1. Informatica di Base
Sound Design 1 - IED Milano
Lorenzo Cassulo
lorenzo.cassulo@15multimedia.it
Twitter: @lorenzocassulo
Lezione 4
martedì 21 dicembre 2010

2. Il Suono
E' la sensazione generata dalla vibrazione prodotta
da un corpo in oscillazione. La vibrazione, attraverso
l'aria, raggiunge l'orecchio umano che crea la
sensazione uditiva.
Il suono è un'oscillazione (movimento nello spazio)
compiuta dalle particelle in un mezzo. Un semplice
movimento vibratorio si propaga meccanicamente
dando vita all'onda sonora.
Esiste un punto di percezione e uno di emissione.
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3. L'onda sonora
E' possibile raffigurare l'onda sonora in un grafico cartesiano
con un tempo t sull'asse delle x e lo spostamento delle
particelle sull'asse delle y.
La particella si sosta dal suo punto di riposo fino al massimo del
movimento oscillatorio poi la particella inizia nuovamente uno
spostamento in direzione opposta fino al nuovo culmine
simmetrico al precedente.
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4. Caratteristiche dell'onda sonora
Intensità del suono: è data dall'ampiezza della
vibrazione, dal grado si forza dell'eccitamento e
dalla distanza dal punto di emissione del punto di
percezione.
Distingue i suoni intensi da quelli meno intensi. Si
misura in decibel.
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5. Caratteristiche dell'onda sonora
Altezza del suono: dipende dalla frequenza e
dall'intensità. L'orecchio umano percepisce dalle 20
(20 Hz)alle 20.000 (20 KHz) vibrazioni al secondo. Al di
sotto gli infrasuoni, al di sopra gli ultrasuoni. Il punto di
riferimento è il La3 (ottava centrale del pianoforte,
detto diapason) 440 vibrazioni.
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6. Caratteristiche dell'onda sonora
Frequenza del suono: è il numero di cicli della forma
d'onda ripetitiva per secondo.
La frequenza in fisica riguarda fenomeni ripetitivi, è
data dal numero degli eventi che vengono ripetuti in
una data unità di tempo.
Si misura in hertz (Hz) dove 1 Hz definisce un evento
che si ripete in 1 secondo.
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7. Caratteristiche dell'onda sonora
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8. Il suono digitale
Un segnale elettrico analogico rappresentativo del
suono, per poter esser manipolato da un computer,
deve subire la conversione analogico-digitale (e
viceversa) diventando così il segnale digitalizzato.
La conversione analogica-digitale prevede prima il
campionamento del segnale analogico e dopo la
quantizzazione.
La rappresentazione digitale del suono avviene
attraverso la modulazione a codifica numerica
d'impulsi PCM (Pulse Code Modulation)
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9. Il suono digitale
Il campionamento: è una tecnica di
rappresentazione del segnale che consiste nella
valutazione della sua ampiezza ad intervalli regolari.
Il passo di campionamento: è l'intervallo di tempo
nel quale effettuo il campionamento.
La frequenza di campionamento:
è il numero di campioni al secondo.
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10. Il suono digitale
La quantizzazione: è la digitalizzazione di un segnale
analogico.
Il passo di quantizzazione: è il numero di bit con cui
effettuo il campionamento.
Il bitrate: è il numero di bit necessari per riprodurre un
secondo di suono
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11. Il suono digitale
La gamma dinamica di una sorgente sonora è
l'intervallo in dB dell'intensità compresa fra il suono
più debole e il suono più forte che la sorgente stessa
è in grado di emettere.
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12. Il teorema del campionamento
Definisce la frequenza di campionamento minima
par evitare distorsioni del suono.
Dato un segnale, la frequenza minima di
campionamento dello stesso deve essere almeno il
doppio della sua frequenza massima.
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13. Il teorema del campionamento
Avendo un segnale di 10 kHz come frequenza
massima, è intuitivo pensare che siano necessari
almeno due campioni per ogni forma d'onda. Dato
che le forme d'onda sarebbero 10.000 allora
servirebbero almeno 20.000 campioni per poter
campionare sia le componenti positive che quelle
negative.
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14. La frequenza di campionamento
Cambia a seconda del segnale che devo registrare:
Registrazione della voce 11 kHz
Registrazione qualità nastro 22 kHz
Registrazione qualità CD 44 kHz
Schede audio 48 kHz
Vasto impiego 22 kHz
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15. Qualità del suono
La qualità del suono dipende dalla frequenza di
campionamento ma anche dal passo di
quantizzazione (la risoluzione della conversione
analogico-digitale).
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16. Peso dell'informazione sonora digitale
Per calcolare il peso di un audio digitale:
il numero di canali per il passo di quantizzazione per
la frequenza di campionamento per la durata in
secondi dell'audio in oggetto.
Esempio:
1 min Audio qualità CD
2 canali * 2 byte * 44 kHz * 60 sec = circa 10 MB
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17. Formati dei file
AIFF (Audio Interchange File Format)
I dati vengono salvati in blocchi, immagazzina i dati
secondo il metodo PCM.
Un minuto di dati occupa 10MB.
Standard su Mac.
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18. Formati dei file
WAVE WAVE form audio format
Formato d'audio per la forma d'onda. Simile all'AIFF.
Non compresso.
File grossi, poca potenza di calcolo.
Minor utilizzo con l'avvento del p2p.
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19. Formati dei file
FLAC (Free Lossloss Audio Codec)
Codec audio libero di tipo lossless, raggiunge
compressioni del 30-50%
Poco supportato.
Step di codifica: suddivisione in blocchi,
compattamento del flusso multicanale, predizione,
codifica residua.
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20. Formati dei file
Vorbis
Codec audio libero di tipo lossy, a parità di qualità
percepita permette una compressione maggiore
dell'MP3. Più pulito nelle frequenze sopra i 16kHz,
supporto multicanale nativo (mono, stereo,
surround).
Algoritmo pesante e effetto pre-echo.
Bitrate ideale intorno ai 128 kbit/s
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21. Formati dei file
MP3 ( MPEG-1/2 Audio Layer 3)
Codec audio non libero di tipo lossy, con un bitrate
di 128 kbit/s la qualità si avvicina a quella del CD
(256kbito/s hi def) ma la qualità dipende anche dei
codificatori.
Supporto per gli ID3 Tags, permettono l'inserimento
nel file di alcune informazioni.
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22. Lorenzo Cassulo
Opera rilasciata sotto licenza
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