Lavorare con i suoni significa produrre, registrare, manipolare (editare) e riprodurre onde sonore. Nel lavoro quotidiano un docente potrebbe:

• registrare le lezioni per utilizzarle nella didattica fuori e dentro la classe
• realizzare (o consultare) archivi online di lezioni registrate (qui un esempio realizzato dal docente Gianfranco Marini)
• registrare gli interventi degli studenti
• produrre e/o ascoltare un podcast

  Il podcast è un media digitale consistente in una serie di sessioni audio da scaricare o ascoltare in streaming. Il termine deriva da POD + BROADCAST. Per una trattazione più estesa vedi: Il podcast a scuola di Giada Pierallini.

• utilizzare musiche, suoni, canzoni, interventi audio di terze parti nella didattica

Questi prodotti possono essere utilizzati, ad esempio, a supporto di metodologie didattiche attive quali: Blended Learning, Flipped Classroom, Mobile Learning.

Per utilizzare a scuola e altrove il suono è utile conoscere:

• cos’è il suono
• come si rappresenta
• come si percepisce il suono
• cosa sono rispettivamente l'audio e l'audio digitale
• i formati e gli strumenti per produrre, registrare, manipolare e riprodurre l’audio digitale con un computer.

Il suono ha caratteristiche:

• fisiche: cioè indipendenti da chi ascolta il suono ? questo è il campo di sapere dell’acustica, una branca della fisica, che studia tutti i suoni anche quelli non udibili dagli esseri umani come gli infrasuoni

  L'infrasuono è un'onda sonora con frequenza di vibrazione inferiore a 20 Hz

  e gli ultrasuoni

  L'ultrasuono è un'onda sonora con frequenza di vibrazione superiore a 20.000 Hz

  . Le caratteristiche fisiche di un suono sono: lunghezza d’onda, frequenza, ampiezza.
• percettive: cioè che dipendono dalle capacità uditive dell’essere umano ? questo è il campo di sapere della psicologia della percezione acustica, che in particolare s'interessa di come l’essere umano percepisce i suoni che è in grado di udire (cioè quelli tra i 20 Hz e i 20.000 Hz). Le caratteristiche percettive di un suono sono: altezza, intensità e timbro.

• La frequenza (caratteristica fisica) è il numero di onde complete in un secondo, si misura in cicli al secondo cioè in Hertz (Hz)
• Una maggiore altezza (caratteristica percettiva) indica un suono più acuto, a valori bassi di frequenza invece corrispondono suoni più gravi

• Consiste nella trasformazione del movimento dell’onda sonora, in un’analoga tensione elettrica

  Cioè una corrente di elettroni che si muove da un punto ad un altro per effetto della differenza di potenziale elettrico tra i due punti

• Anche la rappresentazione visiva dell’audio analogico è analoga a quella dell’onda sonora: la curva rimane continua sull’asse del tempo ma anzichè rappresentare le variazioni di ampiezza dell'onda sonora rappresenta le variazioni della tensione elettrica
• Tuttavia il segnale analogico non è identico a quello originale: vi è sempre una certa distorsione, è la trasformazione che introduce un rumore, e più manipoliamo l’audio (registrando su altro supporto ad esempio) più s’introduce rumore

Per convertire un segnale analogico in un segnale digitale si attuano tre processi:

1. il campionamento - o discretizzazione

   La suddivisione dell'onda in punti successivi e ravvicinati al fine di misurarne i valori di ognuno

   nel tempo ? Frequenza di campionamento
2. la quantizzazione - o discretizzazione

   L'attribuzione di un valore descrittivo ai punti (sample) dell'onda individuati dal campionamento

   dell’ampiezza ? Precisione di quantizzazione
3. la codifica - uso del codice binario per esprimere il valore del segnale

• Ad ogni campione deve corrispondere un numero che ne rappresenti il valore (esattamente come avviene per le immagini)
• Più ampio è il range dei valori disponibili tra cui posso scegliere più la rappresentazione del suono campionato sarà accurata

• Ogni valore attribuito al singolo campione è rappresentato in bit

  Un bit è una cifra binaria

• Ad ogni bit corrisponde una gamma dinamica di 6 deciBel
• Maggiore è il numero dei bit impiegati più alta è la gamma dei dB rappresentabili dal singolo campionamento
• Valori tipici sono: ? 8 bit per campione -> che corrispondono a 256 livelli; ? 16 bit per campione (il numero utilizzato per i cd) -> che corrispondono a 65636 livelli ?

