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Author: xiphmont
Date: 2012-09-29 01:08:12 -0700 (Sat, 29 Sep 2012)
New Revision: 18636

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--- websites/xiph.org/video/vid1-it.srt	2012-09-29 07:32:37 UTC (rev 18635)
+++ websites/xiph.org/video/vid1-it.srt	2012-09-29 08:08:12 UTC (rev 18636)
@@ -1,1617 +1,1617 @@
-1
-00:00:05,400 --> 00:00:07,242
-L'ABC dei media digitali per geek.
-
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-00:00:08,124 --> 00:00:10,742
-Le workstation ed i computer di fascia alta gia' da 15 anni
-
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-00:00:10,742 --> 00:00:14,749
-sono capaci di manipolare l'audio digitale molto facilmente.
-
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-00:00:14,749 --> 00:00:17,470
-Ed e' da 5 anni che anche le normali workstation son capaci
-
-5
-00:00:17,470 --> 00:00:21,643
-di manipolare video grezzo senza la necessita' di hardware dedicato.
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-00:00:21,643 --> 00:00:25,400
-Ma oggi anche il piu' economico dei PC domestici ha la potenza di calcolo
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-00:00:25,400 --> 00:00:28,092
-e la capacita' d'immagazzinamento per produrre e pubblicare
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-00:00:28,092 --> 00:00:30,479
-contenuti video senza nemmeno troppo sforzo.
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-00:00:30,479 --> 00:00:33,579
-Ed ora che chiunque ha a disposizione l'hardware a basso costo,
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-00:00:33,579 --> 00:00:36,651
-sempre piu' persone, ovviamente, cercano di creare
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-00:00:36,651 --> 00:00:39,908
-contenuti multimediali interessanti, anche per lo streaming.
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-12
-00:00:39,908 --> 00:00:44,017
-Youtube per primo ha raggiunto il successo, ed ora tutti cercano di imitarlo.
-
-13
-00:00:44,017 --> 00:00:47,413
-Ed e' un bene! Perche' questa roba e' molto divertente!
-
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-00:00:48,250 --> 00:00:51,179
-Non e' affatto difficile trovare un pubblico per i media digitali
-
-15
-00:00:51,179 --> 00:00:54,649
-ma io oggi mi rivolgo agli ingegneri, ai matematici,
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-00:00:54,649 --> 00:00:57,869
-agli hacker, alle persone che si appassionano a scoprire
-
-17
-00:00:57,869 --> 00:01:01,302
-e creare, e sviluppare essi stessi la tecnologia.
-
-18
-00:01:01,302 --> 00:01:03,282
-Sono queste le persone che mi stanno a cuore.
-
-19
-00:01:04,250 --> 00:01:08,723
-Il campo dei media digitali (e soprattutto la compressione)
-viene percepito come specialistico,
-
-20
-00:01:08,723 --> 00:01:12,822
-qualcosa di incredibile difficolta' che non ha eguali in informatica.
-
-21
-00:01:12,822 --> 00:01:15,700
-Agli industriali del settore non importa molto di questa percezione
-
-22
-00:01:15,700 --> 00:01:19,734
-che, anzi, li aiuta a giustificare i numeri impressionanti
-che realizzano grazie ai loro brevetti.
-
-23
-00:01:19,734 --> 00:01:23,870
-Sono fieri di pensare che i loro ricercatori siano il meglio del meglio,
-
-24
-00:01:23,870 --> 00:01:27,738
-talmente intelligenti che le loro idee geniali
-
-25
-00:01:27,738 --> 00:01:29,903
-non possano essere comprese dai comuni mortali.
-
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-00:01:30,625 --> 00:01:33,716
-Ma questa e' solo fuffa.
-
-27
-00:01:35,205 --> 00:01:38,900
-Audio e video digitali, lo streaming e la compressione
-
-28
-00:01:38,900 --> 00:01:42,738
-pongono numerose problematiche profonde e stimolanti
-
-29
-00:01:42,738 --> 00:01:44,662
-proprio come ogni altra disciplina.
-
-30
-00:01:44,662 --> 00:01:47,929
-Questa sembra specialistica perche' poche persone ne sono a conoscenza.
-
-31
-00:01:47,929 --> 00:01:51,223
-Forse se ne sono interessati in pochi perche' erano in pochi
-
-32
-00:01:51,223 --> 00:01:54,665
-a potersi permettere le costose apparecchiature dedicate
-necessarie fino a poco tempo fa.
-
-33
-00:01:54,665 --> 00:01:58,792
-Ma oggi tutti coloro che sono capaci di guardare questo video
-
-34
-00:01:58,792 --> 00:02:03,317
-hanno un PC economico e general-purpose,
-abbastanza potente per fare cio' che prima era riservato alle workstation.
-
-35
-00:02:05,926 --> 00:02:11,108
-Lo scontro di oggi si combatte sul terreno dell'HTML5, dei browser,
-
-36
-00:02:11,108 --> 00:02:13,671
-dei video, delle soluzioni libere contro quelle proprietarie.
-
-37
-00:02:13,671 --> 00:02:17,048
-Questo e' un buon momento per farsi coinvolgere
-
-38
-00:02:17,048 --> 00:02:20,000
-e il punto migliore per cominciare e' probabilmente
-
-39
-00:02:20,000 --> 00:02:22,619
-comprendere la tecnologia che abbiamo di fronte oggi.
-
-40
-00:02:23,500 --> 00:02:25,071
-Questo video e' un'introduzione
-
-41
-00:02:25,071 --> 00:02:28,180
-e, proprio per questo, sorvoleremo su molti dettagli
-
-42
-00:02:28,180 --> 00:02:30,882
-in modo da rendere piu' semplice il quadro generale.
-
-43
-00:02:30,882 --> 00:02:33,908
-Ci sara' qualcuno di voi che conoscera' gia' molti degli aspetti
-
-44
-00:02:33,908 --> 00:02:36,378
-di cui parlero' adesso, almeno all'inizio.
-
-45
-00:02:36,378 --> 00:02:39,293
-E d'altro canto, andro' inevitabilmente troppo veloce per coloro
-
-46
-00:02:39,293 --> 00:02:44,558
-che non hanno mai sentito parlare di queste cose;
-se e' cosi' non preoccupatevi.
-
-47
-00:02:44,558 --> 00:02:48,629
-L'importante e' afferrare l'idea, un concetto che catturi l'attenzione.
-
-48
-00:02:48,629 --> 00:02:52,497
-In particolare, prestate attenzione ai termini che useremo nella descrizione
-
-49
-00:02:52,479 --> 00:02:56,078
-perche' basteranno questi, insieme a Google e Wikipedia, per approfondire
-
-50
-00:02:56,078 --> 00:02:57,753
-ogni argomento al livello che desiderate.
-
-51
-00:02:57,753 --> 00:03:00,094
-E adesso passiamo immediatamente
-
-52
-00:03:00,094 --> 00:03:03,351
-a presentare il vostro nuovo hobby.
-
-53
-00:03:03,901 --> 00:03:09,101
-Audio analogico
-ed audio digitale
-
-54
-00:03:10,291 --> 00:03:13,030
-Il suono e' la propagazione, attraverso un mezzo, di onde
-
-55
-00:03:13,030 --> 00:03:16,981
-che si allontanano dalla sorgente come le onde generate da un sasso in uno stagno.
-
-56
-00:03:16,981 --> 00:03:19,489
-Il ricevitore, che sia un microfono o il nostro orecchio,
-
-57
-00:03:19,489 --> 00:03:22,876
-trasforma queste variazioni di pressione in segnale elettrico.
-
-58
-00:03:22,876 --> 00:03:25,800
-Beh, questo lo sapevamo gia' dai tempi della scuola.
-
-59
-00:03:25,800 --> 00:03:26,771
-Ma andiamo avanti.
-
-60
-00:03:27,465 --> 00:03:32,527
-Il segnale audio e' una funzione, un valore che varia col tempo.
-
-61
-00:03:32,527 --> 00:03:34,248
-Se rallentiamo un pochino l'oscilloscopio...
-
-62
-00:03:36,450 --> 00:03:38,190
-sara' piu' semplice vederlo.
-
-63
-00:03:38,190 --> 00:03:40,688
-Ci sono altri aspetti del segnale audio che vale la pena osservare.
-
-64
-00:03:40,688 --> 00:03:43,418
-E' continuo nei valori e nel tempo;
-
-65
-00:03:43,418 --> 00:03:46,813
-e cio' vuol dire che in ogni istante puo' assumere ogni valore reale,
-
-66
-00:03:46,813 --> 00:03:50,228
-e che questo valore puo' variare in modo uniforme nel tempo.
-
-67
-00:03:50,228 --> 00:03:52,439
-A prescindere dal nostro livello di zoom
-
-68
-00:03:54,068 --> 00:03:58,510
-non troverete mai discontinuita', mai punti singolari, mai gradini
-
-69
-00:03:58,510 --> 00:04:01,285
-ne' tantomeno istanti in cui il segnale risulti assente.
-
-70
-00:04:03,247 --> 00:04:08,475
-Il segnale e' una funzione definita ovunque e la matematica classica puo' andarci a nozze.
-
-71
-00:04:11,001 --> 00:04:15,378
-D'altro canto, un segnale digitale e' discreto sia nel valore sia nel tempo.
-
-72
-00:04:15,378 --> 00:04:19,107
-Nella sua forma piu' semplice, chiamata Pulse Code Modulation (PCM),
-
-73
-00:04:19,107 --> 00:04:24,058
-l'ampiezza del segnale in un certo istante ci e' indicata da solo uno dei possibili valori,
-
-74
-00:04:24,058 --> 00:04:30,165
-rilevati in istanti temporali rigorosamente cadenzati. Il risultato e' una sequenza di cifre.
-
-75
-00:04:30,674 --> 00:04:35,309
-Questi grafici appaiono incredibilmente simili, vero?
-
-76
-00:04:35,309 --> 00:04:38,964
-Risulta intuitivo pensare di poter passare da una forma all'altra
-
-77
-00:04:38,964 --> 00:04:44,683
-e la buona notizia e' che il teorema del campionamento ci dice che si puo' fare, e anche come.
-
-78
-00:04:44,683 --> 00:04:48,477
-Nella sua forma piu' nota e' stato reso pubblico nel 1949 da Claude Shannon
-
-79
-00:04:48,477 --> 00:04:52,409
-che si baso' sui lavori di Nyquist, Hartley e molti altri.
-
-80
-00:04:52,409 --> 00:04:56,138
-Il teorema dice non solo che possiamo trasformare la forma analogica in quella digitale e viceversa,
-
-81
-00:04:56,138 --> 00:05:00,913
-ma ci indica anche le condizioni per cui la trasformazione
-
-82
-00:05:00,913 --> 00:05:06,779
-risulta senza perdite e le due rappresentazioni diventano equivalenti ed intercambiabili.
-
-83
-00:05:06,779 --> 00:05:10,601
-Quando non sussistono le condizioni per la trasformazione lossless, il teorema
-
-84
-00:05:10,601 --> 00:05:14,247
-ci dice quanta informazione viene perduta o come viene alterata.
-
-85
-00:05:14,900 --> 00:05:21,270
-Fino a tempi recenti la tecnologia analogica veniva usata per tutte le elaborazioni audio
-
-86
-00:05:21,270 --> 00:05:25,267
-ma non certo perche' le sorgenti audio fossero di tipo analogico.
-
-87
-00:05:25,267 --> 00:05:28,450
-Si potrebbe pensare che, visto che i computer sono un'invenzione recente,
-
-88
-00:05:28,450 --> 00:05:31,643
-la tecnologia analogica sia per forza nata prima.
-
-89
-00:05:31,643 --> 00:05:34,428
-Niente affatto. Il digitale e' arrivato prima.
-
-90
-00:05:34,428 --> 00:05:37,611
-Il telegrafo ha preceduto il telefono di mezzo secolo
-
-91
-00:05:37,611 --> 00:05:41,951
-ed era gia' completamente meccanizzato nel 1860; si mandavano segnali digitali,
-
-92
-00:05:41,951 --> 00:05:46,476
-codificati e multiplexati anche su lunghissime distanze. Ricordate i nastri per telescrivente?
-
-93
-00:05:46,476 --> 00:05:50,427
-Harry Nyquist dei laboratori Bell stava facendo ricerche sulle trasmissioni a impulsi del telegrafo
-
-94
-00:05:50,427 --> 00:05:53,027
-quando pubblico' la descrizione di quella che in seguito
-
-95
-00:05:53,027 --> 00:05:57,219
-fu chiamata frequenza di Nyquist, il concetto cardine del teorema del campionamento.
-
-96
-00:05:57,219 --> 00:06:01,642
-Ok, a quei tempi il telegrafo trasmetteva simboli per testo,
-
-97
-00:06:01,642 --> 00:06:06,883
-non certo segnali analogici digitalizzati, ma l'avvento di radio e telefono
-
-98
-00:06:06,883 --> 00:06:12,000
-diede impulso alle tecnologie analogica e digitale che crebbero di pari passo.
-
-99
-00:06:12,699 --> 00:06:18,732
-L'audio e' sempre stato elaborato in analogico perche', perbacco, e' piu' facile.
-
-100
-00:06:18,732 --> 00:06:23,257
-Un filtro passa-basso, per esempio, richiede due componenti passivi.
-
-101
-00:06:23,257 --> 00:06:26,505
-Un circuito per la trasformata di Fourier a tempo breve, un centinaio.
-
-102
-00:06:26,505 --> 00:06:30,752
-Beh, magari un migliaio se vogliamo farlo bene.
-
-103
-00:06:31,844 --> 00:06:35,989
-L'elaborazione digitale dei segnali richiede milioni o miliardi di transistor
-
-104
-00:06:35,989 --> 00:06:40,366
-che funzionano ad elevata frequenza, hardware dedicato che si occupi
-
-105
-00:06:40,366 --> 00:06:43,836
-di campionare e riconvertire i segnali, un ambiente software completo
-
-106
-00:06:43,836 --> 00:06:47,362
-che controlli e sfrutti questa enorme potenza a disposizione,
-
-107
-00:06:47,362 --> 00:06:51,091
-parecchio spazio di memorizzazione per conservare il lavoro per il futuro...
