Cos'è il dithering nell'audio

Il dithering aiuta a mantenere un audio digitale eccezionale anche se alcuni dati vengono rimossi

Probabilmente ti sei già imbattuto nel concetto di "dither", soprattutto se hai mai esportato una traccia dalla tua workstation audio digitale (DAW). Potrebbe sorgere la domanda: cos'è questo processo ed è davvero necessario in varie situazioni? Riveliamo i segreti del dithering, conosciamo la sua essenza, i principi di funzionamento e determiniamo i casi in cui il suo utilizzo è giustificato, e tocchiamo anche le caratteristiche del lavoro con l'audio digitale.

Cos'è il dithering?

In poche parole, il dithering è un processo di elaborazione che svolge un ruolo chiave nel mantenimento di file multimediali digitali di alta qualità, inclusi audio, immagini e persino video. È interessante notare che ciò si ottiene con un metodo apparentemente controintuitivo: aggiungendo una piccola quantità di rumore in tutto il file.

Perché potrebbe essere necessaria una simile azione? Per comprendere appieno il valore del dithering, dobbiamo esaminare le nozioni di base su come funziona l'audio digitale.

Come funziona l'audio digitale

Quando catturi un segnale audio su un computer o qualsiasi altro dispositivo digitale, l'audio analogico viene trasformato in una sequenza di numeri: viene campionato. Questo processo, noto come conversione da analogico a digitale (ADC), consente di catturare il segnale audio originale con una precisione ragionevole.

La dimensione dei file in cui verranno archiviati i dati audio è determinata principalmente da due parametri chiave. Il primo è la frequenza di campionamento, che indica quanto spesso al secondo registriamo il livello di ampiezza dell'onda sonora. Il secondo parametro importante è la profondità di bit, che determina il numero di valori possibili per registrare ciascuna misurazione di ampiezza. Ciò influisce sulla precisione con cui il segnale audio in ingresso può essere riprodotto con ciascuna misurazione, un processo chiamato quantizzazione.

Aumentando il livello di questi parametri si ottengono registrazioni digitali di qualità superiore, fornendo una gamma dinamica maggiore. Allo stesso tempo, la futura riduzione della profondità di bit può portare alla perdita di informazioni e alla comparsa di errori di quantizzazione.

Come funziona il dithering

Immagina di aver catturato l'audio con una qualità a 32 o 24 bit, ma ora devi esportarlo con una profondità di bit inferiore. In questo caso, la tua workstation audio digitale (DAW) si quantizzerà nuovamente mentre crea il file finale. Ma ora deve lavorare con un insieme di valori significativamente limitato.

Di conseguenza, questo processo può essere paragonato all'arrotondamento dei numeri per eccesso o per difetto, in cui l'arrotondamento diventa più grossolano man mano che la profondità di bit diminuisce. Ciò può causare errori di quantizzazione e, in alcuni casi, portare a una notevole distorsione del suono quando riprodotto attraverso gli altoparlanti.

Il dithering è il minore dei due errori

È qui che il dithering fa la sua magia. Introducendo molte variazioni casuali del rumore durante la registrazione, ci consente di ridurre al minimo gli effetti indesiderati degli errori di quantizzazione, rendendoli meno percepibili all'orecchio.

Per “casuale” intendiamo veramente casuale: è l’imprevedibilità del rumore rispetto al segnale quantizzato che lo rende così efficace. La giusta quantità di questo rumore non correlato attenua i bordi di un arrotondamento aggressivo che altrimenti comporterebbe una distorsione più evidente. Aggiungere anche un piccolo livello costante di rumore finisce per essere percepito dalle nostre orecchie come meno disturbante della potenziale distorsione derivante dal processo di quantizzazione senza dithering.

Dithering nell'elaborazione delle immagini

Se trovi difficile comprendere il dithering, dai un'occhiata alla sua applicazione nella visualizzazione. Questo articolo di Lifewire sul dithering delle immagini dimostra come questo processo possa produrre transizioni di gradiente più uniformi. Un sottile strato di rumore distribuito uniformemente in tutta l'immagine attenua efficacemente le forti differenze tra le aree chiare e quelle scure.

Quando dithering il suono

Come regola generale, si consiglia il dithering ogni volta che l'audio viene renderizzato in un formato con profondità di bit inferiore (ad esempio, durante la conversione da 32 bit a 24 bit o da 24 bit a 16 bit). Nel contesto dell'esportazione dell'audio in un formato a bit elevato, come 32 bit, in genere il dithering non è necessario poiché non si verifica una significativa perdita di dati nel processo.

Se parliamo di un mix finale o di un pre-master destinato al mastering professionale, in molti casi il dithering può essere saltato. Questo perché gli ingegneri del mastering possono scegliere di eseguire autonomamente il dithering in base alle specifiche del prodotto finale. In tali situazioni è importante comunicare con un tecnico per chiarire tutti i dettagli e i desideri relativi al dithering.

Infine, il dithering non è consigliato durante la conversione in formati audio compressi come .mp3 o AAC, poiché questi formati introducono distorsioni che il dithering non può correggere.

Conclusione: cos'è il dithering nell'audio?

Anche se il concetto di dithering può sembrare controverso e spesso non è completamente compreso, questa tecnica di esportazione audio, che utilizza il rumore per ridurre gli effetti dannosi degli errori di quantizzazione, svolge un ruolo importante nell'elaborazione audio. La domanda se il dithering sia necessario non ha una risposta universale e dipende dai tuoi obiettivi e dalle aspettative del processo.

Inoltre, potresti dover scegliere il tipo di dithering. La varietà di opzioni disponibili offre diversi metodi per aggiungere rumore, influenzando il suono finale del tuo lavoro a un livello sorprendentemente sottile. Se non hai ancora esperienza nel sentire le differenze, sentiti libero di sperimentare diversi tipi di dither per trovare quello più adatto alla tua composizione.

Ci auguriamo che questa guida ti aiuti a comprendere meglio l'essenza del dithering, i suoi meccanismi e i principi di applicazione nella tua creatività.