Prof. Alberto Postiglione Dipartimento di Scienze della Comunicazione Facoltà di Lettere e Filosofia Università degli Studi di Salerno 1.3c: La Codifica Digitale dei Suoni Informatica Generale (Corso di Studio in Scienze della Comunicazione) Web Data Design (Corso di Studio Magistrale in Comunicazione, Audiovisivi e Società della conoscenza) Cooperazione di Agenti Informatici (Corso di Studio Specialistico di Informatica Università di Roma II) Bibliografia Curtin, 10.4 (vecchie edizioni) Curtin, 9.4 (nuova edizione) CR pag. 18-20 Questi lucidi 2 1
Il Suono Se pizzichiamo la corda di una chitarra ci accorgiamo che viene generato un suono dalla vibrazione della corda. Qualsiasi tipo di suono, non solo quello di una corda di chitarra, è prodotto da un fenomeno di questo tipo in cui c è un corpo, chiamato sorgente del suono, che vibra. Quando un corpo vibra, la sua vibrazione si propaga nell ambiente circostante sotto forma di un onda di pressione. 3 Le onde sonore Fisicamente, un suono è rappresentato da un onda (onda sonora) che descrive la variazione della pressione dell aria nel tempo Sull asse delle ascisse viene rappresentato il tempo Sull asse delle ordinate viene rappresentata la variazione di pressione corrispondente al suono stesso 4 2
Le onde sonore La rappresentazione precedente viene detta analogica e fornisce una descrizione continua dell onda sonora Come già abbiamo visto, le rappresentazioni analogiche non sono adatte al mondo dei computer E necessario trovare un modo per trasformare l onda sonora in formato digitale. L unico tipo di informazione che i computer conoscono è quella composta da sequenze di 0 e 1. 5 Digitalizzazione Come avviene la conversione di un onda sonora in una sequenza di numeri binari? Sono necessari due passi: per prima cosa, usando un microfono, si deve trasformare l onda sonora in un segnale analogico (di tipo elettrico). Successivamente questo segnale verrà inviato ad un dispositivo detto convertitore analogico-digitale, o più brevemente ADC, che lo convertirà in una sequenza digitale di numeri binari in base ad un procedimento a due fasi: Campionamento Quantizzazione 6 3
Digitalizzazione (CAMPIONAMENTO) Il primo passo consiste nel trasformare l onda sonora in un insieme di valori. Questa trasformazione si realizza misurando il valore dell ampiezza del suono ad intervalli di tempo regolari. (QUANTIZZAZIONE) Il secondo passo, chiamato quantizzazione, consiste nel trasformare l altezza di ognuno di questi gradini in un numero binario che potrà essere utilizzato dal computer. 7 Campionamento Si effettuano campionamenti sull onda, cioè si misura il valore dell onda a intervalli costanti di tempo e si codificano in forma digitale le informazioni estratte da tali campionamenti. Quanto più frequentemente viene campionato il suono tanto più precisa sarà la sua rappresentazione 8 4
Quantizzazione La Quantizzazione, consiste nel trasformare l altezza di ognuno di questi gradini in un numero binario che potrà essere utilizzato dal computer. Generalmente questo numero viene rappresentato su 16 bit in modo tale da consentire 32768 intervalli possibili di ampiezza. Se usassimo 8 bit per quantizzare il suono, i valori di ampiezza possibili per ogni campione sarebbero 256, e questo porterebbe ad suono finale più rumoroso (provare utilizzando ad esempio un Wave Editor per cambiare questi parametri ed ascoltare la differenza). 9 Errore di rappresentazione La digitalizzazione è un processo che introduce inevitabilmente errori di rappresentazione del segnale sonoro (analogico) originale Campionamento Campionamento Segnale analogico Segnale campionato..001101110010101 Segnale digitale Quantizzazione Quantizzazione 10 5
Formato dei suoni Il suono stereo di qualità CD è campionato con una frequenza di 44100 volte al secondo ed un campione a 16 bit per ciascun canale. WAV (non compresso): circa 10MB per ogni minuto di musica MP3 (compresso): che consente di ridurre fino ad 1/12 lo spazio necessario alla memorizzazione senza apprezzabili perdite di qualità del suono MIDI (Musical Instrument Digital Interface). 11 Formato dei suoni I file MIDI non memorizzano i suoni, bensì comandi da inviare al computer per riprodurre i suoni Necessitano della presenza di un insieme di suoni di base Utilizzati per standardizzare le comunicazioni tra gli elaboratori e gli strumenti musicali elettronici Con software adeguato è possibile memorizzare, comporre, arrangiare, registrare, modificare, ascoltare musica 12 6
Strumenti per il trattamento di suoni Registrazione di Suoni (Windows): programma che permette di Registrare Ascoltare Modificare suoni. START+PROGRAMMI+ACCESSORI+SVAGO 13 7