Lucciola Grafica

6. Musica e Midi

2012-03-13T18:57:00.002+01:00

Per scambiare informazioni bisogna definire una forma di linguaggio attraverso il quale si può realizzare la comunicazione e quando l'informazione ha una forma precisa è possibile anche la sua trasformazione e manipolazione.
Quando ci proponiamo di costruire un linguaggio di rappresentazione per la musica dobbiamo chiederci quali informazioni rappresentare. Passaggio che si basa su un'operazione di selezione: la scelta del tipo di informazione rappresentare nel linguaggio implica anche la scelta di ciò che non deve essere rappresentato.
Determinato un codice di rappresentazione per l'informazione musicale è possibile la sua trasmissione e la sua trasformazione: questa è un'operazione può essere svolta da applicazioni informatiche.

La rappresentazione della musica poiché dipende dalle necessità di trasmissione e riproduzione può avvenire a livelli diversi.
La rappresentazione in termini fisici del segnale è inefficace come notazione operativa per l'uso strumentale. Ogni rappresentazione della musica deve situarsi al livello adatto allo scopo prefisso.

Livelli di rappresentazione:
- livello fisico: parametri per la rappresentazione sono quelli della descrizione fisica del segnale(ampiezza, frequenza, forma d'onda).
- livello percettivo: descrizione psicoacustiche(volume, altezza, timbro).
- livello operativo: musica rappresentata nei termini di istruzioni esecutive(gesti esecutore, strumenti musicali).
- livello simbolico: esempio tipico è la notazione occidentale strandard.
- livello strutturale: rappresentazione che rende conto delle relazioni logiche che presiedono alla produzione/comprensione della musica(insieme di regole di una grammatica).

Possiamo descrivere le relazioni tra i diversi livelli attraverso uno schema che ha come due estremi la conoscenza fisica e la conoscenza musicale.
Ognuno dei 5 elementi : (Ambiente, ascoltatore, compositore, esecutore, strumento) si situano in relazione a due livelli.
Ascoltatore muove dal campo sonoro(livello percettivo) per costruire un modello musicale cognitivo di quanto ascoltato(livello strutturale).
Le competenze strutturali del compositore necessitano della mediazione della notazione(livello simbolico) per essere trasmesse all'esecutore.
Esecutore traduce la notazione in un insieme di controlli gestuali che governano l'esecuzione strumentale(livello operativo).
Attraverso lo strumento , le operazioni gestuali si trasformano in pressione sonora(livello fisico), che costituisce il correlato acustico del campo fenomenico dell'ascoltatore(livello percettivo).

Rappresentazione audio: situa tra il livello operativo e quello fisico.
Rapprentazione musica: interessa il rapporto tra compositore, esecutore e strumento.(livelli: simbolico, operativo).

Midi

Midi è il protocollo standard che permette a un sequencer di comunicare con gli altri dispositivi che controlla.
Con protocollo midi si intende il modo di rappresentazione della musica che ha raggiunto una diffusione commerciale universale.
Con Midi si indica , oltre al protocollo anche l'interfaccia, l'hardware necessario per la comunicazione tra dispositivi.

Un protocollo è un sistema di regole che stabilisce attraverso quali modalità deve avvenire la comunicazione tra i dispositivi hardware o processi software differenti.
Alla base del protocollo ce la necessità di far comunicare sintetizzatori musicali di case produttrici diverse: i problemi che deve risolvere il protocollo sono quelli della rappresentazione dei dati musicali e della sincronizzazione tra i dispositivi durante la comunicazione.

Il midi si situa tra il livello simbolico e quello operativo: attraverso il protocollo è possibile rappresentare come dati elettronici una performance musicale.
L'informazione codificata dal protocollo consiste in un'insieme di istruzioni per un sintetizzatore, il quale, sulla base dei dati ricevuti, si occupa della sintesi audio.
Il dispositivo di input dei dati musicali e quello di output del segnale possono comunicare attraverso la codifica MIDI.
Se i dati midi vengono memorizzati possono poi essere modificati in un secondo momento attraverso procedure di editing più o meno complesse, per poi essere inviati al modulo di sintesi.

Sequencer: sistema di registrazione - esecuzione ,dotato di una memoria programmabile dove vengono memorizzati i dati di controllo operativi necessari alla (ri-)generazione di eventi musicali.
Sequencer memorizza i dati provenienti da un dispositivo di input , ne consente l'editing, infine ricrea la performance inviando i dati al dispositivo che si occupa della sintesi.
Midi è un protocollo strandard tramite il quale i sequencer in commercio memorizzano i dati.
Il controllo su suono è soltanto indiretto, la qualità timbrica dipende interamente dal modulo di sintesi.

Nascita del midi

Anni 80 la necessità di uno standard per la comunicazione tra diversi sintetizzatori, i primi erano monofonici e avevano una povera tavolazza timbrica.
La connessione di più sintetizzatori in sistema costituiva un modo per arricchire le possibilità di sintesi.
Standard che avrebbe dovuto risolvere tre tipi di problema:
- la rappresentazione dei dati musicali(la definizione univoca di altezza e volume delle note);
- la sincronizzazione tra i dispositivi e la modalità di trasmissione dati;
- la progettazione e la costruzione di dispositivi fisici.

Successo:
Basso costo, esigenza di avere uno standard, possibilità di comunicare tra marche, comunicazione tra strumenti e altri dispositivi elettronici (computer, sequencer, controllo luci, mixer).

Lo standard MIDI stabilisce anche quali connessioni fisiche debbono essere impiegate nel collegamento.
Il trasferimento dei dati avviene alla velocità di 31.250 bit/sec;
attraverso un'interfaccia seriale asincrona, seriale perché i dati sono trasferiti come sequenza di bit successivi e asincrona perché l'invio dei dati dipende dal momento in cui il dispositivo inizia a trasmettere.
IL trasferimento è seriale quindi bisogna impiegare convertitori da parallelo a seriale.
Connettori impiegati sono di tipo DIN a 5 pin, tipici degli impianti audio, di cui solo 3 vengono impiegati per le informazioni numeriche del MIDI.
Porte fisiche del MIDI(connettori):
MIDI in: riceve segnali dall'esterno;
MIDI out: trasmette info MIDI all'esterno;
MIDI Thru: trasmette copia esatta di MIDI in;

Lunghezza max dei cavi: 15 metri(50 piedi)
Per trasmettere un byte(8+2 bit): ogni pacchetto impiega 0,32 millisecondi.

Editor(sequenze): brani musicali come sequenze di eventi complessi.
Expander: generatori di suono(sintetizzatori, campionatori…).
Controller: generatori di messaggi MIDI (tastiere, Midi-sax, drum-pads..).

Numero dei dispositivi deve limitarsi a tre.
Si può usare una Trhu box(scatola di derivazione): moltiplica il segnalein entrata e lo trasmette attraverso più porte MIDI trhu.
Patch Bay svolge le stesse funzioni di una thru box ma consente di effettuarela selezione tra più configurazioni ingresso/uscita.
Midi processor puà svolgere tutte le funzioni.
Due configurazioni tipiche --> pag. 250.

Protocollo di comunicazione

La comunicazione avviene attraverso messaggi MIDI, messaggi che non rappresentano la forma d'onda ma solo informazioni di controllo.

Canali
Strade per la comunicazione per veicolare i messaggi agli espander. Sono indirizzi dove ricevere e inviare dati musicali. Distribuire i messaggi per canale è un metodo per differenziare i timbri, a ogni canale è possibile associare uno strumento. Il MIDI prevede 16 canali.

Tracce
E un flusso strutturato e autonomo di messaggi MIDI, distinto da altre tracce. 2 pianoforti: 2 tracce; 1 Pianoforte: 1 traccia melodia, 2 traccia accompagnamento.
Traccia è solo un contenitore di messaggi MIDI in sequenza, da un punto di vista pratico possiamo assegnare a ogni traccia un canale.

L'informazione è strutturata logicamente in tracce, alle quali vengono assegnati dei canali. + tracce a un canale. Ai canali si assegna poi la patch.

Patch
Il termini usuale per indicare il timbro prodotto da un generatore è patch. Messaggi midi possono veicolare informazioni relative a un massimo di 128 patch: 128 timbri selezionabili.
Un banco contiene 128 patch, n banchi --> n 128 patch. Definito il banco scegliamo tra 128 patch che lo compongono.

L'impiego di 2 canali ci permette di modificare l'assegnazione di una patch di un canale senza modificare l'altro.

Cosa succede quando suoniamo una nota?
L'esecuzione della nota viene codificata attraverso una serie di messaggi MIDI.
La pressione sul tasto è rappresentata da due distinti messaggi: Note ON e OFF. Indicano che il tasto è stato premuto o rilasciato.
Sono caratterizzati da una velocity che che fa riferimento alla velocità con cui il tasto di una tastiera si abbassa o si rialza.

Temporizzione
I messaggi MIDI non devono soltanto essere posti in sequenza è necessario anche fornire l'informazione temporale(timestamp) che consenta a un sequencer di conoscere il momento esatto in cui deve reagire.
Ogni dispositivo Midi è dotato di un clock, un dispositivo interno di sincronizzazione, sulla base del quale ordina nel tempo i messaggi.

Le unità di misura(timebase) impiegate dal clock sono i tiks o PPQ(parti per quarto), unità di misura relativa poiché dipende dal valore assunto dal quarto(semiminima).

Il numero dei quarti in un minuto è indicato come BPM(pulsazioni per minuto), tipicamente compreso tra 40 e 240.

Numero di tick in un quarto può essere variabile, multiplo e potenza di 2: da 24 a 4096.
Valori tipici: 24,96, 480.

Per calcolare il numero dei tick dobbiamo sapere il tempo del metronomo e il numero di tick per quarto.
Esempio:
1 tick - BPM = 120 - PPQ = 24
120 beat in un minute: 1 beat = 0,5 (60/120)
24 PPQ in un secondo(beat): 1 tick = 0,5/24 = 0,020833(1 tick dura 21 millisecondi)

Sincronizzazione
quando si impiegano più dispositivi collegati insieme è necessario prevedere una sincronizzazione tra di essi.
La sincronizzazione è gestita nei dispositivi MIDI in due modi: MIDI clock e MIDI time code(TMC).

MIDI clock
supponiamo di avere un collegamento tra 2 sintetizzatori.
Il master controlla quello slave. Master tiene il tempo con il suo clock(internal sync) inviando allo slave un messaggio di sincronizzazione ogni 24 di quarto. Lo slave farà riferimento al messaggio di clock del master(external sync).
Il master timing (sincronizzazione via Midi Clock) fa riferimento a un tempo relativo: il numero dei quarti è variabile.(tasso fisso di 24 per quarto).
BPM = 40 il master invierà allo slave 16 messaggi di sincronizzazione al secondo.
ogni beat 60s/40 beat = 1,5 secondi = 24 messaggi
1 secondo = 16 messaggi (24:1 = x : 1,5 --> x = 24/1,5)
BPM = 240 --> 96 messggi
1 beat : 60/240 = 0,25 secondi(24:1 = x:0,25--> x = 24/0,25)

IL MIDI time code(MTC)
è invece il metodo di sincronizzazione per coordinare i dispositivi con le produzioni di film e video.
Metodo standard di codifica del tempo nell'audio e video è SMPTE, tempo codificato in forma assoluta(ore, minuti, secondi).
Il codice SMTPE viene inviato insieme con i segnali audio e video.
MTC è la traduzione in forma di messaggi MIDI dello SMPTE: sono necessari 8 messaggi di 2 byte per realizzare la codifica completa di una locazione temporale SMPTE in MIDI.
Si specifica anche lo standard SMPTE che si sta impiegando, il numero dei frame per secondo è variabile(24,25,30).
Durante l'esecuzione di un prodotto video, si estrae la locazione temporale codificata in SMPTE e un MTC gererator provvede alla generazione dei messaggi MIDI equivalenti, quattro volte per ogni frame: i messaggi attivano gli effetti audio e le sequenze musicali.

I Modi
I dispositivi MIDI interpretano le informazioni relative ai canali sulla base di specifiche configurazioni, dette modi.(criteri con cui un device decide di accettare un messaggio).
Son 4 più uno:
I primi quattro si ottengono dalla combinazione delle categorie Omni On/Off - Poly/Mono; a essi si puà aggiungere Il General MIDI Mode.
Omni: riguarda la risposta del dispositivo alle info di canale;
On: dispositivo Midi riceve e reagisce alle info provenienti da tutti i canali.
Off: dispositivo Midi riceve e reagisce ai messaggi provenienti dall'unico canale prescelto.
Poly/Mono: la possibilità di ricevere o meno più messaggi di Note On su un singolo canale.
Mono: Suona una nota singola;
Poly: Suona più note(accordi);

4 Modi:
"Omni" = Omni On + Poly
Slave risponde in polifonia ai messaggi provenienti da tutti i canali.(può essere usato in fase di test).
Omni On + Mono
Slave risponde a tutti i canali in monofonia(scarsa utilità).
"Poly" = Omni Off + Poly
Slave risponde alle info indirizzate a uno specifico canale con il massimo grado di polifonia.
"Multi" = Omni Off + Mono
pensato per strumenti multitimbrici, gestiscono più timbri o patch in contemporanea.
Ogni patch riceve i dati da un singolo canale a cui risponde: slave risponde ai messaggi indirizzati a tutti i canali , ma separando l'info canale per canale.

Messaggi di canale/sistema
Messaggi Midi di distinguono in due tipi: Channel e System Message.
Messaggi di canale: contengono dati relativi a uno specifico canale. Oltre all'info relativa all'evento anche quella relativa al canale a cui questa è indirizzata(il numero del canale). Se nel device ricevente il canale selezionato non è disponibile , non viene generato nessun evento.
Messaggi di sistema: sono indirizzati al sistema nel suo complesso, veicolando info relative al timing, alla sincronizzazione, non contengono info sul canale.

Struttura generale dei messaggi
Messaggi MIDI sono costituiti da sequenze di parole di 10 bit. Il primo è l'ultimo hanno la funzione di delimitare l'inizio e la fine, ogni parola è composta da 8 bit(1 byte).
Un messaggio è composto da una o più parole di 1 byte.
Primo Byte: identifica il tipo di messaggio --> status byte
I byte successivi contengono il messaggio vero e proprio --> data byte
La distinzione tra status e data è effettuata in base al bit più significativo(MSB): il bit più a sinistra di ogni byte.
1 status - 0 data (uno o due).

Classificazione dei messaggi
Lo status byte è suddivisibile in due segmenti di 4 bit (nibble).
Il primo a sinistra specifica il tipo di messaggio. Sono disponibili 3 bit rimanenti, 8 combinazioni possibili: di queste, sette identificano i messaggi di canale, mentre la combinazione 111 indicai messaggi di sistema.
Il Secondo nibble ha una funzione diversa a seconda se si tratti di messaggi di canale o sistema.
Nei messaggi di canale: indica il numero del canale(possiamo mappare 16 canali).
Nei messaggi di sistema: distinguere 16 possibili messaggi di sistema.

Tipologia dei messaggi

Channel Message

la struttura è 1xxx nnnn(status byte) a cui seguono uno o due data byte 0xxxxxxx(128 valori a disposizione).
Primo nibble varia tra 1000 e 1110.(codice di identificazione del messaggio).
Secondi 4 bit: identificazione del canale.

Channel Voice Message

Descrivono gli eventi musicali: quale nota deve essere mandata in esecuzione , quale deve essere terminata, con quale volume, con quali modificazioni espressive.

Note On
indica al dispositivo di suonare una nota: tasto di una tastiera o pad di una batteria.
Status Byte è 1001 nnnn, cui seguono 2 data bytes
- specifica l'altezza della nota(pitch);
- la velocità: forza con cui si pigia un tasto(ampiezza dell'output, eventualmente timbro).
Sono rappresentabili 128 altezze e 128 valori per la velocity.

Note Off
indica quando disattivare una nota
Status byte è 1000 nnnn, i 2 data byte rappresentano pitch e velocity.
Non è significativo il valore della velocità si può sfruttare una codifica abbreviata che equipara al Note Off un messaggio di Note On con velocità 0. Si risparmia un 33% di traffico sulla rete.

Channel Pressure
Messaggio che trasmette informazioni relative ai cambiamenti di pressione dopo che è stato inviato un Note On (mentre un tasto è premuto).
Il valore di pressione nel data byte è applicato a tutte le note attive. Usualmente si indica con aftertouch.
Modifiche timbriche su tutto il canale, effetti diversi a seconda del dispositivo usato.
Se Sono premuti più tasti contemporaneamente si un unico valore per tutti.

Polyphonic Key Pressure.
E sensibile ai cambiamenti di pressione relativi a ogni singolo tasto della tastiera.
I 2 data bytes indicano: il pitch a cui applicare il valore di pressione e il valore di pressione stesso.

Pitch Bend Change
Messaggio che indica la variazione frequenziale intorno alla frequenza corrispondente al numero di tasto premuto(alla nota attiva). Corrsisponde a un cambiamento di intonazione: vibrato o glissando.
I 2 data byte: velocity e variazione.

Program change
I messaggi inviano al dispositivo ricevente attraverso il data byte successivo un numero intero compreso tra 0 e 126. In un sintetizzatore le patch sono numerate, e attraverso il messaggio si può selezionare il timbro che viene associato al canale.
( di per sé il numero è semplicemente un indice: può indicare un particolare effetto, es. chourus).

Control Change
Controller sono dispositivi che consentono di aumentare l'espressività di un dispositivo MIDI (dai pedali al soffio), può essere un pedale, una ruota, una leva. Ogni qualvolta che questo si muove viene inviato un messaggio costituito da 3 byte.
Allo status seguono 2 data byte:
- identificatore del controller;
- valore del controller;
Due categorie di controllori: controllori che possono assumere valori continui o discreti.

Channel Mode Message

Specificano una delle 4 opzioni possibili in cui può rispondere il dispositivo MIDI, la cui combinazione produce i modi.
Questa info è codificata attraverso gli ultimi 4 valori disponibili nel primo data byte.
Dal punto di vista strutturale sono un sottotipo dei Control Change.

System Message

Non sono indirizzati specificatamente a un canale, ma sono rivolti a tutto il sistema: questo può comprendere più unità collegate che ricevono su diversi canali.
Ogni singolo dispositivo reagisce ai Channel Message per i quali è abilitato a rispondere, ma a tutti i System Message.
Status Byte è 1111 xxxx. Il secondo nibble può venire utilizzato per distinguere 16 messaggi di sistema.
Attualmente sono definiti 11 messaggi distinti in 3 categorie.

System Common Message
Svolgono funzioni generali relative a tutto il sistema.

MIDI Time Code Quarter Frame
categoria di messaggi impiegata dai dispositivi in grado di trasmettere /ricevere il MIDI time code che codifica il tempo in termini assoluti. Sono necessari 8 messaggi trasmessi ogni quarto di frame per definire univocamente una locazione temporale SMPTE.

Song Position Pointer
Una song è una sequenza di messaggi MIDI memorizzata da un dispositivo MIDI o un Midi File.
Il messaggio indica il punto all'interno della song caricata dove si deve posizionare il puntatore.
La riproduzione o la registrazione successive inizieranno da quel punto.
Status byte: 1111 0001
2 data byte che specificano la posizione contando a partire dall'inizio della song(2alla14 posizioni diverse).

Song Select
Seleziona una di 128 song possibili che un device può avere memorizzate.
Il messaggio cambia la song corrente.

System Real Time Message
Si occupano del funzionamento sincronizzato dei diversi moduli di un sistema in tempo reale. Sono gli unici messaggi che possono bloccare il funzionamento di un altro messaggio e sono gli unici a essere costituiti esclusivamente dallo status byte.

MIDI clock
messaggi che garantiscono la sincronizzazione di più dispositivi in tempo relativo.
E la frequenza dei messaggi, inviati 24 volte ogni quarto, che opera come pulsazione di riferimento.
Il numero dei messaggi è relativo perché dipende dal valore del quarto.

Start/Continue/Stop
Tre messaggi che coordinano il funzionamento di tutti i dispositivi che compongono il sistema midi.
Start: i puntatori di tutti i dispositivi si spostano alla locazione iniziale della song corrente.
Stop: impone a tutti i dispositivi di bloccare l'operazione in corso.
Continue: determina la ripresa dell'operazione interrotta con un messaggio di Stop.

Active Sensing
viene inviato ogni 300 millisecondi, con la funzione di mantenere attiva la connessione tra master e slave. Se allo slave non arriva il messaggio considera il collegamento con il master interrotto e non attende altri messaggi.

System Reset
Messaggio che riporta tutti i dispositivi ai valori predefiniti(quelli impostati dalla casa produttrice per il momento dell'accensione del dispositivo).

System Exclusive Message
Messaggi attraverso i quali i costruttori sono in grado di specificare info relative ai lori prodotti.
Unici messaggi ad essere composti da 2 status byte , posti all'inizio e alla fine della sequenza di byte.
- Lo status byte indica l'inizio di un messaggio SysEx;
- una data byte che indica il codice standard proprio di ogni costruttore(ID byte);
Se il dispositivo riconosce il codice procede nella decodifica dei data byte successivi, significativi per quel particolare costruttore, altrimenti ignora il messaggio.
Chiude la sequenza lo status byte.

Il General MIDI
E uno standard che specifica ulteriormente il protocollo MIDI 1.0. La codifica di ulteriori informazioni consente di aumentare la trasportabilità dei messaggi tra i diversi dispositivi.
Definisce un quinto MODO : General MIDI Mode(GMM), che regola a priori l'associazione canali, patch e timbri. Il GMM definisce dei preset, indipendenti dall'hardware impiegato.
Canale 4: Melodia, 8: Armonia, 10: persuasioni; così un dispositivo che supporta il GM assegna automaticamente ai Channel Voice MEssage provenienti sul canale 10 le patch che producono timbri percussivi.
Il GM assegna a ogni valore di Program Change una patch prestabilita, assicurando un risultato timbricamente più o meno simile su ogni dispositivo.
La classificazione delle patch stabilisce una tipologia timbrica che deve essere più o meno simile a tutti i dispositivi che si adeguano al GM: l'effettivo risultato audio dipende dall'hardware ricevente.
Lo standard GM richiede per i device che lo supportano:
- 24 voci di polifonia;
- 16 canali polifonici e multitimbrici;
- la possibilità di utilizzare 16 timbri diversi contemporaneamente ;
- l'utilizzo come accordatura del la4 a 440 hz --> equivale al picth(nota) 69.
- il 10 riservato alla batteria.
LIMITI GM: numero degli strumenti(128)

Altri Standard
Roland GS
codifica anche l'impiego del Bank Select(aumenta i preset) e altri controlli di effetti audio e parametri timbrici.
Yamaha XG
aumenta i preset e drumkit disponibili e prevede la scalabilità: se il device non è dotato delle possibilità dello standard approssima il più possibile il risultato.

XMidi(eXtended MIDI)
proposta di estensione del protocollo MIDI di Lukac -Kuruc.
Incrementa i canali indirizzabili da 16 a 324;
risoluzione dei valori lineari(volume, velocità) da 128 a 528;
valori non lineari(n. controllori, Program Change) da 128 a 4374.
Tutto ciò utilizzando un logica a livello hardware non binaria ma ternaria, incrementando il numero dei valori assegnabili.
Pensato per essere compatibile all'indietro.
Attuale perplessità delle case costruttrici.

Il Formato dei File in Protocollo MIDI: Standard MIDI FIle (SMF)

Come avviene l'archiviazione dei messaggi su file. I messaggi MIDI vengono memorizzati in un formato il cui standard è stato definito dalla MMA: permette di scambiare dati MIDI marcati temporalmente tra differenti programmi sullo stesso o su più elaboratori diversi.
Prende il nome di Standard MIDI File Format: attraverso di esso una sequenza di messaggi può essere eseguita su tutti i dispositivi MIDI. La rappresentazione dei dati è particolarmente compatta , pochi Kbyte, i MIDI-file sono agevolmente integrabili in altre applicazioni online.

Dal Protocollo al formato SMF
Il protocollo stabilisce quale deve essere la struttura dei messaggi e quali info i messaggi devono trasmettere . Il protocollo non definisce in che modo i messaggi debbano essere memorizzati in un file. E assente il concetto di tempo che è affidata all'esecutore o al sequencer.
Quello che interessava era la possibilità di trasmettere un flusso di dati tra più dispositivi MIDI durante una performance.
L'esecuzione in tempo differito non è definita dal protocollo. La memorizzazione dei dati richiede che di ogni evento si ricordi l'esatta collocazione temporale.
Prima specifica il formato di memorizzazione con l'info temporale era lasciata al costruttore.
Nel 1988 la definizione del SMF.
Non si propone di sostituire i formati proprietari: il suo obbiettivo è l'interscambio dei dati MIDI in un formato compatto adatto alla memorizzazione su disco.
Un Midi-File contiene un flusso di eventi MIDI, a ognuno dei quali associa una info temporale, o timestamp.
Consente di memorizzare le info della song e delle tracce che la compongono, tempo di metronomo(BPM) e il metro(4/4,3/4).
Permette di definire info descrittive: nomi tracce, strumenti, copyright e testi canzoni.
Dal punto di vista strutturale il Midi-FIle è un file composto da sequenze di parole binarie di un byte : una successione di messaggi MIDI intercalati da info sul ritardo di emissione.

Definizione del tempo
Ogni evento MIDI è preceduto da un numero (timestamp) e che rappresenta l'intervallo di tempo che separa un evento dal precedente. L'intervallo: delta-time, può avere due significati, a seconda se il tempo è calcolato in termini relativi o assoluti.
- intervallo calcolato "metricamente" in tick: timestamp indica quanti impulsi di clock il dispositivo deve attendere per rendere attivo il messaggio successivo.
- Il delta-time può indicare la suddivisione di un secondo(frame SMPTE).

Eventi e Meta-Eventi
Un SMF può essere pensato come una sequenza alternata di timestamp e di successivi messaggi MIDI.
Tra le info veicolate dai messaggi è possibile distinguere tra eventi(Channel e System Message) e i meta eventi, info aggiuntive non definite dal protocollo 1.0: cambi di tempo, nomi tracce e strumenti, porzioni di testo , armatura di chiave.

Tracce, chunk e formati
Anche i MIdi-File sono formati da chunk: blocchi di informazione separata, ognuno costituito da un numero variabile di byte.
Due tipi di chunk: un header e uno o più track.
Header, dimensione fissa di 14 byte, posto all'inizio e dichiara tre proprietà generali: formato, numero tracce e divisione in PPQ.

