Quanto conoscete davvero la qualità della musica che state ascoltando?
Se nella vostra vita avete avuto qualche problema nel cercare di riconoscere la qualità del prodotto finale di un file audio, allora siete nel posto giusto. Questo articolo sarà il primo di una piccola serie, dedicata a spiegare quali sono i fattori che influenzano la qualità dell'audio nel dominio digitale. Gli esperti tra voi potrebbero trovare queste spiegazioni eccessivamente semplificate, tuttavia il nostro obiettivo è quello di spiegare in termini semplici una questione complessa come la qualità audio e la riproduzione audio digitale. In questo primo articolo toccheremo i temi dell'analisi del suono, dell'analisi spettrale, dell'audio lossy vs. lossless non compresso o compresso.
La cassetta degli attrezzi
Come per ogni attività di analisi, è necessario disporre degli strumenti giusti e questo non fa eccezione, poiché utilizzeremo diversi software per analizzare i nostri file. Esistono molti software che possono aiutarvi ad analizzare i vostri file audio, tra cui:
- Audacity, strumento gratuito per la registrazione, la masterizzazione e l'analisi audio
- Dynamic Range Meter, uno strumento per misurare il DRM dei file.
Tuttavia, il mio preferito è MusicScope, un set di strumenti completo e incredibilmente avanzato per analizzare ogni singolo dettaglio dei vostri file. Me ne sono innamorato, perché include tutte le misurazioni che si possono fare sui file ed è così avanzato che imparare a sfruttarne le capacità può essere davvero interessante e istruttivo. Siamo molto felici di averlo inserito nel nostro negozio, perché potete acquistarlo qui su Volumio, contribuendo a finanziare il nostro fantastico progetto.
Quindi, senza ulteriori chiacchiere, possiamo iniziare!
Sorgenti musicali: Analogico e digitale
Nella musica esistono due tipi di sorgenti: Analogiche e Digitali. Per farla semplice, un supporto analogico è un modo per memorizzare il suono imprimendo fisicamente la musica sul supporto, creando una rappresentazione fisica su di esso. Ecco perché si chiamano analogici: offrono una rappresentazione-analogia. Invece, una sorgente musicale digitale è un supporto digitale che ha codificato digitalmente una rappresentazione dell'evento musicale. Questa rappresentazione è costituita da un'enorme quantità di 1 e 0 allineati tra loro e trasmessi a una certa velocità (orologio).
Quindi, mentre i supporti analogici sono generalmente una rappresentazione della musica, i file digitali sono sempre un'approssimazione, poiché sono essenzialmente 1 e 0 legati insieme da un algoritmo. Ecco perché la qualità di un file musicale è determinata da molti fattori importanti, altrettanto importanti per definire il risultato della rappresentazione. Il più ovvio è la risoluzione, misurata in bit e kHz (paragonabile alla risoluzione in megapixel di un'immagine). Questo argomento sarà trattato in un altro articolo per una dissertazione più completa. Sarebbe meglio iniziare ad esaminare le qualità della musica che vogliamo preservare per ottenere il massimo della "musicalità".
Analisi del suono 101: Decibel e gamma dinamica
Ci sono molti aspetti per capire come la registrazione finale di una canzone raggiunge il suo valore. Il livello sonoro è uno di questi, misurato in decibel o (DB), un rapporto che utilizza un logaritmo per descrivere la quantità di potenza, pressione sonora, tensione o intensità del brano musicale che si sta ascoltando. Per avere una musica virtuosa è necessario avere una quantità e una variazione accurata dell'uscita registrata.
Affinché un file sia considerato con buone caratteristiche, deve avere un certo livello di gamma dinamica, di solito indicato come dinamica. Definire la gamma dinamica non è troppo complicato, in quanto si tratta del contrasto o della variazione del volume più basso e più alto dello strumento o del brano musicale. Immaginatevi un silenzio totale e all'improvviso una batteria che suona: è questo il senso della dinamica nella musica. In genere, le buone registrazioni offrono una grande differenza di livello di uscita tra il volume più basso e quello più alto e questo vi farà apprezzare il virtuosismo dell'artista.
