Concetti Chiave
- I suoni digitali richiedono una fase di conversione da segnale analogico a digitale, utilizzando trasduttori, campionatori e quantizzatori.
- Il formato WAV è lo standard per i CD audio, con campionamento a 44.100 Hz e quantizzazione su 16 bit, permettendo alta fedeltà audio.
- Il formato Mp3 è un metodo di compressione audio sviluppato negli anni '90, che riduce la dimensione dei file audio senza comprometterne troppo la qualità.
- Il formato MIDI, nato nel 1983, non contiene suoni ma codici che indicano note e strumenti, permettendo file di dimensioni molto ridotte rispetto ai file audio tradizionali.
- La conversione digitale-analogica permette di ricostruire il segnale originale, con precisione dipendente dalla frequenza di campionamento e dai livelli di quantizzazione.
I suoni digitali, formato WAV, Mp3, MIDI
Oltre alle immagini è possibile rappresentare in modo digitale anche il suono: anche per questo deve essere effettuata una prima fase di conversione che trasforma il segnale analogico tipico dell’onda sonora in un segnale digitale, e successivamente si utilizzano codifiche particolari per la memorizzazione della musica digitale così ottenuta.
Il suono è un segnale analogico bidimensionale, cioè ha un’ampiezza in funzione del tempo.
Per tradurre un qualunque segnale analogico nel corrispettivo digitale sono necessari:
- Il trasduttore, come per esempio un microfono, che trasforma l’onda sonora in un segnale elettrico.
- Il campionatore, che effettua una discretizzazione, cioè a intervalli di tempo regolari preleva campioni del segnale x.
- Il quantizzatore che, converte il segnale acquisito dal campionatore in un segnale digitale introducendo sempre una perdita di informazione, che può essere definita sulla base del numero di bit a disposizione per rappresentare il valore letto.
La precisione con cui il segnale originario può essere ricostruito a partire dal segnale digitale, mediante una procedura detta di conversione digitale-analogica, può essere stabilita a priori e cresce all’aumentare della frequenza di campionamento e del numero di livelli di quantizzazione considerati.
Il formato WAV
Il formato WAV è lo standard utilizzato nei CD audio, per la registrazione audio digitale su compact disc: il valore di campionamento è di 44.100 Hz, con quantizzazione su 16 bit, quindi per ogni campione si possono avere 216 valori di codifica con 44.100 campioni per ogni secondo di segnale.
Il formato Mp3
Il formato Mp3 venne presentato per la prima volta negli anni ’90, come formato di compressione dei dati, particolarmente adatto per i file audio, ed ebbe subito un gran successo soprattutto in Internet in quanto presenta un rapporto di compressione notevole che riduce di 12 volte l’ingombro dei file audio senza alterarne la qualità. Il bitrate di 128 Kbit al secondo è ritenuto di qualità accettabile per il formato Mp3, qualità che si avvicina a quella di un CD.
Formato MIDI
Il formato MIDI è uno dei formati in cui è possibile salvare la musica in forma digitale e con questo nome si indica sia il protocollo di trasmissione, sia l’interfaccia hardware che serve a vincolare la trasmissione. Nacque nel 1983 per consentire la comunicazione e lo scambio di dati tra strumenti musicali di marche diverse.
Il file MIDI ha dimensioni molto contenute, se confrontato con un file audio WAV di 30 Mb, il corrispondente file MIDI occupa 30 Kb: infatti nel file MIDI non è presente il suono, ma solitamente il codice dello strumento e un numero che individua la nota e il suo valore musicale.
Domande da interrogazione
- Qual è il processo di conversione del suono analogico in digitale?
- Quali sono le caratteristiche principali del formato WAV?
- Perché il formato Mp3 ha avuto successo su Internet?
- Qual è la differenza principale tra i file MIDI e WAV?
Il processo di conversione del suono analogico in digitale coinvolge un trasduttore, un campionatore e un quantizzatore, che trasformano l'onda sonora in un segnale elettrico, prelevano campioni a intervalli regolari e convertono il segnale in digitale, rispettivamente.
Il formato WAV è lo standard per i CD audio, con un valore di campionamento di 44.100 Hz e quantizzazione su 16 bit, permettendo 216 valori di codifica per ogni campione e 44.100 campioni al secondo.
Il formato Mp3 ha avuto successo su Internet grazie al suo elevato rapporto di compressione, che riduce di 12 volte l'ingombro dei file audio senza alterarne la qualità, rendendolo ideale per la condivisione online.
La differenza principale è che i file MIDI non contengono il suono ma il codice dello strumento e le note musicali, risultando in dimensioni molto più contenute rispetto ai file audio WAV.
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