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Ho avuto il piacere di aver visto pubblicare l'articolo del mio modulo atto a riprodurre le frequenze extra-basse del mio sistema Home-Theatre dalla quotata rivista HI-END "Costruire HI-FI", l'articolo porta il nome di "Un subwoofer passivo per sistemi Home-Theatre"

DOLBY DIGITAL

Il nuovo sistema digitale multicanale noto come Dolby Digital Surround utilizza un algoritmo chiamato AC-3 che consiste in uno steamer di dati che entra nel convertitore tramite un ingresso ottico, coassiale o in radiofrequenza e viene decodificato da una scheda digitale che riporta allo stato originale il contenuto del programma: la differenza sostanziale tra e Dolby Digital consiste in una maggiore dinamica del suono, una separazione tra i canali superiore ai 90 decibel, il canale posteriore stereofonico e a banda completa, come i canali anteriori. Il DVD può contenere fino ad 8 diverse colonne sonore.
Ci sono vari formati per il Dolby Digital: 5.1 - 4.1 - 3.1 - 2.1 - 5.0 - 4.0 - 3.0 - 2.0 - 1.0 - 1.1.
Da pochi mesi è nato il che supporta il formato 6.1: viene utilizzata una cassa aggiuntiva posizionata centralmente dietro allo spettatore. Il primo lungometraggio a supportarlo è stato Star Wars - Episodio I, ed esistono già apparecchi casalinghi capaci di supportare questo nuovo formato multicanale.

La tecnologia

Ricorderete certamente che il normale Dolby Pro-Logic codifica in modo del tutto analogico ed in maniera matriciale quattro canali, ottenendone due, lo pseudo-sinistro e lo pseudo-destro. Di questi quattro canali, due sono destinati ai reali destro e sinistro, uno al centrale per il parlato e uno al fronte posteriore.
Quindi innanzitutto, il Dolby Stereo dispone del fronte posteriore monofonico, certamente non adeguato ai film d'azione moderni. Inoltre, le basse frequenze destinate al sub-woofer, sono estrapolate con filtri crossover dai canali anteriori. Nel Dolby Digital, entrambe queste limitazioni, sono state superate. Infatti si parla di 5.1 canali, proprio per dire che sono presenti nel segnale codificato ben 5 canali con risposta estesa dai 20hz ai 20Khz, destinati ai due canali anteriori destro e sinistro, al centrale ed ai posteriori destro e sinistro (canale surround stereofonico !) ; il ".1", indica che vi è un canale esclusivamente dedicato al sub-woofer, con risposta limitata dai 20hz agli 80hz solo. Quindi i bassi sono puri, distinti dai canali intorno all'ascoltatore e possono raggiungere livelli prima inimmaginabili. La qualità del suono Dolby Digital è certamente migliore della precedente versione analogica. Pensate che si parla di separazione fra un canale ed un altro di oltre 90dB (prima era di soli 35dB), di 5 canali con risposta estesa (prima erano solo i tre frontali a risposta estesa, mentre il posteriore non andava oltre gli 8Khz, partendo dai 100hz), e di gamma dinamica simile a quella del CD. Ma come è stato possibile tutto ciò ? Grazie alla compressione distruttiva AC-3, sviluppata dalla Dolby in collaborazione con la Pioneer Electronics. Brutto nome distruttiva ? un po' si. Vediamo perché. Quando un segnale analogico viene digitalizzato, diviene una sequenza di numeri (di 1 e 0 per essere più precisi). I numeri possono essere manipolati matematicamente a piacere : con opportune formule, in grado di eliminare l'entropia (cioè il disordine naturale), all'interno di una sequenza numerica, si può rendere la sequenza più compatta e perfettamente riconducibile a quella originale con dei calcoli inversi. Ad esempio se io dovessi dire "aaaaaaaaa", potrei dire "9a". Quella che abbiamo visto, si chiama compressione informatica (fra l'altro è alla base di tutti i compressori Zip, Arj, Lzh, Arc ecc.), ed è il primo trattamento che subisce il segnale AC-3. Ma purtroppo, ciò non basta. Infatti, il processo distruttivo avviene proprio ora. Usando teorie di psicoacustica (che sono alla base anche del MiniDisc e della DCC), è possibile scartare fino all'80% del segnale, distruggendolo e perdendolo per sempre. Queste teorie si basano sul fatto che:

la curva di sensibilità nello spettro delle frequenze dell'orecchio umano non è costante, e prevede il massimo di sensibilità intorno ai 1500hz, diminuendo progressivamente prima e dopo questa frequenza. Quindi se una componente del suono da registrare e riprodurre è al disotto della curva di sensibilità, viene scartata (tanto, teoricamente, non verrà sentita).

se vi sono due componenti di suono relativamente vicine in frequenza, la più bassa in energia, verrà scartata. Questo perché, sempre teoricamente, ogni componente di suono deforma la curva di sensibilità in un intervallo intorno alla stessa, alzando il limite di sensibilità per le componenti di suono vicine.

