Rari sono coloro che si prendono il tempo di approfondire il tema del dithering.
Avrei difficoltà a biasimarli: infatti, sebbene sia l’ultima fase dei trattamenti effettuati durante il mastering, non è certamente la più affascinante.
La maggior parte di noi aggiunge il dithering perché gli è stato detto di farlo. E basta.
Quindi, se hai già letto questa pagina fino a qui, congratulazioni 🙂 — significa che sei davvero motivato/a a saperne di più sull’argomento.
E stai tranquillo, questo articolo non sarà una tesi tecnica sul dithering (esiste), ma semplicemente una panoramica sufficientemente completa affinché tu possa capire a cosa serve e come utilizzarlo.
Cominciamo…
Notione di risoluzione in bit
Iniziamo a guardare come appare un segnale digitale (questo potrebbe essere un promemoria per alcuni di voi).
Nell’universo digitale — quindi quello del tuo PC e del tuo DAW ad esempio — un segnale audio è composto da 0 e 1.
È per questo che si parla di “segnale digitale”, rispetto ai segnali analogici del mondo fisico.
Questo significa che se prendiamo un’onda sinusoidale come questa:
e ci zoomiamo, otteniamo qualcosa del genere:
Vedi questi punti?
Bene, si tratta dei campioni (samples in inglese) del tuo segnale.
La scala orizzontale corrisponde al tempo che scorre. Per secondo, ci sono tanti punti-campione quanto la frequenza di campionamento del segnale.
Ad esempio, su un CD, il campionamento è a 44100 Hz: quindi abbiamo 44100 campioni al secondo.
La scala verticale, invece, corrisponde al valore dei campioni. Maggiore è la risoluzione in bit, maggiori sono i valori possibili.
Quindi, maggiore è l’intervallo dinamico del segnale che può essere rappresentato:
- 1 bit = 2 valori possibili, 0 o 1;
- 2 bit = 4 valori possibili;
- 16 bit = 65 536 valori possibili;
- 24 bit = 16 777 216 valori possibili;
- ecc.
Il fatto è che a seconda del supporto, non troveremo la stessa risoluzione.
Tipicamente, nel tuo DAW, probabilmente stai trattando tracce registrate a 24 bit.
Ma i tuoi effetti lavorano a 64 bit.
E in fine, i CD che produrrai sono a 16 bit.
E qui ci sarà un problema…
Riduzione della risoluzione in bit = problema
Immagina di avere un segnale semplice registrato a 24 bit.
Ad esempio, un’onda sinusoidale a 1 kHz.
Se guardiamo lo spettro delle frequenze corrispondente, troviamo una bella frequenza fondamentale con un rumore di fondo estremamente basso (il noise floor).
Finora, tutto bene.
Immagina ora di voler convertire questo segnale in 16 bit.
Per farlo, ad esempio, troncando il segnale rimuovendo i bit meno significativi.
Problema: facendo ciò, generiamo quelle che chiamiamo errori di quantizzazione, che si tradurranno in:
- distorsione armonica;
- un rumore di fondo aggiuntivo e di ampiezza variabile.
Il tutto si comporta in modo relativamente imprevedibile in termini di distribuzione frequenziale.
Se guardiamo lo spettro delle frequenze della nostra registrazione convertita in 16 bit, otterremo quindi questo:
Non è affatto buono: la distorsione è ovunque (guarda le armoniche apparse a 3 e 5 kHz ad esempio) e c’è un rumore di fondo che non è affatto omogeneo.
È quindi questo problema di quantizzazione che cercheremo di affrontare con il dithering.
Cos’è il dithering?
Per ovviare ai problemi di conversione inerenti alla riduzione della risoluzione di un file audio, utilizziamo il dithering.
Consiste nell’aggiungere al segnale di base un rumore continuo a un livello molto basso, se non addirittura inaudibile.
Questo rumore ha la particolarità di essere completamente casuale, quindi non ripetitivo.
Può ad esempio assomigliare a questo:
Certo, potrebbe sembrarvi controintuitivo aggiungere rumore al vostro master: dopotutto, si cerca spesso di avere il rumore di fondo più basso possibile.
