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Fondamentali del Segnale AUDIO DIGITALE [Cap 2]

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nico69

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Messaggio 11 feb 2009, 12:11

Fondamentali del Segnale AUDIO DIGITALE [Cap 2]

QUALITA’ AUDIO (teoria)

Il termine “risoluzione”, associato a qualità audio, fa scaturire immediatamente un’esempio. Andando ad effettuare una fotografia digitale, ci premuriamo di conoscere di quanti pixel disponiamo, quanta memoria occuperà il file. Avendo a disposizione un file di grandi dimensioni potremo effettuare un ingrandimento senza perdere di “qualità”. Diversamente, con un file di bassa risoluzione, l’immagine ingrandita risulterà “sgranata”. Avremo bisogno di un numero di pixel maggiori. Per avere una qualità sufficiente bisognerebbe disporre di un reticolo di suddivisione che per ogni cmq impieghi 180 pixel a dimensioni reali con l’impiego, dell’adeguata memoria. Nel mondo dell’Audio Digitale la questione è identica. Torniamo al solito concetto. Più memoria “metti in campo” e più qualità riesci a preservare. Più Bit utilizzi e più riesci a suddividere l’asse y per campionare il suono con un valore “quasi reale”. Più intervalli utilizzi quanto più l’errore di approssimazione (quantizzazione) risulterà leggero ed il valore restituito (suono) risulterà fedele.
La qualità del segnale digitale dipende dalla quantità di memoria che hai la possibilità di stanziare e gestire. Fin qui, lo scritto, si è attenuto a una disquisizione prettamente tecnica, come seguirà nel prossimo paragrafo sovracampionamento ma, reputo opportuno, in questo capitolo, continuare con un discorso teorico che servirà come considerazione nelle successive fasi di pratica.

La Qualità audio di cui si ha bisogno, non ha canoni fissi ma, dipende dalle risorse disponibili e lo standard qualitativo che si vuole ottenere nel contesto di utilizzo.

Un “audiofilo” che ascolta il suono tramite il suo impianto, magari valvolare, Vintage (associando dei componenti al più alto livello al fine di creare una combinazione perfetta che a proprio parere riproduce e rappresenta la vera Fedeltà), egli inorridirebbe a suonare ed ascoltare un file. Non suonerà mai un Mp3 con il suo amplificatore valvolare. Per ascoltare un Ipod si utilizza un file compresso magari anche a bassa risoluzione. Per suonare in Disco che cosa serve? Questo in non lo posso sapere ma, come ripeto, dipende dalle risorse che utilizzi e quello che vuoi ottenere. Ma, fattore altrettanto importante, da tenere in estrema considerazione è che la “vera fedeltà” audio, non esiste, neanche ai più alti livelli. Questo risulta un concetto indigesto ma cercherò di illustrarlo brevemente. Cosa succede nelle fasi di registrazione e mixaggio di una traccia? Già alcune ore prima dell’evento si sta iniziando ad effettuare una serie di scelte che condizioneranno, che determineranno l’audio finale. Il fonico che posiziona un determinato tipo di microfono in una determinata posizione sta già effettuando delle scelte in base al proprio gusto ed esperienza. I singoli strumenti vengono registrati separatamente su tracce per essere rimaneggiati con gli interventi che si ritengono opportuni e necessari. In questa fase si decide il sound che ogni singolo strumento deve assumere tramite interventi di equalizzazione, compressione, limitazione, riverbero e chi più ne ha ne metta. Successivamente, con la fase di mixaggio si fondono le singole tracce in un unico segnale stereo ed il risultato dei singoli strumenti sommati non è più lo stesso. Si rendono opportune ancora delle fasi di manipolazione del segnale audio per arrivare al risultato finale. Anche la scelta della “dinamica” che si vuole conferire all’audio, da individuare a priori, considerando che il 95% dei dischi commercializzati viene riprodotto su modesti impianti audio, condiziona il risultato finale. Le varie conversioni tra analogico e digitale che vengono effettuate nello studio di registrazione (almeno quattro) durante tutto il processo di produzione musicale, anche se effettuate come successivamente descritto al paragrafo Sovracampionamento producono inevitabilmente una degenerazione del segnale originario. Possiamo ora affermare che il sound finale risultante è una riproduzione fedele dell’evento originario?
No. Il risultato presente non è una riproduzione realistica fedele ma, il sapiente equilibrio mediato dalla sensibilità e gusto del fonico volto ad ottenere un suono di “presunta naturalezza”.

