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In queste pagine si cercherà di capire cosa sta succedendo e quali saranno le
possibili conseguenze e i possibili futuri scenari provocati dall'avvento di
MP3 nel mondo della musica.
6
1. MP3: ISTRUZIONI PER L'USO
1.1. Cos'è MP3?
L’MPEG 1 Layer 3, più comunemente conosciuto come MP3
(l'abbreviazione deriva dall'estensione che vengono a prendere i file), è un
formato di compressione audio. Un compressore di dati è un accorgimento
che riesce a ridurre un file a dimensioni molto minori rispetto a quelle che
aveva in origine. Dato che i file musicali occupano molto spazio (per
esempio il contenuto di un CD occupa più o meno 880 mega), è molto utile
in questo senso usufruire di un buon compressore, soprattutto se questi file
vanno trasmessi via Internet, dal momento che attraverso Internet ci
vogliono tempo e soldi per scaricare i file, e i tempi ed i costi di
scaricamento sono direttamente proporzionali alle dimensioni dei file
stessi.
MP3 in particolare consente la compressione di file musicali con un
compromesso tra qualità del suono e risparmio in termini di dimensioni che
prima del suo avvento non si era ancora riusciti a raggiungere
1
. La
compressione viene effettuata seguendo algoritmi appositi studiati
dall'MPEG (Moving Picture Expert Group), una joint-venture che lavora
sotto la direzione dell'International Standard Organisation (ISO) e
dell'International Electro-Technical Commission (IEC)
2
. Questo gruppo di
ricercatori ha creato degli standard per la trasmissione del video e
dell'audio al fine di poter trasmettere immagini e suoni della migliore
qualità con la minore occupazione di banda possibile. Lo standard MPEG,
1
MP3, la filibusta del 2000 o il mercato di domani?, dibattito tenutosi il 23/6/1999 all’interno della
manifestazione “Sesto.com” a Sesto San Giovanni (MI)
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F.A.Q. IT.COMP.MUSICA.MP3 Versione 2.1, a cura di Giampiero “Muzio” Troncarelli e Dario Pepe,
28/02/1999, members.tripod.com/-mp3 italia/faq21.htm
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però, è una base generica, applicabile sia ai filmati che alle canzoni, sul
quale sono stati sviluppati, successivamente, dei livelli (layer) addizionali,
in grado di potenziarne le possibilità. Le intenzioni erano rivolte soprattutto
alla televisione del futuro, lo standard infatti doveva comprimere così tanto
da permettere l'invio dei dati su canali di trasmissione molto lenti, e forse
nessuno pensava a quello che sarebbe potuto accadere
3
. In effetti non è che
sia successo molto fino al 1991, quando all'interno di un gruppo di ricerca
formatosi nel 1985 ad Erlangen (Germania) chiamato "Fraunhofer IIS
(Institut Integrierte Schaltungen)", dal nome del ricercatore tedesco Joseph
von Fraunhofer, vissuto tra fine '700 e inizio '800, viene sviluppato un
piccolo software (e il relativo player) per la codifica del formato MP3: il
Layer 3, appunto, che, come si è precedentemente accennato, è uno schema
di compressione audio inserito nello standard MPEG. Più precisamente, fa
parte degli standard MPEG 1 e MPEG 2; da qui la definizione corretta
degli MP3 presenti in rete, che è MPEG 1 Layer 3, e non MPEG 3
4
. A
questo punto non è più necessario possedere hardware dedicato e costoso
per sfruttare le caratteristiche di MP3, è sufficiente un qualunque PC, anche
se la velocità di codifica dipende molto dalla potenza della CPU utilizzata
5
.
Si diceva che un compressore codifica i dati in modo da fargli occupare
meno spazio. I compressori, però, non eseguono alla perfezione tutti i tipi
di compiti; per la musica serve un tipo di compressore particolare. Lo Zip,
ad esempio, che si usa comunemente nei computer, è un compressore che
comprime tutti i tipi di file, ma tutti allo stesso modo. Se si cerca di
3
Andrea Fossati, MP3 futuro possibile della musica, SM Strumenti Musicali n°222, Luglio/Agosto 1999
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F.A.Q. IT.COMP.MUSICA.MP3 Versione 2.1, a cura di Giampiero “Muzio” Troncarelli e Dario Pepe,
28/02/1999, members.tripod.com/-mp3 italia/faq21.htm
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Andrea Fossati, MP3 futuro possibile della musica, SM Strumenti Musicali n°222, Luglio/Agosto 1999
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comprimere ulteriormente lo stesso file, non ci si riesce, perché Zip è un
tipo di compressore non distruttivo, e non va più in là di un certo limite.