Il formato può essere di tre tipi.
Formato 0: info conservate in un'unica traccia. In una song con più tracce e la memorizziamo con il formato 0 , tutti i dati Midi vengono riversati in un'unica traccia. Formato base per garantire maggiore compatibilità tra i dispositivi.
Tempo e time signature definiti per l'unica traccia.
Formato 1: consente di definire più tracce autonome che debbono essere eseguite in simultaneità: formato più usuale, permette di sfruttare tutte le risorse messe a disposizione dall'impiego delle tracce.
Per ogni traccia possono essere definiti simultaneamente tempo e time signature(un cambio di tempo in quel momento si riferirà a tutte le tracce).
Formato 2: memorizza l'informazione in più tracce separate, ma sequenziali, (pattern); può essere pensato come una collezione di sequenze del formato 0. Non è supportato da tutti i sequencer.
Per ogni traccia possono essere definiti tempo e time signature. Tracce in sequenza, se ne può eseguire una sola per volta, ma ognuna è dotata di tempo e time signature indipendente.

Altre info nell'header riguardano il numero di tracce(1 nel formato 0) e la suddivisione che può essere indicata in tempo relativo o assoluto.

Track Chunk: la dimensione e il numero è variabile. Hanno la stessa struttura in tutti e tre i formati.
Ognuno è costituto dalla sequenza di eventi e meta-eventi relativi a una traccia, separati dall'indicazione del delta-time .
Possono avere dimensioni molto diverse l'uno dall'altro.
Formati 1 e 2 le info sui cambiamenti di tempo e di time signature vengono memorizzati nel primo track chunk.
Se salviamo una song di 3 tracce nel formato 1 o 2, analizzando file rileveremo non3 ma 4 tracce, poiché la traccia 0 viene aggiunta per contenere le info relative al tempo.

Vantaggi Midi
- Non è necessario memorizzare i segnali sonori, soltanto i dati MIDI(molto più ridotti).
- Musicista può cambiare alcuni aspetti dell'esecuzione dopo la registrazione.
- La registrazione non ha distorsione, fruscio.

Audio digitale VS MIDI
Registratori digitali VS sequencer MIDI
- sistemi digitali
- tracce multiple

Differiscono nel tipo e nella quantità di informazione gestita

Confronto
Musicista suona 4 semiminime a un tempo di 60 beat/min (4 sec)

Sintetizzatore MIDI
- 16 porzioni di informazione
- 4 noteOn, 4 noteOff, 8 altezze, 8 velocity
- 1 bye per info, 24 byte

Registratore digitale con microfono(stereo)
- sr = 44.100 hz
44.100 x 2 canali x 4 secondi= 352.800 campioni
campioni a 16 bit, 2 byte= 705.600 byte

24 byte per il MIDI
705 kbyte per l'audio digiate qualità cd

Vantaggio MIDI: basso costo
Vantaggio della registrazione digitale: qualsiasi suono catturato da un microfono, descrizione sfumature del segnale(pochi controlli MIDI),portabilità della registrazione(Dipendenz MIDI da sintetizzatore).

Limiti MIDI
baud rate 31250 bit/sec, 500 note/sec
Numero limitato canali, no indirizzamento dei device difficoltà a configurare grandi reti MIDI.
Arbitrarietà delle patch.

Autore: Fabrizio Garis

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smtp.tiscali.it inviare email di tiscali con thunderbird

2012-03-12T18:55:00.002+01:00

L'unico metodo che si ha per inviare le email di tiscali con thunderbird è quello di aprire un account di posta gmail e utilizzarlo come "filtro" per le email di tiscali.

Tutorial da seguire passo passo

1. Aprire account gmail qui

esempio con prova@gmail.com

2. Entrare nell'account gmail appena creato e seguire questa procedura per impostare correttamente l'account.

- Cliccare sull'icona a forma di ingranaggio in alto a destra e selezionare impostazioni.

- Entrare nel menu Account

- Nella sezione "invia messaggio come:" cliccare su "Aggiungi un altro indirizzo email di tua proprietà"
- Inserire un nome e l'indirizzo emaildi tiscali: lucciolagrafica@tiscali.it, cliccare su"specifica un indirizzo diverso per le risposte" e inserire di nuovo lucciolagrafica@tiscali.it
--> Passaggio Successivo

- Spuntare su "invia con Gmail"
--> Passaggio Successivo

- Cliccare su "invia Verifica" . Le verrà inviata una mail sull'indirizzo lucciolagrafica@tiscali con un codice di conferma da inserire per confermare l'associazione.--> Chiudi Finestra

- All'interno della sezione "invia messaggio come:" - spuntare "rispondi dallo stesso indirizzo al quale il messaggio è stato inviato".

3. Aprire thunderbird,
aprire il menu strumenti > impostazioni account > Server in uscita(SMTP)> Modifica>

Inserire:

Descrizione: gmail
Nome Server: smtp.gmail.com
Porta: 25

Spuntare "Utilizza nome utente e password"
nome utente:(quello registrato su gmail)esempio: prova@gmail.com
Spuntare "NO" su utilizza connessione sicura

cliccare su ok.

Ora finalmente potrete inviare le email di tiscali con thunderbird.

5. Formati e Supporti

2012-03-02T13:37:00.001+01:00

Considerare due aspetti.
Primo riguarda il numero e il formato effettivo delle informazioni che sono memorizzatte in un file, cioè i numeri dell'ampiezza del segnale o una sequenza di note vengono organizzati in modo da essere poi letti di programmai di elaborazione e riproduzione o dai sequencer.
L'organizzazione dei dati è spesso molto articolata, perché tra i suoi obbiettivi ha la flessibilità dei parametri della rappresentazione e la robustezza rispetto rispetto a possibili errori di registrazione e trasmissione.
Secondo connesso all'archiviazione, concerne le problematiche relative ai supporti fisici che devono avere ampia capacità, alta velocità di accesso e tempi ridotti di recupero dati.

Convenzioni dell'archiviazione dei dati audio
La digitalizzazione del segnale comporta la definizione dei parametri di campionamento, quantizzazione, codifica.
Per definire un formato queste info devono essere integrate con ulteriori convenzioni:
la modalità di memorizzazione dei canali multipli e la struttura interna dei campioni.

Canali multipli e formati non compressi, occorre decidere come i campioni dei diversi canali vengono alternati nella memorizzazione.
Procedimento: costruzione di gruppi di campioni da tutti i canali presenti secondo uno schema detto interfogliamento (interleaving).
Campione 1 sx         Tutti i primi campioni
Campione 1 dx
Campione 2 sx          Tutti i secondi campioni
Campione 2 dx
…………………...
Campione n sx          Tutti i campioni n-esimi
Campione n dx

I canali sx dx si alternano, prima i canali con il canale sinistro.
Vantaggi della memorizzazione:
- facile sincronizzazione dei canali;
- maggiore velocità nell'archiviazione o trasmissione dei dati;
Svantaggi:
eventuali sprechi di spazio(a volte alcuni canali non trasportano segnale);
difficoltà di effettuare operazioni di elaborazione del segnale che concernono un solo canale;

Struttura interna dei campioni
aspetto di rilievo nell'archiviazione è l'ordine dei byte quando un dato necessita di più di un byte, come nel caso di 16 bit.
I byte vengono memorizzati mediante interi positivi.
Campione di 16 bit è formato da 2 byte:
uno meno significativo (LSB) per i bit da 0 a 7;
uno più significativo (MSB) per i bit da 8 a 15;
Un ordine naturale sarebbe quello di far precedere LSB negli indirizzi in memoria: nel caso, l'indirizzo LSB sarebbe un numero inferiore all'indirizzo MSB.
Ordine naturale: LITTLE-ENDIAN, macchine Intel.
Ma i produttori di hardware hanno perseguito anche la soluzione inversa:
BIG-ENDIAN, processori Motorola, produttori Apple e Sun.
Scambiare dati tra macchine differenti, i dati verrebbero interpretati in modo errato.

I formati dei file audio
Sono stati sviluppati per standardizzare la riproduzione e la distribuzione dei dati audio nei sistemi digitali.
Storicamente, ogni tipo di piattaforma usava un formato proprietario per i dati audio:
alcuni formati sono applicabili in modo più generale,
altri sono tipici di una piattaforma.
Esistono programmi per la conversione tra quasi tutti i programmi anche se tavolta si ha perdita di informazione.

Parametri che determinano i dati audio sono principalmente tre:
- tasso di campionamento(sampling rate) misurato in campioni/s per canale;
- lunghezza e tipo di codifica della parola binaria: numero di bit per campione;
- numero di canali

Due tipi di formati
Con intestazione(header), detti autodescriventi.
Hanno una forma più flessibile , permette di inserire nell'intestazione i parametri espliciti del formato.
Definisce una famiglia di codifiche per i dati audio:
un parametro dell'intestazione definisce la variante adottata.
L'intestazione inizia spesso con una parola chiave e prosegue con i dati della codifica(segno/senza segno, mono/stereo).
Sono molto diffusi , la maggior parte dei programmi di elaborazione audio riesce a interpretarli e a produrli.
Senza intestazione(headerless - raw).
Parametri sono impliciti e verranno interpretati caso per caso(parametri e codifica fissati a priori).
Definiscono una singola codifica dei dati (anziché una famiglia);
Non ammettono variazione dei parametri;
A volte permettono più frequenze di campionamento, ma può essere un problema ricavare quale è quella giusta attualmente.

Il Formato Wave di Microsoft
estensione .wav, molto versatile e usato anche in altri ambienti.
Supporta: più livelli di quantizzazione, tassi di campionamento e canali.
Si basa sul formato RIFF: prevede la memorizzazione dei dati in sezioni logiche all'interno del file, dette chunk.
Chunk sono di diversi tipi.
Due sono obbligatoriamente presenti:
formato: contiene info sui dati audio(es. tasso di campionamento); "FMT"
dati: contiene i veri e propri campioni della forma d'onda; "data"

L'intestazione dei file RIFF (Formato di File per l'interscambio di Risorse) e i due chunk.
Primi 4 byte: l'identificazione del formato: RIFF
Secondi 4 byte: indicano la lunghezza rimanente del file
Dall'ottavo Byte: vi sono i dati.

Chunk dei dati
primi 4 byte: identificatore del tipo dei dati contenuti nel chunk dati: WAVE
24 byte: chunk del formato, l'intestazione del file Wave
Dal 28 Byte: dati audio veri e propri, campioni.

Chunk del formato: parametri fondamentali della forma d'onda:
identificatore del chunk: "fmt"
Lunghezza del chunk
WformatTAG: formato effettivo dati audio, distinzione principale riguarda l'eventuale compressione, se si usa la compressione il valore sarà diverso da 1 , ulteriori campi addizionali al fondo del chunk per permettere la giusta decompressione.
Numero di canali
Tasso di campionamento
#Blok align: numero che rappresenta la dimensione in byte di un sample frame. Si calcola moltiplicando numero di canali per la quntizzazione diviso 8
Q= 16 bit C=1 #BA= 2byte
Q= 16 bit C=2 #BA= 4byte
#AvgByte: quanti byte riprodotti al secondo, stimare la memoria Ram.
Moltiplica tasso di campionamento per #Block Align, che indica i byte per gruppo di campioni.

Chunk dei dati veri e propri
inizia con la stringa "data", prosegue con i 4 byte della lunghezza dei dati e termina con i dati audio, campioni.

I supporti
I campioni del segnale audio digitale possono essere registrati su una moltitudine di supporti, con caratteristiche fisiche e logiche diverse (magnetici, ottici, elettronici).
Dal punto di vista logico ciascun supporto è caratterizzato da uno standard proprio per la struttura dei dati.
Due caratteristiche rilevanti: capacità di contenere i dati e la velocità di lettura/scrittura per garantire una corretta registrazione/riproduzione.

Segnale a qualità CD
Frammento audio stereo di 1 minuto
tasso di campionamento 44.100 hertz
quantizzazione 16 bit (2 byte)

Capacità:
2 canali,
Campioni totali in un secondo sono 88.200 (44.100 x 2)
Campioni totali in un minuto sono 5.292.000(88.200 x 60)
bit per campione sono 16(2 byte)
byte occupati sono 10.584.000(5.292.000 x 2) = oltre 10 Megabyte

Trasferimento:
Campioni totali in un secondo sono 88.200 e ciascuno occupa 2 byte
byte totali che occorre inviare in un secondo sono 176.400 (88.200 x 2 ) = 176 kilobyte/sec

Compact disc (CD)
inizi anni '80, Sony e philips in collaborazione.
Anatomia
Disco in policarbonato di 12 cm di Diametro, con un buco in mezzo di 1,5 cm.
Parte più interna e esterna non contengono dati. Dati partono da 2,5 cm dal centro per finire a 11,6 cm, scritti dall'interno verso l'esterno, con un percorso a spirale.
Esternamente all'area dati vi sono due aree di info aggiuntive: una di entrata e l'altra di uscita che si riferiscono alla direzione in cui il disco viene letto.

La memorizzazione dei dati si basa sulle proprietà di riflessione della luce sulla superficie del disco.
Per poter rappresentare gli 0 e 1 occorre modificare delle zone della superficie in modo che la riflessione in tali zone sia differente dal resto della superficie.
Zone dette avvallamenti o pit, procurati mediante la bruciatura sulla superficie mediante un raggio laser intenso.
I pit sono disposti su tracce(sentieri, percorsi) a spirale dal centro verso l'esterno.
Superficie tra pit: land
Pit: larghi 1/2 mm e lunghi da 0,83 a 3,56 mm; profondità tra 0,1 e 0,2 mm
Tra due tracce: 1,6 mm
Dimensioni ridotte
La lunghezza della spirale dei pit si allunga fino a 5 km.
Il policarbonato è ricoperto da un sottile strato di alluminio e da una pellicola protettiva su cui viene applicata l'etichetta.

La lettura dei pit avviene dal lato opposto al quale sono stati impressi(gobbe più che avvallamenti);
In lettura un raggio laser percorre la traccia di pit e land, la luce riflessa passa attraverso un prisma che la deflette verso un fotosensore che genera impulsi di ampiezza proporzionale alla quantità di luce ricevuta.
Gli 1 vengono segnalati dalla lettura del bordo di un pit, quando viene rilevata una differenza di riflessione.
La tecnica della rotazione dei dischi l'unica rimasta possibile è a velocità angolare costante, aumentando la velocità di trasferimento dati: 48x = 7,2 Mb/sec(150 kb/sec x 48), gira a 12.000 giri al minuto(rpm).

Formato di scrittura segue una struttura molto articolata.
Il formato dei CD include i codici di rilevamento e correzione dell'errore , e i dati vengono rimescolati e sottoposti alla codifica EFM.

Codici di rilevamento e correzione dell'errore(ECC), bit di parità. Idea è di aggiungere dei bit di controllo per rilevare e correggere.
Il rimescolamento dei dati segue una tecnica di interfogliamento , per cui i campioni in un gruppo fissato vengono disposti in modo differente dall'ordine cronologico originale. In caso di errore in lettura, la forma d'onda originale è più facilmente ricostruibile a partire dai frammenti a disposizione.

Processo totale di memorizzazione dei dati su CD
1.Forma d'onda digitalizzata in parole binarie da 16 bit per campione, e i campioni sono interfogliati tra il canale sinistro e quello destro.
2. Si raggruppano i campioni consecutivi in frame, prendendo sei campioni da ciascun canale,        totale=12; 192 bit
3. Ogni campione è di 16 bit, Canali sinistro e destro sono composti da due byte.
Quindi il frame è composto da 24 unità da 1 byte: blocco base dei dati.

Ora aggiungiamo codici per arrivare alla struttura completa del CD.
Contollo degli errori e rimescolamento : Codifica di Reed-Solomon di Interfogliamento Incrociato CIRC.
1. Rimescolamento: i byte di numero pari ritardati di 2 blocchi, ciò che risulta viene rimescolato.
2. Si aggiungono 4 byte di parità = 32 bit (media di un bit ogni 6 bit di dati )
     Risultato = Blocco di 28 byte (24+4).

3. Rimescomento più sofisticato. Ciascuno dei 28 byte viene riposizionato in un nuovo blocco, calcolato moltiplicando per 4 la posizione del byte.
1 byte: 4 blocchi più avanti
2 byte: 8 blocchi più avanti
3 byte: 12 blocchi più avanti
l'ultimo,24 byte: 112 blocchi più avanti

4.I nuovi blocchi, sempre di 28 byte, sottoposti a una codifica di parità.
Risultato= + 4 byte, 32 byte
5. Ulteriore spostamento dei byte dispari di un singolo blocco.
6. Si aggiunge 1 byte all'inizio del gruppo di 32 byte. Bit di info aggiuntive. Tutte queste info sono distribuite su tutti i gruppi di 8 bit che accompagnano i frame.

Totale di 33 byte per un frame.

Infine viene aggiunta la codifica EFM
Il nostro frame attuale viene convertito in formato EFM. L'idea è di minimizzare il numero di transizioni 0-1 e 1-0 in lettura,evitando la bruciatura di pit dipiccole dimensioni, che provocano transizioni veloci. I codici di 8 bit diventano di 14 bit.

Da 33 byte da 8 bit ora ci ritroviamo 462 bit (33x14).
Per completare il frame si aggiungono ancora 24 bit di sincronizzazione all'inizio del frame .
Bit del frame sono diventati 486.

Infine a ogni sequenza di 14 bit vengono agganciati 3 bit di intercapedine tra una sequenza di 14 e la successiva, per tenere distinti i codici EFM.
Codici EFM all'interno di un frame ce ne sono 33;
32 gruppi di 3 bit in mezzo e 2 agli estremi per un totale di 34 gruppi di 3 bit.
Totale bit di intercapedine fa 102, 102 + 486 = 588 bit per frame.

Lettore CD legge ogni frame da 588 bit in 136 msec = 4.323.529 bit/sec
1.411.765 bit/sec di puri dati audio (192/588) = 176.471 byte/sec
TC= 44.100
Q= 16 bit
Segnale stereo
Per poter ascoltare la musica tranquillamente
velocità di trasferimento dei bit dal CD audio = 1.411.765 bit/sec (44.100 x 2 x 16)
La velocità del lettore è sufficiente a mantenere il tasso per la riproduzione.(buffer che funge da tampone.)

DVD Digital Versatile Disc
1996 primo standard, dimenticare dei problemi di spazio, mantengo alta la qualità audio/video.
Differenze con il CD:
1. densità del pit e tracce inferiore, la capacità supera di 4 volte
2. L'informazione è disposta su più livelli, possono essere letti in modo distinto.
3. Possono avere due facce
4. tecniche più efficientidi correzione degli errori, assicurano più spazio per i dati effettivi.

DVD-Audio compete Super Audio CD(Sony e philps),

dvd-audio multicanale codifica il segnale in due gruppi di canali, con differenti tassi di campionamento e quantizzazione.(massimo bit-rate permesso è 9,6 Mbps).
Struttura lógica contiene tutta l'informazione in file: cartelle AUDIO_TS, DVD_TS, l'audio associato al video è sempre compresso.

Super Audio CD prende forma con l'obbiettivo di unificare la tecnologia DVD con la compatibilità verso il CD tradizionale.

Autore: Fabrizio Garis

Formati e Supporti by http://lucciolaonline.blogspot.com/2012/03/5-formati-e-supporti.html is licensed under a Creative Commons Attribuzione - Non commerciale 3.0 Italia License.

4. Compressione

2012-02-20T12:18:00.002+01:00

E l'arte di minimizzare le risorse per i dati audio.
Gli obbedivi sono: ridurre la memoria occupata e i costi di trasmissione.
Attualmente l'audio compresso fornisce una buona qualità in confronto all'audio non compresso.
Se l'obbiettivo include la qualità del segnale, occorre individuare qual'è il numero minimo di bit per rappresentare il segnale in modo che la riproduzione sia trasparente (anche orecchie sensibili non riescano a distinguere dall'originale).

Motivazioni per la compressione

Il successo dei CD(metà anni 80) porta alla luce i vantaggi dell'audio digitale:
- alta fedeltà del segnale rappresentato;
- l'estesa gamma dinamica offerta;
- la robustezza rispetto a eventuali danneggiamenti del supporto;
Svantaggi:
- alti tassi di trasferimento dati che sono richiesti.

CD-Audio
Tasso di campionamento: 44.100 hz
Quantizzazione: PCM lineare a 16 bit
Tasso di trasferimento dati (bit-rate): 705,6 Kbps MONO e 1,411 Mbps STEREO

L'audio digitale non compresso occupa:
- molto spazio sull'hardisk per la memorizzazione;
- una banda ampia sul canale di trasmissione;

Esempio: brano di 1 min con Qualità CD
Parametri:
Tasso di campionamento: 44.100 c/s
Quantizzazione: 16 bit (2 Byte)
Canali = 2 (Stereo)
Tempo = 1 minuto(60 secondi);

Memoria che risulta occupata è di circa 10 Megabyte:
44.100 c/s x 2 canali x 2 byte/campione x 60 = 10.584.000 byte
10 Mb equivalgono a 80 Megabit (circa 80.000 Kb), il tempo di scaricamento con un modem a 56,6 Kbps è di oltre 20 minuti:
80.000 kb/ 56,6 kbps = 1413.4276/60 sec= 23 min e 33 sec

Nonostante l'accesso e il trasferimento dei dati da CD e DVD e dalla rete siano sempre più veloci non è ancora pensabile attualmente poter trasferire immagini, video, testo e audio di alta qualità sincronizzati tutti insieme.
L'obiettivo è la riduzione del bit-rate senza compromettere la qualità della riproduzione
A partire dagli anni 80 è stata prodotta una mole di lavoro intorno a schemi di compressione che potessero soddisfare le esigenze presenti, in vari tipi di applicazioni:
Bassa qualità: telefonia;
Alta qualità: colonne sonore videogiochi su CD-ROM, memorie flash per riproduttori portatili, audio su internet, Web radio e Web Tv.

Durante la fase di compressione(Codifica - Encoding), i dati audio digitali vengono prelevati da un file e trasformati in una sequenza di bit in modalità compressa rispetto all'originale.
Durante la fase di decompressione, si ricostruisce il segnale di partenza o si ricostruisce un segnale che suona come l'originale.
La compressione con perdita di informazione(lossy) è in generale più efficace , anche se la qualità non è sempre eccellente.
Notiamo che il flusso di bit (bitstream) non necessariamente rappresenta una sequenza di campioni come nel file originale. La codifica usata dipende dallo schema di compressione e potrebbe richiedere operazioni di ricostruzione dal segnale anche molto complesse.
Gli schemi di compressione vengono implementati in Codec, librerie software istallate su un calcolatore consentono ad applicativi di alto livello di comprimere e decomprimere nella modalità corrispondente.
Descriviamo alcuni schemi di compressione lossy: semplici e complessi. La differenza si basa sulla complessità degli algoritmi di codifica/decodifica (tempo di computazione), efficacia di compressione.

Le Codifiche u-law A-low

Realizzano specifiche contenute nelle raccomandazioni G.711, comitato internazionale per gli standard delle telecomunicazioni.
Codifica u-law: Nord America e Giappone per sevizi di telefonia digitale ISDN.
Codifica a-law: Europa e sul traffico internazionale telefonia ISDN.
Il segnale audio deve essere sufficientemente compresso per poter essere inviato su una linea ISDN che consente un traffico di 64 Kbps ed essere decodificato in tempo reale.
Tasso di campionamento: 8000 c/s;
funziona bene sulle frequenze fino a 3000-4000 hz.
Quantizzazione: è di natura logaritmica, poiché rappresenta con livelli di quantizzazione don uniformi le ampiezza forti e deboli e prevede 8 bit a campione.
Bit-rate: 64 Kbps (8000c/s x 8 bit/c).
Non limitando la frequenza di campionamento, la compressione offerta dalla quantizzazione logaritmica è di bit-per-campione/8:1; se i campioni originali sono di 16 bit, il fattore di compressione è di 2:1.
La quantizzazione logaritmica con 8 bit consente di raggiungere una gamma dinamica pari a quella ottenuta con una quantizzazione lineare a 13-14 bit.(I campioni di ampiezza debole quantizzasti con maggior accuratezza= Rapporto segnale/rumore per il segnale codificato è più uniforme su tutta la gamma delle ampiezze del segnale in input).
u-law
Si comprimono i campioni a 16 bit in modo non lineare su campioni da 8 bit (0-255). Non linearità in cui i campioni di forte intensità vengono compressi in pochi valori di codifica. I valori ottenuti dalla decompressione non sono esattamente quelli codificati, ma delle loro approssimazioni a volte grossolane(esempio: -200 a 16 bit diventa 106 a 8 bit e con la formula inversa -193 a 16 bit).

La compressione ADPCM (PCM differenziale adattiva)

Metodo diffuso e raggiunge un buon compromesso tra velocità di elaborazione, qualità del segnale decodificato e rapporto di compressione.
Due idee alla base dello schema ADPCM:
- la codifica delle differenze tra i campioni;
- l'adattamento delle differenze allo specifico segnale in input;

Nella codifica delle differenze tra campioni(differencing):
ogni elemento della sequenza da comprimere viene sostituito da un bit che indica il segno della differenza (un campione ha un'ampiezza < o > del precedente) e da alcuni bit che rappresentano il valore assoluto della differenza.
Le differenze hanno una valore ridotto rispetto ai campioni quindi serviranno un numero inferiore di bit (mantengono pero lo stesso segnale/rumore).

Nella decodifica, la ricostruzione del segnale originale si ottiene sommando o sottraendo la differenza dal campione precedentemente decodificato.

L'adattamento delle differenze allo specifico segnale in input.
In genere l'andamento del segnale non subisce segnali drastici, può capitare che quando prevalgono le frequenze vicine alla frequenza di Nyquist, la differenza tra un campione e il successivo assume valori inconsueti --> per evitare un degrado eccessivo del rapporto segnale/rumore occorre adattare la codifica delle differenze ai valori che prevalgono in una certa finestra del segnale.

Lavorare con le differenze ha il vantaggio di ridurre i valori rispetto ai campioni PCM originali.
Le differenze sono sempre di dimensioni ridotte e tendono a ricorrere. Tali carrateristiche suggeriscono l'uso di tabelle di look-up, dove si memorizza un numero finito di valori ricorrenti in un segnale.
I valori di differenza si riducono introducendo una nuova operazione sul campione precedente: la predizione.
Il campione precedente viene usato come base di partenza per predire il campione attuale , sfruttando la conoscenza del segnale precedente, cioè la successione dei campioni fino a questo punto. Il risultato è che si assegna un numero di N di bit che permettono di rappresentare 2 alla N possibili valori di differenza.