-
-108
-00:06:51,091 --> 00:06:56,171
-Verrebbe da pensare che quella analogica sia la strada piu' semplice per l'elaborazione audio,
-
-109
-00:06:56,171 --> 00:07:07,019
-a meno che uno non abbia gia' miliardi di transistor e tutta quella roba a portata di mano.
-
-110
-00:07:07,850 --> 00:07:12,660
-E visto che oggi ce l'abbiamo, l'elaborazione digitale e' divenuta piu' interessante.
-
-111
-00:07:13,363 --> 00:07:18,906
-Innanzitutto, i circuiti analogici non hanno la flessibilita' di un computer.
-
-112
-00:07:18,906 --> 00:07:21,182
-Aggiungere una funzionalita' a questo mostro
-
-113
-00:07:22,191 --> 00:07:24,578
-beh... e' praticamente impossibile.
-
-114
-00:07:24,578 --> 00:07:26,567
-Invece, su un sistema di elaborazione digitale basta scrivere
-
-115
-00:07:28,668 --> 00:07:34,127
-un nuovo programma. Scrivere software non e' banale, ma e' di sicuro piu' semplice.
-
-116
-00:07:34,127 --> 00:07:39,550
-Un'altra importante considerazione e' che ogni componente analogico e' imperfetto.
-
-117
-00:07:39,550 --> 00:07:44,352
-Non esistono un transistor perfetto, un induttore perfetto, un condensatore perfetto,
-
-118
-00:07:44,352 --> 00:07:51,569
-quindi ogni componente introduce rumore e distorsione, generalmente non molto ma lo fa.
-
-119
-00:07:51,569 --> 00:07:55,669
-Gia' solo la trasmissione di un segnale analogico, specie se su lunghe distanze,
-
-120
-00:07:55,669 --> 00:08:00,434
-lo rovina progressivamente e irreversibilmente.
-
-121
-00:08:00,434 --> 00:08:06,513
-Inoltre la componentistica analogica e' ingombrante.
-
-122
-00:08:06,513 --> 00:08:09,946
-Con due righe di codice sul mostro a transistor possiamo realizzare
-
-123
-00:08:09,946 --> 00:08:14,702
-un filtro che richiederebbe un induttore grande come un frigorifero.
-
-124
-00:08:14,702 --> 00:08:17,941
-I sistemi digitali non presentano quegli svantaggi.
-
-125
-00:08:17,941 --> 00:08:24,335
-Nella forma digitale, i nostri segnali possono essere copiati, elaborati e trasmessi senza alterazioni.
-
-126
-00:08:24,335 --> 00:08:26,889
-E' anche vero che ogni tanto usiamo algoritmi lossy
-
-127
-00:08:26,889 --> 00:08:31,284
-ma le uniche fasi non ideali restano il campionamento e la riconversione,
-
-128
-00:08:31,284 --> 00:08:35,929
-quando e' inevitabile interfacciarsi col mondo analogico.
-
-129
-00:08:35,929 --> 00:08:40,750
-In ogni caso, oggi la qualita' delle conversioni e' veramente elevata
-
-130
-00:08:40,750 --> 00:08:45,849
-e il nostro sistema uditivo le percepisce come se fossero lossless.
-
-131
-00:08:45,849 --> 00:08:50,429
-L'hardware necessario oggi e' diventato economico ed ha dimensioni ridotte,
-
-132
-00:08:50,429 --> 00:08:55,379
-quindi chi decide di fare elaborazione audio sceglie ovviamente la via digitale.
-
-133
-00:08:55,379 --> 00:09:00,857
-Ora iniziamo a parlare di memorizzazione, copia, elaborazione e trasmissione.
-
-134
-00:09:01,107 --> 00:09:04,607
-L'audio digitale "nudo e crudo"
-
-135
-00:09:04,956 --> 00:09:08,639
-La forma piu' comune per l'audio grezzo e' la Pulse Code Modulation (PCM).
-
-136
-00:09:08,639 --> 00:09:13,867
-Ci sono anche altre rappresentazioni, come la modulazione sigma-delta usata nei SACD
-
-137
-00:09:13,867 --> 00:09:16,625
-che si basa sulla densita' degli impulsi ed e' detta PDM.
-
-138
-00:09:16,625 --> 00:09:19,687
-Comunque la PCM e' di gran lunga piu' usata,
-
-139
-00:09:19,687 --> 00:09:22,158
-anche perche' e' matematicamente piu' comoda.
-
-140
-00:09:22,158 --> 00:09:26,350
-Un ingegnere audio potrebbe lavorare una vita e utilizzare solo la PCM.
-
-141
-00:09:26,350 --> 00:09:29,135
-Questa codifica si caratterizza con tre parametri fondamentali,
-
-142
-00:09:29,135 --> 00:09:34,187
-rendendo relativamente semplice la gestione di ogni possibile variante.
-
-143
-00:09:34,187 --> 00:09:36,426
-Il primo parametro e' la frequenza di campionamento.
-
-144
-00:09:36,426 --> 00:09:40,886
-La frequenza piu' alta che una codifica puo' rappresentare e' detta frequenza di Nyquist.
-
-145
-00:09:40,886 --> 00:09:45,124
-Nella PCM la frequenza di Nyquist e' esattamente la meta' della frequenza di campionamento.
-
-146
-00:09:45,124 --> 00:09:51,389
-Quindi la frequenza di campionamento influenza direttamente la frequenza piu' alta che troveremo nel segnale digitale.
-
-147
-00:09:51,389 --> 00:09:56,515
-Le vecchie linee telefoniche analogiche limitavano la voce ad una banda sotto i 4 kHz,
-
-148
-00:09:56,515 --> 00:10:02,224
-quindi la telefonia digitale e le applicazioni vocali usano un campionamento ad 8 kHz,
-
-149
-00:10:02,224 --> 00:10:07,277
-la minima frequenza di campionamento necessaria a catturare una intera banda ampia 4 kHz.
-
-150
-00:10:07,227 --> 00:10:14,263
-Ecco l'effetto della mia voce campionata ad 8 kHz: e' un po' smorzata ma resta intelligibile.
-
-151
-00:10:14,263 --> 00:10:18,149
-Questa resta la piu' bassa frequenza di campionamento mai usata nella pratica.
-
-152
-00:10:18,149 --> 00:10:23,322
-E quando la potenza, la memoria e i dischi crebbero, l'hardware per computer
-
-153
-00:10:23,322 --> 00:10:29,642
-riusci' a salire a campionamenti di 11, poi a 16, poi a 22 e anche a 32 kHz.
-
-154
-00:10:29,642 --> 00:10:33,491
-Ovviamente, con l'incremento nella frequenza di campionamento e nella frequenza di Nyquist,
-
-155
-00:10:33,491 --> 00:10:38,302
-le alte frequenze si sentivano piu' chiaramente ed il suono divenne piu' naturale.
-
-156
-00:10:38,301 --> 00:10:44,576
-I Compact Disc usano un campionamento a 44.1 kHz, che e' un po' meglio di 32 kHz,
-
-157
-00:10:44,576 --> 00:10:46,788
-anche se le differenze sono meno evidenti.
-
-158
-00:10:46,788 --> 00:10:52,053
-La scelta di 44.1 kHz e' un po' insolita, soprattutto se considerate che questa frequenza non era
-
-159
-00:10:52,053 --> 00:10:56,559
-mai stata utilizzata prima, ma l'enorme successo dei CD l'ha resa molto comune.
-
-160
-00:10:56,559 --> 00:11:01,195
-La frequenza di campionamento piu' comune, a parte il settore dei CD, e' di 48 kHz.
-
-161
-00:11:05,710 --> 00:11:08,597
-E non ci sono differenze percepibili tra le due.
-
-162
-00:11:08,597 --> 00:11:13,640
-Ad esempio, questo video (o almeno l'originale) e' stato girato e prodotto con audio a 48 kHz,
-
-163
-00:11:13,640 --> 00:11:18,545
-perche' e' questo lo standard per l'audio ad alta fedelta' nel settore video.
-
-164
-00:11:18,545 --> 00:11:25,100
-Sono in uso anche frequenze di campionamento a super-alta fedelta' di 88, 96 e 192 kHz.
-
-165
-00:11:25,100 --> 00:11:30,888
-L'introduzione di queste frequenze di campionamento non e' legata all'estensione del campo uditivo.
-
-166
-00:11:30,888 --> 00:11:32,489
-Il motivo e' un altro.
-
-167
-00:11:32,896 --> 00:11:37,319
-Facciamo un passo indietro: il matematico francese Jean Baptiste Joseph Fourier ci ha dimostrato
-
-168
-00:11:37,319 --> 00:11:42,353
-che possiamo scomporre i segnali (anche l'audio) nell'insieme di frequenze che li compongono.
-
-169
-00:11:42,353 --> 00:11:45,841
-Questa rappresentazione nel dominio della frequenza e' equivalente a quella nel dominio del tempo:
-
-170
-00:11:45,841 --> 00:11:49,719
-il segnale e' lo stesso ma lo descriviamo in maniera diversa.
-
-171
-00:11:49,719 --> 00:11:56,131
-Qui osserviamo la rappresentazione nel dominio della frequenza di un segnale analogico che vogliamo campionare.
-
-172
-00:11:56,131 --> 00:11:59,888
-Il teorema del campionamento ci dice due cose fondamentali del processo di campionamento.
-
-173
-00:11:59,888 --> 00:12:04,727
-Primo: il segnale digitale non puo' catturare le frequenze piu' elevate di quella di Nyquist.
-
-174
-00:12:04,727 --> 00:12:10,640
-Secondo (e' questa la novita'): se non tagliamo via quelle frequenze con un filtro passa-basso,
-
-175
-00:12:10,640 --> 00:12:16,414
-il campionamento le riportera' tra le frequenze catturate in forma di distorsioni da aliasing.
-
-176
-00:12:16,414 --> 00:12:20,069
-E, detto in breve, l'aliasing suona malissimo.
-
-177
-00:12:20,069 --> 00:12:25,242
-Quindi e' essenziale rimuovere ogni frequenza piu' elevata di quella di Nyquist prima del campionamento e dopo la riconversione.
-
-178
-00:12:25,871 --> 00:12:31,265
-L'orecchio umano percepisce i suoni fino a circa 20 kHz.
-
-179
-00:12:31,265 --> 00:12:37,548
-Nei campionamenti a 44.1 o 48 kHz il filtro passa-basso deve essere estremamente preciso
-
-180
-00:12:37,548 --> 00:12:42,101
-per evitare di alterare le frequenze udibili, sotto i 20 kHz,
-
-181
-00:12:42,101 --> 00:12:49,439
-ma comunque tagliare le frequenze sopra quella di Nyquist che rovinerebbero il campionamento.
-
-182
-00:12:49,439 --> 00:12:55,342
-Un filtro cosi' e' difficile da realizzare e non ci riesce completamente.
-
-183
-00:12:55,342 --> 00:13:00,024
-Invece, se il campionamento avviene a 96 o 192 kHz
-
-184
-00:13:00,024 --> 00:13:07,223
-il filtro passa-basso puo' agire su un'altra ottava (o due) per filtrare. E questo filtro e' piu' semplice.
-
-185
-00:13:07,223 --> 00:13:14,348
-Le frequenze di campionamento oltre i 48 kHz sono dovute proprio all'origine analogica del segnale.
-
-186
-00:13:15,014 --> 00:13:20,844
-Il secondo parametro fondamentale e' il formato del campione, cioe' il formato di ogni valore rilevato.
-
-187
-00:13:20,844 --> 00:13:26,285
-Un numero e' sempre un numero ma in informatica un numero si puo' rappresentare in un gran numero di modi.
-
-188
-00:13:26,942 --> 00:13:30,902
-All'inizio i file PCM usavano una codifica lineare ad 8 bit, senza segno.
-
-189
-00:13:30,902 --> 00:13:37,028
-La gamma dinamica era limitata a 50 dB ed il rumore di quantizzazione, come state sentendo, era decisamente percepibile.
-
-190
-00:13:37,028 --> 00:13:39,970
-Infatti l'audio ad 8 bit e' quasi svanito ai nostri giorni.
-
-191
-00:13:41,007 --> 00:13:47,484
-La telefonia digitale utilizza una tra due codifiche ad 8 bit non lineari, dette A-law e mu-law.
-
-192
-00:13:47,484 --> 00:13:51,287
-Queste codifiche offrono la gamma dinamica di 14 bit usandone 8
-
-193
-00:13:51,287 --> 00:13:54,674
-grazie alla maggior ampiezza (non lineare, appunto) dei valori maggiori.
-
-194
-00:13:54,674 --> 00:13:59,226
-Le codifiche A-law e mu-law sono certamente migliori sul fronte del rumore di quantizzazione,
-
-195
-00:13:59,226 --> 00:14:03,557
-e nascondono altri artefatti grazie alla miglior resa della voce.
-
-196
-00:14:03,557 --> 00:14:08,248
-Troverete queste 3 codifiche ad 8 bit, lineare, A-law e mu-law,
-
-197
-00:14:08,248 --> 00:14:13,328
-generalmente in uso con campionamenti ad 8 kHz, anche se qui li abbiamo provati a 48 kHz.
-
-198
-00:14:13,328 --> 00:14:18,491
-Le codifiche PCM di oggi usano 16 o 24 bit interi in complemento a due ed offrono
-
-199
-00:14:18,491 --> 00:14:23,858
-la gamma dinamica da meno infinito a zero decibel nei loro 16 o 24 bit.
-
-200
-00:14:23,858 --> 00:14:27,800
-I loro valore massimo coincide con zero decibel.
-
-201
-00:14:27,800 --> 00:14:31,584
-In tutti i formati visti finora, i segnali piu' forti di zero decibel,
-
-202
-00:14:31,584 --> 00:14:35,619
-e dunque maggiori del massimo rappresentabile, vengono tagliati. Persi.