Il problema è che nel mondo odierno della tecnologia musicale e delle registrazioni, la riproduzione eufonica è comunemente compressa e limitata dalla gamma dinamica, che consente di aumentare il volume. La maggior parte degli ingegneri audio dell'industria musicale odierna sceglie di ridurre la dinamica per far sì che la musica suoni un po' più forte e più facile da ascoltare quando le persone sono sedute in auto o alle riunioni sociali a suonare qualche brano, e che questa musica suoni forte anche con apparecchi di ascolto di bassa qualità.
Ed è un peccato, perché nel processo si perde una parte molto importante del messaggio musicale originale, rendendo la musica meno emozionante e vibrante per l'ascoltatore attento.
Di seguito è riportata un'immagine che mostra la gamma dinamica di Dangerous di Michael Jackson nel corso degli anni. Come si può vedere, la dinamica dell'album è stata progressivamente compressa fino a scendere sotto il lato negativo della scala DR, a differenza dei file impressi e non compressi che hanno una buona scala DR. Per una spiegazione dettagliata ed esauriente, si rimanda all'eccellente articolo "It's the mastering, stupid! Come le case discografiche stanno rovinando la musica".
Gamma dinamica di MJ pericolosa in un decennio, immagine da tcervo.com
La comprensione di cosa sia la dinamica e della sua gamma gioca un ruolo fondamentale nella qualità dell'opera d'arte, perché mostra all'ascoltatore ciò che non solo è reale, ma anche un file audio che suona bene. Affinché un file suoni bene all'orecchio, deve avere una buona gamma dinamica e una buona gamma dinamica si ottiene con un equilibrio tra un volume piacevole di alti e bassi e il suono naturale originale.
Per farla breve: la valutazione della gamma dinamica dei file è un buon metodo per cogliere la somiglianza con l'evento originale e la cura con cui sono state trattate queste informazioni musicali. Vediamo come fare.
Un primo metodo è l'utilizzo del misuratore di gamma dinamica, che fornisce un risultato sotto forma di numero. Il valore varia da 1 a 20: i valori inferiori a 8 sono assolutamente negativi, quelli compresi tra 8 e 13 sono buoni ma non ottimali e quelli superiori a 13 sono eccellenti. In pratica, maggiore è il valore, maggiore è la gamma dinamica. È possibile leggere in modo approfondito (e confrontare diversi valori misurati) alla pagina Info di Loudness War. Confrontiamo quindi i valori della stessa canzone di Michael Jackson, Dangerous, in due diverse versioni (con due diversi processi di rimasterizzazione). Quella a sinistra è la versione originale, con un DR buono (anche se non eccezionale), mentre il remaster si comporta in modo significativamente peggiore.
Possiamo capire meglio quali sono le differenze utilizzando MusicScope e il suo intelligente strumento di analisi spettrale, che tratteremo nella prossima sezione. La compressione dinamica è visibile nella seconda immagine.
Analisi spettrale
Il passo successivo per valutare la qualità del file è l'analisi spettrale. Fondamentalmente, identifica le frequenze del file musicale in modo visivo: a seconda di quanto siano alte o basse le note, l'analisi spettrale traccerà le misure di "tutte le frequenze rispetto al tempo" nel file per visualizzarle in un diagramma spettrale. Più bassa è la frequenza nel file, più basse sono le note e viceversa, più alta è la frequenza, più alte sono le note. L'uso di un'analisi spettrale è uno strumento affidabile per riconoscere se il file è stato convertito da un dato di bassa qualità a uno di frequenza più elevata.
Perché è importante? Immaginate di voler ottenere un'immagine ad alta risoluzione del vostro panorama preferito. La scelta più ovvia sarebbe quella di scattare una foto con una fotocamera ad alta risoluzione, giusto? Ok, ora immaginate di utilizzare la vostra fotocamera ad alta risoluzione per scattare una foto dello stesso panorama, ma invece di mettere a fuoco il panorama stesso, vi limitate a "scannerizzare" un'immagine stampata. Otterrete due file ugualmente grandi, con molte informazioni, ma solo uno di essi è effettivamente ad alta risoluzione. Lo stesso può accadere con i file audio: quelli a bassa risoluzione vengono convertiti in alta risoluzione.