Allo stesso modo, se si decomprime (ossia si ri-trasforma nel file originale)
un file compresso con Zip, il file è esattamente inalterato, fino all'ultimo
bit. Questa è chiaramente una virtù, e grazie a questa peculiarità con Zip si
può con fiducia comprimere qualsiasi cosa, senza timore di danneggiarla.
Altrettanto chiaramente però, questo pone anche un limite alle
caratteristiche di Zip. L'MP3 dal canto suo utilizza un tipo di compressione
che è distruttiva; in parole semplici “si butta via della roba”. Non si può
più, una volta che si ha un file MP3, ripartire da quello e tornare al file
originale, il file resta di dimensioni ridotte. Il segreto, quindi, è quello di
riuscire a buttare via quello che non serve e conservare quello che invece è
utile. Con MP3 non varia la qualità di ascolto, ma la struttura reale della
traccia
6
.
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MP3, la filibusta del 2000 o il mercato di domani?, dibattito tenutosi il 23/6/1999 all’interno della
manifestazione “Sesto.com” a Sesto San Giovanni (MI)
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1.2. Il formato del file
L'MP3 applica modelli di compressione che si basano sulla psicoacustica,
cioè sul fatto che vi sono molte parti di informazioni audio che non
vengono fisicamente percepite dall'orecchio. In questo modo non si riuscirà
più a ricostruire perfettamente il segnale originario, ma, nell'ascoltarlo, non
si noterà alcuna differenza, perché si sono tolti solamente dei segnali
inutili
7
. Durante la codifica (definita Perceptual Coding) vengono quindi
eliminate tutte le parti che sono ridondanti rispetto alla parte percepita
dall'orecchio umano
8
. Questa codifica con perdita si basa essenzialmente
sul fatto che l'orecchio umano non è il migliore dispositivo per la ricezione
delle onde acustiche e quindi dei segnali audio. Alcuni dei limiti
dell'apparato uditivo umano sono stati quindi utilizzati a questo fine: questi
limiti sono la non-linearità e la soglia adattativa di udibilità
9
. Un dispositivo
non-lineare ha la caratteristica di trattare le frequenze audio che riceve in
maniera diversa le une dalle altre, producendo uno sgradito effetto
distorsivo; questo fenomeno per esempio deve essere quasi nullo nei
sistemi hi-fi, dove il suono deve venire trasmesso fedelmente
dall'amplificatore alle casse senza alcuna distorsione. La soglia di udibilità
invece è il livello minimo sotto il quale il suono non è percepito. Varia con
la frequenza e anche da individuo a individuo, ma per la stragrande
maggioranza delle persone l'intervallo di massima sensibilità è posto tra i 2
e i 5 kHz. Questa soglia di udibilità è anche adattativa, nel senso che viene
costantemente cambiata dai suoni percepiti. Per esempio, una normale
7
ibidem
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Andrea Fossati, MP3 futuro possibile della musica, SM Strumenti Musicali n°222, Luglio/Agosto 1999
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Camillo Ferraris, Informazioni sul formato audio MP3 di [email protected], in RockIt FanZine &
WebZine, 19/06/1999, www.rockit.it
10
conversazione in una stanza è perfettamente udibile in condizioni normali;
ma se durante la piacevole chiacchierata si aggiunge un rumore molto forte,
come potrebbe essere il passaggio di un aereo, la conversazione non risulta
più udibile, perché le soglie di udibilità delle due persone sono state
distorte. Al termine del passaggio dell'aereo le soglie di udibilità tornano ai
valori normali. I suoni che non risultano udibili a causa dell'adattamento
dinamico della soglia di udibilità vengono detti "mascherati". Questo
effetto si riscontra in particolar modo nella musica: un'orchestra che stesse
suonando una partitura con volume elevato, farebbe risultare le parti di
alcuni singoli strumenti non udibili all'orecchio di un ascoltatore. Quando
la musica viene registrata (ad esempio su un CD), comunque, a causa della
risposta uniforme (cioè non adattativa) del dispositivo di registrazione, tutte
le frequenze indistintamente finiscono sul supporto audio. Quando la
musica verrà riprodotta, però, gli strumenti mascherati non saranno udibili
all'orecchio dell'ascoltatore (e quindi è come se non ci fossero)
10
. Ed
ancora; al di sotto di una certa frequenza, l'orecchio umano non riesce più a
percepire la posizione spaziale dei suoni. Questo aspetto può essere
sfruttato dal formato MP3, utilizzando quello che viene definito joint
stereo. Dato che la posizione spaziale non ha più molta importanza, tali
frequenze vengono registrate e trasformate in mono, senza alterare in
maniera sensibile l'effetto spaziale del suono
11
.
