433 con puntos de anclaje, el subwoofer doble de 12 pulgadas "super" BH822 , exclusivo para instalación fija, el subwoofer de gira LA400 y la serie MQ de gran formato apilable. [ 3 ] [ 14 ]

Enfoque de Gunness

Durante años, Gunness buscó diversas soluciones electrónicas para las características indeseables de las bocinas. En EV, en 1985, Gunness observó las diferencias de rendimiento entre distintas formas de bocinas y teorizó que un filtro electrónico podría permitir su 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 seguían siendo insuficientes 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 ] Partiendo de este trabajo, Gunness dirigió un equipo de ingenieros de EAW para desarrollar un espectrograma de transformada wavelet propio para la investigación interna. El espectrograma de EAW redujo la complejidad visual al aplicar un filtro paso bajo de desplazamiento de fase cero a la señal de audio bajo prueba utilizando filtros de respuesta de impulso infinita (IIR) de imagen especular . [ 24 ] El espectrograma reveló anomalías en el rendimiento del altavoz, lo que permitió al equipo de ingeniería identificar mecanismos que caracterizaron como "sistemas de dos puertos"; es decir, mecanismos que demostraban una sola entrada, una sola función de transferencia y una sola 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 ser no lineales con respecto al nivel de señal, la distribución espacial ("cobertura") o en el tiempo, como la rigidez del cono o la compliancia del borde. Esto dejó varios mecanismos sustanciales "lineales, invariantes en el tiempo" (LTI) que se podrían corregir mediante filtrado digital . Estos incluían 1) la dispersión temporal de la interfaz del controlador de compresión/ conector de fase , 2) la resonancia de la bocina, 3) la resonancia del cono y 4) la linealidad de fase del crossover entre bandas de paso adyacentes. [ 24 ] [ 25 ] En abril de 2005, EAW anunció la Serie NT, una línea de altavoces autoamplificados biamplificados de 2 vías que incorporaban la "nueva tecnología" que inicialmente se denominó "Corrección de Transducción Digital" (DTC). [ 26 ] La revista Mix citó a Gunness identificando la "desviación temporal" del controlador de compresión como un problema de larga data en los altavoces que se contrarrestaba mediante el preacondicionamiento de la señal de audio. [ 26 ] Más tarde ese año, EAW eliminó el acrónimo DTC y comenzó a promocionar la tecnología como "Gunness Focusing".[ 25 ] [27 ]

En la convención de la AES en octubre de 2005 en la ciudad de Nueva York, el ingeniero de proyecto de EAW, William "Bill" Hoy, y Gunness presentaron un documento 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 desenfoque temporal que ocurre en el pequeño espacio entre el diafragma del controlador de compresión y el tapón de fase. Descubrió que solo la mitad de la energía del controlador de compresión, en el mejor de los casos, va directamente del 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 o bien se reflejan de vuelta a 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 para un premio TEC en 2006, pero no lo ganó. [ 31 ]

arreglos lineales

Gunness se unió al cofundador de EAW, Kenton Forsythe, y al 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 compacto de 3 vías. Ambos sistemas podían ampliarse con subwoofers apilados en el suelo o suspendidos. Un principio común a los dos tamaños diferentes de productos de la serie KF700 era el 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 cercanas y lejanas. [ 32 ] Este método evitó lo que Gunness describió como una discontinuidad entre recintos de altavoces adyacentes alimentados a diferentes niveles de señal; observó transitorios difuminados y problemas de respuesta de frecuencia . [ 33 ] Gunness escribió sobre el sombreado de divergencia y problemas generales de arreglos lineales en agosto de 2000. [ 34 ] El producto KF760 se reveló en mayo de 2001. [ 35 ] Los principales conciertos que utilizaron los KF760 incluyeron el Festival de Jazz y Blues de The 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 de la gira Give Me Ed... 'Til I'm Dead 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 suspendidas para su sistema de monitoreo vocal en el escenario ; El ingeniero de monitores Maceo Price y el propietario de la empresa de sonido Tim Cain se reunieron con Gunness y Rocha, analizando los resultados del software de predicción para determinar qué línea de productos EAW se adaptaría mejor al propósito de monitores de alta potencia que no interfirieran con el baile de Usher ni con los cambios de escenario. [ 41 ] A finales de 2006, los productos de arreglo lineal KF760 y KF730 se habían complementado con la opción Gunness Focusing a través del sistema de gestión de altavoces UX8800. THC Audio en Sofía utilizó la combinación UX8800/KF760 para la actuación de Snoop Dogg en Bulgaria en 2008. [ 42 ]