Per capire se un file è stato convertito da un file di bassa qualità a uno ad alta frequenza con l'analisi spettrale si vuole identificare se ci sono "buchi" nelle gamme di frequenza, o se ci sono frequenze tagliate (le informazioni musicali non vengono memorizzate sopra o sotto una certa frequenza).
Ad esempio, confrontiamo lo stesso brano, in questo caso Wish You were here (da un master FLAC 24/96) con diverse codifiche. Tutte le misurazioni sono state effettuate con l'eccellente analizzatore di spettro di SoundScope. L'immagine sottostante mostra il file originale, con tutte le sue estensioni di frequenza.
Ora facciamo una cosa divertente: convertiamo questo FLAC in MP3 a 128kbps (CBR, constant bit rate). Basta guardarlo per capire quanto il messaggio musicale originale sia andato perso.
E ora facciamo una cosa davvero strana: ricodifichiamo il nostro brutto MP3 in formato FLAC ad alta risoluzione. A questo punto potreste chiedervi: che senso ha convertire un MP3 in FLAC? In realtà a nulla. Ma è un buon modo per dimostrare come il punto di partenza della codifica musicale sia molto importante. Soprattutto se si pensa ai file ad alta risoluzione che si possono acquistare dai siti web specializzati: saranno effettivamente ad alta risoluzione SOLO se sono stati codificati a partire dalla registrazione master, e non (come a volte accade) da registrazioni di qualità CD. Questa pratica è chiamata transcodifica,
Si può vedere chiaramente come la transcodifica emuli in modo lineare gli spettri dell'MP3 di bassa qualità. Questo è il trucco che ci permette di individuare i file transcodificati di qualità inferiore.
Lossy vs Lossless compresso vs Lossless non compresso
Ora, dopo aver capito bene cosa sono e come funzionano le sorgenti musicali, i decibel e l'analisi spettrale, possiamo finalmente passare alle informazioni sui diversi tipi di formati audio disponibili e sul ruolo che svolgono nell'intrattenimento musicale. I formati sono file lossless non compressi, lossless compressi o lossy.
Un file audio lossless non compresso conserva tutti i dati originali, ma non essendo compresso tende a rendere il file molto più grande di altri formati. I file WAV e AIFF sono esempi di file audio lossless non compressi. Si ottiene tutta la qualità della codifica originale, ma un file molto pesante.
I file lossless compressi sono i prossimi della lista e, sebbene memorizzino tutti i dati originali (lossless), sono file meno grandi grazie alla compressione delle informazioni musicali senza cancellare nulla del messaggio musicale originale. Ad esempio, non concedendo al silenzio alcun bit rate al secondo, di solito il risultato finale è migliore di un file lossless non compresso.
Infine, i formati lossy sono sempre compressi e nella maggior parte dei casi hanno dimensioni inferiori rispetto agli altri formati, perché eliminano alcune delle informazioni originali. MP3, AAC e WMA sono tutti esempi di file lossy. Un file MP3 è un formato codificato che viene utilizzato per la memorizzazione o la trasmissione di audio digitale, ma utilizza dati compressi con perdita per ridurre al minimo le dimensioni del file, in modo che il file possa ancora suonare come l'audio originale non compresso per chi lo ascolta.
Per farla breve: il punto di forza tra la conservazione della qualità originale della registrazione e la necessità di possedere un datacenter è preferire i formati compressi senza perdita, come il FLAC (Free Lossless Audio Codec).
Per ora è tutto, gente. Questo è il primo articolo di una serie di scritti dedicati alla comprensione, in termini semplici, di ciò che costituisce una buona esperienza di ascolto nel dominio digitale. Nel prossimo articolo parleremo di profondità di bit e frequenze nei file audio.
Se pensate che non abbiamo trattato a sufficienza l'argomento, o se avete suggerimenti per i prossimi argomenti fatecelo sapere tramite i commenti qui sotto, nel frattempo potete scatenare la vostra curiosità e iniziare ad analizzare i vostri file con l'eccellente MusicScope Audio Analyzer!