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ibidem
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Andrea Fossati, MP3 futuro possibile della musica, SM Strumenti Musicali n°222, Luglio/Agosto 1999
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Le parti del mezzo di registrazione che contengono dati non udibili
potrebbero dunque essere utilizzate per contenere dei dati che al contrario
sono udibili; in questo modo è possibile ridurre considerevolmente lo
spazio che serve per memorizzare informazioni audio, senza alcuna perdita
nella qualità della registrazione. Oltretutto la codifica MP3 è una codifica
detta headerless ossia "senza testata". I file Zip, ad esempio, hanno una
testata, cioè, per riuscire a codificare un file Zip il programma deve tornare
all'inizio del file e guardare una "mappa" che gli permette di riportare il file
alle dimensioni originali. MP3 è organizzato diversamente; i file MP3 sono
divisi in singoli pacchetti detti frames, ognuno di essi ha il suo piccolo
header iniziale che gli permette di essere identificato. Questo significa che
la lettura di un file MP3 può essere iniziata in qualsiasi punto del file
stesso, all'inizio, alla fine, al centro, o in qualunque altro punto
12
. Tutto ciò
per un file musicale è molto importante, permette una serie di applicazioni,
come juke-box elettronici, oppure ascoltare musica direttamente da Internet
in tempo reale (sempreché la velocità di riproduzione e quella di
trasferimento siano compatibili), cose che con un sistema senza queste
caratteristiche non sarebbero possibili. Questo oltretutto permette di
utilizzare file MP3 in modi anche molto avanzati. Partendo dal fatto che
ogni piccolo frame ha la sua etichetta, se ai pacchetti musicali si
aggiungono altri pacchetti con un'etichetta diversa, il lettore Mp3 non li
legge e passa avanti, consentendo di inserire in questi pacchetti (che
tecnicamente si chiamano tag ID3
13
) informazioni come, ad esempio, il
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MP3, la filibusta del 2000 o il mercato di domani?, dibattito tenutosi il 23/6/1999 all’interno della
manifestazione “Sesto.com” a Sesto San Giovanni (MI)
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28/02/1999, members.tripod.com/-mp3 italia/faq21.htm
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nome della traccia, dell'autore, del disco dal quale proviene, l'anno di
pubblicazione, il genere, eventuali commenti, ecc. ecc. E' anche l'unico
modo per fornire più dati possibili al file Mp3 senza doverle
necessariamente inserirle nel nome del file stesso.
L'entità della compressione applicata durante la codifica del segnale è
definita da un parametro denominato bitrate, che indica la quantità di bit
necessari a rappresentare un secondo di musica. Un bitrate di 128 Kbit
indica 128 Kbit al secondo. Ovviamente un bitrate più alto equivale a
qualità migliore e a dimensioni di file maggiori
14
. Se il tipo di segnale che
viene compresso lo permette, durante la codifica alcune parti vengono
compresse a un bitrate inferiore, lasciando liberi alcuni bit che possono
essere utilizzati per altre parti. Questo permette un'ulteriore ottimizzazione
in termini di dimensioni. Il bitrate standard è quello già citato come
esempio di 128 Kbit, che equivale a circa 1 Mb al minuto. Permette il
raggiungimento di un fattore 12 di compressione e un buon compromesso
tra spazio occupato e qualità del suono. Comunque è possibile arrivare
anche fino a 256 Kbit per ottenere qualità maggiori oppure scendere a
bitrate inferiori. Volendo ottenere compressioni maggiori si può diminuire
la frequenza di campionamento dai 44,1 kHz del file originale a 22 kHz o
anche a 11 kHz e ridurre le tracce da stereo a mono.