-
-203
-00:14:35,619 --> 00:14:41,199
-Negli studi di missaggio e' consueto l'uso di numeri reali per la PCM, al posto degli interi.
-
-204
-00:14:41,199 --> 00:14:47,222
-Un numero reale a 32 bit, come da standard IEEE 754, e' lo stesso usato dai computer
-
-205
-00:14:47,222 --> 00:14:52,793
-ed, oltre a 24 bit di risoluzione, ha anche 7 bit dedicati all'esponente per estendere i valori rappresentabili.
-
-206
-00:14:52,793 --> 00:14:57,040
-Nei numeri reali il valore di zero decibel e' su +/- 1.0
-
-207
-00:14:57,040 --> 00:15:00,547
-ma un numero reale puo' anche assumere valori decisamente piu' elevati di 1
-
-208
-00:15:00,547 --> 00:15:05,220
-quindi, se durante il missaggio certi segnali superano la soglia di zero decibel, non saranno perduti.
-
-209
-00:15:05,220 --> 00:15:11,077
-I campionamenti PCM con numeri reali occupano parecchio spazio e quindi si usano solo durante le elaborazioni intermedie.
-
-210
-00:15:11,077 --> 00:15:15,796
-Un ultimo punto: i PC leggono e scrivono dati in ottetti di bit, i byte,
-
-211
-00:15:15,796 --> 00:15:18,489
-dunque bisogna tener presente che i campioni piu' grandi di 8 bit possono essere immagazzinati
-
-212
-00:15:18,489 --> 00:15:22,838
-con ordine little endian o con il big endian, e sono entrambi utilizzati normalmente.
-
-213
-00:15:22,838 --> 00:15:28,751
-Per esempio, i file Wav di Microsoft sono little endian e gli AIFC di Apple in big endian.
-
-214
-00:15:28,751 --> 00:15:30,139
-Sappiatelo.
-
-215
-00:15:30,870 --> 00:15:34,071
-Il terzo parametro della codifica PCM e' il numero di canali.
-
-216
-00:15:34,071 --> 00:15:38,485
-Per convenzione, la codifica multicanale prevede l'inserimento dei campioni da ogni canale
-
-217
-00:15:38,485 --> 00:15:43,398
-in sequenza nello stesso stream, una soluzione immediata e scalabile.
-
-218
-00:15:43,398 --> 00:15:47,701
-Ed e' tutto! Con questi parametri si descrive ogni stream PCM.
-
-219
-00:15:47,701 --> 00:15:51,578
-Chiuso. L'audio digitale e' proprio semplice!
-
-220
-00:15:51,578 --> 00:15:56,436
-Ci sarebbe anche altro da dire, ovvio, ma adesso che sappiamo cosa c'e' in un blocco di dati audio
-
-221
-00:15:56,436 --> 00:15:58,092
-vediamo di parlare anche del video.
-
-222
-00:15:58,242 --> 00:16:02,242
-Video digitale: piantiamo le basi
-(e facciamole attecchire)
-
-223
-00:16:02,571 --> 00:16:08,798
-Possiamo pensare al segnale video come se fosse l'audio, notando che esso ha le dimensioni X e Y
-
-224
-00:16:08,798 --> 00:16:12,787
-oltre alla dimensione temporale. Matematicamente e' valido.
-
-225
-00:16:12,787 --> 00:16:19,097
-Allora possiamo applicare lo stesso teorema del campionamento alle sue tre dimensioni, come facevamo con l'audio.
-
-226
-00:16:19,097 --> 00:16:25,815
-Siamo d'accordo, audio e video sono molto diversi. I dati richiesti per il video sono molti, molti di piu'.
-
-227
-00:16:25,815 --> 00:16:29,294
-L'audio da CD richiede circa 1.4 megabit per secondo.
-
-228
-00:16:29,294 --> 00:16:33,958
-Il video grezzo 1080i HD richiede oltre 700 megabit per secondo,
-
-229
-00:16:33,958 --> 00:16:40,056
-quindi piu' di 500 volte tanto. Tutta roba da catturare, elaborare ed immagazzinare ogni secondo.
-
-230
-00:16:40,056 --> 00:16:43,711
-Secondo la legge di Moore... vediamo... piu' o meno 8 raddoppi, ciascuno in 2 anni...
-
-231
-00:16:43,711 --> 00:16:47,838
-e quindi i computer dovrebbero richiedere circa 15 anni in piu' per maneggiare il video grezzo
-
-232
-00:16:47,838 --> 00:16:51,252
-dal momento in cui riuscissero a gestire l'audio grezzo.
-
-233
-00:16:51,252 --> 00:16:55,425
-Il video e' pero' piu' complesso dell'audio.
-
-234
-00:16:55,425 --> 00:16:58,599
-La mole di dati video deve essere rappresentata
-
-235
-00:16:58,599 --> 00:17:02,106
-in un modo piu' efficiente rispetto alla semplicita' della PCM lineare.
-
-236
-00:17:02,106 --> 00:17:06,705
-In piu', considerate che il video digitale viene in gran parte dal segnale televisivo
-
-237
-00:17:06,705 --> 00:17:13,423
-e l'industria della televisione ha da sempre un occhio di riguardo per la compatibilita' col passato.
-
-238
-00:17:13,423 --> 00:17:17,559
-Proprio fino all'anno scorso, negli USA, i vecchi televisori in bianco e nero
-
-239
-00:17:17,559 --> 00:17:21,038
-erano ancora capaci di funzionare con la TV analogica.
-
-240
-00:17:21,038 --> 00:17:23,879
-E' un bel trucco, no?
-
-241
-00:17:23,879 --> 00:17:28,718
-Lo svantaggio della retrocompatibilita' e' questo: una volta che uno standard si impone,
-
-242
-00:17:28,718 --> 00:17:30,985
-dopo non puoi piu' liberartene.
-
-243
-00:17:30,985 --> 00:17:37,305
-Il video digitale non ha la storia dell'audio ma non puoi crearlo dal niente con idee nuove.
-
-244
-00:17:37,305 --> 00:17:43,958
-Dopo una storia di oltre sessant'anni, i trucchi introdotti nella TV
-
-245
-00:17:43,958 --> 00:17:50,102
-sono diventati un bel po' e poiche' la TV digitale e' ancora il motore del video digitale,
-
-246
-00:17:50,102 --> 00:17:54,664
-tutti quegli accrocchi ce li siamo ritrovati anche negli standard per il video digitale.
-
-247
-00:17:54,664 --> 00:18:00,022
-Saro' breve, perche' i dettagli del video digitale sono molti di piu' rispetto all'audio
-
-248
-00:18:00,022 --> 00:18:05,592
-e sarebbe impossibile discuterli tutti in questo episodio, quindi parleremo dei fondamentali.
-
-249
-00:18:06,036 --> 00:18:10,857
-I parametri piu' ovvi sono certamente la larghezza e l'altezza dell'immagine in pixel.
-
-250
-00:18:10,857 --> 00:18:15,882
-Purtroppo non e' cosi' semplice, perche' la dimensione in pixel in se' non ci dice nulla riguardo ad
-
-251
-00:18:15,882 --> 00:18:22,016
-altezza e larghezza del fotogramma, visto che il segnale broadcast non usa pixel quadrati.
-
-252
-00:18:22,016 --> 00:18:25,005
-Mentre le righe verticali sono in numero fisso,
-
-253
-00:18:25,005 --> 00:18:29,021
-i pixer orizzontali dipendono dalla larghezza di banda a disposizione.
-
-254
-00:18:29,021 --> 00:18:31,945
-E quindi capita che le righe orizzontali siano costituite da pixel
-
-255
-00:18:31,945 --> 00:18:35,489
-piu' stretti o piu' larghi di quanto siano alti.
-
-256
-00:18:35,489 --> 00:18:38,395
-Generalmente negli standard si richiede che il video digitale
-
-257
-00:18:38,395 --> 00:18:41,902
-conservi la risoluzione originale della fonte analogica,
-
-258
-00:18:41,902 --> 00:18:45,566
-quindi e' facile imbattersi in video digitali che usano pixel non quadrati.
-
-259
-00:18:45,566 --> 00:18:49,924
-Per esempio, un DVD NTSC con rapporto d'aspetto 4:3 ha in realta'
-
-260
-00:18:49,924 --> 00:18:55,374
-una risoluzione di 704 x 480 punti, ben piu' largo di 4:3.
-
-261
-00:18:55,374 --> 00:18:59,640
-In questo caso, i pixel hanno un rapporto d'aspetto 10:11 e quindi sono piu' alti che larghi:
-
-262
-00:18:59,640 --> 00:19:04,553
-l'effetto e' di ridurre la larghezza dell'immagine per avere il rapporto d'aspetto 4:3.
-
-263
-00:19:04,553 --> 00:19:09,800
-Un'immagine cosi' dovra' essere corretta per essere mostrata correttamente sui display con pixel quadrati.
-
-264
-00:19:10,253 --> 00:19:15,287
-Il secondo parametro e' ovviamente il frame rate, il numero di fotogrammi al secondo.
-
-265
-00:19:15,287 --> 00:19:19,655
-Nell'uso comune sono diffusi diversi frame rate standard e il video digitale, in qualche modo,
-
-266
-00:19:19,655 --> 00:19:23,689
-puo' usarli un po' tutti, o anche altri fuori standard. Esistono perfino frame rate variabili
-
-267
-00:19:23,689 --> 00:19:27,113
-in cui la velocita' di aggiornamento varia lungo la durata del video.
-
-268
-00:19:27,113 --> 00:19:32,998
-Con frame rate piu' elevati otteniamo movimenti piu' fluidi, e quindi niente interlacciamento.
-
-269
-00:19:32,998 --> 00:19:37,967
-Nei primi tempi delle trasmissioni TV i tecnici cercavano il maggior frame rate possibile
-
-270
-00:19:37,967 --> 00:19:42,075
-per avere movimenti fluidi e ridurre lo sfarfallio sui monitor CRT.
-
-271
-00:19:42,075 --> 00:19:45,277
-Un'altra pressante richiesta era quella di usare la minor banda possibile
-
-272
-00:19:45,277 --> 00:19:48,182
-mantenendo un'alta risoluzione ed un alto frame rate.
-
-273
-00:19:48,182 --> 00:19:51,208
-La loro idea fu di creare la scansione interlacciata: con questa tecnologia
-
-274
-00:19:51,208 --> 00:19:54,826
-le linee pari e le linee dispari venivano mandate in due passi successivi.
-
-275
-00:19:54,826 --> 00:19:59,961
-Ogni passo fu chiamato semiquadro e due semiquadri costituivano all'incirca un fotogramma.
-
-276
-00:19:59,961 --> 00:20:05,319
-Si, "all'incirca", perche' i semiquadri pari e dispari non venivano mica dalla stessa immagine.
-
-277
-00:20:05,319 --> 00:20:10,797
-In una trasmissione a 60 semiquadri al secondo, la sorgente e' effettivamente ripresa 60 volte al secondo
-
-278
-00:20:10,797 --> 00:20:15,386
-ma meta' del fotogramma (le righe dispari o le righe pari) viene scartata, non serve.
-
-279
-00:20:15,386 --> 00:20:20,272
-Ecco perche' non si puo' ricostruire il fotogramma semplicemente ricombinando due semiquadri:
-
-280
-00:20:20,272 --> 00:20:23,039
-essi non provengono dallo stesso fotogramma!
-
-281
-00:20:24,047 --> 00:20:29,683
-La tecnologia a tubo catodico, o CRT, e' stata l'unica per buona parte della storia del video.
-
-282
-00:20:29,683 --> 00:20:32,949
-La luminosita' di un vecchio CRT non era lineare,
-
-283
-00:20:32,949 --> 00:20:36,585
-bensi' legata alla tensione di controllo da un esponente di 2.5.
-
-284
-00:20:36,585 --> 00:20:43,821
-Questo esponente si chiama gamma e da qui nasce l'espressione "correzione gamma di un display".
-
-285
-00:20:43,821 --> 00:20:50,493
-Al contrario, la videocamera ha una luminosita' lineare e collegandole direttamente un CRT si vedrebbe questo.
-
-286
-00:20:51,270 --> 00:20:56,637
-Poiche' in origine c'erano ben poche telecamere, tra l'altro costosissime,
-
-287
-00:20:56,637 --> 00:21:01,634
-e parallelamente molte TV, che dovevano essere prodotte a costi contenuti,
-
-288
-00:21:01,634 --> 00:21:08,222
-i tecnici decisero di applicare la correzione del gamma agli apparati di ripresa, invece che alle TV.
-
-289
-00:21:08,222 --> 00:21:13,062
-Dunque il segnale video trasmesso via etere viaggiava con una luminosita' che usava l'inverso
-
-290
-00:21:13,062 --> 00:21:18,271
-dell'esponente gamma, cosi' che, una volta giunto sul display,
-
-291
-00:21:18,271 --> 00:21:23,305
-veniva ripristinato alla luminosita' lineare originale.
-
-292
-00:21:23,777 --> 00:21:25,118
-Beh, quasi.
-
-293
-00:21:30,393 --> 00:21:33,113
-Ci sono ancora un paio di dettagli...
-
-294
-00:21:33,113 --> 00:21:40,442
-Una telecamera televisiva in realta' usa un esponente gamma che risulta inverso di 2.2, non 2.5.
-
-295
-00:21:40,442 --> 00:21:43,754
-E' stato scelto questo valore per migliorare la visione negli ambienti oscuri.
-
-296
-00:21:43,754 --> 00:21:48,279
-Inoltre la curva esponenziale diventa lineare in prossimita' del nero:
-
-297
-00:21:48,279 --> 00:21:52,360
-e' un espediente per evitare il rumore dovuto alla sensibilita' del sensore della videocamera.
-
-298
-00:21:54,941 --> 00:21:57,347
-La correzione del gamma aveva pero' un effetto positivo:
-
-299
-00:21:57,347 --> 00:22:02,214
-Si da' il caso che l'occhio umano abbia un gamma percettivo pari a 3,
-
-300
-00:22:02,214 --> 00:22:05,962
-il che e' molto, molto simile al gamma di un CRT di 2.5.
