Audio Digitale

Per registrare e comporre musica utilizzando un Pc occorre conoscere alcuni concetti indispensabili per ottenere dei buoni risultati!
Con questa guida mi pongo l'obbiettivo di sintetizzare e schematizzare le nozioni basilari ed universali, cioè che valgono in tutti i casi indipendentemente dal sistema operativo o software che si usi!

Standard audio digitale
Ecco alcuni standard da conoscere obbligatoriamente..

Alla base abbiamo 2 concetti:

1. frequenza di campionamento
2. codifica

Quando si registra un segnale analogico si effettuano dei campionamenti (letture), la frequenza indica il numero di campionamenti ogni secondo! Più la frequenza di campionamento è alta più ci si avvicina all'onda sonora reale!
Gli standard genericamente sono:

• 22050 Hz
• 32000 Hz
• 44100 Hz
  
• 48000 Hz
  
• 88200 Hz
• 96000 Hz
• 192000 Hz

oggigiorno lo standar utilizzato per la produzione di musica è 44100 Hz (cioè si effettuano ben 44100 campionamenti ogni secondo) tranne per l'audio che è contenuto nei dvd video che è a 48000 Hz!

La codifica che ad essere sincero non sono sicuro di averla capita nemmeno io, non vi spiego in cosa consiste ma mi limito a dirvi che lo standard utilizzatodi norma è 16-bit.

Quindi ogniqualvolta effettuate una registrazione o componete un brano utilizzando ad esempio un sequencer dovete impostare questi due valori rispettivamente a 44100 hz (o 44 KHz) e 16-bit. Indipendentemente dal Sistema operativo o dal software.

Caratteristiche del suono...

Quando si ha a che fare con l'audio bisogna necessariamente conoscere cos'è un suono e quali sono le sue caratteristiche!

i suoni si distinguono per:

1. Frequenza È noto che un oggetto che vibra produce delle vibrazioni che si trasmettono sotto forma di onde sonore l'orecchio umano è in grado di percepire le onde emesse che hanno una frequenza compresa tra i 20 ed i 20.000Hz(campo uditivo). Questo spiega perché quando appoggiamo un asta su un tavolo e la facciamo vibrare man mano non sentiamo più niente nonostante l'asta continui a vibrare, infatti col passare del tempo inizia a compie meno di 20 oscillazioni al secondo e produce così onde che noi non possiamo percepire e del perché l'uomo non riesca a sentire i fischietti per l'addestramento dei cani che producono onde sonore con frequenze superiori ai 20000hz!
   
   Così i suoni che hanno frequenza inferiore ai 20Hz vengono detti Infrasuoni e quelli che hanno frequenza superiore ai 20000 Hz Ultrasuoni.
   
   Per concludere un suon che ha una frequenza elevata è detto alto o acuto, se ha una frequenza bassa si dice più basso o grave.
   
   
2. L'Intensità indica se un suono è più debole o forte di un altro (quello che conumenemente identifchiamo come volume)
   
3. Il Timbro è invece la caratteristica che ci permette di distinguere ad esempio la stessa nota prodotta da strumenti diversi o la voce della suocera da quella di vostra madre...
   

Entrate audio, connettori e microfoni.

Adesso passiamo a qualcosa di più pratico! Nelle nostre schede audio abbiamo due diversi tipi di entrate(a prescindere dei diversi tipi di connettori...):

1. Entrate/Uscite di Linea o line in/out
   
2. Entrate/Uscite Microfoniche o Mic in/out (l'out è molto raro...)

la prima serve per collegare la scheda audio a dispositivi quali lettori cd, sintonizzatori mixer etc... Apparecchi che comunque producono un segnale abbastanza "forte" da non necessitare di una preamplificazione.

l'entrate microfoniche servono appunto a collegare microfoni o strumenti quali (chitarre, bassi etc..) che producono un segnale (debole che necessita di una preamplificazione).

Per una buona registrazione occorre quindi regolare questi livelli! per far ciò dobbiamo agire su due valori:

1. Gain(solo per segnali microfonici)
2. Volume (per entrambi i segnali)

Spesso troviamo nel pannello di controllo della nostra scheda audio o sulla stessa scheda audio dei potenziometri con scritto Gain (guadagno) o Boost che ci permettono di amplificare il segnale! Ma fate attenzione se aumentate troppo questo valore il segnale si "distorce" e si verifica il cosiddetto Clip(vedi la sezione:"come registrare"..)

Su entrambe le entrate(sia mic che line-in) possiamo regolare il volume(che non ha niente a che vedere con il Gain delle entrate microfoniche) in modo tale da ottenere una buona regolazione dei livelli.

CONNETTORI
Tutte queste entrate comunicano con altre apparecchiature tramite cavi che alle loro estremità hanno dei connettori. Per la trasmissione di segnali audio esistono diversi tipi di connettori, i principali sono:

• I cosìdetti JACK o TRS. Nelle variabili a 3 o 2 poli(Stereo/Mono) e di diametro (1/4 o 1/8 sono i più diffusi)
  
• I CANNON o XRL.
• Gli RCA .

Di ogni connettori vi sono le variabili "Maschio" e "Femmina"(se non sapete qual'è la differenza chiedetelo a vostro padre..XD) generalmente per motivi pratici i connettori femmina si trovano sulle apparecchiature, quelli maschio nei cavi. Ma non sono rare le eccezioni! Esistono anche degli adattatori che permettono di "trasformare" un connettore in un altro connettore!