La predizione basata su una certa differenza a un certo punto può rivelarsi inefficace (aumentare invece che diminuire). Il problema è evidente in uno spettro ricco di alte frequenze e il segnale varia in modo repentino, non concedendo il tempo di stabilizzare le differenze con una certa regolarità.
Differenze elevate (alte frequenze) non si possono rappresentare con un numero piccolo di bit, gli errori introdotti porterebbero a distorsioni sulle alte frequenze.
Considerando il numero di bit fissato per le differenze(N) occorre introdurre una certa adattabilità sul segnale in modo da ampliare o restringere i passi di quantizzazione a seconda del contenuto di alte frequenze. Quindi, lasciando inalterato il numero di regioni di quantizzazione per le differenze, le regioni si ampliano o restringono a seconda se c'è da coprire una differenza maggiore o minore.
Le differenze si dicono quindi quantizzate e a seconda della variazione più o meno repentina del segnale occorre una riquantizzazione nel caso quella corrente sia inadatta a rappresentare l differenze in gioco in un certo frammento del segnale.
Esendo le differenze quantizzate, la compressione ADPCM è lossy.

Schema Generale ADPCM

Lo schema di codifica ADPCM usa come suo componente lo schema di decodifica per calcolare i valori predetti.
Segnale in input = X[n] n= numero di campione (X[1],X[2]…)
Campioni ricostruiti o predetti = Xp[n]
Differenze = D[n]
Differrenze quantizzate = Dq[n]

Codifica passo passo
X[n] --> campione con segno= +X[n]
+X[n] viene sottratto il campione predetto= Xp[n-1], calcolato a partire dal campione precedente.
+X[n] - Xp[n-1] = differenza = D[n], positiva o negativa.
Quantizer(adattivo) che darà in output una codifica della differenza D[n] in livelli di quantizzazione(
bit) in numero inferiore al segnale di input(compressione).
Quantizer darà anche l'output della codifica = C[n], sequenza compressa composta di differenze quantizzate.
C[n] differenza quantizzata è ripresa per calcolare il valore predetto che sarà sottratto dal successivo campione.
Requantizer traduce la differenza quantizzata(C[n]) in una nuova quantizzazione richiesta dal Predictor.
Il valore riquantizzato = Dq[n] viene addizionato al campione predetto al passo precedente ricostruendo il campione Xp[n].
Xp[n] viene utilizzato dal Predictor per costruire il valore predetto per il prossimo campione,
valore definito= Xp[n-1].

Decodifica
Il segnale in ingresso = C[n], differenze quantizzate
C[n] viene riquantizzato in Dq[n] con il Requantizer e addizionate a Xp[n-1] prodotto dal Predictor.
Risultato= Xp[n], sequenza ricostruita che suona come X[n].

Per comprendere l'adattatività al segnale in input: l'algoritmo IMA ADPCM.

La compressione IMA ADPCM

IMA consorzio produttori hardware e software per lo sviluppo di standard per dati multimdediali su computer.
L'obbiettivo: algoritmo di compressione in grado di produrre un rapporto discreto di compressione semplice da permettere una decodifica software in tempo reale di un segnale audio stereo a 44.100 c/s su un 386 a 2 mHz di clock. E semplice da permettere anche la codifica in tempo reale sullo stesso PC.
La semplicità dipende dal Predictor: il valore predetto è il valore decodificato del campione audio precedente(una copia del flusso di input ritardata di un campione).
Il Predictor IMA non è adattivo, è un semplice registro.

I campioni in input sono a 16 bit mentre le differenze sono di 4 bit, riduce 1/4 i dati del segnale.
Predictor ricostruisce il campione predetto a partire dalla predizione precedente e dalla differenza ri-quantizzata.
Viene inserito un modulo, Adattatore ampiezza del passo, che implementa l'adattabilità al segnale in input --> variando l'ampiezza del passo di quantizzazione in modo logaritmico a seconda della differenza rilevata con l'ultimo campione: modulo che influenza Quantizer e Requantizer.
L'algoritmo si adatta al segnale in input variando la dimensione del passo di quantizzazione(regioni di quantizzazione) nel Quantizer delle differenze.
Differenze è piccola = assottigliato passo di quantizzazione
Differenze aumentano = passo viene ampliato per coprire maggiori distanze.

I possibili passi di quantizzazione sono contenuti in una tabella di 89 voci. Ciascun Passo è associato a un indice della tabella.

Funzionamento Quantizer unito adattatore delle ampiezze del passo.

Quantizzazione= differenza trovata viene confrontata con l'ampiezza del passo corrente= 8 possibili regioni rispetto al passo.
Output del Quantizer = espresso in 3 bit(4 segno), indica la codifica della regione selezionata sulla base del confronto.
Prodotto tra il passo e il Moltiplicatore rende il passo più vicino alla differenza effettiva.
La variazione dell'indice determina un nuovo indice sulla tabella dei passi di quantizzazione.

L'algoritmo IMA mantiene un indice sulla tabella dei passi di quantizzazione.
Ampiezza passo < differenza = indice decrementato
Ampiezza passo > differenza = indice aumentato

L'output tabella dei passi usato come dimensione del passo di quantizzazione per il Quantizer.

La codifica è lossy. Produce un fattore di compressione di bit per campione / 4 a 1, Se campioni originali sono a 16 bit fattore di compressione è 4:1 , bit rate a 400 kbps.

Schemi di compressione di tipo percettivo

Operano perlopiù rimuovendo le parti irrilevanti del segnale audio.
La soglia assoluta di udibilità è caratterizzata dalla quantità minima di energia che deve trasportare un suono puro perché un ascoltatore riesca a percepirlo.
Non si conosce a priori i livelli di riproduzione che saranno usati:
I progettisti degli algoritmi di compressione si riferiscono a una curva SPL ottenuta identificando il punto minimo della curva a 4.000 hz con l'energia rappresentata da 1 bit(6dB).

Le bande critiche e mascheramento simultaneo

Orecchio interno è un analizzatore dello spettro del segnale, lavora in modo tonotopico: assegna un suono puro a un'area specifica della membrana basilare.
Regioni distinte della membrana sono "accordate" su differenti bande di frequenza.
L'analisi spettrale non segue una scala lineare sulle frequenze: si possono identificare delle bande di frequenza , bande critiche, al passaggio tra le quali si può osservare un cambiamento repentino della percezione uditiva; se la banda del rumore si estende oltre i confini della banda critica si percepisce un aumento del volume.
Sistema uditivo si può descrive come un banco di filtri passa-banda: bande sono le bande critiche con una larghezza compresa tra 100 e 500 hz e che può arrivare oltre i 5000 hz nelle alte frequenze per un totale di 25 bande critiche.

Mascheramento simultaneo fenomeno per cui un segnale a debole intensità non viene percepito a causa della presenta simultanea di un segnale a intensità superiore.
Condizioni per il mascheramento è che la frequenza dei 2 segnali sia abbastanza vicina, ed è molto efficace se i segnali sono nella stessa banda critica.
Il comportamento di un segnale mascheratore viene descritto da una soglia di mascheramento per cui tutti i segnali che sono sotto questa soglia non si possono udire, ci sono sia parti del segnale dello spettro, sia artifici introdotti con la digitalizzazione.
Le soglie di mascheramento che dipendono da toni mascheratori (mascheramento tonale):
forma: campana;
basse frequenze: curva di ascesa rapida;
alte frequenze: curva di discesa più dolce; vengono mascherate più facilmente.

Rumore, segnale a banda larga, è un mascheratore più efficace dei toni singoli, in quanto la distanza tra mascheratore e mascherato in termini di intensità è inferiore(cioè il mascherato deve avere un'intensità forte) in esperimenti in cui il rumore maschera il tono che viceversa.

Quando nel segnale originale sono presenti più segnali mascheratori, che non si mascherano a vicenda, è possibile costruire una soglia di mascheramento globale a partire dalle singole soglie di mascheramento.

Diagramma - Bande critiche e mascheramento simultaneo, singolo tono di mascheramento all'interno di una banda critica.
Ascissa: frequenza;
Ordinata: intensità in dB, logaritmica;
Tono genera una soglia di mascheramento, di cui il minimo si trova all'estremo sinistro della banda critica.
Per lavorare senza l'introduzione di distorsioni occorre basarsi su tale soglia minima.
3 possibilità di SNR (rapporto segnale/rumore) per m-1, m, m+1 bit.
1 bit = 6db SNR, per cui man mano che i bit aumentano anche SNR aumenta.
Rapporto SNR su scala logaritmica si può calcolare :
SNR log = log(max_ampiezza) - log(rumore-medio)
max_ampiezza= livello del tono mascheratore, asse delle ordinate.
SNR è la differenza tra il livello del tono mascheratore e il livello del rumore.

SMR: rapporto segnale/maschera, distanza tra il livello del tono mascherature la minima soglia di mascheramento.

NMR; rapporto rumore/maschera, distanza tra il livello del rumore e la minima soglia di mascheramento.

SNR = SMR + NMR

Rapporto SMR è usato dagli algoritmi di compressione nell'allocazione dei bit necessari per la codifica del segnale:
rumore ha intensità < all minima soglia di mascheramento non è percepibile a causa del tono mascheratore basterà allocare il numero di bit necessari per raggiungere il livello SMR, producendo la stessa qualità prodotta dall'SNR.

Mascheramento temporale: segnali transitori repentini (attacchi suoni percussivi) creano delle regioni di mascheramento che precedono e seguono il segnale.
Pre-mascheramento tende a durare : 5msec
Post-Mascheramento: si può estendere tra 50 e 300 msec.

Standard MPEG

Gruppo di lavoro per lo sviluppo di standard per compressione, decompressione, elaborazione e rappresentazione codificata di video e audio. Più versioni susseguite cronologicamente.

MPEG 1 : memorizzazione/recupero video e audio ('92)
MPEG 2: standard per TV originale, bit-rate 6 Mbps e sourround('94)
MPEG 4: immagini e audio visti come composti da diversi oggetti, per permettere lo sviluppo di applicazioni multimediali.('98)
MPEG 7: rappresentazione del contenuto per la ricerca, filtraggio, gestione di info multimediale('01)
MPEG 21: sicurezza contenuti multimediali ('09)

Una delle caratteristiche è il principio di minimizzare gli elementi normativi all'interno dello standard. Unici elementi imposti sono il formato dell'audio compresso e l'algoritmo di decodifica.
I moduli dell'algoritmo di compressione audio sono lasciati quasi interamente alla creatività degli sviluppatori.
Le specifiche ufficiali rilasciate includono anche una descrizione completa di un encoder.

Standard MPEG 1, universale in molti settori.
codifica del segnale audiovisivo combinato a un bit-rate di circa 1,5 Mbps(1,2 Mbps video e 0,3 Mbps audio, cioè 300 kbps, per l'audio stereo) con qualità inferiore alla TV.
Specifiche audio permesse per il segnale in input sono:
frequenze di campionamento: 32, 44,1 , 48 Khz
numero canali: 1 o 2
modo di funcionamiento: mono, dual mono, stereo, joint-stero
bit-rate segnale output: da 32 a 224 kbps per canale, buona qualità: 192 kbps.
Tre livelli di compressione(layer)
lager I è l'algoritmo di base , II e III migliorano i moduli dello schema producendo migliori compressioni al costo di incrementare la complessità sia del'encoder che del decoder
Layer 1 : più semplice, bit-rate superiore a 128 kbpss
Layer 2: più complesso esattamente di 128 kbps
Layer 3: il più complesso di 64 kbps, molta compressione

Struttura di base di MPEG 1 ricalca lo schema generale e implementa in modo differente i vari moduli a seconda dei layer.

Analisi-tempo frequenza
[codifica per blocchi, segnali audio reali non variano molto tra un campione e il successivo, si può assumere che lo stesso esponente valga per un buon numero di campioni. Un risparmio consistente si ottiene mantenendo lo stesso esponente per tutto un blocco di campioni, in modo a memorizzarlo una sola volta: all'interno del blocco si sceglie il campione che necessita del maggior numero di bit di esponente, e determinato il numero viene mantenuto per tutto il blocco]

Segnale audio viene segmentato in frame(blocchi), la porzione di segnale all'interno di ciascun blocco viene analizzata nel dominio della frequenza e convertito nelle sue componenti spettrali mediante un banco di filtri. Il banco di filtri che suddivide il segnale audio in 32 sottobande di frequenza della medesima larghezza.(0 a 31, sub-band coding).
[La codifica per sotto-bande divide lo spettro audio in molte bande di frequenza, le singole bande vengono elaborate individualmente. Il vantaggio di questa codifica è che i suoni non distribuiscono l'energia in modo uniforme lungo tutto lo spettro. Le sotto-bande con gamma dinamica ristretta possono essere codificate con un numero minore di bit; il risultato è che i campioni nelle diverse sotto-bande saranno codificati con un numero variabile di bit e si avrà una riduzione dovuta alla diminuzione dei bit per alcune bande.]
I campioni in ingresso al banco di filtri nel dominio del tempo e i campioni in uscita nel dominio della frequenza sono gli stessi.
La larghezza uniforme delle bande risulta troppo ampia per le basse frequenze e troppo stretta per le alte frequenze.

Analisi psicoaucustica
[valuta quanta distorsione si può introdurre in un segnale senza causare un'alterazione della percezione, producendo le soglie di mascheramento che permettono di determinare il massimo ammontare di distorsione armonica che si può introdurre nel segnale durante la fase di ri-quantizzazione, senza provocare delle alterazioni udibili nel segnale ricostruito. Calcola il rapporto SMR, rapporto tra l'ampiezza del segnale e la soglia di mascheramento. I rapporti SMR, calcolati per blocco di frequenze, sono utilizzati per decidere quanti bit vengono allocati per la ri-quantizzazione del segnale in ogni banda, in modo da minimizzare il rumore di quantizzazione ]
I banchi di filtri possono introdurre errori di minima entità, per compensare la mancanza di accuratezza del banco di filtri, il segnale viene analizzato mediante una FFT(Trasformata di Fourier veloce) layer 1 = 512 punti, layer 3= 1024 punti. L'output di questa trasformazione è usato dal modello psicoacustico che determina le soglie di mascheramento e le sovraimpone alle frequenze contenute in ciascuna sotto-banda in modo da fissare il livello di distorsione permesso[Modello psicoacustico controlla l'allocazione dei bit. Calcola i rapporti SMR prendendo in considerazione lo spettro del segnale limitato a un blocco di campioni audio e la conoscenza sul mascheramento del rumore. Modello presente solo nell'encoder.]
I campioni di frequenza vengono raggruppati in blocchi.
Si usano blocchi di dimensione costante, 384 campioni, che corrispondo a blocchi per sotto-banda di 12 campioni ciascuno(12x32), nel layer II e III 1152 campioni, tre blocchi consecutivi del Layer I (384 x 3, 36 x 32= 1152).
Finestra temporale che corrisponde ad un blocco dipende dal tasso di campionamento:
a 48.000 hz, 384 campioni = 8 msec
a 44.100 hz, 384 campioni = 8,7 msec
Blocchi troppo lunghi per permettere di eviatare il pre-mascheramento temporale.

Layer I
I 384 blocchi subiscono una compansion(capitolo 2).
A tutti i campioni di frequenza del blocco viene attribuito un fattore di scala determinato a partire dal valore di picco del blocco.
Si usa un unico fattore di scala di 6 bit per ciascuna sotto-banda, quindi lo stesso esponente per tutti i 12 campioni nella quantizzazione non uniforme in virgola mobile.
Si considera un passo di quantizzazione di 2 dB sui fattori di scala, con 6 bit si hanno 2 alla6= 64 configurazioni, con una gamma dinamica di oltre 120 dB.
Bit-rate in uscita è fissato a priori e anche le dimensioni della codifica in uscita da un blocco sono fissate.
[I bit determinano il numero di regioni di quantizzazione. La somma dei bit allocati per ciascuna sottobanda non deve eccedere il massimo bit-rate fissato a priori]
La lunghezza della codifica per ciascuna sotto-banda deve essere tale per cui la somma totale delle codifiche non supera il bit-rate totale per il blocco.
Alcune sotto-bande avranno codifiche più lunghe e altre più corte.

Layer III
Dopo banco di filtri con 32 sottobande viene posto un modulo addizionale basato su una Trasformata discreta del coseno modificata(MDCT): permette una più elevata risoluzione frequentiate, producendo una partizione dello spettro più simile a quella delle bande critiche nelle basse frequenze.
2 tipi di finestre: lunghe 36 campioni, corte di 12 campioni.
Opera sovrapponendo le finestre, per cui i campioni effettivi per finestra sono meno di quelli indicati.
La sovrapposizione dimezza i campioni: 18 per le finestre lunghe e 6 per le finestre corte.
Risoluzione totale = 576 frequenze per le finestre lunghe(0-575) e 192 frequenze per le finestre corte.
La dimensione delle finestre è utile per differenziare il trattamento del segnalein presenza di materiale stazionario rispetto alla presenza di transitori. In generale lavora la MDCT a 18 punti.
Nell'analisi psicoacustica l'altissima risoluzione fornita dalla MDCT permette una sagomatura del rumore più accurata.

Allocazione dei bit, Fase di quantizzazioneo e codifica
[usa i bit allocati per stabilire le dimensioni delle regioni di quantizzazione e codificare il segnale]
assegna alloca bit e fattore di scala a ogni sotto-banda.

Nel layer I
le sotto-bande sono trattate allo stesso modo, si usano 14 classi di ri-quantizzazione(4 bit).

Layer III
4 elementi nuovi, quantizzazione non uniforme, bande relative a fattori di scala, codifica di Huffman, riserva di bit.
- Quantizzazione non uniforme che garantisce un miglior rapporto segnale/rumore.
- layer I si può usare un differente fattore di scala per ciascuna sotto-banda, con la MDCT abbiamo una ploliferazione di sotto-bande, quindi si possono raggruppare delle sotto-bande per fattore di scala, raggruppamenti larghi all'incirca come le bande critiche. Fattori di scala distorcono il rumore di quantizzazione per adattarsi alle curve determinate dalle soglie di mascheramento.
- usa i codici di Huffman a lunghezza variabile per codificare i campioni quantizzati e ottenere una maggiore compressione. Dopo la quantizzazione l'encoder ordina i 576 coefficienti delle sotto-bande per frequenza di occorrenza crescente. Coefficienti grandi alle basse frequenze, alte frequenze coefficienti bassi o addirittura nulli. Codifica i coefficienti attraverso codici di lunghezza variabile, codici brevi a valori frequenti e codici lunghi a coefficienti infrequenti, minimizzando la lunghezza media della codifica.
- bit-stream progettato in modo da soddisfare le richieste variabili di bit per le varie sotto-bande. Finestre sono di 1152 campioni ma i dati codificati non è detto che assumo sempre la stessa lunghezza. Quando il frame presenta un eccesso di bit rispetto bit-rate fissato, quelli extra possono essere messi in serbatoio , da dove possono esse prelevati quando la necessità per la codifica di un frame eccedono la lunghezza media.

L'algoritmo di allocazione dei bit seleziona un passo di quantizzazione che soddisfi il bit-rate e il rapporto SMR.
L'algoritmo inizia con il calcolo del rapporto rumore/maschera NMR, in db:
NMR = SNR - SMR per sottobanda.
SNR = segnale/rumore (1 bit = 6dB)
SMR è il rapporto segnale/maschera calcolato dal modello psicoaucustico.
Prendendo in considerazione tutti i valori NMR calcolati per sotto-banda si ricerca la sottobanco con il più basso rapporto NMR e si allocano i bit per quella sotto-banda.
Quando i bit totali del blocco superano i limiti imposti dal bit-rate, l'unità di allocazione dei bit computa una nuova stima del SNR, e il rapporto NMR per le sotto-bande viene ri-calcolato. Processo si ripete finchè non si possono allocare più bit. (Esempio 154, 4.16)

Layer III - allocazione dei bit.
Sistema di 2 loop di iterazione annidati, che prendono in considerazione codifica Huffman e la riserva di bit.

Loop interno:
controlla il bit-rate, se numero di bit che risultano da una codifica di una dato blocco > del numero di bit a disposizione --> occorre una companding più efficace con un passo di quantizzazione più grande; operazione ripetuta più volte con differenti passi di quantizzazione finchè la richiesta di bit per la codifica Huffman è piccola abbastanza.

Loop esterno:
controlla la presenza di rumore, per fare in modo che il rumore di quantizzazione stia sotto la soglia di mascheramento,
si applicano i fattori a ogni banda, si parte da un fattore default di 1;
se il rumore di quantizzazione in una banda eccede la soglia di mascheramento , si corregge il fattore di scala per ridurre il rumore;
riduzione del rumore = aumento allocazione bit --> occorre inviare al loop interno se si sta superando il bit-rate.
Continua finchè il rumore non scende sotto la soglia di mascheramento per ogni banda.

Terminazione:
- rumore scende sotto la soglia di mascheramento;
- non è più possibile applicare il companding all'interno di una banda oltre il massimo consentito;
- l'applicazione riguarderebbe tutte le bande,
- alcuni includono limiti di tempo.

Layer I
A questo punto il blocco in output è composto da 384 campioni nel layer I che hanno codifica di lunghezza diversa a seconda dell'allocazione dei bit che sia ha per una certa sottobanda;
i blocchi vengono inviati/memorizzati in maniera seriale e non si comprende più la divisione interna della codifica.

Layer III
I blocchi codificati possono essere di lunghezza variabile, l'impacchettamento dei dati nel bitstream prevede un intervallo regolare sui pattern di sincronizzazione , ogni tot bit appare il pattern di sincronizzazione. Dopo il pattern si hanno le info aggiuntive.

Per il decider bisogna inserire delle informazioni che permettono la ricostruzione dei campioni all'interno dei blocchi.
Pacchetto(frame):
pattern predefinito di bit che annuncia l'arriva di un nuovo pacchetto;
Header info di sincronizzazione(descrive il tasso di campionamento);
Codici di controllo degli errori, 16 bit per il CRC;
32 allocazioni di 4 bit per ciascuna sottobanda;
Fattori di scala(32 codici di 6 bit ) che dicono come ciascuna banda è trattata dalla compansion.
Campioni divisi in 32 insieme di 12 campioni ciascuno, con variazione dei bit da 0 a 15 per insieme.
Pacchetto viene chiuso da eventuali info aggiuntive.

Decoder
ricostruisce le sequenze per sotto-banda sulla base dei blocchi di 12 campioni prendendo in considerazione l'allocazione dei bit e il fattore di scala.
Se una sottobanco non ha bit allocati , i corrispondenti campioni della sotto-banda sono messi a 0.
Una volta che l'intera sequenza di campioni di ciascuna delle 32 sottobanco è stata recuperata, si applica il banco di filtri in modalità di sintesi, e si calcolano 32 campioni audio in codifica PCM.

Elementi pratici della compressione MPEG

Successo MP3 è la sua versatilità nelle applicazioni,.

Modalità operative
MPEG I lavora con quattro modalità possibili:
segnali mono;
canali duali(due canali indipendenti, stesso parlato in lingue differenti);
segnali stereo;
joint stereo(combinazione dei segnali sinistro e destro in modo efficente);

Più Tassi di campionamento
MPEG I consente la compressione audio di segnali:
32, 44.1, 48 Khz
MPEG II estende alla loro metà
16, 22.05, 24 Khz
Bit-rate
[numero medio di bit consumati da un secondo di dati audio, kbps]
La selezione del bit-rate è lasciato quasi interamente all'implementatore.
Standard definisce una gamma di bit-rate che va da
32 a 320 kbps MPEG.
layer III permette anche la variazione di bit-rate tra i frame, che però deve essere supportata dal decoder.

La qualità del segnale ottenuto dalla decompressione dipende dal valore di bit-rate, cioè dalla forza della compressione.
bit-rate CD Audio è 1411.2 kbps
bit-rate con compressione MP3 per ottenere un segnale di qualità CD per musica pop/rock è 128 kbps.
Fattore di compressione 10-12.
La compressione a 128 kbps occupa all'incirca 1 mb/minuto: buon compromesso tra spazio occupato, velocità di codifica, e qualità del suono.
Musica acustica conviene salire a 192 o 256 kbps, molte armoniche
bit-rate dipende dalle esigenze del singolo progetto, non solo dalla qualità del suono decompresso.

Prestazioni MP3:
- qualità telefonica: compressione 96:1 (larghezza banda 2.5 kHz / mono / bit-rate 8 kbps)
- meglio di AM radio: 24:1 (7.5 kHz / mono / 32 kbps)
- simile a FM radio: 24:1 (11 kHz / stereo /64 kbps)
- quasi-CD: 16:1 (15 kHz / stereo / 96 kbps)
- CD: 12:1 (>15 kHz / stereo / 128kbps)

Programmi che eseguono codifiche: MP3 encoder, decomprimono: MP3 player o decoder.
Alla base vi sono librerie di funzioni che permettono di effettuare codifiche e decodifiche: Codec.

Scelta encoder dipende dalle esigenze.
Genere, più encoder è veloce più si perde in fedeltà audio.
Se necessario creare MP3 con basso bit-rate è opportuno utilizzare encoder lenti, in qualto altrimenti si rischia di perdere ancora qualità(essendo il bit-rate già basso).

Autore: Fabrizio Garis

Compressione by Fabrizio Garis is licensed under a Creative Commons Attribuzione - Non commerciale 3.0 Italia License.

3.La Percezione Uditiva

2012-02-08T20:50:00.005+01:00

Fisica e Cognizione
I suoni sono vibrazioni in un mezzo , che possono essere descritte mediante parametri fisici: ampiezza, frequenza, forma dell'onda.
Noi ci esprimiamo a proposito del suono con aggettivi:
- forte, debole (volume)
- alto, basso, acuto, grave (altezza)
- vuoto, pieno (timbro)
Due compiti principali per il sistema uditivo:
- Comprensione del messaggio sonoro: linguaggio, fruizione della musica, riconoscimento della sorgente.
- Ricostruzione della mappa spaziale delle sorgenti sonore: localizzazione degli oggetti a partire dai suoni emessi in cui l'udito opera in tutte le direzioni.

Fisiologia dell'udito

I sistemi percettivi possono essere analizzati come delle funzioni di input/output.
Nel sistema uditivo l'input è il segnale acustico, le vibrazioni dell'aria che partono dalle sorgenti sonore e arrivano al nostro orecchio;
l'output è la comprensione del messaggio sonoro e la ricostruzione della mappa spaziale delle sorgenti intorno a noi.

