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Speciale codifiche audio – Allarga l’orizzonte tra cinema e musica

Ancora tanto digitale su fisico e un’offerta oltre il semplice CD stereo, alla scoperta di codifiche audio con e senza perdita dati

Tante le codifiche audio dedicate all’Home Theater e all’ascolto musicale stereo e multicanale, un universo composto di registrazioni di varia qualità e lungimiranza tecnica con l’imbarazzo della scelta da parte di chi ha la possibilità di godersi uno spettacolo sonoro col conforto di amplificazione, decoder e un vero rig di diffusori oltre la classica stereofonia.

Quest’ultima ha vissuto un’epoca doro almeno fino al momento in cui giunsero le prime registrazioni quadrifoniche, inizialmente impiegate in ambito professionale a partire dagli anni settanta. Un’evoluzione che dopo il CD ha salutato la nascita del DVD e DVD-Audio, poi il Blu-ray con codifiche sempre più complesse anche oltre i 10 canali per giungere sino alle più recenti introduzioni di formati audio immersivi basati su oggetti e il trasporto fino a 32 canali audio.

codifiche audio
Il primo CD audio pubblicato nel 1982

Compresso o non compresso? Questo è il dilemma. Qui di seguito l’attuale offerta audio presente su supporto fisico (a cui si aggiunge il troppo poco frequentato Auro 3-D, della belga Auro Technologies).
CD – LPCM – Linear Pulse Code Modulation – non compresso
DVD-Audio – LPCM o Meridian Lossless Packaging (MLP)
SACD – DSD – Direct Stream Digital – non compresso
DVD – MPEG-1 Layer 2, Dolby Digital AC-3 e DTS – sempre compressi con perdita di dati
Blu-Ray FHD e UHD – LPCM non compresso / Dolby TrueHD, DTS-HD Master Audio, Dolby ATMOS e DTS-X – sempre compressi senza perdita di dati.
Auro 3-D – Tra le codifiche audio purtroppo è la meno conosciuta. Invenzione del 2011 della belga Auro Technologies e prima codifica assoluta ad aggiungere l’asse Z (altezza) alle dimensioni X-Y, rispettivamente larghezza e profondità, col sistema Auro 11.1. Meriterebbe ampio approfondimento.

LPCM – Linear Pulse Code Modulation
Arrivato col CD è stato il primo formato audio digitale che all’inizio non andava oltre il campionamento canale a 44.100 volte al secondo e conversione in parole digitali binarie a 16 bit. Ancora oggi per motivi economici si offrono registrazioni ‘entry level’ di tale risma, ma ricerca e tecnologia hanno consentito di andare ben oltre, raggiungendo incredibili velocità di campionamento fino a 192.000 volte al secondo e parole digitali fino a 24 bit. Ciò ha favorito la crescita in qualità del segnale, sempre più vicino al master di registrazione. Superata tale soglia le superiori velocità di campionamento e parole digitali ancora più lunghe hanno richiesto diverse codifiche e contenitori più capienti.

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DVD-Audio
In circolazione da anni e rintracciabili per i consueti circuiti dell’usato, copie sigillate arrivano a costare anche 200 euro. Il supporto è quello del DVD video così come lo conosciamo, solo con più spazio per il fronte audio e parziale presenza di immagini. In tal caso sono presenti due formati con flusso dati a velocità fissa, ovvero LPCM ed MLP (Meridian Lossless Packaging).

Con l’arrivo dell’MLP si è iniziato a parlare di compressione senza perdita matematica di dati, il grado effettivo di compressione è di circa 1,5:1. La capacità aggiuntiva di gestione dati di un DVD consente di utilizzare questo formato fino a 6 canali con bit rate massimo di 9,6 Mb/s (8 canali e bit rate massimo 18 Mb/s sul defunto HD-DVD).

codifiche audio
CD audio ma proveniente dall’acquisizione diretta del master originale, potrebbe suonare meglio rispetto alla produzione standard

DSD – SACD
Il codec Direct Stream Digital, impiega un sistema di decodifica di segnali audio che utilizzano la codifica in modulazione di densità di impulsi (Pulse-Density Modulation) in modo da immagazzinare segnali sonori all’interno dell’SACD. Invenzione di Sony e Philips, il Super Audio CD, stereo / multicanale, in alcuni casi ‘ibrido’ e leggibile anche da comuni lettori CD, campiona il segnale analogico attraverso la cosiddetta “modulazione sigma-delta”, come una sequenza di singoli bit a una frequenza di campionamento di 2,8224 MHz, quindi 2,882,400 volte al secondo, 64 volte più di un CD.

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La modulazione sigma-delta crea un flusso di bit a velocità fissa con una gamma dinamica fino a 120 dB e una risposta in frequenza fino a 100 KHz, processo che equivale a un segnale LPCM campionato a 96 KHz utilizzando una parola binaria 20 bit. Segnale audio stereo e multicanale fino a 6 canali, di fatto 5.1, dove il canale 0.1 nasce per gestire frequenze sotto 80 Hz.