-
-301
-00:22:05,962 --> 00:22:10,607
-Un'immagine che sfrutta la correzione gamma riserva maggior risoluzione alle basse intensita'
-
-302
-00:22:10,607 --> 00:22:14,336
-di cui gli occhi possono apprezzare maggiormente i dettagli,
-
-303
-00:22:14,336 --> 00:22:18,222
-e quindi usa il segnale visivo con maggiore efficienza.
-
-304
-00:22:18,222 --> 00:22:22,784
-Sebbene i CRT siano ormai in estinzione, un normale monitor sRGB
-
-305
-00:22:22,784 --> 00:22:28,419
-usa ancora una curva di intensita' non lineare simile alla TV, con la rampa lineare nella zona del nero,
-
-306
-00:22:28,419 --> 00:22:32,491
-seguita dalla zona esponenziale con esponente gamma di 2.4,
-
-307
-00:22:32,491 --> 00:22:36,636
-il che gli permette di racchiudere una scala di valori che richiederebbe 16 bit in soli 8.
-
-308
-00:22:37,580 --> 00:22:41,790
-L'occhio umano distingue tre colori principali: il rosso, il verde ed il blu.
-
-309
-00:22:41,790 --> 00:22:47,407
-Molti display usano una combinazione additiva di questi tre colori per produrre tutti gli altri.
-
-310
-00:22:49,258 --> 00:22:54,190
-I colori principali delle stampanti sono invece il ciano, il magenta ed il giallo ma l'idea di base e' la stessa.
-
-311
-00:22:54,190 --> 00:22:59,381
-questi pigmenti funzionano per via sottrattiva: ciascuno toglie un colore dalla luce riflessa.
-
-312
-00:22:59,381 --> 00:23:05,682
-Il ciano toglie il rosso, il magenta toglie il verde ed il giallo toglie il blu.
-
-313
-00:23:05,682 --> 00:23:10,919
-I video si possono rappresentare con le informazioni su rosso, verde e blu
-
-314
-00:23:10,919 --> 00:23:17,211
-ma e' una soluzione atipica. L'occhio umano e' piu' sensibile alla luminosita' che al colore
-
-315
-00:23:17,211 --> 00:23:21,329
-e la codifica RGB distribuisce la luminosita' dell'immagine sui tre canali colore.
-
-316
-00:23:21,329 --> 00:23:25,326
-Voglio dire che il canale rosso appare come una versione rossa dell'originale,
-
-317
-00:23:25,326 --> 00:23:28,769
-il canale verde come una versione verde dell'originale
-
-318
-00:23:28,769 --> 00:23:32,063
-ed il canale blu come una versione blu dell'originale.
-
-319
-00:23:32,063 --> 00:23:35,705
-Insomma, il bianco e nero moltiplicato per tre: non e' efficiente.
-
-320
-00:23:35,706 --> 00:23:39,438
-Per questo motivo e per lo strano caso che la TV e' nata in bianco e nero,
-
-321
-00:23:39,438 --> 00:23:45,017
-il video si rappresenta generalmente con un canale luma ad alta risoluzione,
-
-322
-00:23:45,017 --> 00:23:51,041
-che poi e' il bianco e nero, con l'aggiunta di altri canali croma a minore risoluzione, i colori.
-
-323
-00:23:51,041 --> 00:23:57,074
-Il canale luma, detto Y, si ottiene tramite la somma pesata dei tre canali colore.
-
-324
-00:23:57,074 --> 00:24:01,867
-I canali croma U e V sono quindi calcolati sottraendo il segnale luma dal blu
-
-325
-00:24:01,867 --> 00:24:04,070
-e poi il luma dal rosso.
-
-326
-00:24:04,070 --> 00:24:11,750
-La terna di valori YUV, elaborata per il video digitale, andrebbe chiamata piu' correttamente Y'CbCr
-
-327
-00:24:11,750 --> 00:24:15,238
-ma la sua denominazione generica YUV e' tuttavia molto usata
-
-328
-00:24:15,238 --> 00:24:18,301
-in tutti gli ambiti, analogici e digitali.
-
-329
-00:24:18,912 --> 00:24:22,983
-I canali croma U e V potrebbero usare la stessa risoluzione del canale luma Y
-
-330
-00:24:22,983 --> 00:24:28,674
-ma dato che l'occhio umano e' meno sensibile alla distribuzione spaziale del colore,
-
-331
-00:24:28,674 --> 00:24:34,346
-la risoluzione dei canali croma e' generalmente ridotta a meta' o anche un quarto, in orizzontale
-
-332
-00:24:34,346 --> 00:24:39,528
-e/o in verticale, senza una perdita di qualita' apprezzabile.
-
-333
-00:24:39,528 --> 00:24:43,942
-Questa riduzione (subsampling) e' stata applicata in ogni sua possibile variante
-
-334
-00:24:43,942 --> 00:24:46,875
-ma le piu' comuni oggi sono
-
-335
-00:24:46,875 --> 00:24:51,187
-4:4:4, che non subisce alcun subsampling,
-
-336
-00:24:51,187 --> 00:24:56,711
-4:2:2, in cui la risoluzione orizzontale dei canali U e V e' dimezzata,
-
-337
-00:24:56,711 --> 00:25:02,587
-e 4:2:0, la piu' comune, in cui sia la risoluzione orizzontale sia quella verticale
-
-338
-00:25:02,587 --> 00:25:08,897
-dei canali croma e' dimezzata, col risultato di avere piani U e V di dimensione un quarto di quello Y.
-
-339
-00:25:08,897 --> 00:25:17,096
-Usare le abbreviazioni 4:2:2, 4:2:0 o 4:1:1 o anche altre non descrive puntualmente i canali croma
-
-340
-00:25:17,096 --> 00:25:21,186
-e il loro subsampling perche' ci sono molti modi di intercalare le informazioni rispetto al canale luma
-
-341
-00:25:21,186 --> 00:25:24,776
-e, ancora una volta, molte varianti sono comunemente usate.
-
-342
-00:25:24,776 --> 00:25:32,502
-Per esempio il motion JPEG, il video MPEG-1, il video MPEG-2, DV, Theora e WebM usano
-
-343
-00:25:32,502 --> 00:25:38,317
-o possono usare il subsampling 4:2:0 ma piazzano i pixel dei canali croma in modi diversi.
-
-344
-00:25:38,317 --> 00:25:43,023
-Le codifiche motion JPEG, video MPEG-1, Theora e WebM piazzano i pixel croma
-
-345
-00:25:43,023 --> 00:25:46,345
-tra i pixel luma in orizzontale e in verticale.
-
-346
-00:25:46,345 --> 00:25:51,989
-L'MPEG-2 inserisce i pixel croma tra due linee, allineandoli orizzontalmente coi pixel luma.
-
-347
-00:25:51,989 --> 00:25:57,106
-La modalita' interlacciata complica le cose, portando a strategie di piazzamento un po' strane.
-
-348
-00:25:57,106 --> 00:26:00,909
-Infine c'e' il PAL-DV, che e' sempre interlacciato, che inserisce i pixel croma
-
-349
-00:26:00,909 --> 00:26:04,398
-nelle stesse posizioni dei pixel luma in orizzontale
-
-350
-00:26:04,398 --> 00:26:07,303
-ma verticalmente alterna i canali croma, riga per riga.
-
-351
-00:26:07,683 --> 00:26:12,282
-E questo e' sono il video 4:2:0. Potete esercitarvi sugli altri subsampling.
-
-352
-00:26:12,282 --> 00:26:14,882
-Una volta compresa l'idea di base...
-Passiamo ad altro.
-
-353
-00:26:15,511 --> 00:26:21,128
-Nei file audio multicanale abbiamo inserito i campionamenti di ciascuno di essi in ordine.
-
-354
-00:26:21,128 --> 00:26:26,383
-I file video usano sia formati a pacchetti, che alternano i canali colore,
-
-355
-00:26:26,383 --> 00:26:30,584
-sia formati planari che racchiudono i pixel in diversi piani da sovrapporre
-
-356
-00:26:30,584 --> 00:26:35,415
-per realizzare l'intero fotogramma. Queste due tipologie raggruppano in realta' piu' di 50 formati
-
-357
-00:26:35,415 --> 00:26:41,549
-con piu' di una dozzina di uso comune. Ogni combinazione di subsampling croma e profondita' di colore
-
-358
-00:26:41,549 --> 00:26:46,574
-porta con se' una organizzazione particolare, un nuovo formato di pixel. Per ciascun subsampling
-
-359
-00:26:46,574 --> 00:26:50,858
-ci sono poi varianti che si differenziano banalmente per l'ordine dei canali
-
-360
-00:26:50,858 --> 00:26:55,966
-o un impacchettamento dei dati un po' diverso perche' fu utile in una particolare piattaforma
-
-361
-00:26:55,966 --> 00:27:00,352
-e talvolta perfino per semplice puntiglio.
-
-362
-00:27:00,352 --> 00:27:04,692
-I diversi formati di pixel si indicacno con un nome unico detto codice FOURCC,
-
-363
-00:27:04,692 --> 00:27:08,115
-ne esistono numerosi ma non avrebbe senso fermarsi a descriverli tutti.
-
-364
-00:27:08,115 --> 00:27:13,704
-Google puo' darvi una mano ma attenti: per il video grezzo il codice FOURCC vi indica solo l'organizzazione
-
-365
-00:27:13,704 --> 00:27:20,339
-dei pixel ed il subsampling croma, ma nulla su dove stanno le informazioni, ne' sugli spazi colore.
-
-366
-00:27:20,339 --> 00:27:25,807
-Il video YV12, ad esempio, puo' piazzare le informazioni croma secondo le regole JPEG, MPEG-2 o DV
-
-367
-00:27:25,807 --> 00:27:28,991
-o anche secondo altre specifiche degli spazi colore YUV.
-
-368
-00:27:29,472 --> 00:27:33,913
-Questo sintetizza un po' il nostro breve (ed incompleto) viaggio nel video grezzo.
-
-369
-00:27:33,913 --> 00:27:38,651
-La buona notizia e' che tutto questo basta per fare gia' un sacco di cose.
-
-370
-00:27:38,651 --> 00:27:42,528
-In moltissime situazioni un fotogramma di dati video e' solo un fotogramma di dati video.
-
-371
-00:27:42,528 --> 00:27:46,451
-I dettagli diventano rilevanti quando parliamo di scrivere software ma per adesso
-
-372
-00:27:46,452 --> 00:27:52,086
-sono lieto di aver dato ai cordiali spettatori una ampia panoramica dei concetti piu' importanti.
-
-373
-00:27:52,336 --> 00:27:55,536
-Formati contenitori
-(e tutto il resto)
-
-374
-00:27:55,640 --> 00:27:59,230
-Quindi, abbiamo dati audio ed abbiamo dati video.
-
-375
-00:27:59,230 --> 00:28:03,246
-Ci resta da conoscere la parte piu' familiare ma non legata ai segnali, una parte di tecnologia
-
-376
-00:28:03,246 --> 00:28:07,410
-che gli sviluppatori conoscono bene. E ce n'e' in abbondanza!
-
-377
-00:28:07,928 --> 00:28:11,768
-I blocchi di dati audio e video non hanno strutture esterne a contenerli
-
-378
-00:28:11,768 --> 00:28:15,173
-ma spesso mostrano una dimensione uniforme. Potremmo concatenarli insieme
-
-379
-00:28:15,173 --> 00:28:18,097
-secondo un ordine ben definito, anche se rigido, per conservarli o mandarli in streaming
-
-380
-00:28:18,097 --> 00:28:21,040
-e ci sono soluzioni che effettivamente lavorano cosi'.
-
-381
-00:28:21,040 --> 00:28:24,195
-Tuttavia i frame compressi non sempre hanno una dimensione prevedibile
-
-382
-00:28:24,195 --> 00:28:29,405
-e per i nostri scopi sarebbe preferibile una certa flessibilita' nei formati da stipare in un flusso dati.
-
-383
-00:28:29,405 --> 00:28:34,281
-Concatenando a casaccio dati di cui non conosciamo la dimensione, perdiamo i confini che separano i pacchetti
-
-384
-00:28:34,281 --> 00:28:37,871
-finendo col non riconoscere da quale stream provengono certi dati.
-
-385
-00:28:37,871 --> 00:28:42,192
-Una sequenza audio video deve avere una certa struttura per rimanere utilizzabile.
-
-386
-00:28:42,192 --> 00:28:46,606
-In aggiunta ai nostri dati, c'e' bisogno anche dei parametri per l'audio PCM e per il video,
-
-387
-00:28:46,606 --> 00:28:49,752
-e probabilmente molti altri metadati che vogliamo far viaggiare insieme allo stream,
-
-388
-00:28:49,752 --> 00:28:55,415
-come etichette per l'audio o capitoli e sottotitoli per il video, per una visione piu' confortevole.
-
-389
-00:28:55,415 --> 00:29:01,633
-Ha dunque senso inserire i metadati (dati che riguardano i dati) nello stesso mezzo che viaggia.
-
-390
-00:29:01,633 --> 00:29:06,445
-Conservare ed organizzare dati informi e vari metadati e' il compito del contenitore.
-
-391
-00:29:06,445 --> 00:29:09,221
-I contenitori organizzano i blocchi di dati,
-
-392
-00:29:09,221 --> 00:29:12,015
-alternano ed identificano gli stream multipli,
-
-393
-00:29:12,015 --> 00:29:15,337
-conservano le temporizzazioni e tutti i metadati importanti
-
-394
-00:29:15,337 --> 00:29:19,140
-per interpretare, scorrere, manipolare e presentare i contenuti multimediali.
-
-395
-00:29:19,140 --> 00:29:22,222
-In generale, ogni contenitore gestisce qualsiasi tipo di dati
-
-396
-00:29:22,222 --> 00:29:24,970
-e ogni tipo di dato puo' finire in ogni tipo di contenitore.
-
-397
-00:29:25,720 --> 00:29:28,520
-In conclusione...
