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Piccola Guida ai File Musicali


Contenuti


I formati audio più diffusi

L'enorme crescita di Internet ha fortemente contribuito allo sviluppo di sofisticate tecniche di compressione dei file multimediali, al fine di garantire una maggiore rapidità nella trasmissione dei dati. L'esigenza di ridurre le dimensioni dei file si è concretizzata, per quanto riguarda i formati audio e video, nella nascita dello standard MPEG (Motion Picture Experts Group). L'elevato rapporto di compressione e il mantenimento della qualità sonora sono i fattori che hanno favorito l'impressionante popolarità dei file musicali MP3 (= MPEG 1 Layer III), di cui parlo in dettaglio nell'omonimo capitolo di questa guida.
Tuttavia, girovagando su Internet, o semplicemente, accendendo il PC, è normale imbattersi in altri formati audio, spesso più adatti per creare effetti sonori o commentare musicalmente giochi, applicazioni multimediali, pagine Web. Vediamoli da vicino.

  File Wave

Quando accendi il PC vieni accolto, all'apparire del desktop di Windows, dal suono "ambient" di The Microsoft Sound.wav, una manciata di eteree noticine uscite dal pentagramma di Brian Eno. Questo è un file Wave; wave vuol dire onda e nel caso specifico, onda sonora.

L'insieme delle vibrazioni che parte da una sorgente sonora (strumento musicale, orchestra, voce, acqua che scorre in un ruscello) e arriva, attraverso l'aria, al nostro orecchio è definibile come onda sonora. Il fenomeno puramente fisico delle onde che colpiscono il timpano viene da noi percepito, grazie alle cellule cerebrali, come suono.

I suoni possono essere registrati digitalmente, attraverso la tecnica del "campionamento", scomponendo, cioè, l'onda sonora in tanti minuscoli "pezzettini", chiamati campioni, e attribuendo a ciascuno un valore.

E' evidente che maggiore è la quantità di campioni in un secondo, vale a dire la loro frequenza, maggiore è la qualità del suono riprodotto. Ma è altrettanto vero che tanto più numerose sono le informazioni da memorizzare tanto più grande è la quantità di risorse necessaria a conservarle. E questo spiega le grosse dimensioni dei file .WAV. Se infatti utilizziamo 1 byte per identificare ciascun campione e i campioni per secondo sono 22.050 (qualità media) avremo un file di 220.500 byte per un suono di soli 10 secondi. Andiamo avanti.

Con l'aumentare della qualità sonora, cioè del numero di campioni per secondo, 1 byte non è più sufficiente a rappresentare ogni singolo campione. 1 byte è composto da 8 bit che possono assumere i valori di 0 o 1. Sono quindi possibili 28 sequenze di 0 e 1, cioè 256 diversi valori. Ma con campionamenti di qualità elevata, come quelle utilizzate per i CD Audio (ben 44.100 campioni/secondo) l'identificazione diventa problematica. Pertanto vengono usati 2 byte cioè 16 bit, disponendo così di 216 = 65.536 possibili valori per ogni campione. Aumenta, in tal modo, quella che viene definita risoluzione. Ma non è finita.

Il brano di 10 secondi dell'esempio è diventato a questo punto di 44.100 x 10 x 2 = 882.000 byte! Questo vale solo per un canale. Ma se il brano è stereo, cioè utilizza due canali, occorre moltiplicare ancora per 2, arrivando alla ragguardevole dimensione di 1.764.000 byte. Se la durata è di un minuto i byte diventano 10.584.000, se è di 1 ora 635.040.000., cioè circa 600 MB (!), che è infatti quasi la massima dimensione registrabile su un CD Audio.

Ricapitolando. La qualità di un brano audio digitale e, di conseguenza, la sua dimensione dipendono da tre fattori: il numero di campioni per secondo, la risoluzione e i canali. Il prodotto di questi tre elementi è definito bitrate, cioè bit per secondo, ovvero bps. Il bitrate dei brani presenti sui CD audio è di 1411,2 kbps.

