Codifica dei campioni audio - Approfondimenti sull'audio digitale

La codifica dell'ampiezza quantizzata dei campioni descritta in precedenza [Vedi: Quantizzazione] prende il nome di Pulse Code Modulation (PCM). Anzi più precisamente di Linear PCM (LPCM), in quanto gli intervalli di quantizzazione sono tutti uguali (esistono altri tipi di codifiche in cui l'ampiezza degli intervalli di quantizzazione non è costante ma varia in funzione dell'ampiezza del segnale stesso e dunque è non-lineare). Questo tipo formato viene utilizzato per codificare l'audio su supporti digitali quali il CD-Audio [Vedi: Supporti ottici], il DVD-A(udio) (il normale DVD utilizza un formato compresso) e il Blu Ray [Vedi: Il Blu-ray Disc]. Una volta che il segnale è stato campionato, occorre adottare una regola condivisa per assegnare i bit di quantizzazione a ogni campione. Avendo fissato il numero di bit (bit depth , profondità dei bit) da assegnare ad ogni campione, vediamo le notazioni utilizzate nell'audio.

Fin qui si è parlato di ampiezze quantizzate dei campioni, assimilate a valori interi rappresentati con stringhe di bit di lunghezza pari alla bit depth prescelta. Tuttavia, quando questi flussi di audio digitale vengono manipolati da una DAW (Digital Audio Workstation, un software di gestione di segnali audio digitali), su di essi vengono effettuate operazioni matematiche diversissime (si pensi ad esempio all'applicazione di un riverbero ad un suono, con il conseguente calcolo di riflessioni ad ampiezza via via minore). Supponiamo che il risultato di una determinata operazione effettuata dal software sia una divisione il cui risultato è un numero con tante cifre decimali. Appare chiaro come non sia possibile rappresentare questo risultato utilizzando soli numeri interi (1, 2, 3, ...., n). Dunque si rende necessaria una diversa notazione che gestisca agevolmente anche i numeri reali ^[64]. La notazione adottata dai software audio per la rappresentazione dei segnali audio prende il nome di 32-bit in virgola mobile^[65] (in inglese: floating point ), che consente di rappresentare i numeri reali in modo tale da supportare un vastissimo range numerico con un limitato numero di bit a disposizione. Si presta così, molto meglio della rappresentazione in PCM, alla descrizione delle ampiezze dei segnali audio digitali, che possono così assumere con buona approssimazione valori sia molto grandi che molto piccoli.

Riassumendo, un file audio contiene i campioni del segnale codificati secondo la codifica PCM in notazione in complemento a due (supponiamo una codifica a 24bit). Una volta che i file sono caricati nel software ed elaborati, vengono prima convertiti in un'altra notazione, quella a 32-in virgola mobile, che consente di gestire operazioni con risultati che prevedono oltre agli interi, anche le cifre decimali (numeri reali). Una volta che tutti i suoni elaborati arrivano sul master output della DAW, ossia il canale che poi indirizza l'audio effettivamente verso la scheda audio per la riconversione in analogico o per il bounce finale su file^[66], i campioni vengono riconvertiti alla notazione iniziale (24 bit PCM).