Orecchio, con componenti ridotte protette dalle ossee temporali. Converte le fluttuazioni di pressioni dell'aria in impulsi nervosi elettrochimici elaborati dal cervello.
Il segnale in ingresso mette in vibrazione la membrana del timpano, che trasmette il movimento meccanico agli ossicini e al liquido della coclea, che stimola il nervo uditivo.
La tromba di eustachio connette l'orecchio con la cavità orale , garantendo la stessa pressione sui due lati della membrana permettendo alla membrana di tornare in posizione dopo la vibrazione.
Il segnale propagato dal timpano verso l'interno viene elaborato dalla coclea, dove avviene la trasduzione da segnale acustico a segnale elettrochimico.
Il segnale elettrochimico viaggia lungo le vie nervose uditive, e viene elaborato in stazioni dette nuclei, raggruppamenti di cellule nervose con specifiche proprietà , dove arrivano e partono i fasci che costituiscono i segmenti delle vie uditive.
In tali stazioni il segnale viene anche miscelato con il segnale proveniente dall'altro orecchio(bi-auricolare). La destinazione è la corteccia uditiva, che risiede nel lobo temporale, dove avvengono le elaborazioni di alto livello, cioè le funzioni superiori di interpretazione del segnale.

L'orecchio

Tre sezioni: orecchio esterno(padiglione, meato, timpano) medio (ossicini) interno (coclea).
Il segnale entra nel padiglione e percorre il meato. La forma del padiglione è complessa, offre un imbuto per la cattura di segnali ad alta frequenza (superiori a 3 Khz) in quanto la loro lunghezza d'onda è paragonabile alle dimensioni delle pieghe del padiglione.
Frequenze diverse vengono amplificate in modo diverso, a seconda della direzione del suono.
Il meato è il canale che connette il padiglione con il timpano, la sua frequenza naturale di vibrazione è intorno ai 2 khz, le frequenze in quella regione vengono amplificate è arrivano in modo più efficiente al timpano (comprensione del parlato).
L'orecchio medio propaga le vibrazioni dalla membrana del timpano alla coclea.
Propagazione avviene attraverso 3 ossicini, martello, incudine e staffa.
Martello è connesso al timpano, la staffa alla coclea e l'incudine propaga il movimento tra i due.
La staffa è inserita nella coclea attraverso la finestra ovale, che ha una superficie di vibrazione inferiore al timpano.
L'orecchio medio assolve due compiti: risolve i problemi della differente resistenza tra aria e perilinfa, fluido molto denso per cui le vibrazioni minori non avrebbero effetto sulla coclea, gli ossicini permettono di trasformare una vibrazione su un'ampia superficie in una vibrazione della stessa energia ma distribuita su una piccola superficie. Secondo il principio della leva la forza che agisce sulla finestra ovale viene amplificata permettendo la percezione anche di segnali deboli.
Il secondo scopo è la protezione della coclea da suoni forti a bassa frequenza, che potrebbero danneggiarla.
I due elementi principali dell'orecchio interno sono i canali semicircolari(compiti di equilibrio) e la coclea, tubo avvolto a forma di chiocciola, il cuore della percezione uditiva.
La membrana fondamentale per l'elaborazione del segnale acustico è la membrana basilare su cui è appoggiato l'organo di Corti, che con oltre 20.000 cellule cigliate si occupa della trasduzione dal segnale acustico al segnale elettrochimico, che viene inviato al cervello. Le connessioni nervose delle cellule cigliate sono incanalate nel nervo uditivo.
La membrana basilare occupa la parte centrale della coclea per tutta la sua lunghezza. Stretta e leggera vicino agli ossicini e aumenta lo spessore verso l'altra estremità dove si trova un orifizio circolare detto elicotrema.
La staffa fa vibrare la perlina attraverso la finestra ovale. La vibrazione percorre tutta la coclea: rampa vestibolare, elicotrema e rampa timpanica, dove la finestra rotonda smorza le vibrazioni che altrimenti rimarrebbero in circolo nella coclea. Nelle vibrazioni ad alte frequenze il passaggio avviene in modo diretto attraverso la membrana basilare, quando le cellule cigliate si flettono si stimola la generazione di impulsi elettrochimici verso il cervello.
La membrana basilare distingue tra le frequenze presenti in un suono complesso rispondendo in modo differente a seconda della posizione lungo la membrana. Il diverso spessore e rigidità dalla base all'apice determinano la posizione sulla membrana per ogni frequenza dell'udibile.
Le alte frequenze alla base, le basse frequenze all'apice.
Dato un punto della membrana, la frequenza che presenta il picco in quel punto è detta frequenza caratteristica.
Funzionamento tonotopico della coclea: frequenze diverse stimolano regioni diverse della membrana basilare e dell'organo di Corti.
La regione che vibra in modo più vigoroso stimola un alto numero di cellule cigliate in una determinata area dell'organo di Corti, e quest'area manderà il più alto numero di impulsi al cervello.
Dal sito di provenienza sulla membrana si riesce a riconoscere la frequenza del segnale e quindi la sua altezza.
Per frequenze fino a 3khz: frequenza dello stimolo e posto di provenienza sono indicatori dell'altezza. Nervo uditivo trasporterà informazioni temporali e spaziali. Per alte frequenze solo la localizzazione sulla membrana sembra essere determinante.
L'intensità dei suoni viene determinata a livello della coclea a partire dall'ampiezza della vibrazione della membrana basilare, cioè quando questa si sposta dalla posizione di riposo, che aumenta con l'intensità. Più ampia è la vibrazione , più cellule cigliate si flettono > impulsi nervosi.

Trasduzione delle vibrazioni acustiche

Le cellule cigliate dell'organo di Corti trasducono le vibrazioni meccaniche in impulsi nervosi elettrochimici. Le cellule cigliate vengono stimolate dalle vibrazioni della membrana basilare.
Quando le ciglia si flettono, i canali degli ioni si aprono, e il voltaggio all'interno varia abbastanza da causare il rilascio di neurotrasmettitori che verranno assorbiti dalle fibre nervose uditive, stimolando l'invio di un segnale elettrico lungo il nervo coclearie. Dopo l'impulso fibre hanno un periodo di stasi. Ogni cellula cigliata ha circa 10 fibre del nervo uditivo connesse ad essa, con soglie di attivazione differenti.
Il cervello rileva le differenze tra il tasso di impulsi spontanei e il tasso di impulsi dovuti alle vibrazioni.
Le cellule scaricano con tassi più elevati per vibrazioni più intense, fino a un livello di saturazione:
fibre con tasso spontaneo alto e saturazione rapida: cambi di intensità livelli bassi;
fibre con tasso spontaneo basso e saturazione lenta: cambi di intensità livelli elevati;
Ciascuna fibra ha una sua frequenza caratteristica, che riesce a stimolarla con minima energia.
Temporizzazione degli impulsi:
Per i suoni <3Khz tenderà a seguire la fase e gli intervalli tra gli impulsi tenderanno a essere multipli del periodo del tono, la membrana funge da discriminatore di frequenza e e rilevatore di fase;
Toni ad alta frequenza diviene debole l'associazione impulso-fase, la membrana non riesce a essere più un rilevatore di fase ma discrimina ancora le frequenze.
Codifica della Frequenza e Intensità di un tono.
La Frequenza in 2 modi: Il posto di eccitazione massima corrisponde a quelle fibre nervose la cui frequenza caratteristica è vicina alla frequenza del tono, che scaricheranno a un tasso superiore rispetto alle altre fibre, quindi la frequenza del tono sarà determinata dal posto sulla membrana da cui partono le fibre che presentano il più alto tasso di attivazione.
L'informazione di temporizzazione vale per i toni con frequenza < 3Khz in cui gli impulsi saranno associati al periodo e gli intervalli tra gli impulsi in un fascio di fibre indicheranno direttamente la frequenza del tono.
L'intensità vine codificata in modi diversi a seconda del livelo:
La gamma dinamica coperta dalla maggior parte delle fibre nervose uditive ad ALTO TASSO SPONTANEO non supera i 100 db codificando i livelli a bassa intensità.
Le fibre con bassi tassi spontanei hanno una gamma più ampia e codificano i livelli di alta intensità.
In entrambi i casi un gran numero di cellule cigliate controlla una ristretta banda di frequenze o gamma di intensità. Soldati in batteria: mentre alcuni sparano altri si ricaricano.

La Psicologia dell'udito
Il suono è un segnale a livello acustico, sensazione a livello percettivo , interpretato come musica e parole a livello cognitivo.
L'ampiezza è percepita come volume interpretata come dinamica del suono;
La frequenza percepita come altezza e determina la classificazione del suono in classe di toni;
Lo spettro percepito come timbro e interpretato come identificazione della sorgente;
Le caratteristiche della propagazione del suono percepite come direzionalità e usate per costruire una mappa spaziale soggettiva delle sorgenti intorno a noi.
Vedremo come la nostra percezione di una grandezza percettiva risulti dalla combinazione di più grandezze fisiche , con contributi differenti.

Volume

L'ampiezza del segnale viene misurata in termini di intensità sonora(SIL) sulla scala logaritmica dei decibel. SIL in db è data da 10xlog I/I0, dove I è l'intensità misurata in watt/m2 e I0 = 10alla-12 watt/m2 che è l'intensità minima alla quale si può udire un suono di 1000hz.
Dalla modalità di identificare I0 si comprende che la nostra percezione dell'ampiezza sia influenzata dalla frequenza del segnale stesso.
La grandezza percettiva del volume deve tener conto della frequenza: l'unità di misura del volume percepito sono i foni.
Un suono ha un volume di x foni, se un suono di 1000 hz che viene percepito con lo stesso volume ha un'intensità di x dB.
Driagramma di Fletcher e Munson(Anni 40, risultato indagine empirica cittadini americani).
Ascissa: frequenze dell'udibile, 20 - 20.000 hz.
Ordinata: intensità sonora, 0 - 140 dB.
Le curve rappresentate , isofone, punti che fanno parte della stessa curva vengono percepite con lo stesso volume.
La nostra sensibilità è massima per suoni compresi tra 2000 e 5000 hz, in questo intervallo le curve raggiungono il loro minimo.
I suono all'estremità dell'udibile hanno bisogno di energia elevata per essere uditi(50 hz: 40dB).
Il diagramma viene utilizzato nelle tecniche di compressione in cui la curva più importante è quella dei 0 foni, suoni al di sotto saranno eliminati senza introdurre distorsione.

Altezza

Il parametro fisico a cui è correlata più da vicino è la frequenza. Frequenze udibili: 20 a 20.00hz.
Sotto i 30 hz suoni difficili da udire: servono intensità elevate e condizioni di isolamento.
In natura abbiamo suoni complessi con molte armoniche.
Il parametro percettivo dell'altezza corrisponde in generale alla nozione di frequenza fondamentale, anche se non sempre è presente nello spettro, ma viene inferita dalle parziali presenti.
Per differenziare tra le altezze in modo percettivo in musica è stato studiato il problema attraverso la nozione di intervallo, cioè la distanza tra due note di differente altezza. Alla base del nostro sistema musicale l'intervallo è quello di ottava, una nota distante un 'ottava da un'altra ha frequenza doppia o dimezzata. Ogni ottava segna un incremento di frequenza di un fattore 2, è una scala logaritmica in base 2.

Timbro

Descrive la qualità di un suono, parametro che permette di distinguere due suoni con stessa altezza e volume.
Il parametro fisico è la forma d'onda, cioè il contenuto armonico del suono, ma anche le caratteristiche dinamiche come l'inviluppo dell'ampiezza sopratutto nella fase di attacco, e i fenomeni di vibrato.
Il contenuto armonico è dato dal numero e dall'intensità relativa delle armoniche superiori presenti.
L'analisi di Fourier eseguita dal nostro apparato uditivo è in grado di determinare il contenuto armonico di un suono, codificato in un timbro.
Importanti fasi di attacco e decadimento.
forte tromba lontana VS debole tromba vicina: siamo in grado di riconoscere quale dei due sta suonando più forte grazie al timbro derivato dal contenuto armonico delle fasi di attacco e decadimento.
Riconoscimento del timbro poche decine di millisecondi.
Necessari 4db nelle medie e alte armoniche per percepire cambio di timbro,
10 dB nelle basse armoniche.

Risoluzione in frequenza e mascheramento

Il nostro apparato uditivo si comporta come un analizzatore di Fourier, percepisce le componenti individuali di un suono distribuendole lungo la membrana basilare della coclea.
E un dispositivo meccanico di traduzione tra la frequenza del segnale e la posizione del picco di vibrazione sulla membrana(funzionamento tonotopico).
Il picco di vibrazione interessa una regione che ha una dimensione e se più frequenze ravvicinate ricadono in una stessa regione possono causare imprecisioni nella percezione delle singole componenti.
Fenomeno psicoacustico che ci consente di rilevare l'ampiezza di banda dei filtri uditivi lungo la membrana è detto mascheramento. Fenomeno per cui un segnale forte maschera uno debole.
Sono stati condotti studi con esperimenti di mascheramento: l'ampiezza di banda con cui lavorano i filtri uditivi ha assunto il nome di banda critica (Fletcher).
La banda critica rappresenta la gamma di frequenze all'interno della quale si verificano i fenomeni di mascheramento.
Suoni discriminati perfettamente solo quando ricadono in differenti bande critiche.
Suono complesso, le componenti parziali udite tutte senza problemi se sono in bande critiche differenti.
Nel caso due parziali sono nella stessa banda una potrebbe mascherare l'altra.
La presenza di rumore con un'ampiezza di banda che copre una banda critica contribuisce al mascheramento dei toni presenti in quella banda.
Le bande critiche permettono di misurare la frequenza in modo uniforme dal punto di vista percettivo. L'unità è la larghezza delle bande critiche Lunghezza costante fino a 500 hz e oltre le bande critiche diventano più larghe.
Comportamento dovuto all'inviluppo della vibrazione sulla membrana che assume forme complicate. Inoltre l'estensione della zona della membrana influenzata da una vibrazione cambia con l'intensità.
Soglia di mascheramento di un tono è il livello di intensità al quale esso si riesce ad ascoltare anche in presenza di un altro tono.
Mascheramento tonale: è possibile individuare un tono. Non tonale: no tono specifico(rumore).

La Segregazione del suono

Localizzazione delle sorgenti.
Le onde sonore si combinano per arrivare al nostro orecchio in un'unica forma d'onda complessa che viene analizzata nelle sue parziali che dovranno essere ricombinate in modo opportuno dal nostro apparato.
Occorre re-identificare le sorgenti, cioè assegnare le parziali alle sorgenti sonore di provenienza.
Le parziali sono segregate dalla sorgente che le ha emesse.
Si conoscono alcuni fattori che influenzano la segregazione:
- coerenza/incoerenza degli attacchi: stessa sorgente parziali coerenti, sorgenti diverse parziali incoerenti.
- condivisione/non condivisione della locazione spaziale: parziali della stessa sorgente condivideranno la direzionalità del movimento.
- differenze nella struttura armonica: parziali in relazione armonica più facilmente appartengono alla stessa sorgente.

Autore: Fabrizio Garis

La percezione uditiva by http://lucciolaonline.blogspot.com/2012/02/3la-percezione-uditiva.html is licensed under a Creative Commons Attribuzione - Non commerciale 3.0 Italia License.

2.La rappresentazione digitale del suono

2012-01-19T17:34:00.000+01:00

Da Analogico a Digitale

La rappresentazione dell'onda sonora nel dominio del tempo è una curva dell'ampiezza del suono in funzione del tempo;

La rappresentazione dell'onda sonora nel dominio della frequenza è data da 2 curve, ampiezza e fase in funzione della frequenza.

Nell'archiviazione del suono decidere per una rappresentazione analogica o digitale, sia nel dominio del tempo e della frequenza.

Rappresentazione analogica, lavora per analogia: la curva continua nel tempo delle variazioni di ampiezza viene rappresentata da una curva continua nel tempo delle variazioni di tensione elettrica, curva memorizzata: disco vinile, campo magnetico disco.

Curva continua che approssima una curva continua.

Rappresentazione digitale, non imita la curva continua di ampiezza con una curva analoga ad essa, assegna dei numeri che rappresentano di volta in volta il valore dell'ampiezza in istanti successivi di tempo: successione dei numeri rappresenta l'andamento della curva di ampiezza.

Successione di numeri che approssima una curva continua.

Non è continua , ma discreta: esistono eventi definiti che sono i valori dell'ampiezza in precisi istanti di tempo.

Si avvale di un codice simbolico preciso dato dalle cifre che compongono i numeri: la rappresentazione avrà a disposizione un insieme finito di simboli.

(es. sistema decimale 10 cifre a disposizione, 0 a 9; se limitiamo a 3 cifre la lunghezza del numero: codice 1000 elementi tutti i numeri da 000 a 999).

Il numero di elementi possibili si calcola con un'operazione di elevazione a potenza; base= cifre a disposizione e esponente la lunghezza del numero.(es. 10 alla 3)

Nell'analogico invece non è possibile conoscere le limitazioni intrinseche del sistema.

Vantaggi codice simbolico:

Copia del segnale identica all'originale.

Con copie ripetute dello stesso segnale non si ha la degradazione della qualità.(analogico: la copia deve di nuovo approssimare con una curva continua la curva precedentemente memorizzata, sempre + errori).

Manipolazione del segnale: operazione aritmetiche che cambieranno alcuni numeri(es. aumentare l'intensità di una parte del suono: moltiplichiamo i numeri di quella parte per il fattore desiderato, Analogico: applicare un dispositivo elettronico che accresce l'ampiezza della curva).

Correzione degli errori dei supporti per la memorizzazione(CD) e dispositivi di trasmissione(cavo o etere), errore nella lettura o ricezione di qualche numero rispetto alla memorizzazione. Sistema digitale è in grado di rilevare e correggere alcuni errori con l'introduzione di info aggiuntive.

Svantaggi:

Problemi nello scambio di dati con l'esterno dell'elaboratore: i numeri devono essere convertiti in pressione sonora(analogico un onda sonora è sempre una forma d'onda).

Per una qualità come i migliori apparati analogici: grandi capacità di memoria e velocità di trasmissione per la memorizzazione, costi a volte eccessivi --> tecniche di compressione.

Il Suono Analogico

La tecnologia analogica pervade ancora la maggior parte dell'audio che ascoltiamo: radio, televisione..

La catena dell'audio digitale.

Microfono cattura la variazione di pressione nell'aria e la trasduce in un segnale elettrico: le variazioni di tensione descrivono il segnale acustico.

Il segnale elettrico in uscita dal microfono passa attraverso un preamplificatore e un amplificatore.

Viene registrato su un nastro magnetico per poi essere trasferito su un supporto del suono analogico:

nastro magnetico, dischi resina vinilica, pellicola cinematografica.

Da questi supporti il segnale può essere trasdotto mediante un lettore adeguato.

Il segnale viene amplificato e mandato ai diffusori acustici, che trasducono il segnale elettrico in un segnale sonoro. In un sistema di alta fedeltà le curve di ampiezza sonora iniziale e finale sono simili.

Tuttavia gli elementi della catena possono introdurre rumore e distorsione. Rumore è segnale indesiderato che sia aggiunge al segnale analogico, è in generale ad ampio spettro. (Tipico rumore è causato dall'impressione magnetica sul nastro e dalla lettura del segnale registrato: percepito come fruscio).

Per la riduzione del rumore diversi metodi: noto sistema della Dolby, enfatizza in registrazione alcune regioni dello spettro dove il rumore è maggiormente percepibile , in riproduzione le stesse regioni vengono de-enfatizzate, risultato: riportare a livelli corretti i rapporti tra le frequenze nel segnale e attenuare il rumore.

Rapporto segnale-rumore:(Signal-to-noise-ratio SNR)

per la stima del rumore del sistema analogico.

Rapporto SNR si definisce come il rapporto tra la massima ampiezza utile del segnale e l'ampiezza del rumore presente:

SNR= max ampiezza segnale/ ampiezza rumore

Maggiore è il rapporto SNR migliore la qualità del segnale.

Si usa esprimere il rapporto segnale rumore in decibel.

SNR(in DB)= 20 log (max ampiezza segnale/ampiezza rumore)

SNRdb = 20 [log (ampiezza segnale utile) - log (ampiezza rumore)]

SNRdb = intensità segnale utile db - intensità rumore db

La Gamma Dinamica (Dynamic Range - DR)

Parametro che misura la bontà di un dispositivo audio analogico.

E il rapporto tra l'ampiezza massima e l'ampiezza minima del segnale (log a/b = log a - log b).

Essendo un rapporto di ampiezze anche essa può essere misurata in db : in questo caso la gamma dinamica è la differenza tra l'ampiezza massima e minima del segnale.

Un brano che passa da un pianissimo a un fortissimo presenta un'estesa gamma dinamica. Un sistema migliore è un sistema che approssima meglio la gamma dinamica del segnale in ingresso. Il rumore presenta un'ampiezza media costante, limita la risposta utile del sistema in gamma dinamica.

La distorsione è una modifica non desiderata della forma d'onda (dello spettro) di un segnale.La distorsione di solito aumenta con l'ampiezza.

Nella caratterizzazione del SNR l'ampiezza utile si intende l'ampiezza massima alla quale la distorsione è mantenuta sotto a una certa soglia di tolleranza prefissata.

La distorsione può essere in frequenza, ampiezza e fase.

Il suono digitale

Anni 80. Ciò che arriva da CD, DAT, MD, USB, DVD, HD. Sale cinematografiche --> diffusione con il Sourround.

Segnale digitale(numerico, disceto) Successione di numeri che rappresentano l'ampiezza del segnale in precisi istanti di tempo.

Occorrono strumenti per la conversione da analogico a numeri e viceversa.

Comprendiamo come la variazione di pressione dell'aria diventino numeri immateriali.

Registrazione:

Segnale analogico della pressione sonora viene trasdotto in un segnale elettrico.

Conversione del segnale in formato digitale:

Strumento è il Convertitore Analogico-Digitale(ADC- Analogue-To-Digital-Converter), che in base a un suo orologio interno(clock) preleva i campioni dell'ampiezza del segnale analogico.

L'orologio fissa il tasso o frequenza di campionamento(sample-rate - SR), fissa ogni quanto tempo vengono prelevati i campioni.

Campioni: sono numeri che possono essere memorizzati su un qualsiasi dispositivo digitale.

Prima di digitalizzare il segnale occorre filtrarlo in modo da eliminare una parte del suo spettro che potrebbe causare il problema dell'aliasing.

Secondo il teorema di Nyquist(o del campionamento), per digitalizzare un segnale che contiene componenti di frequenza fino a x hertz, occorre campionare a un tasso di campionamento SR di almeno 2x campioni per secondo.

(se nel segnale vi sono componenti frequenziali a 10.000 hz, occorre prelevare almeno 20.000 campioni per secondo(SR=20.000))

La digitalizzazione rispetta il teorema del campionamento procedendo in senso inverso.

Stabilito tasso SR, eliminare dal segnale tutte le frequenze che sono oltre la metà dell'SR(SR=11.000 campioni al secondo, eliminiamo le frequenze superiori a 5500hz).

Per farlo si usa un filtro che elimina(attenua) tutte le frequenze sopra una certa soglia(frequenza di taglio o cut off).

Filtro detto passabasso (lowpass filter) in quanto fa' passare solo le frequenze sotto una soglia, detto antialiasing perché evita il problema dell'aliasing.

Riproduzione:

conversione in segnale analogico(DAC) Convertitore Digitale a Analogico.

Genera tensioni elettriche che sono proporzionali ai campionamenti del segnale digitale, in corrispondenza degli istanti di tempo stabiliti dal clock.

Un interpolatore si occupa di smussare i gradini dovuti al salto da un valore di tensione al valore vicino.

Necessita di un nuovo filtro passabasso: gradini ripidi tra un valore e l'altro --> alte frequenze del segnale analogico generato, frequenze che verrano eliminate dal filtro, la cui frequenza di taglio è data dalla metà del tasso di campionamento fissata dal clock.

(Nel segnale digitale le f superiori alla metà del tasso di campionamento sono state eliminate nella registrazione, perché reintrodurle nell'analogico?)

Il segnale sarà amplificato e mandato ai diffusori per la trasduzione in segnale acustico.

Il passaggio da analogico e digitale è caratterizzato da 2 operazioni di discretizzazione, in cui delle grandezze continue vengono ad assumere valori discreti.

- una è il tempo, l'orologio dei convertitori stabilisce quali sono gli istanti da considerare per il campionamento.

- l'altra è l'ampiezza, i numeri che è possibile usare appartengono a un codice simbolico definito e preciso.

L'operazione che discretizza il tempo è detta campionamento.

L'operazione che discretizza l'ampiezza è detta quantizzazione.

Il campionamento

E' la discretizzazione del segnale analogico nel tempo. Dato che la descrizione del segnale è data dalla variazione dell'ampiezza nel tempo, il campionamento corrisponde alla individuazione dei valori discreti(istanti di tempo)sull'asse delle ascisse.

Perché il segnale digitale rappresenti in modo efficace il segnale analogico di partenza, occorre che i campioni siano prelevati a una velocità(tasso) abbastanza elevati da riuscire a tener conto di tutte le variazioni del segnale.

Il tasso di campionamento deve essere una variabile dipendente dalla velocità di variazione del segnale.

La velocità di variazione del segnale dipende a sua volta dalla parziale con frequenza più alta(componete armonica più alta) che determinerà la velocità massima di variazione del segnale e il tasso di campionamento.

Più brevi sono gli intervalli di tempo tra un campione e il successivo , più simile all'originale analogico sarà il segnale a gradini, al limite segnali analogico e digitale coincidono.

L'intervallo di tempo tra un campione e il successivo è detto periodo di campionamento;

l'inverso del periodo, e quindi il numero di campioni in un secondo è detto tasso o velocità di campionamento(rate).

A ogni periodo di campionamento si preleva un campione dell'ampiezza del segnale, cioè il valore quantizzato del segnale analogico in quell'istante, il risultato è una sequenza di valori che corrispondono all'andamento del segnale. Più ravvicinati i valori più sarà efficace la descrizione dell'andamento del segnale.

Qual'è la dimensione migliore dell'intervallo? Parametri per trovare un equo compromesso: qualità del suono e numero di campioni.

Migliore qualità del suono --> maggiore quantità di informazioni,+ campioni nell'unità di tempo--> + spazio in memoria e velocità di trasferimento dati.