Dolby Digital lossy e lossless
Dolby Digital o AC-3 è una tecnica di compressione proprietaria Dolby, il cui formato base supporta 5 canali full range (20 Hz – 20 Khz) cui in genere si aggiunge un canale per le basse frequenze che non va oltre i 120 Hz. Supporta frequenze di campionamento fino a 48 KHz e flusso dati massimo a 448 kbps con i DVD e 640 kbps nei Blu-ray. Qualche traccia 448 kbps / 5.1 canali è inserito tra le tracce dei DVD-Audio, dove resta preferibile l’ascolto PCM o MLP.

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Il Dolby Digital ha vissuto ampia evoluzione arrivando a offrire fino a 8 canali (7.1) e 3 mbps (Megabit per secondo) col Dolby Digital Plus e 18 mbps col Dolby TrueHD, sempre mantenendo la retro-compatibilità con hardware pregresso. Sia per Dolby Digital che DTS e le versioni più avanzate degli stessi sono appannaggio unicamente dell’hardware più recente, capace di riconoscere i dati aggiuntivi e migliorare l’ascolto.

DTS lossy e lossless
Maggiormente diffusi rispetto ai DVD-Audio sono i dischi con audio DTS, di cui si trovano ancora molte produzioni in circolazione. Il DTS può essere anche nettamente migliore rispetto al Dolby Digital, dato che supporta flussi dati anche doppi. Si possono incontrare due diverse velocità in bit: la ‘full rate’ a 1.536 kbps (1509 kbps reali) e la ‘half rate’ a 768 kbps (754 kbps reali). Tale flusso dati trasporta anche metadati che descrivono il ‘dialnorm’ e la compressione della gamma dinamica. Nello specifico per dialnorm o dialog normalization s’intende la normalizzazione dialoghi: valore intero con un intervallo da 1 a 31 corrispondente a un guadagno di riproduzione rispettivamente da -30 dB a 0 dB, in funzione della dinamica del materiale.

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La versione lossless del DTS è il DTS-HD Master Audio, codec combinato che supporta compressione anche con perdita (lossy). In quest’ultimo caso si arriva a supportare velocità variabili fino a 24,5 mbps con una frequenza di campionamento massima di 192 Khz e una lunghezza massima della parola di campionamento di 24 bit. Rare e ricercate le produzioni audio DTS-HD Master Audio con codifiche multicanale, che per esempio hanno visto coinvolti i Beatles e pubblicazioni che al borsino del collezionista si aggirano sui 100€ a copia.

ATMOS
Sono ancora poche le produzioni ATMOS esclusivamente dedicate alla musica, preponderante la presenza delle codifiche audio in ambito cinema. L’ATMOS è nato per il theatrical nel 2012, con gestione fino a 128 tracce audio e 64 canali discreti. Si tratta di tracce che muovono all’interno del rig di altoparlanti in funzione della presenza fisica dei diffusori e dei metadati che le accompagnano. Come per il DTS:X il posizionamento dell’oggetto sonoro avviene all’interno di uno spazio maggiormente tridimensionale, muovendosi in misura più flessibile e precisa rispetto alle altre codifiche lossless.

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Per il cinema in casa due anni dopo è arrivata una versione ‘ridotta’, con metadati corretti per una diversa distribuzione del segnale, ma comunque in grado di gestire una configurazione massima di 24.1.10 canali: il che si traduce in 24 canali discreti che circondano il punto visione/ascolto, un canale LFE e 10 ulteriori diffusori verticali da porre a soffitto. Fatta eccezione per mostruosi e costosissimi pre/decoder, il Trinnov su tutti, si scende notevolmente quanto a pretese con configurazioni più standardizzate a 9.1.4 canali. Già in tale forma e dimensione parliamo di un volume di diffusori che, soundbar e gestione virtuale a parte, richiede un locale dedicato. Link a Dolby.

DTS:X
Al contrario del competitor Dolby, DTS:X è prima sbarcato per l’home theater e poi nelle sale cinema, rispetto al rivale DTS:X differisce nella configurazione altoparlanti. Mentre Dolby ATMOS richiede di aggiungere ulteriori canali verticali alla configurazione 5.1 o 7.1, DTS:X da subito impegna meno nella configurazione degli altoparlanti sfruttando diversamente una pregressa installazione. Supporta fino a 32 posizioni dei diffusori e un sistema 11.2 canali.

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DTS afferma che si tratta di un codec flessibile che funziona con “qualsiasi configurazione di altoparlanti all’interno di un layout emisferico”, ciò grazie alla piattaforma Multi-Dimensional Audio (MDA) di DTS:X, che è aperta e priva di licenza e consente ai produttori di film di controllare posizionamento, movimento e volume degli oggetti sonori. Eccetto materiale demo non sono al momento disponibili registrazioni musicali espressamente dedicate al DTS:X. Link a DTS.

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