-
-398
-00:29:28,801 --> 00:29:32,391
-In questi trenta minuti abbiamo presentato audio e video digitali,
-
-399
-00:29:32,391 --> 00:29:35,435
-visto un po' di storia, un po' di matematica e di ingegneria,
-
-400
-00:29:35,435 --> 00:29:39,377
-ma abbiamo appena grattato in superficie ed e' gia' il momento di fermarci.
-
-401
-00:29:41,107 --> 00:29:45,373
-C'e' davvero tanto altro di cui parlare, quindi spero vogliate seguirmi anche nel prossimo episodio.
-
-402
-00:29:45,373 --> 00:29:47,159
-Fino ad allora... alla salute!
-
+1
+00:00:05,400 --> 00:00:07,242
+L'ABC dei media digitali per geek.
+
+2
+00:00:08,124 --> 00:00:10,742
+Le workstation ed i computer di fascia alta già da 15 anni
+
+3
+00:00:10,742 --> 00:00:14,749
+sono capaci di manipolare l'audio digitale molto facilmente.
+
+4
+00:00:14,749 --> 00:00:17,470
+Ed è da 5 anni che anche le normali workstation son capaci
+
+5
+00:00:17,470 --> 00:00:21,643
+di manipolare video grezzo senza la necessità di hardware dedicato.
+
+6
+00:00:21,643 --> 00:00:25,400
+Ma oggi anche il più economico dei PC domestici ha la potenza di calcolo
+
+7
+00:00:25,400 --> 00:00:28,092
+e la capacità d'immagazzinamento per produrre e pubblicare
+
+8
+00:00:28,092 --> 00:00:30,479
+contenuti video senza nemmeno troppo sforzo.
+
+9
+00:00:30,479 --> 00:00:33,579
+Ed ora che chiunque ha a disposizione l'hardware a basso costo,
+
+10
+00:00:33,579 --> 00:00:36,651
+sempre più persone, ovviamente, cercano di creare
+
+11
+00:00:36,651 --> 00:00:39,908
+contenuti multimediali interessanti, anche per lo streaming.
+
+12
+00:00:39,908 --> 00:00:44,017
+Youtube per primo ha raggiunto il successo, ed ora tutti cercano di imitarlo.
+
+13
+00:00:44,017 --> 00:00:47,413
+Ed è un bene! Perché questa roba è molto divertente!
+
+14
+00:00:48,250 --> 00:00:51,179
+Non è affatto difficile trovare un pubblico per i media digitali
+
+15
+00:00:51,179 --> 00:00:54,649
+ma io oggi mi rivolgo agli ingegneri, ai matematici,
+
+16
+00:00:54,649 --> 00:00:57,869
+agli hacker, alle persone che si appassionano a scoprire
+
+17
+00:00:57,869 --> 00:01:01,302
+e creare, e sviluppare essi stessi la tecnologia.
+
+18
+00:01:01,302 --> 00:01:03,282
+Sono queste le persone che mi stanno a cuore.
+
+19
+00:01:04,250 --> 00:01:08,723
+Il campo dei media digitali (e soprattutto la compressione)
+viene percepito come specialistico,
+
+20
+00:01:08,723 --> 00:01:12,822
+qualcosa di incredibile difficoltà che non ha eguali in informatica.
+
+21
+00:01:12,822 --> 00:01:15,700
+Agli industriali del settore non importa molto di questa percezione
+
+22
+00:01:15,700 --> 00:01:19,734
+che, anzi, li aiuta a giustificare i numeri impressionanti
+che realizzano grazie ai loro brevetti.
+
+23
+00:01:19,734 --> 00:01:23,870
+Sono fieri di pensare che i loro ricercatori siano il meglio del meglio,
+
+24
+00:01:23,870 --> 00:01:27,738
+talmente intelligenti che le loro idee geniali
+
+25
+00:01:27,738 --> 00:01:29,903
+non possano essere comprese dai comuni mortali.
+
+26
+00:01:30,625 --> 00:01:33,716
+Ma questa è solo fuffa.
+
+27
+00:01:35,205 --> 00:01:38,900
+Audio e video digitali, lo streaming e la compressione
+
+28
+00:01:38,900 --> 00:01:42,738
+pongono numerose problematiche profonde e stimolanti
+
+29
+00:01:42,738 --> 00:01:44,662
+proprio come ogni altra disciplina.
+
+30
+00:01:44,662 --> 00:01:47,929
+Questa sembra specialistica perché poche persone ne sono a conoscenza.
+
+31
+00:01:47,929 --> 00:01:51,223
+Forse se ne sono interessati in pochi perché erano in pochi
+
+32
+00:01:51,223 --> 00:01:54,665
+a potersi permettere le costose apparecchiature dedicate
+necessarie fino a poco tempo fa.
+
+33
+00:01:54,665 --> 00:01:58,792
+Ma oggi tutti coloro che sono capaci di guardare questo video
+
+34
+00:01:58,792 --> 00:02:03,317
+hanno un PC economico e general-purpose,
+abbastanza potente per fare ciò che prima era riservato alle workstation.
+
+35
+00:02:05,926 --> 00:02:11,108
+Lo scontro di oggi si combatte sul terreno dell'HTML5, dei browser,
+
+36
+00:02:11,108 --> 00:02:13,671
+dei video, delle soluzioni libere contro quelle proprietarie.
+
+37
+00:02:13,671 --> 00:02:17,048
+Questo è un buon momento per farsi coinvolgere
+
+38
+00:02:17,048 --> 00:02:20,000
+e il punto migliore per cominciare è probabilmente
+
+39
+00:02:20,000 --> 00:02:22,619
+comprendere la tecnologia che abbiamo di fronte oggi.
+
+40
+00:02:23,500 --> 00:02:25,071
+Questo video è un'introduzione
+
+41
+00:02:25,071 --> 00:02:28,180
+e, proprio per questo, sorvoleremo su molti dettagli
+
+42
+00:02:28,180 --> 00:02:30,882
+in modo da rendere più semplice il quadro generale.
+
+43
+00:02:30,882 --> 00:02:33,908
+Ci sarà qualcuno di voi che conoscerà già molti degli aspetti
+
+44
+00:02:33,908 --> 00:02:36,378
+di cui parlerò adesso, almeno all'inizio.
+
+45
+00:02:36,378 --> 00:02:39,293
+E d'altro canto, andrò inevitabilmente troppo veloce per coloro
+
+46
+00:02:39,293 --> 00:02:44,558
+che non hanno mai sentito parlare di queste cose;
+se è così non preoccupatevi.
+
+47
+00:02:44,558 --> 00:02:48,629
+L'importante è afferrare l'idea, un concetto che catturi l'attenzione.
+
+48
+00:02:48,629 --> 00:02:52,497
+In particolare, prestate attenzione ai termini che useremo nella descrizione
+
+49
+00:02:52,479 --> 00:02:56,078
+perché basteranno questi, insieme a Google e Wikipedia, per approfondire
+
+50
+00:02:56,078 --> 00:02:57,753
+ogni argomento al livello che desiderate.
+
+51
+00:02:57,753 --> 00:03:00,094
+E adesso passiamo immediatamente
+
+52
+00:03:00,094 --> 00:03:03,351
+a presentare il vostro nuovo hobby.
+
+53
+00:03:03,901 --> 00:03:09,101
+Audio analogico
+ed audio digitale
+
+54
+00:03:10,291 --> 00:03:13,030
+Il suono è la propagazione, attraverso un mezzo, di onde
+
+55
+00:03:13,030 --> 00:03:16,981
+che si allontanano dalla sorgente come le onde generate da un sasso in uno stagno.
+
+56
+00:03:16,981 --> 00:03:19,489
+Il ricevitore, che sia un microfono o il nostro orecchio,
+
+57
+00:03:19,489 --> 00:03:22,876
+trasforma queste variazioni di pressione in segnale elettrico.
+
+58
+00:03:22,876 --> 00:03:25,800
+Beh, questo lo sapevamo già ai tempi della scuola.
+
+59
+00:03:25,800 --> 00:03:26,771
+Ma andiamo avanti.
+
+60
+00:03:27,465 --> 00:03:32,527
+Il segnale audio è una funzione, un valore che varia col tempo.
+
+61
+00:03:32,527 --> 00:03:34,248
+Se rallentiamo un pochino l'oscilloscopio...
+
+62
+00:03:36,450 --> 00:03:38,190
+sarà più semplice vederlo.
+
+63
+00:03:38,190 --> 00:03:40,688
+Ci sono altri aspetti del segnale audio che vale la pena osservare.
+
+64
+00:03:40,688 --> 00:03:43,418
+È continuo nei valori e nel tempo;
+
+65
+00:03:43,418 --> 00:03:46,813
+e ciò vuol dire che in ogni istante può assumere ogni valore reale,
+
+66
+00:03:46,813 --> 00:03:50,228
+e che questo valore può variare in modo uniforme nel tempo.
+
+67
+00:03:50,228 --> 00:03:52,439
+A prescindere dal nostro livello di zoom
+
+68
+00:03:54,068 --> 00:03:58,510
+non troverete mai discontinuità, mai punti singolari, mai gradini
+
+69
+00:03:58,510 --> 00:04:01,285
+né tantomeno istanti in cui il segnale risulti assente.
+
+70
+00:04:03,247 --> 00:04:08,475
+Il segnale è una funzione definita ovunque e la matematica classica può andarci a nozze.
+
+71
+00:04:11,001 --> 00:04:15,378
+D'altro canto, un segnale digitale è discreto sia nel valore sia nel tempo.
+
+72
+00:04:15,378 --> 00:04:19,107
+Nella sua forma più semplice, chiamata Pulse Code Modulation (PCM),
+
+73
+00:04:19,107 --> 00:04:24,058
+l'ampiezza del segnale in un certo istante è rappresentata da solo uno dei possibili valori,
+
+74
+00:04:24,058 --> 00:04:30,165
+rilevati in istanti temporali rigorosamente cadenzati. Il risultato è una sequenza di cifre.
+
+75
+00:04:30,674 --> 00:04:35,309
+Questi grafici appaiono incredibilmente simili, vero?
+
+76
+00:04:35,309 --> 00:04:38,964
+Risulta intuitivo pensare di poter passare da una forma all'altra
+
+77
+00:04:38,964 --> 00:04:44,683
+e la buona notizia è che il teorema del campionamento ci dice che si può fare, e anche come.
+
+78
+00:04:44,683 --> 00:04:48,477
+Nella sua forma più nota è stato reso pubblico nel 1949 da Claude Shannon
+
+79
+00:04:48,477 --> 00:04:52,409
+che si basò sui lavori di Nyquist, Hartley e molti altri.
+
+80
+00:04:52,409 --> 00:04:56,138
+Il teorema dice non solo che possiamo trasformare la forma analogica in quella digitale e viceversa,
+
+81
+00:04:56,138 --> 00:05:00,913
+ma ci indica anche le condizioni per cui la trasformazione
+
+82
+00:05:00,913 --> 00:05:06,779
+risulta senza perdite e le due rappresentazioni diventano equivalenti ed intercambiabili.
+
+83
+00:05:06,779 --> 00:05:10,601
+Quando non sussistono le condizioni per la trasformazione lossless, il teorema
+
+84
+00:05:10,601 --> 00:05:14,247
+ci dice quanta informazione viene perduta o come viene alterata.
+
+85
+00:05:14,900 --> 00:05:21,270
+Fino a tempi recenti la tecnologia analogica veniva usata per tutte le elaborazioni audio
+
+86
+00:05:21,270 --> 00:05:25,267
+ma non certo perché le sorgenti audio fossero di tipo analogico.
+
+87
+00:05:25,267 --> 00:05:28,450
+Si potrebbe pensare che, visto che i computer sono un'invenzione recente,
+
+88
+00:05:28,450 --> 00:05:31,643
+la tecnologia analogica sia per forza nata prima.
+
+89
+00:05:31,643 --> 00:05:34,428
+Niente affatto. Il digitale è arrivato prima.
+
+90
+00:05:34,428 --> 00:05:37,611
+Il telegrafo ha preceduto il telefono di mezzo secolo
+
+91
+00:05:37,611 --> 00:05:41,951
+ed era già completamente meccanizzato nel 1860; si mandavano segnali digitali,
+
+92
+00:05:41,951 --> 00:05:46,476
+codificati e multiplexati anche su lunghissime distanze. Ricordate i nastri per telescrivente?
+
+93
+00:05:46,476 --> 00:05:50,427
+Harry Nyquist dei laboratori Bell stava facendo ricerche sulle trasmissioni a impulsi del telegrafo
+
+94
+00:05:50,427 --> 00:05:53,027
+quando pubblicò la descrizione di quella che in seguito
+
+95
+00:05:53,027 --> 00:05:57,219
+fu chiamata frequenza di Nyquist, il concetto cardine del teorema del campionamento.
+
+96
+00:05:57,219 --> 00:06:01,642
+Ok, a quei tempi il telegrafo trasmetteva simboli per testo,
+
+97
+00:06:01,642 --> 00:06:06,883
+non certo segnali analogici digitalizzati, ma l'avvento di radio e telefono
+
+98
+00:06:06,883 --> 00:06:12,000
+diede impulso alle tecnologie analogica e digitale che crebbero di pari passo.
+
+99
+00:06:12,699 --> 00:06:18,732
+L'audio è sempre stato elaborato in analogico perché, perbacco, è più facile.
+
+100
+00:06:18,732 --> 00:06:23,257
+Un filtro passa-basso, per esempio, richiede due componenti passivi.
+
+101
+00:06:23,257 --> 00:06:26,505
+Un circuito per la trasformata di Fourier a tempo breve, un centinaio.
+
+102
+00:06:26,505 --> 00:06:30,752
+Beh, magari un migliaio se vogliamo farlo bene.
+
+103
+00:06:31,844 --> 00:06:35,989
+L'elaborazione digitale dei segnali richiede milioni o miliardi di transistor
+
+104
+00:06:35,989 --> 00:06:40,366
+che funzionano ad elevata frequenza, hardware dedicato che si occupi
+
+105
+00:06:40,366 --> 00:06:43,836
+di campionare e riconvertire i segnali, un ambiente software completo
+
+106
+00:06:43,836 --> 00:06:47,362
+che controlli e sfrutti questa enorme potenza a disposizione,
+
+107
+00:06:47,362 --> 00:06:51,091
+parecchio spazio di memorizzazione per conservare il lavoro per il futuro...