Ci serve una velocità appropriata per elaborare il numero corretto di campioni nell'unità di tempo: i campioni che descrivono il segnale sono 44.100 per secondo , occorre che la capacità del dispositivo sia capace di inviare 44.100 numeri al DAC.

Come facciamo ad avere il minimo valore di velocità di campionamento e quindi non avere perdita di informazione?

Anche nella digitalizzazione abbiamo la distorsione e il rumore in senso digitale.

Distorsione

Se non ci sono distorsioni percepibili dal segnale analogico a digitale la nostra percezione rimane invariata.

Nella digitalizzaizone di un segnale si ha un fenomeno di distorsione dovuti tipicamente all'operazione di campionamento che ci è utile per fissare dei limiti inferiori al tasso di campionamento: è l'aliasing(foldover), fenomeno che introduce nel segnale digitale delle frequenze spurie, non presenti nel segnale analogico in ingresso.

A partire dall'aliasing si possono formulare dei principi generali sulla velocità di campionamento.

Tre casi di campionamento con differenti rapporti tra tasso di campionamento e frequenza.

Segnale analogico è una sinusoide, frequenza 1/8 del tasso di campionamento(sotto la metà)--> t.c è 1.000 campioni al secondo, la f è 125 hz(1000/8). Interpolando i valori è immediato ricostruire il segnale di partenza.--> Sovracampionamento: le info sono più che sufficienti per ricostruire il segnale.
Campionamento critico. frequenza è metà tesso di campionamento--> t.c è 1000, f è 500 hz1
Segnale nuovo, la frequenza spuria. tasso: 1000, frequenza 875(sopra la metà del tasso) . Questo è l'effetto dell'aliasing : i campioni ottenuti dal segnale di 875 hz non sono distinguibili dai campioni che si sarebbero ottenuti dal segnale di 125 hz , usando lo stesso tasso di campionamento di 1000 campioni/sec.

Al cinema effetto di aliasing nella percezione del movimento, dovuto al sottocampionamento per successione di immagini statiche di movimenti periodici che hanno una frequenza superiore alla metà del tasso di campionamento delle immagini, 24 fotogrammi al secondo.

Foldover o aliasing

Fc tasso di campionamento

F frequenza presente nel segnale di ingresso tale che F sia superiore a Fc/2(F > Fc/2), F superiore della metà del tasso di campionamento.

Si inventa una frequenza nuova(alias)

Fr: frequenza ricostruita nell'intervallo tra -Fc/2 e Fc/2 (-Fc/2 < Fr < Fc/2), poiché la frequenza originale F viene a cadere in un intervallo di frequenze più basso dell'originale F, il fenomeno di aliasing è detto anche foldover, o ripiegamento.

Esiste una formula che permette di calcolare la frequenza ricostruita Fr a partire dalla frequenza originale F e il tasso di campionamento Fc:

Fr = F + KFc è data dalla somma della frequenza originale F e del tasso di campionamento Fc moltiplicato per un numero intero K che soddisfa la relazione:

-Fc/2 < Fr + KFc < Fc/2 cioè K fa in modo che la frequenza ricostruita sia nell'intervallo (-Fc/2 < Fr < Fc/2).

F = 125 Hz, Fc= 1000 campioni/sec,

numero K che soddisfa la relazione -Fc/2 < F + KFc < Fc/2

- 500 < 125 + Kx1000 < 500

Se K = 0

la frequenza ricostruita sarebbe:

Fr = F + KFc = 125 + 0 = 125 hz

Nel caso F sia oltre i limiti dell'intervallo si ha un sottocampionamento.

F = 875 Hz, Fc= 1000 campioni/sec,

numero K che soddisfa la relazione -Fc/2 < F + KFc < Fc/2

- 500 < 875 + K 1000 < 500

Se K = -1

la frequenza ricostruita sarebbe:

Fr = F + KFc = 875 - 1000 = - 125 hz

Calcolare in modo immediato la Fr basta calcolare k a partire dalla disuguaglianza -Fc/2 < F + KFc < Fc/2 e poi applicare la Fr = F+KFc.

In generale K = - [2F/Fc], dove [ ] indica la parte intera del numero per cui il calcolo di Fr risulta essere: Fr = F -[2F/Fc]Fc

875-[1750/1000]1000= 875 - 1000= -125 Hz

Le conseguenze dell'aliasing possono essere disastrose, e dipendono dai rapporti che le frequenze spurie introdotte hanno con le altre frequenze presenti nel segnale.

Esempi di aliasing:

Nel caso in cui la frequenza spuria sia molto vicina a una frequenza già presente nel segnale: fenomeno dei battimenti.

Fc = 8000

Segnale Sinusoidale = 2000hz

Segnale Sinusoidale = 5998hz

K = -1 Fr= Fc-F= 8000-5998 = 2002hz

Glissando: fino a che la frequenza del segnale rimane al di sotto della metà del tasso di campionamento , il segnale digitale rappresenta correttamente il segnale analogico, non appena la frequenza supera la metà il segnale ricostruito diminuisce la sua frequenza secondo la formula vista in precedenza (segnale analogico continuerebbe invece a salire)

da 20 hz a 30.000 hz

Durata: 30 secondi con frequenza di campionamento 44.100hz

Teorema di Nyquist, 1928

Considerando una parziale del segnale, sono necessari almeno due campioni per ciascun periodo del segnale: nel periodo di una sinusoide il segnale cambia direzione due volte. Poiché in un segnale complesso sono presenti più parziali, occorre che il campionamento prelevi almeno due campioni per la parziale di frequenza massima presente nel segnale, le altre parziali saranno tutte sovracampionate, ma questo non è un problema.

Il tasso di campionamento deve essere quindi almeno il doppio della frequenza massima presente nel segnale di input. Questo tasso di campionamento è detto tasso di Nyquist, se il tasso di campionamento è al di sotto del tasso di Nyquist si verifica l'aliasing.

Operando in modo inverso, stabilito un tasso di campionamento sui dispositivi di conversione analogico-digitale, per campionare correttamente il segnale in input occorre che le frequenze che sono oltre la metà della frequenza di campionamento vengono eliminate. Con l'eliminazione il segnale risulterà impoverito rispetto all'originale, ma non è detto che le conseguenze siano percepibili dal sistema uditivo.

Es. Massimo 20.000 hz (soglia). Il tasso di campionamento sia fissato a oltre 40.000 campioni/sec

Tasso di campionamento dei Cd è di 44.100 campioni/sec ed è sufficiente a rappresentare correttamente il segnale originale.

Per eliminare le frequenze del segnale in ingresso , occorre filtrare il segnale in modo da far passare solo le frequenze al di sotto della metà del tasso di campionamento.Dispositivo: Filtro Passabasso.

L'eliminazione è una semplificazione: in realtà il filtro riesce solo ad attenuare le frequenze indesiderate. La frequenza che fissa la soglia oltre la quale le frequenze vengono attenuate è detta frequenza di taglio o cut-off.

La Quantizzazione

L'operazione di quantizzazione sul singolo campione di ampiezza (tensione elettrica) ha l'obbiettivo di assegnare al campione uno dei valori numerici che sono consentiti nella codifica digitale.

La codifica digitale divide la gamma delle ampiezze possibili in intervalli o regioni: ogni campione ha un'ampiezza che cade in una delle regioni.

Esempio, se l'ampiezza varia tra - 5 e + 5 volt, la gamma totale delle ampiezze è di 10 volt; se la codifica digitale divide la gamma delle ampiezze in 16 regioni, ogni regione sarà ampia 0,625 volt(10/16).

Il numero di regioni in cui è suddivisa la gamma delle ampiezze dipende dai bit a disposizione per la codifica. La rappresentazione digitale si basa sulle sequenze di bit.

Il bit è l'unità minima di informazione , può valere 0 o 1, una sequenza di bit è detta parola binaria.

Una parola binaria di N bit può assumere 2n valori o configurazioni differenti, 2n possibili sequenze differenti di 0 o 1.

Per N=2 , le parole binarie possibili sono 8(2alla3), cioè 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111.

Valori tipici per la lunghezza di una parola binaria nel''audio sono 0 o 16 bit, per un numero di valori differenti di 256 e 65.536

Fissato il numero di regioni possibili mediante i bit a disposizione, occorre stabilire un metodo per associare una configurazione di bit a una regione della gamma delle ampiezze.

Un metodo comune è la quantizzazione lineare, che divide la gamma delle ampiezze in 2n regioni uguali, e associa a ciascuna delle regioni uno dei 2n valori numerici.

Ciascun dei 2n valori numerici è un codice binario a N bit.

Nell'operazione di quantizzazione , tutti i valori di tensione che finiscono in una certa regione vengono convertiti nel codice binario che rappresenta quella regione.

Nel processo di quantizzazione si perde informazione, in quanto tutti i valori che rientrano in una regione verranno convertiti nello stesso codice binario, attenuando quindi le differenze fra i valori di tensione. E come se il codice corrispondesse a una valore di tensione che potrebbe essere il valore di mezzo della regione.

Rispetto al valore di mezzo, quando viene quantizzato un altro valore della regione si introduce un errore di quantizzazione.

Man mano che i bit della codifica aumentano, le regioni si riducono di ampiezza, e il codice binario viene quindi associato a una regione più piccola, riducendo l'errore di quantizzazione. Il massimo errore di quantizzazione è dato dalla metà della dimensione di una regione perché assumendo che il codice corrisponda al valore di mezzo, al più il valore di tensione per un certo campione sarà agli estremi della regione. Se ciascuna regione è ampia 0,039 il massimo errore: 0,0195.

Nella regione tra - 5 e - 4,961, il valore di mezzo è - 4,9805 volt. Il massimo errore di quantizzazione si verifica sugli estremi delle regioni, piccole imprecisioni possono far quantizzare il valore sulla regione vicina, la probabilità che accada è ridotta.

L'errore di quantizzazione si può considerare casuale ed è scorrelato dal segnale vero e proprio: si comporta come un segnale aggiunto(affine al rumore bianco) introdotto dal processo di digitalizzazione. Rumore di quantizzazione.

Poiché non è possibile andare all'infinito nell'aumentare il numero di bit della codifica digitale occorre fissare un criterio per determinare se la rappresentazione di un segnale è adeguata. Nel segnale analogico, la qualità di rappresentazione del segnale viene stabilito con la quantità di rumore presente. Il rapporto SNR fornisce una misura della fedeltà di un sistema analogico.

Nel digitale si può introdurre una misura simile al rapporto SNR: l'idea è di confrontare l'ampiezza del segnale con l'ampiezza del rumore di quantizzazione.

Rapporto SNR digitale, si può usare l'acronimo SQNR (Signal-to-Quantization-Noise-Ratio) Rapporto segnale rumore di Quantizzazione.

Se il numero di bit è almeno 6 0 7, SNR= 2n.

SNR = 20 log 2n dB = Nx20 log 2dB = 6.02xN dB

Ogni bit contribuisce per circa 6 db al rapporto tra il segnale e il rumore di quantizzazione SQNR. Per avere un'idea del contributo dato da un singolo bit al rapporto segnale/rumore consideriamo che con 8 bit, SQNR = 48db, 16 bit, SQNR = 96 db, valore molto alto nello standard dei CD: sotto ai 40 db la musica non è praticamente udibile e a 120 si ha una sensazione di dolore fisico.

I valori segnalati riguardano un segnale alla massima ampiezza; per ampiezze inferiori all'ampiezza massima , il rapporto SQNR scende. Per ampiezze inferiori le regioni interessate sono in numero inferiore al massimo, per cui si ha un numeratore inferiore.

Ampiezze minime, il segnale varia solo su 2 regioni (se fosse su una sola regione sarebbe nullo- il silenzio); nella codifica digitale si ha una variazione (0 o 1) dell'ultimo bit della parola binaria detta flip. Se si verifica una regolarità del segnale per cui si alternano con una certa periodicità campioni in una regione e campioni in un'altra regione, il segnale ricostruito sarà un'onda quadra o a impulsi. Il fenomeno è denominato low leve quantization noise, causato dall'errore di quantizzazione alle ampiezze deboli. La presenza di questa questa onda introduce nel segnale ricostruito delle armoniche indesiderate, che se fossero state effettivamente presenti nel segnale originale sarebbero state eliminate dal filtropassabasso.

La presenza di armoniche introdotte dal nulla nel segnale ricostruito causa effetti sgradevoli alle ampiezze minime. La soluzione è una correzione strana, dithering. Prima della conversione analogico-digitale si introduce nel segnale del rumore(bianco). Il livello del rumore è ridotto(intorno ai 3 db, più o meno corrisponde all'errore di quantizzazione, visto che 1 bit contribuisce per 6 db) e quindi il segnale analogico non viene influenzato nella sua curva di ampiezza.

Tuttavia, l'andamento casuale del rumore provoca delle variazioni casuali nei valori quantizzati alle ampiezze minime(e solo li a causa delle ampiezze ridotte) eliminando il problema della ricostruzione dell'onda quadra, con le sue armoniche indesiderate. Il rimore aggiunto è detto rumore di eccitazione.

Il ditherer è una tecnica a basso costo.

Gamma dinamica di un segnale digitale che è la differenza in db tra ampiezza massima e l'ampiezza minima del segnale. Anche la gamma dinamica aumenta con il numero di bit: ogni bit raddoppia la gamma dinamica della rappresentazione digitale(3 bit: 8 valori, 4 bit : 16 valori). La gamma dinamica per un sistema digitale a N bit è 6N db. Nella quantizzazione uniforme la gamma dinamica ha lo stesso valore del rapporto SQNR(con 16 bit anche la gamma dinamica è 96 db). Le cose sono differenti con la quantizzazione non uniforme.

La codifica del segnale audio

L'operazione di quantizzazione associa ogni campione a una delle regioni di quantizzazione definite dalla lunghezza della parola binaria. Il passo finale della digitalizzazione è la generazione del codice associato al campione, e che identifica tutta la regione. Tutti i codici consentiti dalla rappresentazione (2n per N bit) costituiscono la codifica digitale. In genere, valori in successione della codifica sono associati a regioni successive di quantizzazione. I codici sono parole binarie che possono rappresentare valori: interi senza segno o con segno, con virgola fissa o mobile, frazioni… Sono le parole binarie a essere memorizzate sui supporti per il digital.

Esistono molti modi per codificare un segnale. Il modo forse più immediato è la modulazione dell'ampiezza dell'impulso (Pulse Amplitude Modulation - PAM), per la quale un impulso occorre a ogni intervallo di campionamento , e l'ampiezza della forma d'onda è un valore digitale che corrisponde all'ampiezza analogica(è ciò che abbiamo fatto finora).

Ma la modulazione, cioè la variazione guidata nel tempo, può riguardare altre grandezze.Esempio: la durata dell'impulso, il numero di impulsi nell'intervallo di campionamento.

La forma più diffusa di codifica digitale avviene mediante la modulazione del codice dell'impulso(Pulse Code Modulation - PCM), l'informazione digitale viene codificata in modo seriale; l'impulso rappresenta l'1, l'assenza di impulso lo 0.

La differenza fondamentale nella rappresentazione binaria è se la codifica è con segno o senza.

Nel segnale analogico, la tensione elettrica assume valori positivi o negativi(esempio: segnale varia tra - 5 volt e + 5 volt).In generale, si adottano 2 tipi di codifica per i valori binari.

La prima è data da interi senza segno o codifica unipolare, per cui 0 corrisponde alla minima tensione negativa(-5 volt), il silenzio è a metà scala e le operazioni sui segnali necessitano di attenzione: esempio, se sommiamo due sorgenti di silenzio si ottiene un livello di picco positivo(bisogna predisporre il segnale per l'elaborazione, ad esempio metà del livello di picco da ogni segnale prima dell'elaborazione)

Esempio di codifica unipolare è la offset binary, il formato dato in output da molti DAC.

La seconda è dato dagli interi con segno o codifica bipolare, per cui il massimo valore assoluto corrisponde alla minima tensione negativa(- 5 volt). Il primo bit a sinistra rappresenta il segno(0 = + e 1= -). Due esempi di codifica bipolare:

La codifica in complemento a 2 rappresenta il valore assoluto dal fondo scala negativo(1000) fino alla regione che precede il silenzio(1111) ; la scala riprende poi con il silenzio nel segno positivo(0000) fino al picco positivo (0111); la somma di due segnali è una semplice addizione binaria.

Nella codifica segno e magnitudo, il valore assoluto procede dal silenzio verso i picchi positivo e negativo, lo svantaggio è che si hanno due 0, uno positivo e l'altro negativo, occorre un passo di elaborazione prima di poter effettuare elaborazioni.

La codifica PCM è usata in tutti i settori dell'archiviazione e della trasmissione digitale dei dati. Per irrobustire la codifica si aggiungono bit extra che sono utili per il controllo di eventuali errori nella codifica..

Esempio semplice di controllo degli errori è un bit di parità: si aggiunge un bit a una sequenza fissata di bit. Se nella sequenza il numero di bit a 1 è pari, allora il bit verra posto a 0; Se nella sequenza il numero di bit a 1 è dispari, allora il bit verra posto a 1; Nel caso in cui un bit subisce un flip(da 0 diventa 1 o viceversa) il bit di parità permette di scoprirlo.

Ovviamente non si sà dovè l'errore , ma il sistema può richiedere al dispositivo una nuova lettura.

Con un solo bit di parità non è possibile rilevare i casi in cui si verifichino due errori. Aumentando il numero di bit di controllo è possibile rilevare un numero maggiore di errori e in alcuni casi di correggerli.

Esempio 4 bit di parità su un campione di 8 bit

1101 0000 (1001)

il primo controlla i bit: 1,2,3,4

secondo: 5,6,7,8

terzo: 1,2,5,6

quarto; 2,3,6,7

Le configurazioni possono essere ancora più complesse . Questi codici binari aggiuntivi sono detti codici di correzione degli errori(ECC)

Poiché la spaziatura delle regioni di ampiezza è uniforme, la codifica PCM descritta è lineare.

Il rapporto tra la massima ampiezza del segnale e il rumore medio di quantizzazione(SQNR) è intorno a 6N dB, ogni bit contribuisce con 6 dB al rapporto SQNR.

L'errore di quantizzazione è indipendente dall'ampiezza del segnale, e varia in modo casuale tra lo 0 e la metà della regione di quantizzazione. Quindi il rapporto di 6n dB , che vale per l'ampiezza massima del segnale, va corretto con un fattore che lo fa decrescere con il diminuire dell'ampiezza.

Espressione più accurata per SQNR può essere;

SQNR(in dB) = 6N + S

S è il fattore di correzione che vale 0 dB per l'ampiezza massima del segnale , vale - 6 dB quando il segnale decresce a metà dell'ampiezza massima, - 12 db quando va' a un quarto dell'ampiezza massima, e così via.(Dimezzare l'ampiezza corrisponde ad accorciare la parola binaria di 1 bit e quindi di 6 dB, dimezzare ancora 1/4 sottrarre altri 6(totale 12) e così via.)

SQNR quindi diminuisce con l'ampiezza del segnale; i segnali più deboli subiscono una degradazione di qualità rispetto ai segnali forti, in codifica PCM lineare.

Per mantenere un livello elevato del rapporto SQNR è sufficiente usare un numero elevato di bit in modo che anche se il rapporto decresce con il diminuire dell'ampiezza continua a godere di valori adeguati alle ampiezze deboli.

Esempio standard CD : usa 16 bit per la quantizzazione, con rapporto SQNR di 96 dB(16x6). Se il livello di pressione sonora(SPL) massimo in riproduzione nel nostro hi-fi è di 100 dB(valore già elevato), allora i campioni con questo SPL godono del rapporto SQNR di 96 dB. Con porzioni del segnale più deboli, il rapporto SQNR scender, ma sarà ancora accettabile(oltre 60 dB) sulla soglia minima di udibilità. Questi valori permettono di mantenere elevato il rapporto SQNR. La quantizzazione lineare sembra la tecnica preferita dai costruttori in quanto facilita la progettazione dell'hardware di base.

Campionamento e sovra-campionamento

Le tecniche illustrate in precedenza sono considerate standard nella rappresentazione e conversione in digitale del segnale. Si nascondono metodi e approcci molto complessi.

Il processo di campionamento si può vedere come il prodotto di 2 segnali:

il primo segnale è un treno di impulsi di periodo e ampiezza costanti;

il secondo segnale è la forma d'onda da campionare, che modula in ampiezza il treno di impulsi;

Guardando il dominio della frequenza, si ha che lo spettro del treno di impulsi è dato da una serie infinita di armoniche del tasso di campionamento Fc;

lo spettro della forma d'onda da campionare occuperà una certa larghezza di banda che ha il massimo nella frequenza Fmax;

lo spettro del segnale campionato presenta delle bande laterali sui due lati di ogni armonica Fc.

Quando il segnale viene convertito in analogico , il passaggio attraverso il filtro passabasso assicura che tali bande in eccesso vengono escluse, in modo da far emergere solo la banda del segnale originale.

Questa situazione si ha quando si rispetta il teorema di Nyquist:

Esempio, treno di impulsi ha un tasso di 48.000 campioni al secondo, il segnale da campionare ha una frequenza massima di 20khz, in tal modo le bande laterali sulle armoniche di Fc non si sovrappongono alla banda originale e il taglio del filtro è sufficiente per la ricostruzione del segnale originale.

Se invece il tasso di campionamento non rispetta il teorema, le bande laterali alla prima armonica si sovrappongono allo spettro del segnale originale e si ha l'aliasing.

Se da 48.000 il Tasso scende a 32.000 si ha una sovrapposizione nella banda 12khz-20khz, e le frequenze ripiegate provocano problemi.

Il tasso di campionamento deve essere fissato a un tasso superiore al doppio della massima frequenza presente nel segnale, in modo da rendere innocua la porzione di segnale causata dall'aliasing.

Per questi motivi il tasso di campionamento selezionato agli inizi dell'audio digitale fu di circa 44.000 campioni al secondo. Così i filtri garantiscono un'attenuazione sufficiente anche per le frequenze intorno ai 20 khz, impedendo una sovrapposizione delle bande di frequenza.

Poiché il numero di dati da immagazzinare era di circa 1 megabit per canale(44.000 campioni al secondo per 16 bit per campione corrisponde a 704.000 bit/secondo) si aveva la necessita di supporti che riuscissero a memorizzare i dati con capacità e velocità sufficiente.

Il tasso di campionamento di 44.100 campioni al secondo fu il risultato dell'uso di nastri video per le prime registrazioni e rispondeva alla necessità di garantire che un numero intero di campioni entrasse in una linea del segnale video nei due standard principali:

sistema PAL, Europa, 625 linee tracciate 25 volte al secondo(25 hz), il tasso di linee al secondo è 15.625;

sistema NTSC, Usa, 525 linee tracciate 30 volte al secondo(30 hz), il tasso di linee al secondo è 15.750;

Sistema PAL: 588 linee attive e 37 linee blank, per cui è la frazione 588/625 effettivamente utilizzabile. NTSC 490/525.

Si può osservare che si arriva allo stesso numero di campioni memorizzati in un secondo se si inseriscono 3 campioni per linea.

PAL: 588/625 x 15.625 linee/sec x 3 campioni/linea = 44.100 campioni/sec

NTSC: 490/525 x 15.750 linee/sec x 3 campioni/linea = 44.100 campioni/sec

Si adottò il tasso di campionamento di 48.000 campioni/sec per le applicazioni audio professionali(48.000 è una volta è mezza 32.000).

Con un tasso di 44.100 campioni al secondo, la frequenza di taglio è fissata a 22.050 hz, molto vicina al limite massimo di udibilità. Per cui parte delle frequenze attenuate dal filtro ha ancora un intensità rilevante e rischia di provocare aliasing. Un modo per aggirare questo problema è il sovracampionamento(oversampling).Consiste in una velocità di campionamento più elevata di quella stabilita dal teorema di Nyquist.

Il sovracampionamento porta anche un migliore sfruttamento delle capacità di rappresentazione del digitale.

Per comunicare una certa quantità di informazione si può:

incrementare la larghezza di banda del segnale(>tasso di campionamento);

incrementare il rapporto segnale/rumore (> lunghezza della parola binaria x la quantizzazione);

Uno stesso contenuto informativo si può realizzare aumentando i campioni e diminuendo la lunghezza della parola binaria o viceversa.

La diminuzione della parola binaria permette l'utilizzo di convertitori flash, in cui il rumore non è uniforme e aumenta con la frequenza. Nel sovracampionamento si ha che la banda del segnale digitale è ampia che lo spettro del rumore è sulle frequenze altissime, non udibili.

La diminuzione della parola binaria porta a un minore efficacia nello sfruttamento del contributo di un solo bit.

Con l'aumentare della lunghezza della parola binaria migliorano le prestazioni dei singoli bit, si ha un migliore sfruttamento della memorizzazione: A parità di rapporto segnale/rumore è meglio sovracampionare con altissimi tassi di campionamento e codificare con parole binarie standard mediante un processo successivo di ri-quantizzazione.

Quando l'output è un prodotto consumer che va a un certo tasso di campionamento e con una certa quantizzazione(44.100 e 16 bit) si ha un'operazione di decimazione, selezionando solo alcuni dei campioni: se il sovracampionamento è un fattore n oltre il tasso Nyquist, si selezionerà un campione su n.(oversampling: 176.400 c/s, 4x44.100, si seleziona un campione su quattro).

I contributi del sovracampionamento si hanno nella conversione A/D che D/A.

A/D tradizionale a 44.100 c/s e 16 bit ha un rumore di quantizzazione di 96 dB sotto la massima ampiezza del segnale ed è diffuso su tutta la banda sotto la metà del tasso di campionamento, cioè 22,050 khz.

Se aumenta la velocità di conversione, la potenza totale del rumore rimane la stessa , ma si distribuisce su una larghezza di banda maggiore.

Se il tasso di campionamento raddoppia, la potenza del rumore di quantizzazione si allarga fino a 44,1 Khz. Ma il segnale utile rimane nella banda a 22,050 khz e in questa banda la potenza del rumore si è dimezzata.

Il Filtro passabasso digitale con frequenza di taglio a 22,050 khz elimina metà del rumore di quantizzazione dalla banda base del segnale, aumentando il rapporto SNR di 3 dB: con un sovracampionamento di 4 volte il rumore di quantizzazione sarà inferiore di 6 dB rispetto allo stesso convertitore senza sovracampionamento.

Un bit di quantizzazione aumenta SNR di 6 dB, un convertitore a 15 bit a 4x stesse prestazioni di quello a 16 bit e 44.100 c/s.

