Lezione 4 sound design 1

Informatica di Base

Sound Design 1 - IED MilanoLorenzo Cassulo

[email protected]: @lorenzocassulo

Lezione 4

martedì 21 dicembre 2010

mailto:[email protected]

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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.


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.

L'onda sonora


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.


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.



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.



Il suono digitaleUn 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)


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.

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

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.

Il suono digitale


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.

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.

Il teorema del 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

La frequenza di campionamento


La qualità del suono dipende dalla frequenza di campionamento ma anche dal passo di quantizzazione (la risoluzione della conversione analogico-digitale).

Qualità del suono


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 CD2 canali * 2 byte * 44 kHz * 60 sec = circa 10 MB

Peso dell'informazione sonora digitale


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.

Formati dei file


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.


FLAC (Free Lossloss Audio Codec)

Codec audio libero di tipo lossless, raggiunge compressioni del 30-50%

Poco supportato.

S tep d i codi f ica: suddiv i s ione in b locchi , compattamento del flusso multicanale, predizione, codifica residua.

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

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.

Formati dei file


http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/it/

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