+
+108
+00:06:51,091 --> 00:06:56,171
+Verrebbe da pensare che quella analogica sia la strada più semplice per l'elaborazione audio,
+
+109
+00:06:56,171 --> 00:07:07,019
+a meno che uno non abbia già miliardi di transistor e tutta quella roba a portata di mano.
+
+110
+00:07:07,850 --> 00:07:12,660
+E visto che oggi ce l'abbiamo, l'elaborazione digitale è divenuta più interessante.
+
+111
+00:07:13,363 --> 00:07:18,906
+Innanzitutto, i circuiti analogici non hanno la flessibilità di un computer.
+
+112
+00:07:18,906 --> 00:07:21,182
+Aggiungere una funzionalità a questo mostro
+
+113
+00:07:22,191 --> 00:07:24,578
+beh... è praticamente impossibile.
+
+114
+00:07:24,578 --> 00:07:26,567
+Invece, su un sistema di elaborazione digitale basta scrivere
+
+115
+00:07:28,668 --> 00:07:34,127
+un nuovo programma. Scrivere software non è banale, ma è di sicuro più semplice.
+
+116
+00:07:34,127 --> 00:07:39,550
+Un'altra importante considerazione è che ogni componente analogico è imperfetto.
+
+117
+00:07:39,550 --> 00:07:44,352
+Non esistono un transistor perfetto, un induttore perfetto, un condensatore perfetto,
+
+118
+00:07:44,352 --> 00:07:51,569
+quindi ogni componente introduce rumore e distorsione, generalmente non molto ma lo fa.
+
+119
+00:07:51,569 --> 00:07:55,669
+Già solo la trasmissione di un segnale analogico, specie se su lunghe distanze,
+
+120
+00:07:55,669 --> 00:08:00,434
+lo rovina progressivamente e irreversibilmente.
+
+121
+00:08:00,434 --> 00:08:06,513
+Inoltre la componentistica analogica è ingombrante.
+
+122
+00:08:06,513 --> 00:08:09,946
+Con due righe di codice sul mostro a transistor possiamo realizzare
+
+123
+00:08:09,946 --> 00:08:14,702
+un filtro che richiederebbe un induttore grande come un frigorifero.
+
+124
+00:08:14,702 --> 00:08:17,941
+I sistemi digitali non presentano quegli svantaggi.
+
+125
+00:08:17,941 --> 00:08:24,335
+Nella forma digitale, i nostri segnali possono essere copiati, elaborati e trasmessi senza alterazioni.
+
+126
+00:08:24,335 --> 00:08:26,889
+È anche vero che ogni tanto usiamo algoritmi lossy
+
+127
+00:08:26,889 --> 00:08:31,284
+ma le uniche fasi non ideali restano il campionamento e la riconversione,
+
+128
+00:08:31,284 --> 00:08:35,929
+quando è inevitabile interfacciarsi col mondo analogico.
+
+129
+00:08:35,929 --> 00:08:40,750
+In ogni caso, oggi la qualità delle conversioni è veramente elevata
+
+130
+00:08:40,750 --> 00:08:45,849
+e il nostro sistema uditivo le percepisce come se fossero lossless.
+
+131
+00:08:45,849 --> 00:08:50,429
+L'hardware necessario oggi è diventato economico ed ha dimensioni ridotte,
+
+132
+00:08:50,429 --> 00:08:55,379
+quindi chi decide di fare elaborazione audio sceglie ovviamente la via digitale.
+
+133
+00:08:55,379 --> 00:09:00,857
+Ora iniziamo a parlare di memorizzazione, copia, elaborazione e trasmissione.
+
+134
+00:09:01,107 --> 00:09:04,607
+L'audio digitale "nudo e crudo"
+
+135
+00:09:04,956 --> 00:09:08,639
+La forma più comune per l'audio grezzo è la Pulse Code Modulation (PCM).
+
+136
+00:09:08,639 --> 00:09:13,867
+Ci sono anche altre rappresentazioni, come la modulazione sigma-delta usata nei SACD
+
+137
+00:09:13,867 --> 00:09:16,625
+che si basa sulla densità degli impulsi ed è detta PDM.
+
+138
+00:09:16,625 --> 00:09:19,687
+Comunque la PCM è di gran lunga più usata,
+
+139
+00:09:19,687 --> 00:09:22,158
+anche perché è matematicamente più comoda.
+
+140
+00:09:22,158 --> 00:09:26,350
+Un ingegnere audio potrebbe lavorare una vita e utilizzare solo la PCM.
+
+141
+00:09:26,350 --> 00:09:29,135
+Questa codifica si caratterizza con tre parametri fondamentali,
+
+142
+00:09:29,135 --> 00:09:34,187
+rendendo relativamente semplice la gestione di ogni possibile variante.
+
+143
+00:09:34,187 --> 00:09:36,426
+Il primo parametro è la frequenza di campionamento.
+
+144
+00:09:36,426 --> 00:09:40,886
+La frequenza più alta che una codifica può rappresentare è detta frequenza di Nyquist.
+
+145
+00:09:40,886 --> 00:09:45,124
+Nella PCM la frequenza di Nyquist è esattamente la metà della frequenza di campionamento.
+
+146
+00:09:45,124 --> 00:09:51,389
+Quindi la frequenza di campionamento influenza direttamente la frequenza più alta che troveremo nel segnale digitale.
+
+147
+00:09:51,389 --> 00:09:56,515
+Le vecchie linee telefoniche analogiche limitavano la voce ad una banda sotto i 4 kHz,
+
+148
+00:09:56,515 --> 00:10:02,224
+quindi la telefonia digitale e le applicazioni vocali usano un campionamento ad 8 kHz,
+
+149
+00:10:02,224 --> 00:10:07,277
+la minima frequenza di campionamento necessaria a catturare una intera banda ampia 4 kHz.
+
+150
+00:10:07,227 --> 00:10:14,263
+Ecco l'effetto della mia voce campionata ad 8 kHz: è un po' smorzata ma resta intelligibile.
+
+151
+00:10:14,263 --> 00:10:18,149
+Questa resta la più bassa frequenza di campionamento mai usata nella pratica.
+
+152
+00:10:18,149 --> 00:10:23,322
+E quando la potenza, la memoria e i dischi crebbero, l'hardware per computer
+
+153
+00:10:23,322 --> 00:10:29,642
+riuscì a salire a campionamenti di 11, poi a 16, poi a 22 e anche a 32 kHz.
+
+154
+00:10:29,642 --> 00:10:33,491
+Ovviamente, con l'incremento nella frequenza di campionamento e nella frequenza di Nyquist,
+
+155
+00:10:33,491 --> 00:10:38,302
+le alte frequenze si sentivano più chiaramente ed il suono divenne più naturale.
+
+156
+00:10:38,301 --> 00:10:44,576
+I Compact Disc usano un campionamento a 44.1 kHz, che è un po' meglio di 32 kHz,
+
+157
+00:10:44,576 --> 00:10:46,788
+anche se le differenze sono meno evidenti.
+
+158
+00:10:46,788 --> 00:10:52,053
+La scelta di 44.1 kHz è un po' insolita, soprattutto se considerate che questa frequenza non era
+
+159
+00:10:52,053 --> 00:10:56,559
+mai stata utilizzata prima, ma l'enorme successo dei CD l'ha resa molto comune.
+
+160
+00:10:56,559 --> 00:11:01,195
+La frequenza di campionamento più comune, a parte il settore dei CD, è di 48 kHz.
+
+161
+00:11:05,710 --> 00:11:08,597
+E non ci sono differenze percepibili tra le due.
+
+162
+00:11:08,597 --> 00:11:13,640
+Ad esempio, questo video (o almeno l'originale) è stato girato e prodotto con audio a 48 kHz,
+
+163
+00:11:13,640 --> 00:11:18,545
+perché è questo lo standard per l'audio ad alta fedeltà nel settore video.
+
+164
+00:11:18,545 --> 00:11:25,100
+Sono in uso anche frequenze di campionamento a super-alta fedeltà di 88, 96 e 192 kHz.
+
+165
+00:11:25,100 --> 00:11:30,888
+L'introduzione di queste frequenze di campionamento non è legata all'estensione del campo uditivo.
+
+166
+00:11:30,888 --> 00:11:32,489
+Il motivo è un altro.
+
+167
+00:11:32,896 --> 00:11:37,319
+Facciamo un passo indietro: il matematico francese Jean Baptiste Joseph Fourier ci ha dimostrato
+
+168
+00:11:37,319 --> 00:11:42,353
+che possiamo scomporre i segnali (anche l'audio) nell'insieme di frequenze che li compongono.
+
+169
+00:11:42,353 --> 00:11:45,841
+Questa rappresentazione nel dominio della frequenza è equivalente a quella nel dominio del tempo:
+
+170
+00:11:45,841 --> 00:11:49,719
+il segnale è lo stesso ma lo descriviamo in maniera diversa.
+
+171
+00:11:49,719 --> 00:11:56,131
+Qui osserviamo la rappresentazione nel dominio della frequenza di un segnale analogico che vogliamo campionare.
+
+172
+00:11:56,131 --> 00:11:59,888
+Il teorema del campionamento ci dice due cose fondamentali del processo di campionamento.
+
+173
+00:11:59,888 --> 00:12:04,727
+Primo: il segnale digitale non può catturare le frequenze più elevate di quella di Nyquist.
+
+174
+00:12:04,727 --> 00:12:10,640
+Secondo (è questa la novità): se non tagliamo via quelle frequenze con un filtro passa-basso,
+
+175
+00:12:10,640 --> 00:12:16,414
+il campionamento le riporterà tra le frequenze catturate in forma di distorsioni da aliasing.
+
+176
+00:12:16,414 --> 00:12:20,069
+E, detto in breve, l'aliasing suona malissimo.
+
+177
+00:12:20,069 --> 00:12:25,242
+Quindi è essenziale rimuovere ogni frequenza più elevata di quella di Nyquist prima del campionamento e dopo la riconversione.
+
+178
+00:12:25,871 --> 00:12:31,265
+L'orecchio umano percepisce i suoni fino a circa 20 kHz.
+
+179
+00:12:31,265 --> 00:12:37,548
+Nei campionamenti a 44.1 o 48 kHz il filtro passa-basso deve essere estremamente preciso
+
+180
+00:12:37,548 --> 00:12:42,101
+per evitare di alterare le frequenze udibili, sotto i 20 kHz,
+
+181
+00:12:42,101 --> 00:12:49,439
+ma comunque tagliare le frequenze sopra quella di Nyquist che rovinerebbero il campionamento.
+
+182
+00:12:49,439 --> 00:12:55,342
+Un filtro così è difficile da realizzare e non ci riesce completamente.
+
+183
+00:12:55,342 --> 00:13:00,024
+Invece, se il campionamento avviene a 96 o 192 kHz
+
+184
+00:13:00,024 --> 00:13:07,223
+il filtro passa-basso può agire su un'altra ottava (o due) per filtrare. E questo filtro è più semplice.
+
+185
+00:13:07,223 --> 00:13:14,348
+Le frequenze di campionamento oltre i 48 kHz sono dovute proprio all'origine analogica del segnale.
+
+186
+00:13:15,014 --> 00:13:20,844
+Il secondo parametro fondamentale è il formato del campione, cioè il formato di ogni valore rilevato.
+
+187
+00:13:20,844 --> 00:13:26,285
+Un numero è sempre un numero ma in informatica un numero si può rappresentare in un gran numero di modi.
+
+188
+00:13:26,942 --> 00:13:30,902
+All'inizio i file PCM usavano una codifica lineare ad 8 bit, senza segno.
+
+189
+00:13:30,902 --> 00:13:37,028
+La gamma dinamica era limitata a 50 dB ed il rumore di quantizzazione, come state sentendo, era decisamente percepibile.
+
+190
+00:13:37,028 --> 00:13:39,970
+Infatti l'audio ad 8 bit è quasi svanito ai nostri giorni.
+
+191
+00:13:41,007 --> 00:13:47,484
+La telefonia digitale utilizza una tra due codifiche ad 8 bit non lineari, dette A-law e mu-law.
+
+192
+00:13:47,484 --> 00:13:51,287
+Queste codifiche offrono la gamma dinamica di 14 bit usandone 8
+
+193
+00:13:51,287 --> 00:13:54,674
+grazie alla maggior ampiezza (non lineare, appunto) dei valori maggiori.
+
+194
+00:13:54,674 --> 00:13:59,226
+Le codifiche A-law e mu-law sono certamente migliori sul fronte del rumore di quantizzazione,
+
+195
+00:13:59,226 --> 00:14:03,557
+e nascondono altri artefatti grazie alla miglior resa della voce.
+
+196
+00:14:03,557 --> 00:14:08,248
+Troverete queste 3 codifiche ad 8 bit, lineare, A-law e mu-law,
+
+197
+00:14:08,248 --> 00:14:13,328
+generalmente in uso con campionamenti ad 8 kHz, anche se qui li abbiamo provati a 48 kHz.
+
+198
+00:14:13,328 --> 00:14:18,491
+Le codifiche PCM di oggi usano 16 o 24 bit interi in complemento a due ed offrono
+
+199
+00:14:18,491 --> 00:14:23,858
+la gamma dinamica da meno infinito a zero decibel nei loro 16 o 24 bit.
+
+200
+00:14:23,858 --> 00:14:27,800
+I loro valore massimo coincide con zero decibel.
+
+201
+00:14:27,800 --> 00:14:31,584
+In tutti i formati visti finora, i segnali più forti di zero decibel,
+
+202
+00:14:31,584 --> 00:14:35,619
+e dunque maggiori del massimo rappresentabile, vengono tagliati. Persi.
+
+203
+00:14:35,619 --> 00:14:41,199
+Negli studi di missaggio è consueto l'uso di numeri reali per la PCM, al posto degli interi.