Si ha che ogni volta che si incrementa il tasso di campionamento di un fattore 4 , si può eliminare un bit dalla quantizzazione, mantenendo lo stesso SNR.

Sovracampionando a 4alla15x possiamo disfarci di 15 su 16 bit e usare un convertitore a un solo bit. Il tasso di campionamento equivale a circa 50 x 10alla12 c/s(si dice Tera Herz -Thz -cioè 1000Ghz, 10.000.000 Khz) Per ridurre il tasso di campionamento a un livello di praticità per i convertitori con quantizzazione molto bassa si può lavorare con la tecnica della sagomazione del rumore(noise shopping).

Quantizzazione non lineare

Una soluzione alternativa per evitare le degradazione dei segnali deboli è data da una spaziatura non uniforme delle regioni di quantizzazione, una quantizzazione non lineare.

Il numero delle regioni è lo stesso, la dimensione delle regioni di quantizzazione diminuisce per le regioni delle ampiezze deboli e aumenta per le regioni delle ampiezze forti.

L'errore di quantizzazione decresce per le ampiezze deboli e aumenta x le ampiezze forti: il guadagno di qualità alle ampiezze deboli è compensato dalla perdita di quelle forti.

Il primo effetto della quantizzazione non lineare è la separazione tra il rapporto SQNR e la gamma dinamica,La gamma dinamica di un sistema è la differenza in dB tra la massima e la minima ampiezza del segnale e con la quantizzazione lineare essa coincide con il rapporto SQNR, cioè vale circa 6N dB.

Per la quantizzazione non lineare il rapporto SQNR può assumere forme diverse, in quanto l'ampiezza dell'errore varia con l'ampiezza del segnale e con il tipo di spaziatura scelto.

La quantizzazione non lineare nel digitale cerca di ridurre il rumore di quantizzazione alle ampiezze deboli, permettendo invece che aumenti alle ampiezze forti , dove comunque viene mascherato.

Questo risultato viene raggiunto mediante una spaziatura non uniforme delle regioni di quantizzazione: le regioni vicine all'ampiezza nulla vengono quantizzate in modo più fine delle regioni alle ampiezze elevate.

Con la quantizzazione non lineare il rapporto SQNR e la gamma dinamica, entrambi espressi in dB, valgono circa 6N, dove N è il numero di bit della rappresentazione.

Spaziando in modo non uniforme le regioni di quantizzazione il rapporto SQNR viene a dipendere dall'errore variabile nelle varie regioni, mentre il calcolo della gamma dinamica resta invariato.

La quantizzazione non lineare, logaritmica ci permette di comprendere come avviene la spaziatura non uniforme degli intervalli (con modifica del rapporto SQNR) e l'espansione della gamma dinamica.

Si ritrova in alcuni formati audio comuni. La caratteristica fondamentale è che la dimensione delle regioni di quantizzazione cresce con l'ampiezza del segnale secondo una curva logaritmica.

Quantizzare in modo logaritmico vuol dire assegnare le regioni di quantizzazione in modo uniforme rispetto a una scala logaritmica, risultando in una non uniformità sulla scala lineare.

I codici digitali vengono assegnati ai campioni secondo tale suddivisione.

Rapporto SQNR è migliore alle ampiezze deboli per una quantizzazione logaritmica rispetto a quella lineare con lo stesso numero di bit, peggiore SQNR alle ampiezze elevate, ma i fenomeni di mascheramento permettono di tollerare tale situazione.

Non è molto efficiente quando il segnale quantizzato deve essere in seguito sottoposto a elaborazione: esempio, la somma di due valori su una scala logaritmica corrisponde al logaritmo del prodotto dei due valori, il prodotto è un'operazione più costosa in termini di tempo di elaborazione(log a + log b= log axb).

E consigliabile adottare la forma logaritmica in applicazioni in cui non ci si può permettere un numero elevato di bit di quantizzazione, soprattutto nella fase finale di archiviazione di un segnale, quando non verrà più elaborato.

Migliora il rapporto SQNR alle ampiezze deboli e la gamma dinamica. Si può verificare che una quantizzazione logaritmica a 8 bit produce una gamma dinamica pari a una quantizzazione lineare a 13 o 14 bit .

Autore: Fabrizio Garis

La rappresentazione digitale del suono by http://lucciolaonline.blogspot.com/2012/01/la-rappresentazione-digitale-del-suono.html is licensed under a Creative Commons Attribuzione - Non commerciale - Non opere derivate 3.0 Italia License.

1.Acustica

2012-01-18T21:31:00.002+01:00

La Natura del Suono

La natura fisica del suono è di tipo ondulatorio; onde meccaniche che trasportano energia lontano dalla sorgente sonora, che è un oggetto in vibrazione.

Un 'onda non trasporta materiale, ma solo un segnale.

Vibrazione di un oggetto o di una sua parte, provocando una successione di compressioni e rarefazioni che si propagano lontano dalla sorgente in tutte le direzioni (l'onda si trasforma in calore). Questo disturbo o segnale pone in vibrazione ogni oggetto che si trova sulla traiettoria. Passata l'onda ogni cosa torna alla posizione originale.

Esistono:

Onde Longitudinali: l'asse lungo il quale avviene la vibrazione è lo stesso della direzione della propagazione (estremità di una molla).

Onde Trasversali: l'asse lungo il quale avviene la vibrazione è perpendicolare alla propagazione. (estremità di una fune).

Il segnale sonoro è un'onda longitudinale (altoparlante).

Un ostacolo speciale nella traiettoria: Il timpano. Alla fine dell'elaborazione del nostro apparato percepiamo:

Musica, linguaggio: combinazioni intenzionali e disciplinate di suoni per comunicare;

Rumore: Tutti gli altri suoni, non organizzati, non piacevoli o non voluti.

La produzione del suono

Al''origine vi è un vibrazione. Tutte le sorgenti sonore vibrano: ogni vibrazione completa è detta ciclo.

Esempio corda fissata alle due estremità( Figura 1.2 a). Ogni segnale comprende molti cicli. --> Moti Oscillatori: quando una particella vibra intorno a una posizione di equilibrio.

Il più semplice e il più importante è il Moto Armonico Semplice: la forza che riporta l'oggetto nella posizione di riposo è proporzionale allo spostamento dell'oggetto(pendolo).

Descrivere l'evoluzione nel tempo di un'oscillazione completa: moto su un cerchio. Si vede come la particella compia un'oscillazione completa quando ha percorso un angolo di 360 gradi.

(Massimo B: 90, A: 180, Massimo C: 270, A: 360). (Figura 1.2b)

Rappresentare la successione delle variazioni dalla distanza dall'origine con la variazione dell'angolo a cui si trova la particella: disegnare diagramma cartesiano con funzione trigonometrica;

Il seno di un angolo è la posizione della particella sull'asse verticale rispetto all'origine. (Figura 1.3).

Funzione disegnata descrive un movimento sinusoidale, il fenomeno è detto onda seno.

Inserendo il tempo. La particella in moto armonico si sposta nel tempo anche se ripete le stesse posizioni. (Figura 1.4)--> Rappresentazione nel dominio del tempo

Se sull'asse orizzontale rappresentiamo il tempo, la curva che rappresenta la posizione della particella avrà lo stesso andamento sinusoidale. L'angolo che corrisponde alla posizione della particella in un certo instante di tempo dipende dalla velocità della vibrazione.

La curva rappresenta le caratteristiche dell'oscillazione del tempo(Figura 1.5):

Ampiezza dell'oscillazione, > distanza percorsa > intensità sonora. Si potrebbe misurare con la distanza massima dalla posizione di equilibrio, suoni deboli oscillazioni molto vicine alla posizione di equilibrio, suoni forti ampie oscillazioni.

La velocità con cui una particella oscilla, cioè la velocità di rotazione sul cerchio, si misura con il numero di cicli che la particella completa nell'unità di tempo: frequenza.

L'inverso della frequenza è il periodo T dell'oscillazione (T = 1/F).

Periodo è il tempo che impiega l'onda a completare un ciclo. Periodi lunghi = basse frequenze; Periodi brevi = alte frequenze.

La Frequenza è il fattore determinante per l'altezza di un suono: maggiore F più acuto è un suono.

Si dirà che un certo suono completa 78, 10.458, 457,78 cicli al secondo o che il periodo è di 0,00128 secondi (1/78), 0,09562 millisecondi (1/10.458), 0,00218 secondi (1/457,78).

Per calcolare la frequenza occorre sapere quanti cicli sono stati completati in un secondo(hertz- Hz) --> questo calcolo necessita della fase di un segnale.

La Fase indica un punto preciso in un ciclo di un segnale.

Per calcolare la frequenza , un ciclo si considera completato tutte le volte che un segnale si presenta nella stessa fase.

Un ciclo consta di 360 gradi, un modo per misurare la fase è l'angolo corrispondente all'istante di tempo considerato. E importante quando si analizzano le differenze tra più segnali:

Se due onde hanno stessa F e raggiungono il massimo nello stesso istante: onde in fase;

Se una è al minimo e l'altra al massimo: opposizione di fase, con una differenza di fase di 180 gradi.

La lunghezza d'onda nelle onde sonore è la distanza tra due particelle d'aria che si trovano nella stessa fase in cicli adiacenti. Misurata in cm e m. Inversamente proporzionale alla frequenza: > F < LO.

L'ampiezza

Parametro + significativo per l'intensità di un suono, cioè per l'energia trasportata da un'onda.

L'ampiezza viene misurata in un certo punto dello spazio interessato al passaggio dell'onda. Le particelle d'aria oscillano rispetto alla posizione di equilibrio. > energia dell'onda > spostamento della particella.

Una misurazione intuitiva dell'ampiezza: data dall'entità dello spostamento di una particella. E al limite della rilevabilità x la maggior parte dei suoni ordinari (ordine di 1 micron, il millesimo di millimetro).

Altri due tipi di misura a cui si fà riferimento:

pressione sonora dell'aria dovuta a compressione e rarefazione delle particelle(il livello di pressione sonora- SPL, Sound Pressur Level).
l'intensità dovuta all'energia trasportata dall'onda sonora(il livello di intensità-SIL, Sound Intensity Level).

Pressione Sonora

La misura dell'ampiezza di pressione prende in esame la variazione di pressione dell'aria dovuta a un onda sonora(rispetto alla pressione atmosferica)

Il silenzio puro corrisponde alla pressione atmosferica, La pressione atmosferica varia lentamente rispetto all'intervento di un onda sonora.

Qualsiasi suono causa una variazione di pressione.La grandezza rilevata è irrisoria rispetto alla pressione atmosferica a cui siamo abituati.(variazioni intorno a un milionesimo della pressione atmosferica, cioè 1/1,000,000=1/106)Nonostante ciò tale qualità è misurabile con i diaframmi dei microfoni, sensibili a differenze anche minime di pressione.

Dalla Pressione al Decibel(db).

La pressione è la forza applicata su una superficie(p=f/s), misurata come la forza per superficie unitaria. Si misura in Newton e ha una direzione di applicazione. la forza esercita da 1/2kg --> 5 Newton.

La pressione si misura in Newton/m2 : Se una forza viene applicata a una superficie,la sua efficacia diminuisce con l'aumentare della superficie, xkè i Newton vanno divisi per i metri quadri. Esempio 24 Newton/6m2= 4 Newton/m2.

La pressione atmosferica vale circa 100.000 Newton/m2. Non percepita perché agisce contemporaneamente in tutte le direzioni.

Per misurare l'ampiezza della pressione di un'onda sonora si considera la variazione media della pressione rispetto alla pressione atmosferica. Ciò che si misura è a pressione quadratica media, ovvero la media dei quadrati delle pressioni.

Dalla pressione quadratica media poi si ricava la radice quadrata che è un buon indicatore del volume percepito.(RMS: Radice della media dei quadrati,Root Mean Square).

Per comprendere qual'è l'ampiezza di pressione per suoni che udiamo tutti i giorni, consideriamo le soglie di udibilità.

La soglia minima: 0,000025 Newton/m2(2,5 x10allameno5). Corrisponde a una percentuale irrisoria della pressione atmosferica.

La soglia massima: 30 Newton/m2(milione di volte + grande della minima). Ma Corrisponde a una percentuale irrisoria della pressione atmosferica(0,03%).

Poiché il rapporto tra un suono appena udibile e un suono alla soglia del dolore è così elevato(circa un milione), conviene schiacciare la scala di riferimento, per avere un'idea delle grandezze relative in gioco.

Introduciamo la scala logaritmica, basata sul rapporto tra due suoni e misurata in decibel.

La scala dei decibel è una scala relativa, nella quale un suono viene misurato in rapporto a un suono di riferimento.

P= pressione del suono da misurare P0= pressione suono di riferimento

P0= 2,5x10allameno5(soglia minima).

Si prende il logaritmo e si moltiplica x 10, cioè 10 log(p/p0)

Il logaritmo del rapporto si definisce come bel e la moltiplicazione x10 esprime la stessa quantità in decibel.

Si può applicare anche all'intensità sonora. L'intensità sonora è una misura dell'energia trasportata dall'onda, è l'energia che passa attraverso una superficie unaria(1m2) per unità di tempo(1 sec). Si misura in watt/m2.

La scala dei decibel è data dall'espressione 10 log(I/I0)

I= intensità del suono in questione I0= valore intensità suono riferimento.

I0= soglia minima di intensità per un suono a 1000 hz di frequenza e vale: 0,0000000000001 watt/m2 (10allameno12).

Le due espressioni in decibel sono due misure effettive dell'ampiezza del suono. In particolare:

Livello di intensità sonora è espresso come SIL= 10log(I/IO)

Livello di pressione sonora come SPL=20log(P/P0) --> La moltiplicazione x 20 è una moltiplicazione x10 poi per 2(2x10), perché l'intensità è in relazione con la pressione: se si raddoppia l'ampiezza o la pressione dell'onda l'energia trasportata quadruplica.(I-p2)

SPL = 20 log(p/p0) = 10 x 2 log(p/p0) = 10 log(p/p0)2 = 10 log(I/I0)

SIL e SPL differiscono dal punto di vista dell'interpretazione fisica. Pressione è il risultato di onde che arrivano da molteplici direzioni, l'intensità è definita per una direzione di flusso dell'energia e una superficie attraversata.

Cosa avviene con l'introduzione dei decibel?

Usando il SIL, il bel è un rapporto tra due suoni, e il rapporto è in relazione a un suono sulla soglia dell'udibilità.

Prendiamo l'intensità di 3 suoni: x,y,z

x è 10 volte maggiore di y = differenza è di 10 db Ix/Iy = 10, allora SILx -SILy = 10 db

y è 10 volte maggiore di z = differenza è di 10 db Iy/Iz = 10, allora SILx -SILy = 10 db

x è 100 volte maggiore di z ma la differenza è di 20 db Ix/Iz = 100, ma SILx -SILz = 20 db

x è 1000 volte maggiore di w ma la differenza è di 30 db

La scala dei decibel ha portato una gamma di valori che andrà da 0 a 120 db circa perché il rapporto tra le due soglie, minima e massima, è di 1000 miliardi, cioè 10alla12.

Per un suono di 90 db(9x10), l'intensità è un miliardo di volte(10alla9) superiore a I0(10allameno12), cioè 0,001 watt/m2(10allameno3)

La musica, è raro ascoltarla sotto i 50 db ma sopra i 100db inizia a essere dannosa: la gamma a disposizione è molto ristretta. L'intensità media si aggira intorno ai 70 db.

La Frequenza

La Frequenza di un suono , il numero di vibrazioni complete che la sorgente compie in un secondo o il numero di compressioni e rarefazioni che subisce una particella d'aria in un secondo, è responsabile dell'altezza di un suono.

L'altezza di un suono è il parametro legato alla sensazione di gravità/acutezza di un suono. Non tutti i suoni hanno un'altezza definita.

L'altezza è una caratteristica che risulta dalla periodicità di un segnale, cioè dal fatto che il segnale ripeta lo stesso andamento per un po' di tempo.

Le caratteristiche frequenziali inducono una differenziazione in suoni puri e suoni complessi.

Un suono puro(tono): è costituito da una sola frequenza , descritto da un'onda sinusoidale semplice, l'andamento è arrotondato; il periodo è composto da una singola compressione e una rarefazione ben definite.

Un suono complesso consiste in più frequenze sommate in un'onda dall'andamento articolato, in un periodo più compressioni e rarefazioni intermedie, l'ascolto rivela il timbro della sorgente e dell'ambiente.

I suoni in natura sono complessi e l'andamento deriva dal metodo di produzione del suono da parte della sorgente. Diapason, eccezione, suono quasi puro.

Suono Puro con frequenza di 50,72 hz: dopo 200 millisecondi ha compiuto 10 periodi e una piccola frazione, 10,144 periodi.

50,72 cicli in un secondo. 200 millisecondi sono 1/5 di 1 secondo(1 sec=1000msec)--> 50,72/5= 10,144

I suoni sono segnali che hanno frequenze comprese tra 20 e 20.000 hz. Oltre questi limiti esistono ma non vengono percepiti come suoni: infrasuoni frequenza < 20 hz, ultrasuoni >20khz

Suono complesso contiene molte frequenze. Perché in un suono si possa individuare una frequenza speciale(sensazione di gravità/acutezza) occorre che il segnale sia periodico.

In natura non esistono segnali realmente periodici, i suoni musicali hanno delle fasi di periodicità significative, per essi ha senso parlare della sensazione di altezza.

Pianoforte

88 tasti, tutti i do a intervalli di ottava sono caratterizzati da una frequenza che è il doppio della precedente in senso crescente.

Le frequenze delle note dell'ottava centrale che contiene il la del diapason(440hz) vanno da 261(do) a 490 hz(si).

La Forma dell'onda

Cio che permette di distinguere un suono da un altro a parità di frequenza e ampiezza è il parametro denominato forma dell'onda(waveform).

La forma d'onda è ciò che caratterizza il modo in cui una sorgente vibra, permettendo di intensificare l'origine. Descrive l'andamento delle compressioni e rarefazioni .

Il parametro percettivo che meglio corrisponde alla forma d'onda è il timbro, (che consente di distinguere tra un la 440hz 40db di una chitarra elettrica e un la uguale del pianoforte)

Due elementi contribuiscono alla ricchezza delle forme d'onda complesse(al timbro):

- dominio della frequenza: le componenti spettrali

- domino del tempo: i transitori

L'analisi di Fourier

Dominio del tempo. La rappresentazione descrive l'intensità sonora nel tempo: l'intensità è associata a istanti di tempo, rappresentati dai punti sull'asse delle ascisse.

Se una rappresentazione è nel dominio della frequenza, i punti di una curva che descrive un segnale associano l'intensità a frequenze specifiche.

Periodicità del segnale complesso, e abbiamo assegnato a tale segnale una frequenza che è l'inverso del periodo: perido di 3 msec, la frequenza di 333,33 hz(1/0,003)

Segnale complesso: suoni non e periodici che non presentano un unica frequenza ma anche altre che alterano la forma d'onda della sinusoide.

Distinguiamo i suoni complessi in segnali periodici, con una porzione di segnale che si ripete, e segnali non periodici, in cui non è possibile discernere una ripetizione del segnale.

Nei suoni naturali anche periodici la ripetizione del segnale vale soltanto per un tempo limitato, poi il segnale evolve in forme differenti.

1800 Joseph Fourier dimostrò che qualsiasi segnale complesso poteva essere descritto come una somma di segnali sinusoidali semplici. Trasformata di Fourier, che permette di individuare le componenti di frequenza di un segnale; il processo è denominato analisi spettrale o armonica.

Teorema di Fourier:Un segnale periodico qualsiasi è dato dalla sovrapposizione di onde sinusoidali semplici, ciascuna con la sua ampiezza e fase, e le cui frequenze sono armoniche della frequenza fondamentale del segnale.

Quindi un segnale complesso è costituito da più segnali semplici, quindi quando menzioniamo le frequenze di un segnale complesso ci si riferisce alle frequenze dei segnali semplici.

Il segnale complesso deve essere periodico, avere un andamento che si ripete a intervalli regolari.

Considerando l'entità dell'intervallo che caratterizza la ripetizione si ha la frequenza fondamentale. Non ci possono essere nel segnale frequenze inferiori alla fondamentale altrimenti il suo andamento andrebbe a sovrapporsi all'andamento attuale forzando una periodicità inferiore o cancellando la periodicità.

Ciascuna delle onde sinusoidali semplici ha una sua ampiezza e una sua fase.

L'ampiezza determina l'intensità sonora assoluta dell'onda , e nell'insieme di onde semplici si verificherà che alcune saranno più intense di altre.

La fase determina come le onde sono disposte l'una rispetto all'altra nel tempo(misura la distanza relativa tra esse).

La sovrapposizione delle onde implica che, in un dato istante di tempo, le ampiezze delle onde semplici vengono sommate per ottenere l'ampiezza totale del segnale.

Il segnale complesso che risulta è formato da tale somma di ampiezze.

Il fatto che le frequenze componenti siano armoniche della frequenza fondamentale significa che tali frequenze sono multipli interi della frequenza fondamentale.(f=155hz le armoniche 310hz, 465hz..)Magari non ci sono tutte le armoniche, però le frequenze presenti sono multiple della fondamentale.

L'onda quadra, segnale complesso. E una delle forme di base generate dai sintetizzatori.

Per formarla occorrono infinite sinusoidi, in particolare tutte le armoniche dispari.(155, 310, 465, 775 hz…) (armoniche pari: ampiezza nulla.)

L'individuazione dei segnali semplici che compongono un segnale complesso è detta analisi di Fourier.

La sintesi di un suono a partire da sinusoidi semplici è detta sintesi di Fourier.

L'insieme delle componenti , con la propria ampiezza e la propria fase, è detto spettro di Fourier.

La rappresentazione dello spettro di un segnale ci fa capire cosa vuol dire descrivere un suono nel dominio della frequenza.

Ogni componente(armoniche) ha una sua ampiezza e una sua fase.

Spettro delle ampiezze: frequenza ascisse, ampiezza ordinate.

Spettro fase: frequenza ascisse, fase ordinate.

Nel passaggio dal dominio del tempo a quello della frequenza e viceversa , non si perde alcuna informazione sulle caratteristiche del segnale(Segnale interamente periodico).

Sonogramma: grafo con tempo(ascisse) e frequenza(ordinate). L'ampiezza: proporzionale a una prestabilita scala cromatica(o grigi). Si descrive l'andamento dello spettro nel tempo.

Battimenti. Due componenti di frequenza molto vicini tra di loro. Risultato percepito: l'intensità sonora aumenta e diminuisce con un'oscillazione pari alla differenza delle frequenze delle due componenti.

330 hz e 332 hz = segnale con un'oscillazione dell'ampiezza del segnale con frequenza 2 hz, l'ampiezza ritorna allo stesso livello di intensità due volte in un secondo.

Segnale risultante come il prodotto tra due segnali semplici: uno con f intermedia tra le due di partenza(331hz), onda portante e l'altro di 2hz, onda modulante, rappresenta la variazione di ampiezza.

Trasformata di Fourier. Metodo di calcolo che permette di passare da una rappresentazione dell'onda nel dominio del tempo a a quella della frequenza e viceversa.

Teorema: segnale complesso somma di sinusoidi, ciascuna con la sua fase e ampiezza. Trasformata: prende un segnale specifico e calcola esattamente i valori delle frequenze delle sinusoidi presenti, con ampiezza e fase effettive.

Spettri di onde periodiche note, predefinite nei software di elaborazione del suono. La rappresentazione nel dominio della frequenza sarà solo lo spettro di ampiezza, una variazione della fase non risulta in un fenomeno percettivamente rilevante.

Onda sinusoidale, spettro semplice con una sola barra.

Onda quadra, spettro con solo armoniche dispari, con ampiezza proporzionale all'inverso del numero di armonica: la terza ampiezza proporzionale 1/3 della prima. la 5 di 1/5. Cio significa perdere 6db per ottava.

Onda a impulsi. limitando il tempo in cui l'onda quadra rimane nella massima ampiezza, pur mantenendo regolarità, si ottiene un'onda a impulsi.(elettrocardiogramma.)

Lo spettro è simile all'onda quadra, ma sono presenti tutte le armoniche tranne il reciproco del tempo dell'impulso e i suoi multipli.

Se assumiamo che il tempo in cui l'onda sta al massimo sia il 20% del periodo, si ha che non sono presenti nello spettro le armoniche multiple di 5(1/0,2 = 5 dove 0,2 =20/100) quindi la 5, 10, 15.

Onda a dente di sega. lo spettro contiene tutte le armoniche della fondamentale con un'ampiezza che decresce proporzionalmente a 1/n, n= l'n-essima armonica.

Le forme d'onda arrotondate: limitato numero di armoniche.

Segnale spigoloso: tante armoniche.

Il teorema di Fourier si può estendere anche a segnali non periodici, eliminando il vincolo dell'armonicità delle frequenze rispetto alla fondamentale. Lo spettro sarà inarmonico.

Il caso limite è rappresentanti dal rumore. Segnale senza periodicità e con frequenze che hanno la stessa ampiezza.

Rumore bianco, come la luce: luce bianca ha tutte le lunghezze d'onda con la stessa intensità.

Rumore rosa, privilegia le basse frequenze.

Segnale complesso non periodico , non si parla di armoniche ma di parziali o componenti del segnale. Quasi sempre spettri con numero infinito di frequenze.

Suoni musicali si distinguono dal rumore in quanto anche la loro non periodicità può essere caratterizzata mediante funzioni.

La funzione che descrive il comportamento del suono a livello macroscopico è quella dell'inviluppo, che dà un'idea dell'andamento dell'ampiezza del segnale attraverso più fasi transitorie.

I transitori

I suoni analizzati fino a questo punto sono periodi per un tempo infinito. In natura non esistono. Ogni sorgente deve transitare da una condizione di riposo, a una di vibrazione periodica(con una certa approssimazione), a una in cui si estingue.

Il modo in cui un suono evolve nel tempo rispetto alla sua ampiezza è detto inviluppo. L'inviluppo è la curva che si ottiene congiungendo tutti i picchi della parte positiva.

4 fasi o transitori:

attacco: ampiezza varia da 0 alla massima ampiezza.

decadimento: ampiezza diminuisce fino a un certo livello.

sostegno: ampiezza pressapoco costante.

estinzione: ampiezza diminuisce fino a 0.

Per sintetizzare un suono di una sorgente, attenzione alle fasi di transizione. Importanti per l'editing, x individuare le aree da selezionare per i tagli.

Quando si vuole realizzare un'analisi di Fourier occorre considerare qual'è l'evoluzione dello spettro del tempo.

