Parametri del suono

Parametri fondamentali
Il suono è un segnale continuo, per essere memorizzato deve essere campionato ottenendo così un segnale digitale. Tre sono i parametri che caratterizzano il campionamento, tali parametri influenzano sia lo spazio occupato sia la qualità del suono:


Il numero di canali
Esistono due modi di ripartizione dei canali audio: Mono e Stereo. La modalità Mono ha uno solo canale mentre quella Stereo ne ha due separati ( sinistro e destro ). Ovviamente un segnale Stereo occupa, in termini di spazio, il doppio di uno segnale Mono. Nelle applicazioni più recenti il numero di canali è notevolmente aumentato, si pensi al surround, ma come sempre nell'informatica il problema sorge nel passaggio da uno a molti, e non interessa se questi molti siano due, dieci o più.


La risoluzione
Rappresenta il numero di bit utilizzati per rappresentare i campioni; solitamente si utilizzano 8 o 16 bit per campione: nel primo caso si hanno 256 valori possibili, relativamente pochi, infatti offrono una qualità del suono inferiore a quella di un nastro, nel secondo si hanno circa 65000 valori.


La frequenza di campionamento
È il numero di campioni al secondo; può variare da 11 kHz adatta alla registrazione della voce, a 22 kHz adatta alla registrazione di un nastro fino a 44 kHz per una registrazione a qualità cd. Questo parametro merita una maggiore attenzione rispetto ai precedenti infatti, segnali analogici diversi possono dare luogo allo stesso segnale campionato.
Per questo motivo è possibile che si verifichi che segnali analogici diversi che, una volta campionati con una frequenza troppo grande, danno luogo alla stesso audio digitale.

NyquistLa teoria del campionamento, in particolare il teorema di Nyquist, ci fornisce la soluzione a tale problema, infatti per avere una relazione univoca fra il segnale originale e quello campionato è sufficiente che la frequenza di campionamento sia il doppio della massima frequenza del segnale originale. Sinteticamente può essere spiegato così:
"Se si prendono dei campioni molto stretti fra di loro (frequenza di campionamento alta), ed il segnale varia lentamente nel tempo (la banda del segnale è sufficientemente stretta) si possono ricongiungere i vari punti individuati dai campioni senza intaccare la qualità del suono originale." Il famoso bitrate, non è altro che il prodotto dei tre fattori appena citati (numero di canali, frequenza e risoluzione),ovvero non è altro che il numero di bit necessari per riprodurre un secondo di suono e si misura in bit/s. Esempio: Un minuto d'audio stereo con qualità CD occupa circa 10 Mb (2 canali *2 byte per campione *44.1 kHz *60 s) mentre la riproduzione richiede una bitrate di 1,4 Mbit/s (2 canali *16 bit per campione *44.1 kHz).

LE TECNICHE DI RAPPRESENTAZIONE
Attualmente esistono diversi metodi per rappresentare dati audio; di seguito sono descritti brevemente alcuni formati.

WAV, AIFF
Sono i formati più semplici creati rispettivamente da Microsoft-IBM e Apple. Si basano sulla tecnica di modulazione a codifica numerica d'impulsi ( PCM : Pulse Code Modulation ), sono cioè, una registrazione fedele dei suoni in formato digitale. Entrambi occupano una notevole quantità di memoria, circa 10 MB per minuto, e sono utilizzati a livello professionale.
Midi
Questo formato nasce come standard per strumenti musicali digitali. Un file .midi può essere visto come uno spartito interpretato da un sequencer, infatti al suo interno contiene una sequenza di comandi che indicano quale nota far suonare, da quale strumento, con quale intensità e per quanto tempo. Questo comporta un notevole risparmio di spazio: un intero brano musicale, della durata di svariati minuti, può occupare qualche decina di kbyte, infatti ogni singolo evento MIDI occupa soltanto 11 byte.
Streaming audio: RAM, RM, ASF, ASX
Lo streaming è il trasferimento in rete dei dati audiovisivi in tempo reale; tutto questo senza tempi d'attesa derivanti dal download completo del file sull'Hard Disk del computer. Con lo streaming, infatti, non viene scaricato l'intero file audio prima di consentirne l'ascolto, ma la riproduzione inizia per ogni blocco di due secondi d'ascolto; nel frattempo viene scaricato il successivo. Si possono verificare momentanee interruzioni nella riproduzione, nel caso in cui il traffico nella rete risulti congestionato. Le due principali tecnologie d'audio streaming utilizzate sono Real (attraverso Real Player), e Windows Media ( attraverso Windows Media player). La tecnologia dello streaming audio ha permesso ,per esempio ,alle principali emittenti radiofoniche di presentare sui propri siti web i loro programmi trasmessi via etere.
DAB: Digital Audio Broadcasting
È un sistema di trasmissione di segnali radio digitali via etere. Il DAB si bassa su un algoritmo di compressione audio simile a MP3 ma evoluto per la trasmissione di bouquet di pacchetti che permettono all'emittente di presentare più di una versione dei suoi programmi. La qualità della trasmissione è variabile secondo la banda occupata. Durante la trasmissione sono usati i codici CRC per correggere errori e mantenere la trasmissione ad un elevato livello qualitativo anche in condizione di ricezioni non ottimali.