+
+204
+00:14:41,199 --> 00:14:47,222
+Un numero reale a 32 bit, come da standard IEEE 754, è lo stesso usato dai computer
+
+205
+00:14:47,222 --> 00:14:52,793
+ed, oltre a 24 bit di risoluzione, ha anche 7 bit dedicati all'esponente per estendere i valori rappresentabili.
+
+206
+00:14:52,793 --> 00:14:57,040
+Nei numeri reali il valore di zero decibel è su +/- 1.0
+
+207
+00:14:57,040 --> 00:15:00,547
+ma un numero reale può anche assumere valori decisamente più elevati di 1
+
+208
+00:15:00,547 --> 00:15:05,220
+quindi, se durante il missaggio certi segnali superano la soglia di zero decibel, non saranno perduti.
+
+209
+00:15:05,220 --> 00:15:11,077
+I campionamenti PCM con numeri reali occupano parecchio spazio e quindi si usano solo durante le elaborazioni intermedie.
+
+210
+00:15:11,077 --> 00:15:15,796
+Un ultimo punto: i PC leggono e scrivono dati in ottetti di bit, i byte,
+
+211
+00:15:15,796 --> 00:15:18,489
+dunque bisogna tener presente che i campioni più grandi di 8 bit possono essere immagazzinati
+
+212
+00:15:18,489 --> 00:15:22,838
+con ordine little endian o con il big endian, e sono entrambi utilizzati normalmente.
+
+213
+00:15:22,838 --> 00:15:28,751
+Per esempio, i file Wav di Microsoft sono in little endian e gli AIFC di Apple in big endian.
+
+214
+00:15:28,751 --> 00:15:30,139
+Sappiatelo.
+
+215
+00:15:30,870 --> 00:15:34,071
+Il terzo parametro della codifica PCM è il numero di canali.
+
+216
+00:15:34,071 --> 00:15:38,485
+Per convenzione, la codifica multicanale prevede l'inserimento dei campioni da ogni canale
+
+217
+00:15:38,485 --> 00:15:43,398
+in sequenza nello stesso stream, una soluzione immediata e scalabile.
+
+218
+00:15:43,398 --> 00:15:47,701
+Ed è tutto! Con questi parametri si descrive ogni stream PCM.
+
+219
+00:15:47,701 --> 00:15:51,578
+Chiuso. L'audio digitale è proprio semplice!
+
+220
+00:15:51,578 --> 00:15:56,436
+Ci sarebbe anche altro da dire, ovvio, ma adesso che sappiamo cosa c'è in un blocco di dati audio
+
+221
+00:15:56,436 --> 00:15:58,092
+vediamo di parlare anche del video.
+
+222
+00:15:58,242 --> 00:16:02,242
+Video digitale: piantiamo le basi
+(e facciamole attecchire)
+
+223
+00:16:02,571 --> 00:16:08,798
+Possiamo pensare al segnale video come se fosse l'audio, notando che esso ha le dimensioni X e Y
+
+224
+00:16:08,798 --> 00:16:12,787
+oltre alla dimensione temporale. Matematicamente è valido.
+
+225
+00:16:12,787 --> 00:16:19,097
+Allora possiamo applicare lo stesso teorema del campionamento alle sue tre dimensioni, come facevamo con l'audio.
+
+226
+00:16:19,097 --> 00:16:25,815
+Siamo d'accordo, audio e video sono molto diversi. I dati richiesti per il video sono molti, molti di più.
+
+227
+00:16:25,815 --> 00:16:29,294
+L'audio da CD richiede circa 1.4 megabit per secondo.
+
+228
+00:16:29,294 --> 00:16:33,958
+Il video grezzo 1080i HD richiede oltre 700 megabit per secondo,
+
+229
+00:16:33,958 --> 00:16:40,056
+quindi più di 500 volte tanto. Tutta roba da catturare, elaborare ed immagazzinare ogni secondo.
+
+230
+00:16:40,056 --> 00:16:43,711
+Secondo la legge di Moore... vediamo... più o meno 8 raddoppi, ciascuno in 2 anni...
+
+231
+00:16:43,711 --> 00:16:47,838
+e quindi i computer dovrebbero richiedere circa 15 anni in più per maneggiare il video grezzo
+
+232
+00:16:47,838 --> 00:16:51,252
+dal momento in cui riuscissero a gestire l'audio grezzo.
+
+233
+00:16:51,252 --> 00:16:55,425
+Il video è però più complesso dell'audio.
+
+234
+00:16:55,425 --> 00:16:58,599
+La mole di dati video deve essere rappresentata
+
+235
+00:16:58,599 --> 00:17:02,106
+in un modo più efficiente rispetto alla semplicità della PCM lineare.
+
+236
+00:17:02,106 --> 00:17:06,705
+In più, considerate che il video digitale viene in gran parte dal segnale televisivo
+
+237
+00:17:06,705 --> 00:17:13,423
+e l'industria della televisione ha da sempre un occhio di riguardo per la compatibilità col passato.
+
+238
+00:17:13,423 --> 00:17:17,559
+Proprio fino all'anno scorso, negli USA, i vecchi televisori in bianco e nero
+
+239
+00:17:17,559 --> 00:17:21,038
+erano ancora capaci di funzionare con la TV analogica.
+
+240
+00:17:21,038 --> 00:17:23,879
+È un bel trucco, no?
+
+241
+00:17:23,879 --> 00:17:28,718
+Lo svantaggio della retrocompatibilità è questo: una volta che uno standard si impone,
+
+242
+00:17:28,718 --> 00:17:30,985
+dopo non puoi più liberartene.
+
+243
+00:17:30,985 --> 00:17:37,305
+Il video digitale non ha la storia dell'audio ma non puoi crearlo dal niente con idee nuove.
+
+244
+00:17:37,305 --> 00:17:43,958
+Dopo una storia di oltre sessant'anni, i trucchi introdotti nella TV
+
+245
+00:17:43,958 --> 00:17:50,102
+sono diventati un bel po' e poiché la TV digitale è ancora il motore del video digitale,
+
+246
+00:17:50,102 --> 00:17:54,664
+tutti quegli accrocchi ce li siamo ritrovati anche negli standard per il video digitale.
+
+247
+00:17:54,664 --> 00:18:00,022
+Sarò breve, perché i dettagli del video digitale sono molti di più rispetto all'audio
+
+248
+00:18:00,022 --> 00:18:05,592
+e sarebbe impossibile discuterli tutti in questo episodio, quindi parleremo dei fondamentali.
+
+249
+00:18:06,036 --> 00:18:10,857
+I parametri più ovvi sono certamente la larghezza e l'altezza dell'immagine in pixel.
+
+250
+00:18:10,857 --> 00:18:15,882
+Purtroppo non è così semplice, perché la dimensione in pixel in sé non ci dice nulla riguardo ad
+
+251
+00:18:15,882 --> 00:18:22,016
+altezza e larghezza del fotogramma, visto che il segnale broadcast non usa pixel quadrati.
+
+252
+00:18:22,016 --> 00:18:25,005
+Mentre le righe verticali sono in numero fisso,
+
+253
+00:18:25,005 --> 00:18:29,021
+i pixer orizzontali dipendono dalla larghezza di banda a disposizione.
+
+254
+00:18:29,021 --> 00:18:31,945
+E quindi capita che le righe orizzontali siano costituite da pixel
+
+255
+00:18:31,945 --> 00:18:35,489
+più stretti o più larghi di quanto siano alti.
+
+256
+00:18:35,489 --> 00:18:38,395
+Generalmente negli standard si richiede che il video digitale
+
+257
+00:18:38,395 --> 00:18:41,902
+conservi la risoluzione originale della fonte analogica,
+
+258
+00:18:41,902 --> 00:18:45,566
+quindi è facile imbattersi in video digitali che usano pixel non quadrati.
+
+259
+00:18:45,566 --> 00:18:49,924
+Per esempio, un DVD NTSC con rapporto d'aspetto 4:3 ha in realtà
+
+260
+00:18:49,924 --> 00:18:55,374
+una risoluzione di 704 x 480 punti, ben più largo di 4:3.
+
+261
+00:18:55,374 --> 00:18:59,640
+In questo caso, i pixel hanno un rapporto d'aspetto 10:11 e quindi sono più alti che larghi:
+
+262
+00:18:59,640 --> 00:19:04,553
+l'effetto è di ridurre la larghezza dell'immagine per avere il rapporto d'aspetto 4:3.
+
+263
+00:19:04,553 --> 00:19:09,800
+Un'immagine così dovrà essere corretta per essere mostrata correttamente sui display con pixel quadrati.
+
+264
+00:19:10,253 --> 00:19:15,287
+Il secondo parametro è ovviamente il frame rate, il numero di fotogrammi al secondo.
+
+265
+00:19:15,287 --> 00:19:19,655
+Nell'uso comune sono diffusi diversi frame rate standard e il video digitale, in qualche modo,
+
+266
+00:19:19,655 --> 00:19:23,689
+può usarli un po' tutti, o anche altri fuori standard. Esistono perfino frame rate variabili
+
+267
+00:19:23,689 --> 00:19:27,113
+in cui la velocità di aggiornamento varia lungo la durata del video.
+
+268
+00:19:27,113 --> 00:19:32,998
+Con frame rate più elevati otteniamo movimenti più fluidi, e quindi niente interlacciamento.
+
+269
+00:19:32,998 --> 00:19:37,967
+Nei primi tempi delle trasmissioni TV i tecnici cercavano il maggior frame rate possibile
+
+270
+00:19:37,967 --> 00:19:42,075
+per avere movimenti fluidi e ridurre lo sfarfallio sui monitor CRT.
+
+271
+00:19:42,075 --> 00:19:45,277
+Un'altra pressante richiesta era quella di usare la minor banda possibile
+
+272
+00:19:45,277 --> 00:19:48,182
+mantenendo un'alta risoluzione ed un alto frame rate.
+
+273
+00:19:48,182 --> 00:19:51,208
+La loro idea fu di creare la scansione interlacciata: con questa tecnologia
+
+274
+00:19:51,208 --> 00:19:54,826
+le linee pari e le linee dispari venivano mandate in due passi successivi.
+
+275
+00:19:54,826 --> 00:19:59,961
+Ogni passo fu chiamato semiquadro e due semiquadri costituivano all'incirca un fotogramma.
+
+276
+00:19:59,961 --> 00:20:05,319
+Si, "all'incirca", perché i semiquadri pari e dispari non venivano mica dalla stessa immagine.
+
+277
+00:20:05,319 --> 00:20:10,797
+In una trasmissione a 60 semiquadri al secondo, la sorgente è effettivamente ripresa 60 volte al secondo
+
+278
+00:20:10,797 --> 00:20:15,386
+ma metà del fotogramma (le righe dispari o le righe pari) viene scartata, non serve.
+
+279
+00:20:15,386 --> 00:20:20,272
+Ecco perché non si può ricostruire il fotogramma semplicemente ricombinando due semiquadri:
+
+280
+00:20:20,272 --> 00:20:23,039
+essi non provengono dallo stesso fotogramma!
+
+281
+00:20:24,047 --> 00:20:29,683
+La tecnologia a tubo catodico, o CRT, è stata l'unica per buona parte della storia del video.
+
+282
+00:20:29,683 --> 00:20:32,949
+La luminosità di un vecchio CRT non era lineare,
+
+283
+00:20:32,949 --> 00:20:36,585
+bensì legata alla tensione di controllo da un esponente di 2.5.
+
+284
+00:20:36,585 --> 00:20:43,821
+Questo esponente si chiama gamma e da qui nasce l'espressione "correzione gamma di un display".
+
+285
+00:20:43,821 --> 00:20:50,493
+Al contrario, la videocamera ha una luminosità lineare e collegandole direttamente un CRT si vedrebbe questo.
+
+286
+00:20:51,270 --> 00:20:56,637
+Poiché in origine c'erano ben poche telecamere, tra l'altro costosissime,
+
+287
+00:20:56,637 --> 00:21:01,634
+e parallelamente molte TV, che dovevano essere prodotte a costi contenuti,
+
+288
+00:21:01,634 --> 00:21:08,222
+i tecnici decisero di applicare la correzione del gamma agli apparati di ripresa, invece che alle TV.
+
+289
+00:21:08,222 --> 00:21:13,062
+Dunque il segnale video trasmesso via etere viaggiava con una luminosità che usava l'inverso
+
+290
+00:21:13,062 --> 00:21:18,271
+dell'esponente gamma, così che, una volta giunto sul display,
+
+291
+00:21:18,271 --> 00:21:23,305
+veniva ripristinato alla luminosità lineare originale.
+
+292
+00:21:23,777 --> 00:21:25,118
+Beh, quasi.
+
+293
+00:21:30,393 --> 00:21:33,113
+Ci sono ancora un paio di dettagli...
+
+294
+00:21:33,113 --> 00:21:40,442
+Una telecamera televisiva in realtà usa un esponente gamma che risulta inverso di 2.2, non 2.5.
+
+295
+00:21:40,442 --> 00:21:43,754
+È stato scelto questo valore per migliorare la visione negli ambienti oscuri.
+
+296
+00:21:43,754 --> 00:21:48,279
+Inoltre la curva esponenziale diventa lineare in prossimità del nero:
+
+297
+00:21:48,279 --> 00:21:52,360
+è un espediente per evitare il rumore dovuto alla sensibilità del sensore della videocamera.
+
+298
+00:21:54,941 --> 00:21:57,347
+La correzione del gamma aveva però un effetto positivo:
+
+299
+00:21:57,347 --> 00:22:02,214
+Si dà il caso che l'occhio umano abbia un gamma percettivo pari a 3,
+
+300
+00:22:02,214 --> 00:22:05,962
+il che è molto, molto simile al gamma di un CRT di 2.5.
+
+301
+00:22:05,962 --> 00:22:10,607
+Un'immagine che sfrutta la correzione gamma riserva maggior risoluzione alle basse intensità,
+
+302
+00:22:10,607 --> 00:22:14,336
+di cui gli occhi possono apprezzare meglio i dettagli,
+
+303
+00:22:14,336 --> 00:22:18,222
+e quindi usa il segnale visivo con maggiore efficienza.