Spettro strumento reale non contiene barre ma picchi: le frequenze componenti sono infinite ma ne emergono alcune. Le fasi di attacco e decadimento ricche di armoniche, sostegno e estinzione segnale più povero. Le parziali si affievoliscono con il passare del tempo.

La propagazione del suono

Modifiche che l'ambiente apporta al segnale. Ciò che arriva al nostro orecchio combinazione di sorgente sonora e ambiente di propagazione.

Un evento acustico in un ambiente naturale provoca delle onde sonore che si propagano in tutte le direzioni. Le onde incontrano gli oggetti e con questi interagiscono.

La riflessione: fenomeno in cui l'onda incontra una superficie con un certo angolo(di incidenza) rimbalza con lo stesso angolo(di riflessione).

Riverbero: risultato di onde che si riflettono sui muri e sugli oggetti.

La Diffrazione: fenomeno per cui un'onda gira intorno a un oggetto le cui dimensioni sono minori o uguali della lunghezza d'onda del suono.

La maggior parte degli oggetti non diffrange le onde di alta frequenza, queste vengono riflesse o assorbite, che getta un'ombra sonora aldilà dell'ostacolo nella direzione opposta rispetto alla sorgente.(testa, non udite dall'orecchio del lato opposto della sorgente, ascolto binaurale).

Lunghezza d'onda comparabile alle dimensioni dell'oggetto --> Bassa frequenza con edifici e media con la testa, fenomeno di diffrazione intorno all'oggetto. Le estremità dell'oggetto diventano sorgenti sonore secondarie, producono onde sferiche della stessa frequenza ma minore intensità in tutte le direzioni. Suoni difratti sono meno brillanti.

Effetto Doppler:sorgente sonora in movimento, se la sorgente si avvicina la frequenza delle vibrazioni aumenta-->suono più acuto; Se la sorgente viaggia alla velocità del suono allora si percepirà un'esplosione, tutte le onde arrivano nello stesso istante. Se la sorgente si allontana, le lunghezze d'onda si allungano e il suono è più grave.

Autore: Fabrizio Garis

Acustica by http://lucciolaonline.blogspot.com/2012/01/acustica.html is licensed under a Creative Commons Attribuzione - Non commerciale - Non opere derivate 3.0 Italia License.

Moduli Continui

2012-01-18T21:25:00.002+01:00

Carta da lettere
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500 Flyers A6

2012-01-18T21:23:00.002+01:00

500 Flyers A6: 60 euro!

Specifiche di base:
Formato file: 10,5 x 15 cm
Formato finito: 10,2 x 14,8 cm
Carta: patinata lucida 250 gr. + verniciatura lucida di protezione
Stampa: offset fronte+retro
Colori: quadricromia 4/0
Grafica: + 30 euro

Tempi di lavorazione dall'approvazione della bozza:
Standard: 5/6 gg. Lavorativi (sab. e dom. esclusi).

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500 Fogli Intestati A5

2012-01-18T21:20:00.000+01:00

Carta Intestata A5: Stampa in 24 ore!
500 pezzi: 68 euro

Specifiche di base:
Formato finito: A5 (14,8 x 21 cm)
Carta: usomano extrabianco 90gr.
Stampa: offset solo fronte
Colori: quadricromia 4/0 CMYK
Grafica: + 30 euro

Tempi di lavorazione dall'approvazione della bozza: FASTER 24 ore!

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500 Fogli Intestati A4

2012-01-18T21:18:00.001+01:00

Carta Intestata A4: Stampa in 24 ore!
500 pezzi: 80 euro

Specifiche di base:
Formato finito: 21 x 29,7 cm
Carta: usomano extrabianco 90gr
Stampa: offset solo fronte
Colori: quadricromia 4/0 CMYK
Grafica: + 30 EURO

Tempi di lavorazione dall'approvazione della bozza: FASTER 24 ore!

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100 Locandine

2011-11-04T19:38:00.001+01:00

100 Locandine 32 x 46 cm

Stampa Personalizzata ENTRO 24 ORE!!

66 euro
Locandine
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Biglietti da Visita

2011-10-27T16:01:00.005+02:00

Biglietti da Visita: disponibile nuovo formato!
I biglietti da visita sono disponibili anche nel formato 4x8 cm.

8 x 4 cm
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Calendari 2012

2011-10-27T15:58:00.002+02:00

Già disponibili i nuovi calendari 2012
Tascabile, da tavolo, da muro tutti totalmente personalizzabili.

Calendari 2012
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Braccialetti VIP®Band 2011

2011-10-27T15:51:00.006+02:00

VIP®Band è la prima scelta in braccialetti per associazioni e per eventi. I nostri braccialetti sono eleganti, comodi e resistenti e quindi molto popolari tra gli organizzatori di eventi in tutto il mondo.

Scegliete il materiale desiderato (braccialetti in silicone, braccialetti in Tyvek, plastica, tessuto o vinile) in uno dei nostri molteplici colori disponibili.

I braccialetti VIP®Band sono unici, trendy e sicuri, caratteristiche che li rendono perfetti come braccialetti per festival, braccialetti per party, per alberghi, così come per parchi acquatici.

Braccialetti
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Cartelle Portadocumenti

2011-10-27T15:47:00.002+02:00

La stampa personalizzata delle cartelle portadocumenti può essere effettuata anche con queste caratteristiche:

Doppia cordonatura con spessore di 5mm del dorso e delle alette interne
Plastificazione opaca sull'esterno

Cartelle Portadocumenti
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Volantini 14 x 20 cm

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Corso Joomla 1.5 - La Gestione dei Contenuti

2011-10-18T16:47:00.002+02:00

27.Contenuti statici e dinamici – Sezioni e categorie

Andiamo a parlare del menu sicuramente piu importante che è quello dei contenuti.
Joomla dispone di un solido sistema di gestione dei contenuti.
Da questo menu è possibile accedere all’elenco di tutti gli articoli inseriti, aprire sezioni e categorie per un organica suddivisone degli articoli stessi e per gestire le modalità con cui dovranno essere mostrati nella prima pagina.
Le stesse funzioni possiamo ottenerle piu velocemente cliccando sulle icone del pannello di controllo.

Prima di procedere con le modalità di creazione di nuovi contenuti è bene capire come vengano gestiti dal CMS.
Una prima suddivisione è quella che li distingue in contenuti statici e contenuti dinamici.

CONTENUTI STATICI:

Hanno la caratteristica principale di essere articoli scritti per durare nel tempo, non venire modificati paraticamente mai se non in aggiornamenti molto santuari (ad esmpio sono le linceze d’uso, e norme di comportamento,ecc).
Non appartengono a nessuna sezione o categoria e non hanno scadenze temporali.
Per poter essere utilizzati devono essere richiamati da link diretti, perché nn facendo parte di sezioni o contenuti dinamici non possono essere richiamati per elenchi.

CONTENUTI DINAMICI

Sono quelli che appaino tipicamente nell’Home page del nostro Joomla , si chiamano dinamici proprio perché si muovono anche in maniera temporale mano a mano che inseriamo nuovi articoli e quelli piu bassi tendono a scendere verso il basso ed essere sostituiti dai nuovi.
Sono articoli che appartengono a una sezione e classe ben precisa, possono essere gestiti in maniera temporale e richiamat anche per elenchi , seguono le modalità di apparizione dettate dall’aministratore(1 colonne, due colonne), non hanno la stretta necessità di essere legati ad una voce di menu (quelli in home page).

SEZIONE e CATEGORIE

La sezione deve essere intesa come un contenitore che serve a raccogliere un volta raccolti elementi omogenei.
E un elemento di Catalogazione, conservazione e archiviazione.
Per quanto riguarda l’archiviazione la sola sezione non basta e infatti al suo interno vengono create delle categorie.
Non vi è limite alle categorie, l’unico limite è quello di non poter creare delle sottocategorie.
Posso creare nuove sezioni.

28.Creazioni Sezioni e categorie

Iniziamo con i contenuti dinamici, perché sono quelli un po’ piu complessi e poi sarà piu semplice anche capire anche le modalità di utilizzo dei contenuti statici.
Clicchiamo su Gestione sezioni e creaiamone una nuova: Musica, inseriamo un immagine giusto per capire dove vano a posizionarsi.
In basso scriviamo una descrizione che possa far capire a chi chiede la visualizzazione per sezione cosa contiene la sezione stessa.
Salviamo e vediamo che ora compare nella sezione.
Ad ogni sezione possiamo abilitarla o disabilitarla inserire il livello di accesso.
Ci segnala che al’interno sono presenti 0 categorie.
Apriamo gestione categorie, la visualizzazione è identica alle sezioni.
Creaimo le nostre nuove categorie in cui doviamo selezionare oltre ad inserire tutti i dettagli a quale sezione corrisponde.
Creiamone una per classica, una per leggera e una per folk. (Nella gestione categorie,se ne abbiamo tante possiamo restringere il campo utilizzando il menu in alto.)
Ora andiamo ad inserire i contenuti.

28.Creazione di un nuovo contenuto – Impostazioni generali

Per creare un nuovo contenuto possiamo utilizzare : Nuovo articolo, oppure dalla gestione degli articoli e creandone uno nuovo e magari modificandone uno già presente in elenco.
Visto che è la prima volta è bene aprire la gestione degli articoli per verificare come si presenta l’area.
Pubblicato: possiamo bloccare o attivare la pubblicazione.
Prima Pagina : inserisce l’articolo direttamente in prima pagina.
Livello di accesso : chi può visualizzare l’articolo.
Ordinamento : permette di avere un immediata visione che è l’ordine di presentazione degli articoli e al limite agendo tramite le frecce e possibile spostare di ordine oppure modificandone il numero.
In alto ci sono tutte le icone che permettono la gestione degli articoli :
Sposta permette di spostare un articolo o una serie di articoli da una categoria ad un'altra.
Cestino : permette di cancellare un articolo che verrà messo all’interno del cestino articoli e può essere recuperato.
Preferenze: permette di settare la configurazione di tutti gli articoli, poi vedremo che nel momento in cui creaiamo un nuovo articolo cè la possibilità per il singolo articolo di impostarlo.

29.Gestione articoli: Pannello di editing

Clicchiamo su nuovo e si apre il pannello di editing che consente l’inserimento di testo e di immagini.
Per quanto riguarda l’appartenenza alla parte statica o dinamica, l’articolo è definito in questa caratteristica è definito dai menu sezione e categoria.
In cui chi sta scrivendo un articolo può decidere se scriverlo all’interno di quale sezione e quale categoria altrimenti jooml saprà che è un articolo statico.
Selezioniamo la selezione musica e decidiamo di inserirlo all’interno di musica classica. Le opzioni che abbiamo sono quelle di pubblicazione e la possiblità di inserirlo all’interno della prima pagina, inserendo no l’articolo sarà richiamabile attraverso la ricerca oppure gli elenchi.
Nel caso volessimo annullare ciò ce facciamo doviamo assolutamente schiacciare su annulla e non con l’indietro del browser altrimenti il sistema andrà in errore.
Scriviamo un testo ed inseriamo un immagine.
Per impostare l’immagine entrare in proprietà immagine.

Quando gli articoli sono molto lunghi è conveniente spezzarli su piu pagine. Posizioniamo il cursore in cui vogliamo che ci sia il cambio pagina e clicchiamo su pagebreak , per il momento non inseriamo nel il titolo della pagina né la tabella dei contenuti in maniera da capire come funziona quest cosa e vediamo che ci viene lasciata una linea che ci fa capire che ci sarà un cambio pagina .
A seguire aggiungiamo altro testo e mettiamo un altro pagebreak .
Cosi abbiamo un contenuto suddiviso in 3 pagine inseriamolo in prima pagina e vediamo l’anteprima.
Vediamo che appare con l’indice delle pagine e vediamo che viene inserito Page # perché non abbiamo inserito come chiamare le pagine successive cancelliamo e inseriamoli di nuovo inserendo :
Titolo di pagina, inserisce il titolo da visualizzare nella nuova pagina (ad esmpio Pagina 2)
Tabella dei contenuti: campo opzionale da visulalizzare nell’indice della pagina e lascia invariato il titolo della pagina.

Il bottone leggi tutto è di impiego immediato e semplicissimo , si lascia il cursore dove vogliamo inserire le parole leggi tutto e appare una linea rossa che identifica l’interruzione.
Vediamo dal front-and.

30.Pannello di impostazione del singolo articolo

Subito dopo aver completato l’editing dell’articolo abbiamo disponibili i parametri dell’articolo.
Nei parametri avanzati ripercorre gli stessi parametri della configurazione globale degli articoli.

31.I contenuti statici

Gia sappiamo cosa sono i contenuti statici, la procedura di questi articoli è uguale a quelli dinamici se non poi impostare nel menu sezioni e categoria: nessuna categoria.
L’unico modo per farlo vedere è creare un link ad esso.
Quindi entrare all’interno della voce di menu dove vogliamo che appaia e inserirne una nuova.
Quindi nuova, link interni, aspetto articoli immettiamo le impostazioni e lo linkiamo.

33.Impostazioni Home Page

Per modifiacare la disposizione dei contenuti della prima pagina devo entrare nel menu principale e poi in Home, qui abbiamo il pannello parametri Standard in cui possiamo impoastare la visualizzazione degli articoli della prima pagina.

34.La presentazione dei contenuti

Proviamo a creare una voce di menu con lista articoli archiviati e aspetto invio articoli.

35.La presentazione dei contenuti – Modalità blog e ad elenchi.

Proviamo a creare una voce di menu con aspetto categoria blog e un aspetto categoria(costruito in tabella, la visualizzazione è data dagli stili css).
Per le sezioni è uguale alle categorie.

36.Autore,editor publisher

autore: è appena un gradino piu in alto degli utenti registrati, può inviare contenuti ma non pubblicarli, non può modicare articoli esistenti.

editor: può invire artcoli che sono soggetti ad approvazione e può modificare quelli già presenti.

Publisher: Puo inviare articoli e pubblicarli immediatamente senza attendere autorizzazioni.
Ovviamente può anche modificare tutti gli articoli presenti.

37.Manager, administrator e superadmin

Gli utenti che possono accedere al back-and (Gestione Utenti).

Manager: non può installare estensioni, non può modificare le impostazioni, non può inserire/cancellare utenti.

Administrator: non può modificare le impostazioni globali, non può modificare/cancellare superamministratori.

Superadmin: può fare tutto !!

38.Gestione Prima Pagina.Oridine Visualizzazione degli articoli.

All’interno del menu contenuti entriamo in gestione prima pagina, si riferisce agli articoli che sono stati destinati alla visualizzazione in home page.
In questa pagina posso modificare l’ordine degli articoli, posso disabilitarli o abilitarli. Dando nell’ordinamento un numero negativo quello rimmarò sempre stabile in testa.

Autore: Fabrizio Garis

Locandine A3

2011-10-17T15:58:00.005+02:00

Prezzi ribassati per stampa personalizzata di 250 Locandine A3 carta 135gr.

100 Locandine A3: 70 euro
250 Locandine A3: 100 euro
500 Locandine A3: 150 euro

Grafica + 30 euro

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Corso Joomla 1.5 - MENU, gestione e creazione

2011-10-17T14:19:00.002+02:00

25.Organizzazione e gestione dei menu I pt

All’interno ci sono le voci che consentono di creare nuovi menu e di cancellarli,e l’elenco dei menu creati ed attivi.
Ogni menù ha il suo modulo corrispondente, quando decidiamo di creare un nuovo menu il core di joomla provvede a creare anche il rispettivo modulo che serve poi a mostrare al visitatore le vosi che sono contenute nel menu stesso.

Da gestione Menu le funzionalità per crearne di nuovi e per gestirli.

Per cancellarne uno basta selezionarlo e cliccare sul cestino. Diversamente cliccando su voci di menu abbiamo l’elenco delle voci di menu e possiamo crearne di nuove e cancellarle.

Torniamo su gestione menu, e ne creiamo uno nuovo che serva per l’assistenza informatica.
Quindi clicco su nuovo e lo chiamo in tipo menu in maniera univoca,non ci devono essere altre voci di menu uguali a questa e non ci devono essere spazi tra parole: Menu_assistenza, il titolo possiamo scriverlo come vogliamo: Assistenza, la descrizione è facoltativa: Assistenza informatica,il titolo del modulo che viene creato contestualmente al menu stesso chiamiamolo: Assistenza informatica.
Salviamo e vediamo nell’elenco che appare il nuovo menu appena creato.
E in gestione moduli vediamo che cè ne ha creato uno nuovo che doviamo attivare.

Torniamo nelle voci di menu del menu assistenza,e chiediamo la creazione di una nuova voce e joomla ci elenca adesso tutto quello che sa essere disponibile all’interno del CMS, decidiamo a quale voce andarlo ad associare : Contattati, impostiamolo e andiamo a vedere in anteprima.
Delle voci dei contenuti(articoli) ne parleremo meglio in seguito,però ad esempio creo una nuova voce di menu con aspetto articolo,dopo aver inserito il titolo E altri parametri ,ci chiede in quale menu debba essere mostrato,il resto lasciamolo cosi com’è e vado a selezionare adesso l’articolo che deve essere già presente all’interno del cms, non posso creare un link verso un qualcosa che non esiste.
L’articolo viene collegato alla voce di menu,salviamo e vediamo da front-and.
Per crearlo come sottomenu all’interno della creazione della voce menu sotto elemento decidiamo a quale elemento selezionandolo deve essere figlio.

26.Organizzazione e gestione dei menu II pt

La differenza tra i menu creati e quelli già presenti(graficamente raccolti in un bordo blu) è dovuta dal programmatore che ha costruito il tema grafico (template) creando una classe CSS diversa che è possibile impostare nel modulo stesso, quindi entriamo nell’area amministrativa, gestione dei moduli ed entriamo nel modulo assistenza informatica.
Nel suo pannello parametri avanzati, vediamo che è possibile inserire la classe css modulo, possiamo andarla a reperire nei parametri avanzati del modulo menu principale ( _menu ).

Nella creazione di voci di menu il tipo separatore crea un Segnaposto di menu o un separatore all’interno di un menu.
Il tipo alias serve per non creare un voce già creata, ma posso andare a selezionare ad esempio un articolo nei parametri standard di cui vi è già un link e invece di ricrearlo di nuovo perché creerebbe problemi di ridondanza creo un alias che è un semplice richiamo non a quel contenuto ma alla voce selezionata.

Autore: Fabrizio Garis

100 Buste Intestate

2011-10-12T17:11:00.001+02:00

(Offerta valida solo per pagamento anticipato)

STAMPA 100 BUSTE INTESTATE
€ 53,00

Dimensioni file: 15 x 23 cm
Dimensioni finali (busta chiusa): 11 x 23 cm
Stampa: Quadricromia Emulsione Aggregata (EA) 4/0

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Corso Joomla 1.5 - Gestione Estensioni

2011-10-12T14:39:00.002+02:00

Appr.Le Estensioni

Vari di di estensioni di cui si serve Joomla nel suo funzionamento normale. Le estensioni servono a completare ed arrichire le già ampie possibilità offerte da Joomla, sono di 5 tipi diversi: Moduli, Componenti, Plugin, Lingue, Template.

MODULI

Mostrano informazioni non strettamente correlate alla pagina sulla quale sono presenti o vengono utilizzati da alcuni componenti per visualizzare elementi interattivi.. Possono essere agevolmente indirizzati in qualsiasi punto del template e mostrati solo nella pagina in cui si desidera che appaiono.

Moduli del tema classico.

COMPONENTI

Vengono visualizzati in genere nel blocco centrale del tema grafico, possono essere assimiliati a vere e proprie applicazioni che possono venire installate per integrarsi pienamente con le funzionalità del CMS(esempio: forum, gallerie di immagini, guestbook, negozio elettronico,ecc)

PLUGIN

Porzioni di script in grado di potenziare le funzionalità di base del CMS.

Menu estensioni à Gestione plugin

LINGUE E TEMPLATE

Servono ad implementare nuove lingue e nuovi temi grafici per “vestire” il nostro Joomla

Tutte queste estensioni possono venire implementate dall’area amministrativa sensa dover possedere alcuna nozione di programmazione, utilizzando il potente motore amministrativo che ne consente una gestione facile e immediata con semplici click di mouse.

16.Modalità di caricamento e installazione.

Le voci dei menu e dei contenuti vengono ora accantonate in quanto potranno essere comprese molto meglio dopo aver familiarizzato con tutte le estensioni di cui Joomla dispone.

La prima voce è quella che regola l’istallazione e la rimozione di tutte le estensioni. Richiamando la gestione estensioni vediamo che cè già selezionata la prima voce istallazione che consente il caricamento attraverso 3 metodi.

Le altre voci ci fanno vedere quali estensioni sono attualmente installate e attraverso il cestino possiamo eliminarle.

Su joomla.org possiamo sotto la voce Extensions possiamo trovare tutte le estensioni che ci servono.

La prima modalità ci permette di sfogliare le nostre carte del pc, individuare il file e di caricarlo e farlo istallare correttamente.

L’istallazione da cartella dove doviamo indicare il percorso della cartella che già risiede sul nostro server, che deve essere caricata scompattata.

(Se non sapessimo il percorso, lo possiamo trovare sulla voce configurazione del menu sito,utilizzare la scheda server e dove cè il percorso della cartella temporanea selezionare la parte che ci consente di puntare alla root del sito aggiungendo poi il nome della cartella).
Nella voce Gestione lingua possiamo entrabdo nel lato sito o amministratore scegliere la lingua preferita.

17.Gestione moduli e posizionamento nel template

Nella gestione dei moduli vediamo che alcuni sono attivati mentre altri in stand by.Per ognuno di questi si può andare a definire il livello di accesso e il posizionamento che l’amministratore ha deciso per il modulo in questione.Apriamone uno per tutti, quello dei sondaggi che mostra la richiesta di sondaggio ed è accoppiato ad un componente. Nella parte dei dettagli possiamo deciderne il titolo,se mostrarlo e se deve essere attivato. Posizione: sono state decise al momento in cui sé stato creato il tema grafico e possono essere modificate. Nella parte di assegnazione dei menu posso scegliere in quali pagine posso mostrare questo modulo utilizzando il tasto CTRL o SHIFT. Nella gestione dei moduli utlizzando le freccette mi consentono di impostare il posizionamento.

Vediamo come conoscere la posizione dei blocchi modulo all’interno di un tema,

nel menu estensioni entraiamo dalla voce gestione template e apriamo il tema che è quello predefinito, andiamo nell’anteprima e vediamo che ci mostra l’indicazione della posizione del blocco stesso.

17.Gestione moduli: installazione pratica del modulo multi clock

Proviamo ad installare un modulo nuovo, con la data (multiclock) e in un secondo momento proveremo a creare un modulo tutto nostro.Andiamo sotto la voce estensioni in installa,individuiamo il nostro modulo che ci siamo precedentemente scaricati e carichiamolo,attendiamo il messaggio di installazione corretta.Andiamo in gestione moduli e attiviamolo.Clicchiamo sul modulo per andarlo a personalizzare.

18.Creazione di un modulo ex-novo, personalizzato

Nel caso siamo alla ricerca di un modulo che debba mostrare qualche cosa di particolare, ma non è disponibile o non ne siamo a conoscenza dove andarlo a reperire possiamo crearne uno tutto nostro. Nell’ambiente di gestione dei moduli clicchiamo su nuovo, il CMS ci apre diverse possibilità che consentono la creazione di moduli personalizzati, in questo caso scegliamo HTML personalizzato che consente di utilizzare un codice html che possiamo produrre con qualsiasi editor ed inserirlo all’interno del modulo stesso. Selezioniamolo e passiamo al passaggio successivo. Si apre la schermata classica di gestione di un modulo, inseriamo un nome : Info e Notizie , inseriamo le altre cose che già sappiamo,titolo, posizione..etc..Ci presenta l’editor di joomla e noi possiamo attraverso la voce html dell’editor importare il codice. Un editor utilizzabile è sicuramente dremweaver da cui possiammo poi copiare il codice tra i tag body. Nel caso volessi inserire un immagine o un filmato flash la carico dal link immagine in basso all’editor di Joomla.

19.Gestione Plugin: installazione di un editor avanzato JoomlaFCK editor

Andiamo sul menu installazione per installare una barra per l’editing avanzato che ci consenta di migliorare l’editing del testo stesso. Carichiamo la cartella e proseguiamo l’installazione standard. Abilitiamolo dalla gestione Plug-in. Nella configurazione globale, nella’area sito impostiamolo come editor predefinito e salviamo.Adesso possiamo provare a creare un nuovo articolo, Proviamo a caricare un immagine e vediamo che vi è la possibilità di caricarla dal server oppure dal mio hardisk.Proviamo il popup con la catena.

19.Gestione Plugin: utilizzo pratico di un plugin per le immagini

Installiamo il plugin che è all’interno della cartella protos light box,carichiamo entrambi i file zip e attiviamoli.Apriamo un articolo, nel punto in cui vogliamo inserire le immagini cè da utilizzare una sintassi particolare che richiama le immagini che vogliamo inserire nel punto desiderato: L’immagine deve essere già caricata.

{limage}nome immagine.jpg{/limage}

Nell’area dei parametri della gestione plugin di Protos Lightbox possiamo indicare la larghezza e l’altezza standard e la cartella in cui ci sono le immagini, che altrimenti è l’ indirizzo root/image/stories .

20.Gestione Template: installazione I parte

Dal menu installa e carichiamo il template moonflower, andiamo in gestione template e rendere predefinito il tema.Vediamo l’anteprima. Impostiamo i parametri titolo,copyright e se vogliamo l’effetto flash.

21.Gestione Template: analisi della struttura

apriamo la cartella template del nostro sito e all’interno troveremo tutti i temi installati.Apriamo moonflower e vediamo params,file che serve a memorizzare i parametri che vengono inseriti all’interno dei menu del lato amministrativo.Apriamo milkyway e vediamo che è leggermente cambiata..man mano che si utilizzano template diversi la struttura sarà diversa.Come agisce tutto questo? Dobbiamo aprire il file xml e vediamo l’area delle posizione e l’etichetta params.

22.Gestione Componenti

Hanno una funzionalità particolare rispetto a tutte le altre estensioni.

Ne è prova che all’interno del menu estensioni non compaiono se non nell’istallazione e dispongono di un menu a parte . I componenti devono essere intesi come dei programmi che si possono implementare nel CMS per implementare nuove funzionalità(forum,galleria immagini,negozio elettronico) mi vado a cercare il componente e ottengo la funzionalità richiesta all’interno del CMS.