In base a queste teorie (qui spiegate piuttosto superficialmente), in un segnale audio sono presenti tante componenti di segnale che possono essere scartate o ridotte al minimo. Inoltre per le componenti che si riescono a salvare, la loro energia non viene campionata (cioè presa in considerazione per la registrazione), per intero, ma solo per la parte che sorpassa la curva di sensibilità. In tal modo, la massa di dati digitali si riduce di parecchio. Se poi consideriamo il fatto che trattandosi di numeri, i dati digitali possono essere ridistribuiti su tutti i canali. Facciamo luce : supponiamo che ad un certo punto, il canale anteriore destro resti pressoché silenzioso (ad esempio durante una panoramica) ; nello stesso istante, il canale posteriore sinistro (per dirne uno qualsiasi), debba riprodurre un suono particolarmente complesso e difficilmente comprimibile : gli servono dunque più bit di quelli di cui potrebbe disporre realmente ; interviene allora il codificatore AC-3, che sottrae quanti più bit può dall'anteriore destro, e li presta al posteriore sinistro ! così facendo, considerando il fatto che per le colonne sonore dei film di solito gli effetti sonori sono di tipo transitorio da un fronte verso un altro, e che quindi in ogni istante vi saranno dei canali liberi rispetto ad altri, è possibile ridistribuire efficacemente i pochi bit a disposizione. Il processo è però distruttivo : cioè i segnali scartati, non possono essere più recuperati ma andranno rigenerati artificialmente, in modo più o meno rigoroso, dal decodificatore. Ultima considerazione in merito all'uso della compressione AC-3 per codifiche Dolby Digital. Se la compressione distruttiva finora usata per MiniDisc e DCC è stata criticata per il motivo che peggiora la qualità finale, spegnendo da una parte la brillantezza del segnale, e dall'altro la tridimensionalità del suono soprattutto in gamma bassa, per il Dolby Digital, queste pecche vengono attenuate dalla particolare configurazione del sistema riproduttivo : in caso infatti di semplice stereofonia su due canali, la compressione distruttiva (PASC per DCC, ATRAC per MiniDisc, Musicam per altre applicazioni, ecc.), fa sentire la sua presenza ; nel momento in cui, però, utilizzando ben cinque canali che riproducono un suono a 360°, e quindi tridimensionale, ed un canale solo per i bassi del subwoofer, che ridà energia a questa zona dello spettro acustico, la compressione è virtualmente inudibile. Tirate le vostre conclusioni.

DOLBY PRO LOGIC

Il sistema Dolby Surround Pro Logic, progettato nei laboratori Dolby Corporation, ha lo scopo di rendere tridimensionale il suono provenienti da films o da opere che includono questo sistema. Il sistema Pro Logic usufruisce di quattro canali di uscita per ottenere questo effetto, ed infatti offre effetti tridimensionali abbastanza convincenti.
I cinque diffusori dovranno essere collocati nell'ambiente domestico in modo preciso, pena un risultato insoddisfacente. L'immersione nei suoni provenienti da ogni punto della stanza vi permetterà di entrare virtualmente nel film e di godere di un realismo incredibile. Ogni videocassetta codificata in Dolby Surround (scritto sulla parte dello spessore della custodia, dove si legge VHS HI FI STEREO), vi è registrato un codice che un decoder Dolby Surround provvederà ad elaborare per ricostruire gli effetti sonori e mandarli nei giusti diffusori, in modo da offrirvi un'effetto spaziale. Ad esempio, se una fucilata partirà dalla parte sinistra dello schermo e colpirà un bersaglio rivolto dietro a voi, vi sentirete trapassare dal proiettile, fino a raggiungelo dietro alla vostra poltrona.
Nel caso dei DVD Video, il Dolby Pro Logic è una trasformazione, chiamata down-mixing del flusso Dolby Digital in modalità analogica. E' chiaro che la qualità del suono e la separazione tra i canali diminuisce molto, non essendo più indipendenti l' un con l' altro. Questa modalità è necessaria per mantenere la compatibilità verso i vecchi sistemi di diffusione sonora.