SOVRACAMPIONAMENTO (teoria)

Ho tralasciato, precedentemente, per semplicità, di affondare alcune problematiche riguardanti la fase di campionamento, che vengono superate effettuando una procedura di sovracampionamento del segnale.
- Abbiamo visto come nella fase di prelievo dei campioni venga “tralasciato” il rilievo di alcune parti del segnale, omettendo di descrivere delle frequenze, ebbene, se queste frequenze omesse si trovassero come segnale oltre la banda udibile (20Hz-20KHz) non verrebbero descritte così come sono ma, il segale decadrebbe di un certo numero di frequenze, creerebbe una nuova frequenza (frequenza di aliasing), che rientrerebbe nella banda udibile e quindi riprodotto.
- Abbiamo visto come nella fase di prelievo dei campioni si debba compiere un “errore” per approssimare il valore reale al valore più prossimo presente nella scala di riferimento (rumore di quantizzazione).
- Teniamo presente che ogni volta che ci troviamo nella necessità, dobbiamo effettuare una manipolazione (elaborazione numerica) del segnale digitale, ricorre nuovamente l’errore di quantizzazione ed inseriremo nuovamente nel segnale un’approssimazione. Andando ad applicare al segnale un qualsiasi filtro, plug-in, elaborazione software, si opera una nuova conversione tra formato numerico decimale e formato binario con approssimazione tanto più pesante se si dispongono di limitati bit. Ecco perché le elaborazioni wave risultano distruttive. Andando a modificare il segnale si determina un valore che, si sarà reale ma, memorizzandolo in bit, verrà associato al valore più prossimo. Effettuando l’operazione inversa, non torneremo al valore iniziale di partenza ma, al valore più prossimo, avendo effettuato due approssimazioni.
Abbiamo visto come il formato “standard” audio di commercializzazione dei CD musicali sià 16Bit/44.1KMh. Bene, allora adottando un aumento nella risoluzione dello standard posso superare tutti gli “errori” indotti dalla conversione del segnale continuo (analogico). Infatti. Andando a campionare il segnale audio ad una frequenza temporale maggiore, si riduce l’intervallo di tempo tra un campione e l’altro, il segnale risulta sempre più con andamento “continuo”. Qua entra in gioco la disponibilità di memoria e capacità del processore. Oggi, tutto il processo di produzione musicale avviene interamente in digitale con formati di risoluzione esagerati. Nella fase di registrazione del segnale originale, con idonee apparecchiature si arriva anche ad effettuare un sovracampionamento di volte 128x44.1KHz. In fase di elaborazione e mixaggio si lavora normalmente con risoluzioni di 96KHz/24Bit per poi riportare tutto il lavoro allo standard di commercializzazione.
Prima di passare alla fase pratica dobbiamo fissare un concetto, il più importante, con cui facciamo i conti, chi è che penalizza la qualità.
Abbiamo capito che nel mondo digitale più “memoria” mettiamo in campo e più qualità torna indietro, “l’alta fedeltà” può essere riprodotta con naturalezza se la risoluzione è adeguata.
Allora, che problema c’è? Con i processori attuali!
Non è proprio così!
Una traccia musicale, in bit, pesa come un”’elefante”.
2(stereo) x 16(bit) x 44.100(freq.) = 1.411.200 bit/s che tradotto in bit per ogni minuto si impiegano 10,32Mb. Se consideriamo poi quello che avviene con il sovracampionamento in registrazione un minuto corrisponde a 1,32Gb.
Per questo fenomeno, si reputa a volte necessario, effettuare una compressione (riduzione) dei dati su altri formati (mp3), come vedremo nel capitolo successivo.

COMPRESSIONE (teoria)