• Monofonia è una Tecnica di riproduzione dell’audio che prevede un unico flusso sonoro proveniente da un’unica sorgente
• Stereofonia è una Tecnica di riproduzione dell’audio che prevede due tracce diverse che vengono riprodotte contemporaneamente per ottenere un effetto di spazialità e ricostruire la scena sonora
• Le tecniche digitali multicanale sono utilizzate nelle proiezioni cinematografiche sia pubbliche che domestiche

• L'audio digitale è dunque una lunga sequenza di numeri
• Ogni sequenza è un file
• Le informazioni che costituiscono un file possono essere scritte in modi diversi, possono cioè essere codificate in modi diversi
• Nel tempo sono stati sviluppati diversi formati di codifica, alcuni proprietari

  cioè chi ha ideato il sistema di codifica non ne consente la modifica

  altri open source

  le informazioni, il codice sorgente utilizzato è reso di pubblico dominio

• Riconoscere questi diversi formati è importante perchè:
  - i software audio non riconoscono tutti i formati di file
  - i diversi formati hanno caratteristiche diverse, in particolare la dimensione del file, cioè il numero di bit utilizzato per rappresentare il suono, che incide sullo spazio occupato dal file nel computer e sulla possibilità di inviare via internet il file

La dimensione di un file audio corrisponde al numero di bit necessari a rappresentare quello specifico suono, e questo numero è dato:

• dalla frequenza di campionamento (sampling rate)
• dal numero di bit utilizzati per descrivere ogni campione
• dal numero di canali utilizzati

• Wave (.wav) è, per i sistemi Windows, il formato di file audio non compresso più diffuso
• Questo formato consente la riproduzione fedele dei suoni originali ma occupano molto spazio
• Questo è il formato standard applicato alle tracce di un CD importate sul computer, la cui dimensione sarà, per ogni secondo:

E’ facilmente comprensibile che per gestire questi file è molto importante ridurne la dimensione.

Questo processo si chiama compressione e può avvenire in due modi:

• riducendo i bit ma senza perdere la qualità del suono - compressione lossless
• riducendo i bit perdendo anche la qualità del suono - compressione lossy

• .flac (Free Lossless Audio Codec): è un formato compresso che mantiene quasi inalterata la qualità dei dati, riuscendo a diminuire il peso dei file limitando i dati ripetuti. Open source
• .alac (Apple Lossless Audio Codec): è il formato compresso di Apple e come tale può essere riprodotto dagli iPod e iTunes. Il codice è proprietario e riservato
• Altri formati lossless sono: MonkeyAPE, Shorten, MPEG-4 Audio Lossless Coding (ALC), TTA.

La qualità di riproduzione dei file lossless è la stessa degli equivalenti non compressi, se si sentono differenze si è in presenza di guasti hardware o di software difettoso o di errori di configurazione.

In questo caso si usano modelli psicoacustici che cercano di individuare quali porzioni di segnale possono essere eliminate perché non udibili.

• .mp3: ideato e brevettato dal comitato tecnico MPEG (Moving Picture Experts Group) del Fraunhofer Institute for Integrated Circuits. Tanto diffuso da diventare sinonimo di compressione audio. Utilizzabile su qualsiasi supporto. Comprimendo un file .wav in un file .mp3, si ottiene un risparmio fino al 90%
• .wma: formato sviluppato da Microsoft per non pagare al Fraunhofer Institute i diritti sul codificatore MP3, è una tecnologia proprietaria
• .aac: formato di compressione audio associato allo standard MPEG 4, rappresenta una versione più moderna di .mp3 e a parità di bit rate offre una migliore qualità di ascolto.

Audacity è un software open source compatibile con Windows, Mac OS e Linux. La sua interfaccia intuitiva (tradotta in italiano) lo rende utilizzabile senza problemi anche da chi è alle prime armi