4 Creare contenuti per il web - Andrea Giachetti

Contenuti multimediali: codifica ed elaborazione 115
composizione di multipli di tale frequenza (armoniche), la forma dell'onda risultante è quella
che caratterizza il timbro del suono dello strumento. Nei rumori invece la composizione delle
frequenze appare casuale (vedi Figura 61).
Ogni strumento musicale così come ogni voce umana è caratterizzata da un particolare timbro
(si parla infatti di timbro delle voci) che può essere analizzato studiando la forma d'onda.
Per acquisire il suono come dato digitale, i microfoni traducono l'oscillazione in segnale
elettrico che viene campionato a intervalli di tempo regolari (passo di campionamento, il cui
inverso è la frequenza di campionamento) e binarizzato convertendo la misura in un numero
espresso da un numero limitato di bit (conversione analogico/digitale).
La codifica ottenuta si dice PCM (Pulse Code Modulation) e la qualità del dato dipende
chiaramente dalla frequenza scelta e dal numero di bit usati.
Se il numero di segnali misurati è abbastanza fitto, si può poi ricostruire e riprodurre il suono in
maniera fedele. Esiste un teorema dell'analisi dei segnali (detto di Nyquist/Shannon o teorema
del campionamento) che dice che se si campiona a frequenza doppia della massima frequenza
presente nel segnale, si può poi ricostruire il segnale originale senza errore (trascurando
ovviamente l'errore di quantizzazione). Questo significa che, utilizzando una frequenza di
campionamento superiore ai 40 Khz, si possono riprodurre fedelmente tutte le frequenze udibili
dall'orecchio umano. Per questo motivo il campionamento del suono nei comuni CD è
realizzato a 44.1 Khz.
Questo fa sì che la quantità di memoria occupata dalla codifica sonora sia però enorme.
Facendo un rapido calcolo, se utilizziamo 16 bit per codificare l'intensità (range dinamico
accettabile per la qualità CD) occorrono 88 Kbyte per un solo secondo di registrazione. Se
pensiamo che il suono è in genere codificato in stereo (2 canali per rendere la spazialità del
suono) il numero va poi raddoppiato. Una canzone di 4 minuti occuperà quindi 88x2x4x60=42
A
C
Figura 61: Le forme d'onda delle note create dagli strumenti musicali sono caratterizzate da una
particolare composizione di frequenze pure multiple di una frequenza base (A: pianoforte, B:
tromba, C:chitarra). Quella del rumore (D) appare una sovrapposizione casuale di frequenze.
B
D