Abbiamo visto come l’operazione di campionamento alla “risoluzione” di standard commerciale (44.1KHz-16Bit) produca una quantità di 1.411.200 bit/s corrispondenti a 10,3 Mb al minuto. Un brano “pesa” circa 60 Mb in termini di memoria, con una serie di problematiche insuperabili se trasferiamo questi dati in rete e/o si possiede una collezione interminabile. Si rende necessario “alleggerire” questi dati, operare una compressione (non confondere con “compressione” audio della dinamica) per memorizzare e trasferire i file. A questo punto abbiamo a disposizione varie “tecniche” e software ma, funzionano tutti secondo un principio. Abbiamo una prima tecnica (loseless) senza perdita di informazioni e, una seconda tecnica (lossy) con perdita. Nel primo caso, scompattando i dati recuperiamo esattamente l’informazione iniziale. Nel secondo caso vengono eliminati dati e, in caso di decompressione recuperata solo una informazione approssimata. Ometto una spiegazione ed elencazione dei fari formati, le peculiarità e risorse ma, affronto l’unico concetto che mi interessa.
Chiaramente una compressione con perdita d’informazione produce dei risultati nettamente migliori in termini di risparmio ma, che utilizzo possiamo fare di questo file a bassa risoluzione? A quale “compromesso” con la qualità siamo andati incontro e dove siamo disposti ad arrivare? Parlando di “qualità” torniamo al concetto di, contesto di utilizzo. A cosa ti serve questo file? Chiaramente non può essere più “manipolato”. Chiaramente nel momento che decido di masterizzare un cd audio non avrò la qualità necessaria. Chiaramente non è la “fonte” migliore da riprodurre in un contesto professionale di “alta fedeltà” a massimi livelli.
Ma, per il nostro scopo, è più che adeguato.
Un minuto di musica compressa ad una risoluzione di 320 Kbit produce 2,3 Mb di dati anziché i classici 10,3 Mb circa, con un rapporto di compressione 5:1. Questo risultato in termini di risparmio è molto interessante. La qualità invece, alla quale abbiamo rinunciato, è veramente modesta in quanto la modalità di compressione dei dati (mascheramento) prevede l’eliminazione delle informazioni, relative le frequenze basse presenti vicino alle frequenze alte che, in ogni caso, sarebbero state leggermente mascherate. Questo file, se preparato come indicato nelle sezioni successive, se proveniente da un file ad alta risoluzione, va benissimo per essere riprodotto ma, non può più essere utilizzato per altre funzioni.
I file che personalmente preparo in formato mp3 suonano alla grande! Ma se andiamo ad applicare un effetto (plug-in o modulo), questo software processa nuovamente il segnale audio disponendo di pochi dati per la ridotta risoluzione del file, il risultato finale chiaramente è di bassa qualità.
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Messaggio 12 feb 2009, 13:54

Re: Fondamentali del Segnale AUDIO DIGITALE [Cap 2]

Quindi si può sfatare il mito che un file Wave "suona" meglio di un mp3 a 320 kbit?

(restando sempre in tema della riproduzione in un club)
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nico69

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Messaggio 23 apr 2009, 23:20

Re: Fondamentali del Segnale AUDIO DIGITALE [Cap 2]

DJ BOSS ha scritto:Quindi si può sfatare il mito che un file Wave "suona" meglio di un mp3 a 320 kbit?
(restando sempre in tema della riproduzione in un club)


Mah! personalmente, per esperienza, ti dico di si!

Se l'mp3 proviene da un ottimo wave ed è stato convertito adeguatamente, se suonato anche con un buon impianto, non senti differenza!

ATTENZIONE
Questo file non è più gestibile
Cioè
non posso applicare nessun effetto, ogni plug-in processerebbe il segnale con basa risoluzione, errore di quantizzazione, ulteriore decadimento del segnale audio

Io, personalmente suono esclusivamente in wave!
Prova
A sentire due brani, wave ed mp3 (320), non senti differenza
adesso
applica ad entrambi un flange, senti il vibrato
poi
dimmi se percepisci cosa :mrgreen:

Ecco il concetto
"I file che personalmente preparo in formato mp3 suonano alla grande! Ma se andiamo ad applicare un effetto (plug-in o modulo), questo software processa nuovamente il segnale audio disponendo di pochi dati per la ridotta risoluzione del file, il risultato finale chiaramente è di bassa qualità."
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GAlex

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Messaggio 24 apr 2009, 12:32

Re: Fondamentali del Segnale AUDIO DIGITALE [Cap 2]

invece come ti poni di fronte allo standard Mpeg-4?
Da quello che so a parità di compressione preservano maggior qualità...
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Setup: Lenovo Y50-70 - Traktor Scratch Pro 2 - 2 x Technics 1210 + Ecler Nuo 4.0 + NI Audio 10 + NI Kontrol X1
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nico69

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Messaggio 25 apr 2009, 10:13

Re: Fondamentali del Segnale AUDIO DIGITALE [Cap 2]

Non gli ho dedicato molta attenzione!
Non sono un'amante della compressione!

Bisognerebbe provarla sul campo! :wink:
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