+
+304
+00:22:18,222 --> 00:22:22,784
+Sebbene i CRT siano ormai in estinzione, un normale monitor sRGB
+
+305
+00:22:22,784 --> 00:22:28,419
+usa ancora una curva di intensità non lineare simile alla TV, con la rampa lineare nella zona del nero,
+
+306
+00:22:28,419 --> 00:22:32,491
+seguita dalla zona esponenziale con esponente gamma di 2.4,
+
+307
+00:22:32,491 --> 00:22:36,636
+il che gli permette di racchiudere una scala di valori che richiederebbe 16 bit in soli 8.
+
+308
+00:22:37,580 --> 00:22:41,790
+L'occhio umano distingue tre colori principali: il rosso, il verde ed il blu.
+
+309
+00:22:41,790 --> 00:22:47,407
+Molti display usano una combinazione additiva di questi tre colori per produrre tutti gli altri.
+
+310
+00:22:49,258 --> 00:22:54,190
+I colori principali delle stampanti sono invece il ciano, il magenta ed il giallo ma l'idea di base è la stessa.
+
+311
+00:22:54,190 --> 00:22:59,381
+questi pigmenti funzionano per via sottrattiva: ciascuno toglie un colore dalla luce riflessa.
+
+312
+00:22:59,381 --> 00:23:05,682
+Il ciano toglie il rosso, il magenta toglie il verde ed il giallo toglie il blu.
+
+313
+00:23:05,682 --> 00:23:10,919
+I video si possono rappresentare con le informazioni su rosso, verde e blu
+
+314
+00:23:10,919 --> 00:23:17,211
+ma è una soluzione atipica. L'occhio umano è più sensibile alla luminosità che al colore
+
+315
+00:23:17,211 --> 00:23:21,329
+e la codifica RGB distribuisce la luminosità dell'immagine sui tre canali colore.
+
+316
+00:23:21,329 --> 00:23:25,326
+Voglio dire che il canale rosso appare come una versione rossa dell'originale,
+
+317
+00:23:25,326 --> 00:23:28,769
+il canale verde come una versione verde dell'originale
+
+318
+00:23:28,769 --> 00:23:32,063
+ed il canale blu come una versione blu dell'originale.
+
+319
+00:23:32,063 --> 00:23:35,705
+Insomma, il bianco e nero moltiplicato per tre: no, non è efficiente.
+
+320
+00:23:35,706 --> 00:23:39,438
+Per questo motivo e per lo strano caso che la TV è nata in bianco e nero,
+
+321
+00:23:39,438 --> 00:23:45,017
+il video si rappresenta generalmente con un canale luma ad alta risoluzione,
+
+322
+00:23:45,017 --> 00:23:51,041
+che poi è il bianco e nero, con l'aggiunta di altri canali croma a minore risoluzione, i colori.
+
+323
+00:23:51,041 --> 00:23:57,074
+Il canale luma, detto Y, si ottiene tramite la somma pesata dei tre canali colore.
+
+324
+00:23:57,074 --> 00:24:01,867
+I canali croma U e V sono quindi calcolati sottraendo il segnale luma dal blu
+
+325
+00:24:01,867 --> 00:24:04,070
+e poi il luma dal rosso.
+
+326
+00:24:04,070 --> 00:24:11,750
+La terna di valori YUV, elaborata per il video digitale, andrebbe chiamata più correttamente Y'CbCr
+
+327
+00:24:11,750 --> 00:24:15,238
+ma la sua denominazione generica YUV è tuttavia molto usata
+
+328
+00:24:15,238 --> 00:24:18,301
+in tutti gli ambiti, analogici e digitali.
+
+329
+00:24:18,912 --> 00:24:22,983
+I canali croma U e V potrebbero usare la stessa risoluzione del canale luma Y
+
+330
+00:24:22,983 --> 00:24:28,674
+ma, dato che l'occhio umano è meno sensibile alla distribuzione spaziale del colore,
+
+331
+00:24:28,674 --> 00:24:34,346
+la risoluzione dei canali croma è generalmente ridotta a metà o anche un quarto, in orizzontale
+
+332
+00:24:34,346 --> 00:24:39,528
+e/o in verticale, senza una perdita di qualità apprezzabile.
+
+333
+00:24:39,528 --> 00:24:43,942
+Questa riduzione (subsampling) è stata applicata in ogni sua possibile variante
+
+334
+00:24:43,942 --> 00:24:46,875
+ma le più comuni oggi sono
+
+335
+00:24:46,875 --> 00:24:51,187
+4:4:4, che non subisce alcun subsampling,
+
+336
+00:24:51,187 --> 00:24:56,711
+4:2:2, in cui la risoluzione orizzontale dei canali U e V è dimezzata,
+
+337
+00:24:56,711 --> 00:25:02,587
+e 4:2:0, la più comune, in cui sia la risoluzione orizzontale sia quella verticale
+
+338
+00:25:02,587 --> 00:25:08,897
+dei canali croma è dimezzata, col risultato di avere piani U e V di dimensione un quarto di quello Y.
+
+339
+00:25:08,897 --> 00:25:17,096
+Usare le abbreviazioni 4:2:2, 4:2:0 o 4:1:1 o anche altre non descrive puntualmente i canali croma
+
+340
+00:25:17,096 --> 00:25:21,186
+e il loro subsampling perchè ci sono molti modi di intercalare le informazioni rispetto al canale luma
+
+341
+00:25:21,186 --> 00:25:24,776
+e, ancora una volta, molte varianti sono comunemente usate.
+
+342
+00:25:24,776 --> 00:25:32,502
+Per esempio il motion JPEG, il video MPEG-1, il video MPEG-2, DV, Theora e WebM usano
+
+343
+00:25:32,502 --> 00:25:38,317
+o possono usare il subsampling 4:2:0 ma piazzano i pixel dei canali croma in modi diversi.
+
+344
+00:25:38,317 --> 00:25:43,023
+Le codifiche motion JPEG, video MPEG-1, Theora e WebM piazzano i pixel croma
+
+345
+00:25:43,023 --> 00:25:46,345
+tra i pixel luma in orizzontale e in verticale.
+
+346
+00:25:46,345 --> 00:25:51,989
+L'MPEG-2 inserisce i pixel croma tra due linee, allineandoli orizzontalmente coi pixel luma.
+
+347
+00:25:51,989 --> 00:25:57,106
+La modalità interlacciata complica le cose, portando a strategie di piazzamento un po' strane.
+
+348
+00:25:57,106 --> 00:26:00,909
+Infine c'è il PAL-DV, che è sempre interlacciato, che inserisce i pixel croma
+
+349
+00:26:00,909 --> 00:26:04,398
+nelle stesse posizioni dei pixel luma in orizzontale
+
+350
+00:26:04,398 --> 00:26:07,303
+ma verticalmente alterna i canali croma, riga per riga.
+
+351
+00:26:07,683 --> 00:26:12,282
+E questo è sono il video 4:2:0. Potete scoprire da soli gli altri subsampling.
+
+352
+00:26:12,282 --> 00:26:14,882
+Una volta compresa l'idea di base...
+Beh, passiamo ad altro.
+
+353
+00:26:15,511 --> 00:26:21,128
+Nei file audio a più canali abbiamo inserito i campionamenti di ciascuno di essi in ordine.
+
+354
+00:26:21,128 --> 00:26:26,383
+I file video usano sia formati a pacchetti, che alternano i canali colore,
+
+355
+00:26:26,383 --> 00:26:30,584
+sia formati planari che racchiudono i pixel in diversi piani da sovrapporre
+
+356
+00:26:30,584 --> 00:26:35,415
+per realizzare l'intero fotogramma. Queste due tipologie raggruppano in realtà più di 50 formati
+
+357
+00:26:35,415 --> 00:26:41,549
+con più di una dozzina di uso comune. Ogni combinazione di subsampling croma e profondità di colore
+
+358
+00:26:41,549 --> 00:26:46,574
+porta con sé una organizzazione particolare, un nuovo formato di pixel. Per ciascun subsampling
+
+359
+00:26:46,574 --> 00:26:50,858
+ci sono poi varianti che si differenziano banalmente per l'ordine dei canali
+
+360
+00:26:50,858 --> 00:26:55,966
+o un impacchettamento dei dati un po' diverso perché fu utile in una particolare piattaforma
+
+361
+00:26:55,966 --> 00:27:00,352
+e talvolta perfino per semplice puntiglio.
+
+362
+00:27:00,352 --> 00:27:04,692
+I diversi formati di pixel si indicano con un nome unico detto codice FOURCC,
+
+363
+00:27:04,692 --> 00:27:08,115
+ne esistono numerosi ma non avrebbe senso fermarsi a descriverli tutti.
+
+364
+00:27:08,115 --> 00:27:13,704
+Google può darvi una mano ma attenti: per il video grezzo il codice FOURCC vi indica solo l'organizzazione
+
+365
+00:27:13,704 --> 00:27:20,339
+dei pixel ed il subsampling croma, ma nulla su dove stanno le informazioni, né sugli spazi colore.
+
+366
+00:27:20,339 --> 00:27:25,807
+Il video YV12, ad esempio, può piazzare le informazioni croma secondo le regole JPEG, MPEG-2 o DV
+
+367
+00:27:25,807 --> 00:27:28,991
+o anche secondo altre specifiche degli spazi colore YUV.
+
+368
+00:27:29,472 --> 00:27:33,913
+Questo sintetizza un po' il nostro breve (ed incompleto) viaggio nel video grezzo.
+
+369
+00:27:33,913 --> 00:27:38,651
+La buona notizia è che tutto questo basta per fare già un sacco di cose.
+
+370
+00:27:38,651 --> 00:27:42,528
+In moltissime situazioni un fotogramma di dati video è solo un fotogramma di dati video.
+
+371
+00:27:42,528 --> 00:27:46,451
+I dettagli diventano rilevanti quando parliamo di scrivere software ma per adesso
+
+372
+00:27:46,452 --> 00:27:52,086
+sono lieto di aver dato ai cordiali spettatori una ampia panoramica dei concetti più importanti.
+
+373
+00:27:52,336 --> 00:27:55,536
+Formati contenitori
+(e tutto il resto)
+
+374
+00:27:55,640 --> 00:27:59,230
+Quindi, abbiamo dati audio ed abbiamo dati video.
+
+375
+00:27:59,230 --> 00:28:03,246
+Ci resta da conoscere la parte più familiare ma non legata ai segnali, una parte di tecnologia
+
+376
+00:28:03,246 --> 00:28:07,410
+che gli sviluppatori conoscono bene. E ce n'è in abbondanza!
+
+377
+00:28:07,928 --> 00:28:11,768
+I blocchi di dati audio e video non hanno strutture esterne a contenerli
+
+378
+00:28:11,768 --> 00:28:15,173
+ma spesso mostrano una dimensione uniforme. Potremmo concatenarli insieme
+
+379
+00:28:15,173 --> 00:28:18,097
+secondo un ordine ben definito, anche se rigido, per conservarli o mandarli in streaming
+
+380
+00:28:18,097 --> 00:28:21,040
+e ci sono soluzioni che effettivamente lavorano così.
+
+381
+00:28:21,040 --> 00:28:24,195
+Tuttavia i frame compressi non sempre hanno una dimensione prevedibile
+
+382
+00:28:24,195 --> 00:28:29,405
+e per i nostri scopi sarebbe preferibile una certa flessibilità nei formati da stipare in un flusso dati.
+
+383
+00:28:29,405 --> 00:28:34,281
+Concatenando a casaccio dati di cui non conosciamo la dimensione, perdiamo i confini che separano i pacchetti
+
+384
+00:28:34,281 --> 00:28:37,871
+finendo col non riconoscere da quale stream provengono certi dati.
+
+385
+00:28:37,871 --> 00:28:42,192
+Una sequenza audio video deve avere una certa struttura per rimanere utilizzabile.
+
+386
+00:28:42,192 --> 00:28:46,606
+In aggiunta ai nostri dati, c'è bisogno anche dei parametri per l'audio PCM e per il video,
+
+387
+00:28:46,606 --> 00:28:49,752
+e probabilmente molti altri metadati che vogliamo far viaggiare insieme allo stream,
+
+388
+00:28:49,752 --> 00:28:55,415
+come etichette per l'audio o capitoli e sottotitoli per il video, per una visione più confortevole.
+
+389
+00:28:55,415 --> 00:29:01,633
+Ha dunque senso inserire i metadati (dati che riguardano i dati) nello stesso mezzo che viaggia.
+
+390
+00:29:01,633 --> 00:29:06,445
+Conservare ed organizzare dati informi e vari metadati è il compito del contenitore.
+
+391
+00:29:06,445 --> 00:29:09,221
+I contenitori organizzano i blocchi di dati,
+
+392
+00:29:09,221 --> 00:29:12,015
+alternano ed identificano gli stream multipli,
+
+393
+00:29:12,015 --> 00:29:15,337
+conservano le temporizzazioni e tutti i metadati importanti
+
+394
+00:29:15,337 --> 00:29:19,140
+per interpretare, scorrere, manipolare e presentare i contenuti multimediali.
+
+395
+00:29:19,140 --> 00:29:22,222
+In generale, ogni contenitore gestisce qualsiasi tipo di dati
+
+396
+00:29:22,222 --> 00:29:24,970
+e ogni tipo di dato può finire in ogni tipo di contenitore.
+
+397
+00:29:25,720 --> 00:29:28,520
+In conclusione...
+
+398
+00:29:28,801 --> 00:29:32,391
+In questi trenta minuti abbiamo presentato audio e video digitali,
+
+399
+00:29:32,391 --> 00:29:35,435
+visto un po' di storia, un po' di matematica e di ingegneria,
+
+400
+00:29:35,435 --> 00:29:39,377
+ma abbiamo appena grattato in superficie ed è già il momento di fermarci.
+
+401
+00:29:41,107 --> 00:29:45,373
+C'è davvero tanto altro di cui parlare, quindi spero vogliate seguirmi anche nel prossimo episodio.
+
+402
+00:29:45,373 --> 00:29:47,159
+Fino ad allora... alla salute!
+