Alla luce di quanto detto è evidente che il formato .WAV non è utilizzabile per diffondere musica su Internet o per memorizzare brani sul PC, a causa dell'eccessivo dispendio di risorse che il suo uso comporta. Viene, però, largamente utilizzato per creare effetti sonori, specialmente nei programmi e nei giochi o per personalizzare facilmente eventi particolari anche in una pagina Web. Ad es.: il vagito del mio sito neonato sulla Home Page o il gridolino di disappunto per l'eventuale impossibilità del browser a visualizzare i frame, sono stati da me registrati con il semplice registratore di suoni di Windows.

Per concludere voglio sottolineare il fatto che il formato Wave non è altro che la registrazione in digitale di suoni reali, suoni che hanno avuto origine da una fonte esterna al PC. In un brano musicale .WAV la batteria, il pianoforte, la chitarra, il basso o la voce si sentono allo stesso modo indipendentemente dal PC su cui il file viene ascoltato (a parità di qualità acustica dei componenti hardware, naturalmente). Questo può sembrare ovvio ma per altri formati audio le cose vanno diversamente.

  File MIDI

In un file Wave può essere memorizzato, ad esempio, il suono di un pianoforte che esegue una nota per una certa durata di tempo. In un file MIDI, viceversa, sono contenute istruzioni che comunicano alla scheda audio di modulare la frequenza in modo da produrre una particolare nota che abbia una timbrica simile a quella di un pianoforte e che duri una certa quantità di tempo. In un file Wave ci sono suoni, in un file MIDI ci sono solo comandi. Questo comporta che 1) i file MID sono enormemente più piccoli dei file WAV e 2) dal momento che nei file MID sono presenti solo istruzioni, è possibile, con l'aiuto di programmi specializzati, "far suonare" direttamente il PC senza bisogno di sorgenti sonore esterne. Non solo. Disponendo di un'apposita scheda, generalmente inserita sulla scheda audio, è anche possibile collegare una tastiera o uno strumento musicale al computer e far nascere file MID dalle nostre esecuzioni.
C'è da dire che la dipendenza del suono da una scheda può determinare differenze nell'ascolto a seconda del computer su cui il file viene fatto suonare.

I file MID sono molto utilizzati nei giochi e sono diffusissimi sui Internet come ottime colonne sonore per pagine WEB. Certo, non hanno forse il calore della musica "vera" ma il parallelo sviluppo di software e hardware ha consentito di ottenere risultati musicalmente soddisfacenti. Senti ad esempio il brano di Copertina: è Bohemian Rapsody dei Queen. L'ho trovato bellissimo: 5 minuti e mezzo di musica in soli 51 KB! Non credo si possa pretendere di più.

  Moduli (MOD, XM, IT, S3M)

In (multi)media stat virtus, si potrebbe dire, parafrasando il saggio detto antico. Ecco un formato di file che amo moltissimo: i moduli musicali. A questa famiglia appartengono i file MOD (Protracker), XM (Fasttracker), IT (Impulse Tracker), S3M (Screamtracker) e altri. In che cosa risiede la virtù di questo formato? Nell'aver coniugato gli aspetti positivi del campionamento e della modulazione. Insomma, sono una specie di matrimonio tra i comandi un po' freddini ma poco esigenti, in termini di risorse, dei MID e il calore dei campioni WAV.

All'interno dei moduli sono presenti le informazioni per suonare - note, tempo, strumenti da utilizzare - che, come al solito, occupano poco spazio, cioè pochi byte, ma sono memorizzati anche i campioni degli strumenti originari, degli strumenti "veri", e questa è la parte che fa crescere la dimensione del file rispetto a un MID; dimensione tuttavia contenuta, in quanto non viene campionata l'intera esecuzione di ogni strumento ma solo il suono, il timbro. Quando sentiamo in un MOD un pianoforte, il pianoforte è vero, non è un'imitazione modulata attraverso una scheda sonora.

I moduli musicali rappresentano, in definitiva, uno splendido compromesso, e a mio parere, il formato ideale per ascoltare musica sul PC. Sono musicalmente più avanzati dei MID, riproducono suoni fortemente coinvolgenti e "caldi" e non hanno l'inconveniente di occupare decine e decine di MegaByte. E, a proposito di spazio, esistono dei player, come l'eccellente XMPlay di Ian Luck, che riescono a farli suonare anche compressi in un unico .ZIP!


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