Registrazione e riproduzione del suono

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Tecniche digitali

Le tecniche di registrazione finora descritte sono analogiche, cioè memorizzano il suono con una rappresentazione diretta della sua forma originale, attraverso un segnale che varia con continuità (il suono è un segnale continuo). Pur essendo efficienti, tali tecniche comportano sempre una perdita nella qualità del segnale, dovuta alle distorsioni prodotte su di esso dal supporto e dall’apparecchiatura di registrazione.

Nei sistemi di registrazione digitale, che hanno conosciuto una vastissima diffusione a partire dagli anni Ottanta del Novecento, gran parte delle distorsioni vengono eliminate grazie alla trasformazione dell’onda sonora in un segnale digitale (una sequenza di valori binari, o bit), attraverso una tecnica detta di “quantizzazione”. In questo modo i dati sonori memorizzati possono essere controllati, elaborati e restituiti con eccellente fedeltà. Gli eventuali effetti di distorsione provengono soltanto dal microfono, in ingresso, o dagli altoparlanti, in uscita.

La tecnica di registrazione digitale si basa sul campionamento del segnale sonoro, vale a dire sulla misurazione dell’ampiezza dell’onda sonora a intervalli di tempo discreti, ma abbastanza ravvicinati da permettere la ricostruzione fedele del segnale. Normalmente la frequenza di campionamento o di misurazione dell’ampiezza delle onde sonore per una riproduzione di alta qualità della musica è di 44,1 kHz o 48 kHz. In generale, più bit vengono usati per rappresentare l’ampiezza del segnale sonoro originale, più alta è la qualità della registrazione.

Per codificare il parlato si usano solitamente 8 bit, il che significa che ciascuno degli 8000 campioni al secondo viene memorizzato come dato da 8 bit e che, pertanto, sono necessari complessivamente 64.000 bit al secondo. Per la musica, caratterizzata da una maggiore complessità, occorrono campioni da almeno 16 bit, e quindi una velocità di dati considerevolmente più alta. Sofisticate tecniche di codifica possono ridurre notevolmente la quantità di dati richiesti: un parlato digitale di qualità accettabile, ad esempio, può essere ottenuto utilizzando solo 4000 bit al secondo.

Il passo successivo alla quantizzazione è la registrazione dei dati digitali. Quando la tecnologia digitale fu introdotta per la prima volta nella registrazione professionale della musica classica, venivano utilizzati videoregistratori modificati, progenitori degli attuali registratori di nastri audio digitali (Digital Audio Tape, DAT). A livello professionale sono state poi sviluppate tecniche di registrazione digitale magneto-ottica su dischi speciali, mentre per la registrazione e la riproduzione amatoriale e per uso domestico vennero introdotte forme particolari di registrazione digitale, chiamate Digital Compact Cassette (DCC) o MiniDisc (MD), che tuttavia non hanno avuto il successo sperato. I supporti attualmente più utilizzati per la registrazione digitale sono il Compact Disc (CD) e il Digital Versatile Disc (DVD), incisi e letti da un sottile fascio laser.

Negli anni Novanta sono stati introdotti diversi sistemi digitali per la registrazione delle colonne sonore dei film: alcuni comportano la creazione fotografica di microscopici mosaici di punti che rappresentano i dati digitali sul margine della pellicola cinematografica, altri usano una speciale registrazione su compact disc. Finora nessuno di questi metodi si è imposto come standard universale nell’industria del cinema.

Dal momento che i computer si basano sulla tecnologia digitale, l’avvento della registrazione digitale ha reso indistinto il confine tra registrazione sonora e tecnologia informatica. Attualmente sono in commercio non solo numerose applicazioni musicali e sonore per PC, ma anche l’interfaccia MIDI (Musical Instrument Digital Interface), che serve a collegare i computer agli strumenti musicali elettronici, e programmi applicativi per l’acquisizione e la scrittura di spartiti musicali su computer. Registrazione sonora e computer sono ormai legati anche nel settore delle applicazioni multimediali.