L'ultimo passaggio, prima della creazione del file, è costituito dalla codifica
di Huffman, una codifica prettamente matematica che permette di
comprimere ulteriormente i suoni, così come fa lo Zip. Si tratta di un
algoritmo di compressione che agisce esclusivamente sui dati. Una delle
operazioni svolte in questa fase consiste nel riconoscimento di sequenze
ricorrenti all'interno dei dati, in modo da ridurne ulterirmente le
13
dimensioni
15
. Ad esempio, se c'è un singolo suono semplice e ripetitivo, la
codifica percettiva potrà comprimerlo molto poco, mentre la codifica
matematica sarà molto più utile. E' il caso di alcuni brani dance, dove certe
sequenze di suoni si ripetono identiche per l'intera durata o per buona parte
del brano. In questo caso la porzione ripetuta può essere riconosciuta e
codificata una sola volta, con un notevole risparmio in termini di
dimensioni. Se, al contrario, vi sono diversi suoni sovrapposti, sarà molto
più utile la codifica percettiva di quella matematica. Con questo sistema
MP3 può riuscire a comprimere un file audio, come si è detto in
precedenza, fino a 12 volte
16
, ciò significa che un file di 800 e passa mega
può diventare di 80 o anche meno, che a sua volta vuol dire che una
canzone viene ad occupare alcuni mega, e alcuni mega possono essere
tranquillamente scaricati da Internet senza grosso impiego né di tempo né
di denaro.
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Andrea Fossati, MP3 futuro possibile della musica, SM Strumenti Musicali n°222, Luglio/Agosto 1999
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MP3, la filibusta del 2000 o il mercato di domani?, dibattito tenutosi il 23/6/1999 all’interno della
manifestazione “Sesto.com” a Sesto San Giovanni (MI)
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1.3. Riproduzione di file MP3
Un altro aspetto notevole di MP3 è che i file compressi devono venire
decodificati per essere riprodotti, quindi occorre un software particolare o
un hardware dedicato. In pratica non è possibile mettere un file in formato
MP3 su un CD e farlo leggere da un normale lettore CD
17
.
Cosa occorre allora per ascoltare i file MP3? Ovviamente è necessario
avere un computer, munito di scheda sonora, sufficientemente potente,
casse multimediali di buona qualità o un collegamento al sistema hi-fi.
Oltre al computer bisogna procurarsi un MP3 player, ovvero un programma
che appare graficamente come il pannello di un tradizionale lettore CD e
che legge i file MP3 e permette di ascoltarli dalle casse del proprio
computer. Ce ne sono di freeware (completamente gratuiti) e shareware
(che richiedono una spesa di registrazione di solito attorno ai 10-20 dollari
americani pagabili online con carta di credito)
18
. Molti sono i siti dedicati a
software di questo tipo. Si può anche effettuare una ricerca con un qualsiasi
motore di ricerca, inserendo la frase "MP3 player", magari aggiungendoci
la parola "download". Un player molto facile da scaricare per le sue ridotte
dimensioni è Winamp, disponibile sia in versione per PC che per Mac. E'
un programma di piccole dimensioni, continuamente aggiornato, dotato di
numerosi plug-in e di innumerevoli interfacce grafiche. Si può scaricare
Winamp o il proprio lettore preferito nella sezione software del sito
mp3.com. Gli utenti di PC che possiedono la nuova versione di Windows
Media Player non hanno bisogno di scaricarsi un lettore, perché WMP
supporta già il formato MP3
19
.
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Andrea Fossati, MP3 futuro possibile della musica, SM Strumenti Musicali n°222, Luglio/Agosto 1999
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Un modo efficace per trovare brani in MP3 è quello di usare un motore
MP3 completamente dedicato, come mp3.lycos.com o audiofind.com. Una
volta scaricato, il brano scelto apparirà come un normale file: ora bisogna
trascinarne l'icone su quella del proprio lettore e premere il tasto play sul
pannello di quest'ultimo per ascoltarlo. La qualità di ascolto può aumentare
notevolmente se invece delle casse del computer si usano cuffie stereo di
buona qualità o se si riesce a collegare il computer al proprio stereo.
Come si è detto, per ora nessuno dei normali lettori hi-fi supporta la
decodifica MP3. Per convertire gli MP3 in CD Audio, è necessario
convertire prima il file Mp3 in formato Wave (.WAV). Il sopracitato
WinAmp offre questa possibilità, come molti altri lettori. Per essere poi
scritto su CD come traccia audio è necessario che il file sia a 44 kHz,
stereo, 16 bit. Una volta ottenuto il file Wave, basta usare un programma di
scrittura per CD. Attenzione però, il file Wave ottenuto da un file MP3 non
è uguale al file Wave prima della codifica, ma è della stessa qualità
dell'MP3, per la perdita di informazioni che si ha durante la codifica. Resta
il fatto che un MP3, per sua definizione, suona come un CD. E' infatti
molto difficile distinguere la differenza tra una traccia audio di un CD
tradizionale e un file MP3 codificato a 128K, 44.100 Hz, se non si possiede
un impianto stereofonico professionale ed un orecchio particolarmente
allenato
20
.
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ibidem
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