La tecnica

Il sistema Dolby Pro Logic permette di codificare 4 canali separati (tre anteriori ed uno posteriore) nella normale sorgente audio stereofonica analogica. Il processo viene considerato matriciale perchè parte da una matrice di codifica che viene inserita tramite un encoder ed un programma che insieme provvedono a codificare il segnale seguendo la struttura dei canali.
Il decodificatore a sua volta divide dal segnale codificato i quattro canali tra cui il monoaurale, riconoscibile perchè presente in egual misura su tutti e due i canali il quale verrà indirizzato nel canale centrale anteriore; gli effetti stereo saranno indirizzati ai canali destro e sinistro.
Invece gli effetti posteriori vengono individuati grazie ad una inversione di fase a 180 gradi presente nei due canali creata in fase di codifica che verranno estrapolati e mandati solo ai canali posteriori monofonici.

DOLBY PRO LOGIC 2

Il nuovo Dolby Pro-Logic II è nato per aggiungere al vecchio Pro-Logic nuove emozionanti caratteristiche e prestazioni avanzate alle molte migliaia di titoli VHS già in commercio.
I consumatori richiedono sempre più con grande entusiasmo il nuovo Dolby Digital 5.1 canali discreti, ma i programmi in Dolby Surround sono numerosissimi e continueranno ad arrivare anche nei prossimi anni.
Per questo motivo, i laboratori Dolby, hanno creato una nuova versione più sofisticata della decodifica surround analogica, che avvicina molto alle caratteristiche del fratello maggiore digitale.
Inventato da Jim Fosgate, uno degli sviluppatori più attivi che circonda le tecnologie delle decodifiche audio dall'era della quadrifonia, ha passato 25 anni di studi per capire e manipolare le informazioni nascoste nelle registrazioni stereofoniche.
Oggi è orgoglioso di presentare un sistema analogico che però sfrutta appieno il dominio digitale per estrapolare i nuovi 5 canali matriciali.
Le nuove caratteristiche sono una maggiore dinamica e direzionalità del suono, una separazione tra i canali più netta e, udite udite, i canali posteriori stereofonici.
Molto positiva è la possibilità di "giocare" sui parametri, restringendo o allargando il campo sonoro spaziale, rendendo più o meno presenti la coppia di diffusori posteriori.
DTS ha già risposto al Dolby Pro-Logic 2 creando il

DTS

Il DTS è la codifica surround multicanale concorrente di Dolby creata da Universal Pictures che, quando capì il giro d'affari che si celava dietro ai nuovi sistemi audio digitali per le colonne sonore dei films, pensò di realizzarne una nuova da poter usare per le proprie produzioni e per le major associate, per poi distribuirla in tutto il mondo, conquistando quote di mercato rilevanti e remunerative. Nacque così il nuovo sistema multicanale digitale DTS per il cinema e successivamente la versione "Home". Il primo film ad uscire dotato di colonna sonora DTS (abbinato al più diffuso Dolby Stereo analogico), è stato "Jurassic Park", di Steven Spielberg, ne seguirono tantissimi altri; oggi quasi ogni produzione cinematografica ha questa codifica.
Ma come funziona il DTS e quali caratteristiche lo differenziano dal concorrente Dolby Digital? E quali sono i suoi punti di forza per prevalere in qualità sul Dolby Digital?

Le caratterisitiche:

Il DTS offre migliore qualità, infatti, partendo dal segnale digitale di altissima qualità (attualmente a 20 bit di risoluzione), usa quasi esclusivamente la compressione informatica. Questo significa che il segnale viene quasi solamente compresso come può fare un algoritmo di qualsiasi personal computer, e non distrutto come fa il Dolby Digital, quindi saranno presenti maggiori dettagli sonori e maggiore brillantezza.
Inoltre, diversamente dal Dolby Digital che usa parti inutilizzate della pellicola per l'incisione del suo segnale altamente compresso, il DTS incide solo un segnale temporale di sincronizzazione; la colonna sonora è contenuta su dei Compact Disc a parte, che attraverso il codice temporale che trova sulla pellicola, vengono sincronizzati durante la visione. Disporre della capacità di uno o più compact Disc, significa non dover comprimere eccessivamente il segnale. Dato però che una pellicola cinematografica è soggetta a tagli e giunzioni di parti rovinate dall'uso, talvolta può accadere che in un preciso momento la sincronizzazione fra quest'ultima ed il CD contenente la colonna sonora non riesca a sopperire ad improvvisi salti. In questi momenti, il sistema di controllo, accorgendosi che la pellicola in realtà è saltata avanti e che nel frattempo il veloce lettore di CD sta tentando di recuperare quella frazione di sonoro, passa automaticamente alla colonna analogica Dolby Surround : tutto ciò avviene talmente velocemente e dura talmente poco, che l'ascoltatore non si accorgerà nemmeno lontanamente di cosa è avvenuto. Nonostante sia nato con un poco di ritardo, vista la sua qualità superiore, il DTS è sempre più osannato a vero sistema multicanale digitale del futuro: le sale attrezzate con DTS sono in forte aumento e per il momento hanno raggiunto per numero quelle dotate di Dolby Digital.
Il DTS è un formato opzionale del DVD; ma oggi sempre più DVD nascono con questa codifica ed è giusto che l'acquirente di un impianto home theater consideri molto importante la compatibilità con questo nuovo standard.

DTS ES

Il nuovissimo DTS ES aggiunge il canale posteriore centrale totalmente discreto ed indipendente dagli altri; si tratta quindi di un'innovazione non da poco, che da un lato renderà felici tutti i grandi appassionati, dall'altro condanna all'obsolescenza apparecchi che in Europa sono nuovissimi. Fortunatamente come succede spesso è prevista la compatibilità all'indietro: la traccia dati in 6.1 canali discreti sarà correttamente intepretabile anche da un decoder 5.1, il quale semplicemente ingloberà il segnale centrale posteriore sui due canali surround. Si tratta quindi dell'ennesima rivoluzione nell'audio digitale multicanale, questa volta imputabile a DTS, ma Dolby correrà ai ripari molto presto.
Dopo un breve periodo di pausa, la "guerra dei formati" continua: fortunatamente questa volta non si tratta di definire uno standard nuovo, ma di puntare a migliorare la tecnologia già esistente

DTS 24/96

DTS ora punta sulla qualità e crea una nuova versione della sua codifica, campionandola a 24 Bit e 96 Khz ottenendo una resa acustica invidiabile da chiunque. Partendo la tracce PCM lineari multicanali a 24bit 96 Khz, questa nuova codifica va a creare 2 stream di dati da 48 Khz ciascuna. In questo modo viene garantita la compatibilità anche verso i vecchi decodificatori DTS leggendo un solo stream di dati a 48 Khz, perchè solo i nuovi elaboratori DTS Extended Surround sono in grado di sommare i due segnali e ridare vita all'originario campionamento a 24Bit e 96Khz e al canale centrale posteriore.

DTS NEO:6

La risposta di DTS al Dolby Pro Logic 2 è il nuovo Neo:6; anche'esso basato sull'elaborazione matriciale dell'audio stereofonico, i tecnici DTS hanno creato qualcosa di nuovo che offre maggiore purezza e campo sonoro più ampio rispetto al suo concorrente Dolby. I canali posteriori vengono utilizzati sapientemente facendo da spalla al fronte anteriore senza però risultare troppo invadenti.
Se DTS Neo:6 non permette di intervenire sui parametri di campo sonoro, ha come vantaggio di non subire una leggera perdita di naturalezza del suono.
Se si dispone di un impianto 6.1 con il DTS Neo:6 è possibile usufruire anche del canale centrale posteriore, aggiungendo pienezza e maggiore densità posteriore.

MPEG2 Audio Musicam

E' un formato digitale compresso multi-canale (come il Dolby Digital AC-3), deriva dall'originario PCM e mantiene un sample rate di 48 KHz ma a 16 bit. Il bit-rate può variare da 32 a 912 Kbit per secondo. Può essere utilizzato in modalità 2.0 fino a 7.1 diffusori (due frontali, due laterali, due posteriori, uno centrale più il sub-woofer).
Nonostante questo, il Dolby Digital, per qualità, rimane superiore.

PARAMETRI DELL' MPEG AUDIO DEI DVD-VIDEO
frequenza di campionamento: 48 kHz tipo di codifica MPEG-1 Layer II, MPEG-2
numero di canali MPEG-1: mono o stereo, MPEG-2: 5.1 o 7.1
flusso di dati MPEG-1: mono da 32 a 192 kbit/s, stereo da 64 a 384 kbit/s
flusso di dati MPEG-2: massimo 640 kbit/s (base + flusso di estensione)
flusso base MPEG-2: identica ad MPEG-1 (1 o 2 canali)
flusso di estensione MPEG-2 :aggiunta per 5.1 o 7.1 canali, fino a 528 kbit/s.