23.Gestione Componenti: I banner grafici

Iniziamo l’nalisi del primo componente che è il banner ,richiamiamo la voce. La gestione dei banner consente di creare campagne promozionali mostrando sul proprio sito dei banner(messaggi pubblicitari) a rotazione. All’inteno del pannello amministrativo possiamo decidere se pubblicarlo o meno il banner in questione, è possibile saper quante volte il banner è stato mostrato(Impression) e i click ricevuti per ciascun banner . Possiamo assegnare banner a clienti particolari. E nel caso avessimo parecchie tipologie di banner possiamo suddividerle in categorie. Creare anche dei clienti può essere utile nel caso si volesse mostrare in una parte del template un modulo con un banner riservato esclusivamente a questo cliente.Ad esempio creiamo un cliente nuovo.

Per creare un banner doviamo decidere se farlo con semplite testo oppure con immagini (ad esmpio nel FrontAnd, il modulo pubblicità contiene un banner testuale).Attraverso la gestione media sotto banner carichiamo un immagine.Torno sotto l voce banner,né creo uno nuovo e ne inserisco i valori.Ogni banner è collegato ad un modulo.Quindi doviamo andare nella gestione dei moduli.Entrare dentro la voce banner e impostare le impostazioni.Produrre baner serve anche a pubblicizzare parti del nostro sito.

23.Gestione Componenti: I banner testuali

Nella gestione categoria dei banner magari aggiungo una cartella: Pubblicità solo testo.

Creo un nuovo banner, richiamiamo la categoria solo testo,se vogliamo selezioniamo nome cliente, e nel codice banner personalizzato inserisco per un link : <a href=”{CLICKURL}” target=”_blank”>{NAME}</a>

<br/>,subito dopo posso inserire il testo sotto.

Gestione Moduli, utilizziamo un modulo apposta per le pubblicità testuali = Pubblicità. Le impostazioni generali si possono modificare.

24.Gestione Componenti: Contatti

Un alto componente molto importante è quello dei contatti che serve a produrre una scheda, un form che gli utenti visitatori possono utilizzare per richiedere informazioni o notizie e quant’altro.Come per gli altri componenti cè la possibilità di suddividere i vari contatti in categorie.Altrimenti si può utilizzare già il componente

esistente,predefinito che è quello : contatti. Iniziamo con l’esame del modulo contatti che può essere creato nel momento in cui viene generato un nuovo utente.Per esempio clicchiamo su nome.A cui diamo per questa volta noi un nome e un alias,a cui bisogna assegnare la categoria contatti,e dal menu collegato ad utente bisogna scegliere forzatamente a quale utente tra quelli registrati deve essere associato,bisogna sceglierne per forza una perché diversamente dal frontand non apparirebbe poi il modulo. All’interno delle informazioni possiamo anche decidere quali campi debbano essere mostrati dal pannello parametri contatti.Parametri avanzati possiamo decidere se le icone debbano essere mostrate o meno,oppure se debba essere usato solo il testo,stiamo parlando della disposizione grafica che i contatti vengono ad avere nel momento in cui si ha questo tipo di impostazione(successivamente creiamo la voce contatti del menu principale del front-and).Nei parametri e.mail possiamo sempre decidere se mostrarle o meno,posso anche decidere di bannere degli utenti.Nel momento in cui l’utente deve compilare il form è obbligato ad inserire i campi mostrati.

VOCE MENU : dal menu principale creaiamo una voce nuova,link interno – Contatti. Aspetto Contatto, imposto i detagli della voce menu . E dopo che la voce è stata salvata vado a vedere in anteprima.

Autore: Fabrizio Garis

Corso Joomla 1.5 - Amministrazione e Setup

2011-10-05T14:36:00.002+02:00

11.Menu Sito: Gestione utenti

Iniziamo la descrizione dei comandi del back-and del nostro Joomla con la tecnica di tenere sempre aperto anche il front-and in maniera tale da poter verificare anche in tempo reale le modifiche che andremo ad attuare.
I vari moduli visibili dal front-and possono possono essere spostati,cancellati o disabilitati dal lato amministratore.L’amministartore ha ampia gestione dell’aspetto finale.
Nel blocco centrale non vediamo moduli ma i risultati dell’elaborazione dei componenti ch sono presenti in joomla, quindi va gestito in una maniera diversa e quando vogliamo visualizzare un articolo piuttosto che una galleria di immagini o quant’altro andiamo ad implementare nel nostro CMS verrà mostrata nella parte centrale.
Una differenza sostanziale rispetto alla gestione dei moduli che vedremo a breve nella descrizione dei vari comandi del back-and.

Iniziamo l’esame delle voci di menu dell’ambiente amministrativo di Joomla del lato amministrativo.
Dal primo Menu che si chiama : SITO, proprio perché contiene le opzioni principali di tutto il sito.
La prima voce, PANNELLO Di CONTROLLO, quella che ci pemette di tornare al back-and quindi in qualsiasi altra area mi dovessi trovare cliccando su questa voce tornerei al pannello di controllo.
La seconda voce: GESTIONE UTENTI,che se richiamata serve a mostrare l’elenco degli utenti che sono registrate al sito, non solo, si può sapere anche la data dell’ultimo login effettuato e se in questo momento l’utente è connesso o meno.
Vediamo come funziona la procedura di registrazione, può essere effettuata manualmente dall’amministratore cliccando su NUOVO e inserendo manualmente le voci oppure dal lato front-and può cliccare la voce registrati e viene rimandato alla shermata di registrazione nel quale deve inserire e riempire alcuni campi.
Riempiamo questi campi e click su registrati.
Subito dopo Joomla avvisa che l’account è stato creato e che è stata una mandato un link all’email inserita e che senza questa attivazione l’iscrizione non andrà a buon fine.
Se torniamo al lato amministrativo nella gestione utenti vediamo in questo caso che l’utente si è aggiunto ma rimane in stand-by fino a quando il sistema non riceve l’email.
In alternativa può essere l’amministratore clicca sulla X e lo abilita.
Verifichiamo dal lato utente l’account creato.
Il sistema le dà il benvenuto e da ora l’utente può consultare le aree riservate, inoltre può accedere al menu utente per modificare il suo profilo.
Dalla gestione utenti l’amministratore pu entrare nella scheda di ciascun utente e può anche cancellarlo.

12.Menu Sito: Gestione Media

Continuiamo l’esame delle voci menu sito con quella della gestione dei media, che deve essere interpretata come una sorta di deposito di immagini e di file di varia natura che poi possono essere richiamati attraverso l’apposita funzione all’interno dei nostri contenuti o dei documenti che possiamo produrre all’interno di joomla.
La modalità di visualizzazione può essere quella classica(Miniature), oppure in forma di elenco(dettagli).
Nella parte di sinistra vengono elencate le cartelle presenti che suddividono le categorie di immagini.
E possibile naturalmente creare una propria directory.
Ad esempio,ne creiamo una File Pdf e la directory viene immediatamente creata.
Entrando nella cartella nel momento in cui decidiamo di caricare un file lo stesso viene inserito all’interno della cartella.
Nel caso volessimo cancellare un file basta cliccare sulla x,oppure possiamo selezionarne diversi e poi cliccare sul cestino.
L’utilizzo di questa area è quella di raccogliere il materiale piu ricorrente che andremo ad utilizzare.

13.Configurazione Globale I parte

Andiamo ora a parlare della voce piu importante di tutto il back-and amministrativo che è quella della configurazione globale, va ad influenzare tutto quello che è il funzionamento e le impostazioni di tutto il sito, E ‘ un area che va modificata con criterio!

AREA SITO: è la sezione dei settaggi del sito.

Dettaglio del Login FTP: se abbiamo problemi con il caricamento di file possiamo anche da qui settare le ipostazioni.Diversamente lasciamo cosi com’è.

Configurazione Sito: permette di mettere offline per lavori di manutenzione, istallazione e quant’altro e per chi si collega riceva un messaggio di avviso.
Mettiamo il sito offline e diamo il comando applica che ci permette di salvare le modifiche senza uscire dalla pagina.E vediamo l’anteprima.
Joomla permette di far accedere l’amministratore per permettere solamente a lui di controllare le modifiche che sta apportando al sito.
A seguire abbiamo il nome che abbiamo dato al sito stesso e dove è possibile modificarlo.
Dall’editor si può specificare quale editor si andrà ad utilizzare,oltre a quelli presenti se ne potrà istallare degli altri.
Lunghezza delle liste all’interno di articoli, contenuti .. ad esempio se prendiamo la gestione degli articoli dal back-and abbiamo dalle inserito il numero impostato dalla configurazione globale.

13.Configurazione Globale II parte – Metatag & SEO

Veniamo alla configurazione dei Metadata,descrizione del sito e le Keywords.

Configurazione SEO: consente di rendere gli indirizzi web del sito molto piu amichevoli di quelli normalmente utilizzati per generare contenuti dinamici.
Esempio: vediamoli senza essere abilitati e poi abilitiamoli e lasciamoli abilitati.
Entriamo il filezilla ed effettuiamo il download del file htaccess.txt ,apriamolo con il blocco note.
Dopo RewriteBAse gli scriviamo il percorso della cartella joomla, quindi /joomla . Piu in alto assicuriamoci che il RewriteEngine sia impostato su on e che non ci sia il cancelletto.
Salviamo e riportiamolo sul server ed rinominiamolo come : .htaccess
Sotto questa forma il server lo prende come un file di sistema.
Nel caso il server non lo accetti dandoci messaggi di errori occorre di nuovo rinominare il file come htaccess.txt.
Nel caso non si trovi piu il file .htaccess abilitare su filezilla su visualizza - visualizza file nascosti.

14.Configurazione Globale: Sistema e utente

AREA SISTEMA:

Configurazione di sistema.
La parola segreta è una stringa che viene generato in maniera diversa ad ogni istallazione di Joomla ,non può essere modificata.
Nel percorso dei log , Joomla va ad inserire i file di log, questo percorso può essere modificato.
Se spegniamo l’attivazione dei servizi Web possiamo ricorrere in qualche problema perché ci sono dei componenti che fanno uso di questo sistema.

Configurazione Utente.
Abbiamo la possibilità di abilitare la registrazione degli utenti.
Nel tipo di registrazione possiamo assegnare il livello di utenza tra quelle consentite.
Attivazione nuovi utenti, se è spuntato su si nel momento in cui il nuovo utente si registra non deve attendere l’arrivo della mail.
Poi la possibilità di mostrare i parametri degli utenti dal lato pubblico : buongiorno con il nome, quelle cose lì.

14.Configurazione Globale: Media, debug, cache, session

Configurazione Media.
Nelle estensioni ci sono quei file che possono essere caricati senza nessun problema. Dimensione massima dei file e il percorso dove andare a scaricare i file e le immagini.
E bene lasciare la limitazione dei caricamenti per evitare caricamenti troppo estesi. MIME Types è una possibilità in piu ai fini di una maggiore sicurezza (sistema di comunicazione particolare nato per la spedizione di file tramite email e serve proprio tramite un doppio controllo a informare il server di ricevere i file sulla natura e sulla qualità del file stesso).

Debug è un area che interessa solamente i programmatole pagine piu richieste in maniera da poterle inviare piu rapidamente se vengano richieste da piu utenti nell’arco dell’unità di tempo. Alcune volte può gravare sulla gestione del server, rallentandolo. Nella configurazione di sessione, rimanedo loggati piu del tempo senza navigare verremo sconnessi per ragioni di sicurezza.

15.Configurazione Globale: Server, MySQL,orario,SMTP

AREA SERVER

Sono tutti parametri che si riferiscono alla configurazione del server utilizzato per far girare il nostro CMS e quello del nostro database MYSQL.
I pannelli della configurazione server e database non devono essere modificati, pena il blocco del CMS.

Possiamo modificare l’orario visualizzato.Nella configurazione FTP possiamo cambiarli ed inserli.

Configurazione E.mail, vediamo le impostazioni che abbiamo fornito durante l’istallazione, La funzione PHP Mail è definita di default.
In alcuni server non è presente o non conveniente.
Joomla consente di fruire del server SMTP che consente di settare il CMS come facciamo normalmente con Outloock.

Autore: Fabrizio Garis

Corso Joomla 1.5 - Installazione di Joomla 1.5

2011-10-03T15:03:00.001+02:00

6.Procuriamoci tutto ciò che ci serve

• un server linux con Apache e database MySQL(locale o remoto)

• Una linea ADSL per la pubblicazione sul sito remoto

• Il pacchetto per l’istallazione di Joomla

• Programma FTP per il trasferimento dei file di Joomla sul server

il pacchetto di istallazione di joomla è reperibile all’indirizzo joomla.it

Scaricare il programma FileZilla per il FTP.

7.Trasferimento FTP dei File per Joomla 1.5

Utilizzando FileZilla Trasferiamo l’istallazione di joomla e tutti i file che servono nel nostro server locale(di prova).

Prima di tutto doviamo impostare xampp.

Apriamo il pannello il suo pannello di controllo.Spuntiamo svc e avviamo il servizio.Andiamo sul browser : /localhost / e vediamo di nuovo la sicurezza e vediamo che ci dice che è insicuro.Torniamo sul nostro pannello di controllo e clicchiamo su admin nella riga FileZilla che ci permette di entrare all’interno del server come amministratori.Clicchiamo ok senza dover inserire nulla.

Cliacchiamo su edit e poi user.Rimuoviamo gli user e aggiungiamone uno nuovo e poi assegniamo una password.Poi dire a FileZilla a quale directory deve accedere all’interno del server.Clicchiamo su Shared Folder e andiamo ad aggiungere la cartella htdocs/joomla(nel caso non fosse ancora disponibile tornare a questo punto in un secondo momento,quando avremo copiato in ftp la cartella joomla) contenuta in xampp.e spuntiamo su Files anche write e delete e sotto Directories, create e delete.

Apriamo FileZilla : su host inseriamo l’indirizzo ip del nostro computer. E reperibile andando su esegui, digitando cmd e nella finestra che appare digitare ipconfig.Scriviamoci l’indirizzo ip e poi lo inseriamo all’interno di filezilla, nell’host.Il nome utente è quello che abbiamo inserito nella configurazione del server FileZilla cosi come la password. Ora clicchiamo su connessione rapida e se tutto andato bene si aprirà la cartella htdocs.

Ora non ci resta che fare l’upload dell’intera cartella di joomla.E per comodità poi andiamo a rinominare il file con un nome piu corto.

7.La creazione del database per Joomla 1.5

Prima di istallare joomla bisogna essere sicuri di avre il database pronto per il nostro server locale xampp, invece per il server remoto , quindi su hosting acquistato non ci sono problemi perché assieme all’acquisto il provider ci fornisce i dati per l’accesso al database oppure ci fornisce l’accesso ad un pannello attraverso il quale possiamo crere il database che ci serve.

Nel browser digitiamo ..//localhost/phpmyadmin/ .Entriamo con nome utente root e la password che avevamo scelto in precedenza.Eccoci nel programma di gestione del database.La cosa importante è di andare a creare i privilegi di utente che dovrà gestire il database.Clicchiamo sul link privilegi.Siamo nella vista d’insieme dell’utente in cui vi sono già impostati dei privilegi.Ne aggiungiamo uno nuovo e inseriamo i dati : Nome Utente,l’host lasciamo qualsiasi,la password.Su databse per l’utente lasciamo None, E su privilegi globali selezioniamo tutti.Clicchiamo su esegui e il programma ci conferma che è stato aggiunto un nuovo utente.

Ritorniamo nell’home page del database e creiamo a questo punto un nuovo database.inseriamo un nome e proseguiamo. A questo punto non occorre fare altro,abbiamo il database aperto,abbiamo l’utente che potrà gestire il database possiamo passare all’istallazione di joomla per vedere se i dati sono corretti.

*Digitiamo sul browser: http://localhost/joomla/installation/index.php.

Nella fase Database: Configurazione base, inseriamo:

Tipo: Mysql | Nome host : localhost (aruba utilizza dei numeri,Dns)| nome utente: scelto nella creazione utente del db | password : scelta nella creazione utente del db | nome database : quello scelto nella creazione del db.Se ci fa proseguire tutti i dati sono corretti e quindi da ora l’istallazione e/o qualsiasi altra istallazione di script php è possibile.

8.Istallazione Fasi 1-4 di Joomla 1.5

*Le fasi non cambiano sia che vengano effettutate in locale che in remoto.

1.Selezioniamo la lingua

2.Controlli di pre-istallazione.Abbiamo tutto il report delle impostazioni del nostro server per il corretto funzionamento di joomla.Nella parte superiore tutti i parametri devono essere : OK.

In remoto nella parte superiore il configuration.php non è disponibile ma joomla ci fornisce la la soluzione.

3.Accettiamo la licenza

4. Database.Tipo: Mysql | Nome host : localhost (aruba utilizza dei numeri,Dns)| nome utente: root | password : scelta nella creazione utente mysql | nome database : quello scelto nella creazione del db.Nel caso de remoto il provider ci fornisce tutti i dati per e.mail.

Se ci fa proseguire tutti i dati sono corretti e quindi da ora l’istallazione eo qualsiasi altra istallazione di script php è possibile.

9.Istallazione Fasi 5-7 di Joomla 1.5

5.Configurazion ftp. Consente di passare alle restrizioni che il server impongono alle cartelle per motivi di sicurezza che nn consente la scrittura di nuovi file quando questa richiesta provenga da un browser.Possiamo anche compilarla in un secondo momento entrando nell’area amministrativa.

Altrimenti Possiamo inserire i dati che abbiamo inserito già nel programma filezilla .

6.Inserimao un nuovo sito.Inseriamo la mail dell’amministratore del sito la sua password.Se è la prima volta che utilizziamo joomla installiamo i dati di esempio.

7.Conclusione.nel caso del remoto ci vengono dati le cose da copiare e incollare in un foglio configuration.php e poi in ftp andrà inserito nella cartella del nostro joomla. Nel caso del locale avremo finito.

Entriamo al lato amministratore inserendo nome utente: admin e password scelta in fase di installazione.Modificare il nome della cartella installation.

10.L’ambiente amministrativo(back-end) di Joomla 1.5

Quello che ci viene mostrato in anteprima è il sito già realmente funzionante e navigabile.Si puo raggiungere il lato amministrativo cliccando su amministratore nelle voci di menu oppure aggiungendo alla barra degli indirizii ../administrator . Vicino al link anteprima nel back-and vi è la casella di posta in cui ci viene segnalato se vi sono e.mail per l’amministratore,inviati attraverso il sistema di messaggistica interno.Le due personcine indicano quanti utenti sono collegati,presenti sul sito.Il simbolo dopo ci permette di effettuare il logout. Nella parte destra oltre al messaggio di benvenuto che può essere personalizzato come meglio si desidera come vedremo in seguito.Cè il pannello utenti connessi.Gli articoli che sono stati maggiormente letti in ordine di importanza.Gli articoli recenti che sono stati pubblicati dall’amministratore.Statistiche dei menu che ci fanno vedere il numero delle voci all’interno dei menu stessi.

11.Semplice modifica del messaggio di benvenuto di Joomla 1.5

Andiamo nel menu delle estensioni e carichiamo la voce gestione moduli.Questo pannello è diviso in due parti Sito | Administrator. IL sito è il Front-and, il lato visibile ai visitatori.A noi interessa ora il lato Administrator e ci vengono mostrati tutti i moduli che sono presenti nel lato amministrativo e ci vengono mostrate anche le posizioni.Entriamo nel modulo Benvenuto su joomla che è quello che vogliamo modificare.E immaginiamo di volere modificare il messaggio che ce attualmente per metterne uno nostro personalizzato.Ci capiterà spesso di fare questo tipo di operazione per introdurre dei contenuti per effettuare degli esempi.La cosa da non fare è cancellare per mettere del testo ripetitivo e a casaccio che crea un effetto brutto, ma il sito lorem ipsum che genere testo casuale che puo essere generato in paragrafi.Copiamolo e incolliamolo.L’aspetto finale è estremamente importante,non tanto nel lato di back –and quanto dal sito quando dovremo inserire piu articoli e capire l’aspetto finale come si presenterà il sito.Se non introduciamo il testo in modalità veritiera purtroppo non si capira assolutamente nulla.(www.lipsum.com). Poi si salva. L’utilità di quest’area è mettere alcune raccomandazioni e alcune istruzioni nel caso dovessimo consegnare il sito ad una azienda o altro.

Nel caso non servisse qualcuna delle etichette basta richiamare la gestione dei moduli e disabilitare cliccando sulla V verde.

Autore: Fabrizio Garis

Corso Joomla 1.5 - Il Server Locale

2011-09-29T14:16:00.000+02:00

Prefazione. Un server locale per le prove

Un server locale (da istallare sul nostro pc di casa) è indispensabile per poter far funzionare script in linguaggio PHP e MySQL. IL php è infatti definito un linguaggio lato –server, ovvero ha bisogno di un “motore” che lo codifichi per poter arrivare a generare la pagina html finale.

Nulla di complicato! Il server che utlizzeremo,può essere avviato senza dover istallare nulla e senza un particolare know–how; può essere trasportato su una comune pen drive o hard disk esterno.

Può infine essere utilizzato come un vero server internet, per potersi cimentare nello studio di siti dinamici (Joomla).. ed essere utile in moltissimi altri casi.

Il server che utilizzeremo si chiama Xampp è un software che comprende tutto il necessario,è gratuito!

1.Reperiamo il software per istallare il server locale

http://www.apachefriends.org/it/index.html , sito da cui scaricare Xampp. Scaricando la versione .ZiP (importante,per poter utilizzare al meglio il programma).

2.Fase preparatoria all’istallazione I pt.

Inserire la cartella scompattata direttamente sotto C: o comunque non all’interno di una cartella,altrimenti ogni volta bisogna andarli a dire tutto il perscorso, aprire la cartella scompattata e copiare la cartella xampp fuori dalla cartella scompattata.Eliminare la cartella scompattata.

Controllare attraverso xamp-portcheck se tutte le porte sono free.

Nel caso alcune fossero già occupate utilizzare xampp_stop che va a bloccare le altre applicazioni liberando le porte.

3.Istallazione e setup II pt.

Andremo a fare il setup di xampp, il quale dovrà essere rifatto ogni volta che lo sposteremo su un computer diverso e quindi anche ogni volta che viene cambiato il percorso della cartella xampp. Il file che effettua questo settaggio è setup_xampp. Cliccando sull’applicazione il setup viene fatto in automatico. Per avviare il server vi sono diverse modalità,però quella che ci interessa di piu utilizzare è xampp-control. Clicchiamo su start Apache e MySql. Avviamo l’applicazione xampp-portcheck per vedere se i nostri server sono davvero funzionanti.

Proviamo a richiamare l’indirizzo del server interno per vedere cosa ci visualizza.Apriamo il browser (Firefox è consigliato!) e sulla barra dell’indirizzo digitiamo http://localhost/ Appare la videata Xampp in cui andremo a cliccare la nostra lingua e abbiamo finalmente il benvenuto con l’indicazione della versione.

Ci sono delle piccole impostazioni da fare nel caso debba essere utilizato anche all’esterno magari un una rete di piu computer ed avere una certa sicurezza.

Cliccando sull’icona stato. Ci vengono confermati i servizi che sono attivi e questi sono tutti quelli che ci servono.

Cliccando su sicurezza vediamo elencate una serie di problematiche che il server rileva.

4.Setup di sicurezza

Cliccare sul link localhost/security/.. posto dopo la tabella dello stato della sicurezza,una pagina nella quale possiamo andare ad inserire una nuova password per l’utente di root(L’utente che dispone dei massimi privilegi.) Andando ad inserirla sia su mysql che xampp.Tornando ora su sicurezza ci viene chiesto il nome utente e la password appena inserita.

Poi andare su /localhost/phpmyadmin con nome utente predefinito “root” e la password. Questo mi permette di aprire e gestire tutti i database che mi servono.Lo utilizzeremo con l’istallazione di joomla!

5.Qualche nota per conoscerlo meglio

visioniamo la cartella xampp. vediamo la cartella htdocs, la cartella pubblica, la cartella in cui l’utente viene proiettato digitando il nome del sito.

Autore: Fabrizio Garis

Lucciola Grafica

6. Musica e Midi

smtp.tiscali.it inviare email di tiscali con thunderbird

5. Formati e Supporti

4. Compressione

3.La Percezione Uditiva

2.La rappresentazione digitale del suono

1.Acustica

Moduli Continui

500 Flyers A6

500 Fogli Intestati A5

500 Fogli Intestati A4

100 Locandine

Biglietti da Visita

Biglietti da Visita: disponibile nuovo formato! I biglietti da visita sono disponibili anche nel formato 4x8 cm.

8 x 4 cmwww.lucciolaonline.it

Calendari 2012

Braccialetti VIP®Band 2011

Braccialetti www.lucciolaonline.it

Cartelle Portadocumenti

La stampa personalizzata delle cartelle portadocumenti può essere effettuata anche con queste caratteristiche:

Volantini 14 x 20 cm

Corso Joomla 1.5 - La Gestione dei Contenuti

Locandine A3

100 Locandine A3: 70 euro 250 Locandine A3: 100 euro 500 Locandine A3: 150 euro Grafica + 30 euro

www.lucciolaonline.it

Corso Joomla 1.5 - MENU, gestione e creazione

100 Buste Intestate

(Offerta valida solo per pagamento anticipato)STAMPA 100 BUSTE INTESTATE € 53,00 Dimensioni file: 15 x 23 cm Dimensioni finali (busta chiusa): 11 x 23 cm Stampa: Quadricromia Emulsione Aggregata (EA) 4/0

www.lucciolaonline.it

Corso Joomla 1.5 - Gestione Estensioni

Corso Joomla 1.5 - Amministrazione e Setup

Corso Joomla 1.5 - Installazione di Joomla 1.5

Corso Joomla 1.5 - Il Server Locale

Biglietti da Visita: disponibile nuovo formato!
I biglietti da visita sono disponibili anche nel formato 4x8 cm.

8 x 4 cm
www.lucciolaonline.it

Braccialetti
www.lucciolaonline.it

100 Locandine A3: 70 euro
250 Locandine A3: 100 euro
500 Locandine A3: 150 euro

Grafica + 30 euro

(Offerta valida solo per pagamento anticipato)

STAMPA 100 BUSTE INTESTATE
€ 53,00

Dimensioni file: 15 x 23 cm
Dimensioni finali (busta chiusa): 11 x 23 cm
Stampa: Quadricromia Emulsione Aggregata (EA) 4/0