di TidalRace [user #16055] - pubblicato il 11 febbraio 2022 ore 13:30
L'avvento dei capienti supporti a disco Compact Disk ha decretato il successo del digitale nell'audio casalingo, aprendo la strada all'evoluzione tecnologica dei formati ad alta qualità e compressi. Lo racconta il nostro lettore TidalRace.
La digitalizzazione dell’audio, iniziata nel 1983 con i primi lettori di Compact Disk, permise l’ascolto della musica tramite dischi di minori dimensioni e molto più resistenti dei vecchi vinili. Rispetto ai nastri la qualità era enormemente migliorata, eliminando il fruscio di fondo e con un sistema molto più semplice di ricerca brani.
Le vecchie autoradio vennero presto sostituite da questi lettori con sintonizzatore FM incorporato. Nelle case molti affiancarono i nuovi lettori al vecchio giradischi e alla piastra a cassette per avere la possibilità d’ascoltare ogni supporto. Fino alla fine degli anni ‘90, le audiocassette erano comunque l’unico sistema di registrazione audio casalingo, ma s’incominciò a vedere i nuovi masterizzatori CD non ancora riscrivibili, affiancandoli al lettore da tempo presente nei Personal Computer per il software, i giochi e la musica, il quale aveva mandato in pensione i vecchi floppy molto meno capienti. Normalmente, data la bassa velocità del sistema, non era possibile registrare direttamente da un CD all’altro, ma occorreva caricare i brani o il software su Hard-Disk e poi lanciare la scrittura del masterizzatore tramite un apposito software di gestione.
Da tempo erano presenti schede audio e software per la modifica di un brano musicale, spesso convertito in file WAV o in altri formati per i vari sistemi operativi.
Con la qualità di un CD, ovvero 44.1 kHz a 16 bit, ogni secondo di musica occupa 176.4 Kbyte, cioè 10-11 Mbyte al minuto. Tale file WAV utilizza una sequenza di quattro byte, due per il canale destro e due per il sinistro per ogni campione di suono digitalizzato. Se utilizzassimo un sistema a 32 bit o una frequenza a 88.2 kHz questi valori sarebbero raddoppiati. I primi CD registrabili avevano la capienza di 650 Mbyte e 74 minuti o di 700 Mbyte per 80 minuti di registrazione. Per far entrare questi file WAV e rendere il disco leggibile nei lettori di CD Audio, prima della scrittura veniva convertito e compresso nel formato CDA (CD Audio). Più rari sono i formati da 800 Mbyte per 90 minuti di registrazione o di 870 Mbyte per 100 minuti.
La qualità audio di un CD è ritenuta da molte persone inferiore a quella di un vinile, che secondo loro suona più caldo, più reale, più presente e così via.
Occorre sicuramente utilizzare ottime apparecchiature per entrambi i supporti per giudicare la qualità del sistema, ma occorre dire che per il digitale sono di fondamentale importanza i convertitori DA (Digitale-Analogico) presenti nel lettore, la qualità della registrazione stessa e comunque i limiti imposti nella scelta della frequenza di campionamento e nella risoluzione.
Con maggiori valori di entrambi, la precisione della conversione sarebbe migliore perché si andrebbe a ridurre il margine d’errore che esiste tra la registrazione analogica - fatta di un numero infinito di valori - e la riduzione a 16 bit che gestisce “appena” 65.536 valori, ovvero 2 elevato alla sedicesima.
Il rovescio della medaglia è che occorrerebbe maggiore spazio per registrare 60 minuti di musica o se ne ridurrebbe la durata totale. Già con 20 bit si potrebbero gestire ben 1.048.576 valori, con un rapporto di 1 a 16, migliorando notevolmente la qualità perché i gradini sarebbero 16 volte più bassi. Anche alzando la frequenza di campionamento a 88.2 kHz si otterrebbe una migliore qualità sia perché questi gradini sarebbero la metà più stretti, sia perché al limite di frequenza superiore l’approssimazione sarebbe molto più precisa.
La frequenza di 44.1 kHz era stata scelta perché doveva essere almeno doppia della massima frequenza udibile, che in un orecchio umano è di circa 16-20 kHz, con un ulteriore margine per le rotazioni di fase del filtro anti-aliasing, necessario per evitare frequenze spurie di bassa frequenza create dal sistema. La dinamica, cioè il rapporto tra il segnale riproducibile più forte, e quello più debole, vale con un normale CD audio 96 dB (6 x 16 bit) mentre con una risoluzione di 24 dB ben 144 dB: comunque di gran lunga migliore di un album in vinile nuovo, che soffre anche di usura, fruscii e microscariche.
All’epoca, nel 1983, occorreva anche offrire un prodotto valido ma dal prezzo accessibile a chiunque con la tecnologia del tempo, per questo la scelta ricadde su questi valori oggi superati.
Nella registrazione audio, questo tipo di codifica lineare funziona molto bene per basse frequenze che hanno un ciclo di tempo molto lungo e ampiezze elevate perché riescono a sfruttare molti dei bit della risoluzione. Al contrario un segnale di bassa intensità e frequenza molto elevata viene notevolmente distorto a causa dei pochi bit usati e quindi pochi valori disponibili e della frequenza paragonabile a quella del clock che ne legge pochi valori.
Per superare questo limite si è pensato di codificare con molti più bit i segnali di basso livello, senza aggiungerne altri con i segnali più forti, con una decodifica logaritmica, in modo da garantire una risoluzione valida in tutti i casi utilizzando un sistema chiamato “Floating Point” che permette una dinamica virtuale di circa 1.500 dB con soli 32 bit, quando occorrerebbero ben 250 bit per quella lineare per avere risultati paragonabili.
Anche nel campo della fotografia digitale molti sostenitori della pellicola analogica, sostenevano e a ragione che la qualità delle loro foto non aveva nulla a che fare con quella delle prime macchine digitali, ancora dotate di sensori a bassa risoluzione che la tecnologia di allora poteva produrre.
Da molti anni sto convertendo i miei dischi e le mie registrazioni in file MP3, utilizzando lo standard ACM 44.1 kHz 128 Kbps Joint Stereo, ovvero quello che era considerato il miglior compromesso tra qualità e riduzione di spazio. Questo standard l’ho mantenuto da sempre per avere la stessa qualità per tutte le registrazioni, in questo modo ho la possibilità di accedere a un file audio del computer senza avere troppi Gbyte di spazio occupato, sia che si tratti di un vecchio vinile, sia di una mia registrazione. Il programma da me utilizzato permette la compressione tramite lo standard LAME in alternativa all’ACM, con frequenze comprese tra 8 kHz e 48 kHz, compressione dati tra 8 e 320 Kbps (Kbit al secondo) e in unica traccia mono o due tracce stereo. Naturalmente, abbassando i valori di frequenza e spazio dedicato al secondo, la qualità decade enormemente.
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