Ecco un immagine che vi mostra alcuni tipi diversi di connettori

Qui invece possiamo vedere il connettore cannon sia maschio che femmina

Generalmente (esistono sempre le eccezioni) i connettori RCL e mini jack vengono utilizzati per i collegamenti di linea i jack(1/4") per quelli microfonici e i Cannon in modo particolare per i microfoni.

MICROFONI
l'ultima parte di questa sezione riguarda i Microfoni, essenzialmente ne esistono di 2 tipi

• Microfoni normali
• Microfono a condensatore

I primi sono appunto i microfoni più classici (il gelato per intenderci) e sono utili per catturare diversi tipi di suoni(voci, strumenti, live etc..)

Quelli a condensatore sono generalmente più costosi è vanno alimentati con una corrente detta phantom a 48 V (spesso si trovano nei mixer interruttori che l'attivano con la scritta +48V) hanno la peculiarità di essere molto sensibili, infatti vengono utilizzati spesso nelle sale di registrazione e quasi mai per catturare suoni in ambienti rumorosi come conferenze, concerti etc.. dove sarebbero soggetti a troppi disturbi..

Questo è un microfono a condensatore da notare il particolare supporto che serve ad attutire le vibrazioni.

Come registrare?

Per effettuare un ottima registrazione bisogna innanzitutto regolare i volumi e nel caso in cui si registri tramite un microfono posizionarlo nel modo e nel posto giusto!(Ad esempio per quanto riguarda gli amplificatori per chitarra si può posizionare il microfono davanti ai coni, dietro all'amplificatore ed a qualche metro dall'amplificatore! così facendo si ottengono risultati differenti enfatizzando alcune frequenze piuttosto che altre. Per ogni strumento vi sono un sacco di scuole di pensiero e Google ci da una buona mano a trovare la soluzione che fa al caso nostro!)

Per quanto riguarda i volumi se si tratta di un microfono bisogna prima aumentare il guadagno facendo in modo che il suono sia ben chiaro ma non risulti distorto e poi aumentare il volume fino ad arrivare il più vicino possibile agli 0 db (decibel) se si supera gli 0 si va in Clip(suono distorto)
Stessa cosa per i segnali di linea!
Più ci si avvicina allo 0 più aumenta la qualità della nostra registrazione!

Come facciamo a capire quando siamo arrivati allo 0 e quando lo stiamo superando??
Naturalmente abbiamo bisogno di qualche strumento! tutti gli audio editor hanno due barre che indicano il livello della nostra registrazione, una per il canale destro(R) ed una per il canale sinistro (L).

Ecco quella di Audacity che indica pure quando si raggiunge il clip... (se si raggiunge conviene abbassare il volume)



Formati audio: .Flac .Waw .Mp3 etc..

Quando registriamo dobbiamo scegliere il formato in cui salvare la nostra registrazione! Abbiamo una marea di possibilità di scelta! Ma ogni formato ha delle caratteristiche particolari! Vi introduco brevemente in questo piccolo mondo! Il formato audio per eccellenza è il .Waw che permette di avere la qualità massima in quanto permette di "catturare" tutte le frequenze ma che ha il difetto di occupare molto spazio!

Così nascono i così detti formati compressi, tramite algoritmi si riesce a comprimere il file ed a far entrare lo stesso brano in uno spazio inferiore! Ad esempio gli .Mp3 che tutti conosciamo, hanno ottenuto questo successo interplanetario in quanto riescono ad occupare un decimo di memoria rispetto a quella che occuperebbe lo stesso brano salvato in .waw!
Questo risultato si ottiene sia comprimendo il file sia eliminando le frequenze basse e quelle alte! infatti con i file .mp3

Sicuramente vi starete chiedendo... allora perchè vengono utilizzati se la qualità del suono è molto inferiore(a causa della perdita di molte frequenze)? Semplicemente perché i dispositivi sui quali vengono utilizzati non sono in grado di riprodurli (le cuffie dei lettori .mp3, ipod compresi o le casse della vostra auto).

Esistono anche delle vie di mezzo! Ad esempio il formato .Flac (Free losless audio codec) che occupa circa la metà del rispettivo .waw e che riesce a mantenere una qualità pari a quella del .waw l'unico inconveniente è la necessita di maggiori risorse per "decomprimere" il file e renderlo udibile!(ma al giorno d'oggi questo problema diventa sempre meno rilevante).

Il formato Flac non è molto diffuso ma personalmente lo trovo ottimo ed è quasi sempre la mia scelta!

Una volta che avete salvato il vostro file in un ben preciso formato, nulla vi impedisce di convertirlo in un altro! Ad esempio se ho effettuato la mia registrazione in .waw ma voglio convertirla in .mp3 per ascoltarla sul mio lettore mp3 portatile, posso farlo tranquillamente anche se il file .mp3 che otterrò non avrà la qualità del waw.

Al contrario posso convertire un file mp3 in .waw ma ciò che è andato perso non lo si recupera più!

Per fare un esempio banale e come se avessimo due contenitori, uno grande(il nostro .waw) pieno di farina ed uno vuoto più piccolo(il nostro .mp3).
Il nostro scopo è quello di trasportare nella nostra borsa della farina ma non potendo caricare il contenitore grande decidiamo di travasare il contenuto nel conenitore più piccolo!
Con tutta la buona volontà della farina andrà sempre persa e quando ritravaseremo il contenuto nel contenitore grande non riusciremo a riempirlo com'era prima anche se la sua funzione di contenitore non rimane alterata!

Inoltre ogni conversione proprio come ogni travaso provoca la perdita di dati!

Per il momento mi fermo quì man mano cercherò di approfondire questa guida e di migliorarla!Spero che queste nozioni vi siano tornate utili, come al solito ogni correzione , precisazione e consiglio è ben accetto!