Ma guardate cosa succede quando aggiungiamo questo rumore di dithering alla nostra sinusoide convertita in 16 bit:
Sul grafico qui sopra:
- la curva blu corrisponde al nostro segnale convertito in 16 bit con dithering;
- e sotto potete distinguere la curva arancione che abbiamo visto poco fa, e che corrisponde allo stesso segnale convertito ma senza dithering.
Come potete vedere, il dithering permette di eliminare la distorsione, ma in cambio otteniamo ovviamente un rumore di fondo più elevato.
Detto ciò, questo rumore di fondo è quasi inaudibile: siamo sotto i -120 dBFS. E poi, è meglio avere un rumore di fondo morbido e omogeneo piuttosto che il rumore di fondo creato dalla riduzione di risoluzione, molto meno gradevole all’orecchio.
Infine, va notato che il livello del dithering influisce ovviamente sulla sua capacità di correggere completamente o meno i problemi di quantizzazione.
Nota: il dithering può persino aiutare a recuperare un segnale corretto quando la riduzione di risoluzione è estrema.
Ad esempio, con il dithering, sarà possibile sentire una sinusoide ridotta da 24 bit a 1 bit, mentre altrimenti saremmo al 100% di distorsione.
Come rendere il dithering meno udibile?
Per impostazione predefinita, il rumore aggiunto dal dithering ha un livello molto basso.
Tipicamente, si parla di un livello inferiore a -100 dBFS.
Tuttavia, aggiungere rumore al proprio master non è desiderato da nessuno.
Di conseguenza, un certo numero di algoritmi di dithering, dai più semplici ai più complessi, sono stati progettati per rendere l’effetto meno udibile massimizzando al contempo la sua efficacia.
Quando si ascolta un suono a basso volume, si è molto più sensibili ai suoni situati, diciamo, tra 800 e 5000 Hz. Queste sono le famose curve di Fletcher e Munson.
Insomma — partendo da questo fenomeno fisico, possiamo filtrare il rumore di dithering:
- per attenuarlo sulle bande di frequenze su cui siamo più sensibili;
- e al contrario rafforzarlo sulle frequenze che sentiamo meno facilmente.
Il che ci dà ad esempio un profilo di rumore come questo:
Si parla di “noise shaping” — in altre parole, di filtraggio del rumore.
Come potete vedere, in alcune aree, il rumore di dithering è importante, mentre su altre bande di frequenze è molto più debole.
Risultato: in termini di percezione da parte dell’ingegnere del suono o potenzialmente dell’ascoltatore, il dithering è meno udibile, ma svolge comunque il suo effetto ed è persino in alcuni casi più efficace di un dithering “piatto” come abbiamo potuto vedere nel paragrafo precedente.
Come applicare il dithering durante il mastering?
Ora che sapete tutto o quasi sul dithering, resta la questione di come applicarlo.
Per definizione, deve essere utilizzato solo una volta per brano: quando fate l’esportazione finale riducendo il numero di bit.
Nella maggior parte delle DAW, potrete utilizzare gli strumenti di dithering preintegrati. Così, per fare alcuni esempi:
- in Cubase, il dithering può essere fatto tramite il plugin UV22HR;
- in Ableton Live, le impostazioni di dithering sono disponibili durante l’esportazione (cfr. immagine a fianco);
- idem in Reaper e in FL Studio, tramite caselle di controllo;
- in Pro Tools, sono inclusi plugin per gestire il dithering;
- ecc.
Dopo, soprattutto se volete andare oltre e sperimentare un po’ con i diversi algoritmi, avete l’opzione di orientarvi verso plugin di editori di terze parti.
In modo un po’ sorprendente, tuttavia, non ce ne sono moltissimi sul mercato.
Certo, il famoso iZotope Ozone include un modulo molto potente per questo compito:
Ma se desiderate uno strumento davvero dedicato, vi consiglio di rivolgervi a PSP X-Dither, che è molto efficace e facile da usare:
In effetti, detto ciò, le funzioni integrate nella vostra DAW saranno sufficienti nel 99% dei casi.
In conclusione
Ecco, ora avete capito tutto su cosa sia il dithering e a cosa serva.
Non dimenticate i due punti più importanti:
- soprattutto, applicate il dithering solo una volta per brano
- e solo quando riducete la risoluzione in bit.
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