Gunness participó como panelista en un tutorial y taller de arreglos lineales de la AES en octubre de 2002, celebrado en Los Ángeles. Don Keele, cuyos descubrimientos de bocinas de CD en la década de 1970 sentaron las bases de la investigación posterior de Gunness, compartió el panel. [ 43 ] En octubre de 2003, Gunness escribió un artículo sobre la tecnología de "Arreglo Dirigido Digitalmente" (DSA) para la revista Live Sound International . [ 44 ] Amplió el concepto de DSA al mes siguiente para el Instituto Británico de Acústica (IOA). [ 45 ] DSA permitía ajustes en el ancho de salida vertical y la dirección vertical de una columna de transductores 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 la década de 1990 y se basó en gran medida en las observaciones obtenidas durante el desarrollo de la serie KF900. El software propietario FChart se utilizó para crear "DSA Pilot", que proporciona 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 de la caja. [ 44 ] [ 46 ] Gunness le dijo a la IOA que cada transductor en la columna vertical debe tener su propio DSP y amplificador para una correcta dirección del patrón de salida. Para el control de alta frecuencia, se requieren drivers físicamente pequeños. Una de las ventajas de DSA era que la caja del altavoz podía montarse plana contra una pared vertical en lugar de inclinada. La posición plana eliminaba el problema de la energía acústica que irradiaba desde la parte posterior de la caja, difuminando la salida frontal con tiempos de llegada de trayectos múltiples. [ 45 ]

En febrero de 2000, Mackie Designs compró EAW, pero conservó la marca EAW. En 2003, Mackie Designs cambió su nombre a LOUD Technologies y trasladó la fabricación de Mackie, anteriormente ubicada en Seattle, a Asia. A finales de 2006, LOUD trasladó la producción de altavoces de EAW a China; la fábrica de Massachusetts, que empleaba a 100 trabajadores de ensamblaje y carpintería, se redujo considerablemente. [ 47 ] La planta de EAW conservó la capacidad de cumplir con algunos pedidos personalizados de altavoces, mantuvo varios puestos de gestión y administrativos, así como al equipo de diseño formado por Kenton Forsythe, David Gunness y Jeff Rocha. Gunness continuó investigando y creando prototipos de altavoces, y revisó ejemplos de producción china para comprobar la calidad de la mano de obra. En enero de 2007, el cofundador de EAW, Kenneth Berger, vicepresidente sénior de LOUD, dejó la empresa. [ 48 ]

Fulcrum Acústica

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", lo que se había convertido en el estilo característico de Gunness. [ 49 ] Gunness pronto notó 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 ]

Ecualización temporal

Gunness y Siegel centraron su atención en los altavoces coaxiales , conocidos por sus deseables características de fuente puntual única, pero también por diversos problemas asociados con la distorsión de intermodulación (las bajas frecuencias modulan las altas) y variaciones sonoras 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 cajas profundas. Gunness y Siegel se propusieron diseñar un coaxial con un imán común para los transductores 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 lejos 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 transductor de compresión. [ 51 ] [ 52 ] Gunness desarrolló aún más su software propietario FChart, renombrado "Rayleigh" en honor a Lord Rayleigh , para mejorar sus capacidades para el desarrollo de estos y futuros productos.

Gunness ayudó a especificar y diseñar una instalación de 16 zonas y 100 altavoces en la discoteca Haze de 25,500 pies cuadrados (2,370 m 2 ) en el Aria Resort and Casino en 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 dada en una visita técnica realizada en junio de 2010 durante la convención Infocomm. [ 53 ] Gunness dijo que el diseñador del sistema John Lyons pidió un subwoofer que "aplastara" en todos los lugares de la pista de baile. Gunness respondió creando el subwoofer US221 con dos drivers de 21 pulgadas (530 mm) . Después de escuchar los resultados de 130 dB SPL de Haze, con un margen de 10 dB adicional porque se usaron diez US221, Lyons bromeó diciendo que el sistema superó el "aplastamiento" para establecer el "castigo" como referencia. [ 54 ] Ese mismo mes, el club nocturno Surrender de 65 000 pies cuadrados (6000 m² ) en Encore Las Vegas abrió sus puertas con una instalación de Fulcrum Acoustic que combinaba áreas interiores y exteriores. Gunness ayudó a configurar y ajustar el sistema. Señaló que tres subwoofers US221 proporcionaban un sonido con suficiente energía para la pequeña pista de baile. [ 55 ] En diciembre de 2012, la revista Wired escribió sobre cómo las correcciones temporales desarrolladas por Gunness eliminaron la "mancha de sonido" presente en los altavoces normales de los clubes nocturnos. [ 56 ]     

Referencias

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