THX

Il THX non è una codifica e quindi non serve un apparecchio specifico per sentire colonne sonore THX. La Lucas Entertainment Ltd., fondata da George Lucas (l'ideatore di "STAR WARS"), non contenta della qualità Dolby Surround, decise di enunciare delle regole standard di qualità. Praticamente, chi rispetta queste regole di qualità, merita il marchio THX. Qualsiasi apparecchio, diffusore acustico cavo, software (videocassetta, laserdisc o DVD) può essere certificato THX purchè rispetti delle severe regole e norme di qualità. Nel software queste regole riguardano una riequalizzazione dell'audio, con un'enfasi dei bassi, un addolcimento degli alti (solo a livello domestico), una pseudo-stereofonia del fronte posteriore (ottenuta con una decorrelazione del canale monofonico). Nell' hardware, ad esempio i diffusori devono avere precise doti di dispersione e direzionalità, e per il fronte posteriore debbono essere a dipolo. I cavi devono rientrare in dispersioni e impedenze molto basse, essere perfettamente schermati. Il marchio THX, oltre a curare la parte audio, cura anche quella video, controllando la definizione, e la saturazione dei colori, fotogramma per fotogramma.
Il THX si aggiorna costantemente e le ultime versioni sono i nuovi :

THX ULTRA e THX SELECT

Questi due nuovi standard sono una novità introdotta per venire incontro alle nuove esigenze di mercato, separando la classe alta alle fasce di classe più bassa, che non devono necessariamente rispondere alle severissime norme classiche del THX. In questo modo si possono offrire prodotti a costi decisamente inferiori ma che certificano ugualmente una qualità molto elevata. I diffusori non dovranno quindi rispondere alle norme di direzionalità (dipolarità), ma dovranno garantire ugualmente una elevata dinamica. pari a 105 db di picco. Tutti gli amplificatori THX dovranno avere ugualmente le elaborazioni DSP tipiche del THX Mode, quindi il Re-equalization, Timbre Matching, Adaptive Decorrelation, Bass Management, Bass Peak Level Manager e Loudspeaker Position Time Syncronization.

DOLBY DIGITAL SURROUND EX 6.1

Il nuovo sistema Dolby Digital Surround EX 6.1 nasce dall'esigenza di aggiungere un canale centrale posteriore al classico 5.1 per colmare un "BUG" (buco) nella spazialità delle grandi sale cinematografiche. E così i tecnici Dolby crearono la nuova versione Surround EX che si basa posteriormente su un procedimento di derivazione matriciale; questo significa che il nuovo canale posteriore centrale non è realmente inserito nella codifica Dolby Digital della pellicola, bensì miscelata matricialmente nel segnale stereofonico dei diffusori posteriori; in pratica una sorta di Dolby Pro-Logic sviluppato nei 3 canali posteriori. Ricorderete certamente che il Dolby Pro-Logic è sempre stato un ottimo surround, ma presentava delle limitazioni nella separazione dei canali e nel taglio di frequenza molto ristretto; e questo si ripresenta nell'EX, anche se in modo ridotto.
Da qui, poco tempo dopo è nata la versione EX "casalinga" che permette di godere del suono 6.1 EX anche a casa propria: tuttavia i film in DVD che includono la nuova codifica EX sono molto pochi, ma alcuni DVD Dolby Digital 5.1 se ascoltati in modalità EX, migliorano nettamente la loro spazialità.
Chi desidera passare al nuovo sistema può upgradare il proprio impianto aggiungendo un diffusore, sostituendo l'amplificatore integrato con uno a 6 canali con inclusa la codifica EX; e chi invece ha un sistema pre-amplificatore + finali di potenza, non dovrà fare altro che aggiungere o aggiornare il proprio pre-amplificatore con la nuova codifica EX, acquistare un nuovo finale di potenza ed un nuovo diffusore.

DTS, la concorrente numero uno di Dolby non è stata a guardare, ed ha controbattuto a questa tecnologia realizzando un nuovo sistema a 6.1 canali totalmente separati che il giorno 15 giugno 2001 introdusse ufficialmente sul mercato: la codifica .

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    Ultimo aggiornamento: 19/11/08