Il formato dei file audio fruibili sul computer è il WAVE (.wav), che consente la gestione degli effetti audio normalmente associati alla funzionalità di un computer (accensione, spegnimento, attivazione di un programma, ecc.), ma anche la registrazione di veri e propri brani musicali. Per questo secondo uso, tuttavia, il formato .wav è poco indicato per motivi di ingombro.

Ciò che invece consente l’immagazzinamento di grandi quantità di brani musicali e ha reso possibile la vastissima diffusione della musica su computer è il formato MP3, uno standard di compressione dei file audio estremamente efficace e capace di garantire una qualità del suono paragonabile a quella del CD. I file MP3 possono essere fruiti direttamente sul computer, disponendo di un apposito software (ad esempio, Winamp per PC e Macamp per Macintosh), oppure attraverso specifici lettori MP3. Il download di file MP3 musicali da Internet è ormai diventato pratica comune in tutto il mondo, sebbene non ancora legalizzata da una normativa che tuteli il diritto d’autore degli artisti, le case discografiche e gli editori.

La memorizzazione dei suoni sotto forma di dati digitali fa sì che questi possano essere elaborati, analizzati e manipolati proprio come qualsiasi altra informazione trattata da elaboratori. Questa possibilità è stata ampiamente sfruttata per creare effetti speciali sonori e migliorare la qualità dei suoni, in particolar modo nel campo della radiodiffusione.

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Alta fedeltà (Hi-Fi)

L’espressione alta fedeltà (Hi-Fi, dall’inglese High Fidelity) sottolinea la corrispondenza quasi perfetta tra il suono registrato, trasmesso o riprodotto, e il suono originale. L’orecchio umano è in grado di percepire suoni la cui frequenza va da poche decine di hertz fino a circa 20 kilohertz. Per ottenere una riproduzione fedele, priva di distorsioni, su una gamma così ampia di suoni, sono necessarie risorse tecnologiche particolarmente sofisticate.

Uno dei mezzi più usati per migliorare la qualità del suono è il sistema Dolby di riduzione del rumore, oggi presente su quasi tutti gli impianti ad alta fedeltà. In questo sistema i segnali ad alta frequenza vengono amplificati, filtrati e infine riportati al livello iniziale, in modo da eliminare i disturbi accidentali senza diminuire la qualità del suono.

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Impianti di riproduzione audio

Tutti gli impianti di riproduzione audio comprendono gli stessi elementi di base: un lettore, un amplificatore, un sistema acustico ed eventualmente un sintonizzatore per ricevere le emissioni radiofoniche (vedi Radio).

7.1

Lettore di CD e di DVD

Ha ormai completamente soppiantato il giradischi tradizionale per l’ascolto della musica. I lettori di CD offrono un suono di alta qualità, riducendo al minimo distorsioni e rumore di fondo, e offrono il vantaggio di poter programmare la sequenza dei brani. L’informazione digitale contenuta nei CD viene letta per mezzo di un sottile fascio laser. Lo stesso tipo di supporto dei CD audio è sfruttato anche per i CD-ROM (Read-Only Memory, o memoria a sola lettura), per i CD-I (Compact Disc interattivi) e per i più capienti DVD (Digital Versatile Disc).

7.2

Amplificatore

L’amplificatore converte gli impulsi elettrici relativamente deboli emessi dalla sorgente sonora (lettore di CD, registratore a nastro, sintonizzatore o giradischi) in segnali abbastanza potenti da azionare gli altoparlanti. La potenza di un amplificatore, che determina il massimo volume raggiungibile, è calcolata in watt; gli elementi per uso domestico generalmente hanno una potenza compresa tra i 10 e i 100 watt. La maggior parte degli amplificatori moderni è costruita con circuiti integrati e permette un controllo considerevole del tono e della forma del segnale in uscita.