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La dicitura Mp3 sta per MPEG Audio Layer 3 e si riferisce ad un formato di compressione dei file audio digitale, cioè un sistema di codifica che permette di ridurre drasticamente le dimensioni di un file audio e di rendere il loro peso in byte molto più leggero e dunque più facilmente trasmissibile da un computer all'altro.
La possibilità di comprimere dati è l'anima, se non del digitale tout court, certo della rete e più in generale di tutti i media che sul digitale si basano. È solo grazie alla compressione, infatti, che diventa possibile inviare e ricevere da un terminale all'altro file anche molto pesanti (basti pensare ai file immagine) senza essere costretti ad attendere tempi biblici di invio e di ricezione, data anche la ristrettezza della banda di trasmissione attualmente disponibile.

Ma che cosa significa, esattamente, comprimere file?

Significa ridurre il numero di bit di informazione necessari a descrivere un certo contenuto in modo da limitare lo spazio necessario a custodirlo in memoria o il tempo per trasmetterlo online. "Tecnicamente" ciò avviene facendo passare un file attraverso un determinato software basato su un certo algoritmo (vale a dire una sequenza di istruzioni che permette di giungere a un risultato desiderato in un numero finito di passi) in modo che il file, all'uscita, si presenti di dimensioni ridotte rispetto alla partenza. E' questo il compito specifico, tanto per capirci, di un programma come Winzip, forse il software di compressione e decompressione più diffuso al mondo.
I metodi di compressione fondamentali sono tre:

mentre le tecniche di compressione vere e proprie sono più numerose e variano a seconda delle esigenze. Qui basti dire che, per quanto riguarda immagini e riprese audio-video, senza comprimere i dati tanto la memorizzazione quanto la trasmissione risulterebbero quasi sempre improponibili.
In linea di massima, comprimere un file vuol dire eliminare tutte le componenti non essenziali (o ridondanti), tentando però di mantenere il più possibile inalterata la qualità originaria utilizzando a questo scopo i metodi più opportuni: ad esempio, nella cosiddetta "codifica entropica", codificando i simboli più frequenti con meno bit degli altri, oppure, nella tecnica nota come "Run Length Encoding", sfruttando il fatto che in un'immagine alcuni pixel spesso si ripetono identici al suo interno, ecc.

Questo per quanto riguarda dati e immagini, ma com'è possibile comprimere un suono? Per i dati e le immagini, infatti, i problemi sono senza dubbio minori, visto che si tratta di entità molto più stabili, lontanissime dalla estrema variabilità dei segnali audio.
Il modello teorico di codifica audio MPEG Audio Layer 3 fu messo a punto dal gruppo di lavoro MPEG (Moving Picture Expert Group), nato da un'idea dell'ingegner Leonardo Chiariglione del Cselt di Torino (gruppo Telecom Italia), in collaborazion con il Fraunhofer Institut Integrierte Schaltungen e Thomson Multimedia. Esso si basa sulla constatazione che, se è vero che la banda passante del'orecchio umano si estende da 20 Hz a 20 KHz, è altrettanto vero che l'orecchio umano, di fatto, percepisce meglio la gamma media delle frequenze, da 700 a 6.000 Hz. In più, questa stessa capacità percettiva varia col variare dell'intensità del segnale: più il livello sonoro è basso, più la differenza tra banda media ed estremi si amplia, vale a dire che se questi ultimi vengono eliminati l'orecchio umano non se ne accorge, o quasi. Infine, per lo stesso principio, quando vengono inviati all'orecchio due segnali di frequenze vicine ma di diversa intensità, il segnale di intensità minore non viene percepito (effetto di mascheramento) e dunque può essere "tagliato" senza perdite significative.

La tecnologia Mp3 sfrutta a suo vantaggio tutti questi fenomeni, tagliando il tagliabile e così riducendo il peso dei file anche di un fattore 12, cioè rendendolo 12 volte più leggero.
Vincenzo Landi scrive su "Internet News": «Dunque, l'algoritmo di compressione che costituisce il cuore di un encoder funziona così: in primo luogo sul segnale digitale (se è analogico viene prima digitalizzato) viene effettuata un'operazione detta FFT (Fast Fourier Transform) che consente di poterlo trattare nel dominio delle frequenze anziché in quello del tempo; poi lo si fa passare attraverso un programma detto Modello Percettivo che tiene conto delle caratteristiche di comportamento dell'orecchio umano, dopodiché l'intera gamma di frequenze audio, da 20 a 20.000 Hz, viene divisa in 32 sottogamme di eguale ampiezza. In ognuna di esse il segnale viene codificato con un numero di bit diverso a seconda dell'importanza che viene attribuita a ogni banda, ed è proprio questo il momento in cui si eliminano i dati considerati ridondanti. Infine tutti i dati codificati e le informazioni relative al canale di provenienza sono uniti insieme a formare un unico flusso costante di dati: nei passaggi in cui il livello sonoro è elevato la banda audio viene riprodotta quasi per intero, eliminando solo le frequenze più gravi e più acute, mentre al diminuire del livello la banda passante si restringe, essendo stata tagliata a entrambi gli estremi per riportarla a valori più vicini a quelli di centrobanda. Poco male: le frequenze eliminate non sarebbero state comunque percepite, o lo sarebbero state con difficoltà. L'algoritmo di decodifica è più semplice: nel flusso di dati codificati in Mp3 si separano le informazioni musicali da quelle "di servizio", e da esse si ricostruisce il segnale originale grazie alle informazioni che il codificatore aveva inserito nel flusso di dati Mp3».

Per convincersi dell'utilità di tali, complesse procedure, basta fare un paio di elementari considerazioni. Un secondo di segnale musicale digitale non compresso richiede 176.400 byte. Allo stato attuale, i modem più diffusi non superano la velocità di 57.600 bit/s. Velocità tutta teorica, tra l'altro, visto che molto di rado la rapidità effettiva di download supera le poche migliaia di byte al secondo. Immaginando una velocità media, e molto verosimile, di 4 KB/s, per scaricare 4 minuti di musica avremo bisogno di 10.584 secondi: circa tre ore. Alla stessa velocità, un file in formato Mp3 impiega grosso modo 15 minuti.

Più aumenta la frequenza, più diminuisce il tasso di compressione e più aumenta la qualità, insieme ai tempi di download. Spetta poi ad ogni singolo utente, e alla potenza delle sue dotazioni tecnologiche, decidere quale sia la soluzione migliore. Non è vero infatti che malgrado la drastica riduzione delle dimensioni dei file la qualità sonora resti invariata. Varia da Mp3 a Mp3 in ragione dei fattori che abbiamo appena elencato, ed è comunque sempre inferiore alla resa di brani audio codificati linearmente (cioè non compressi). La differenza è quasi impercettibile quando l'ascolto avviene tramite scheda audio e casse di un computer oppure con un player portatile con auricolari o cuffie, ma diventa sensibile collegando il player a un impianto stereo vero e proprio. In questo caso, l'assenza di alti e bassi si farà sentire di sicuro e così pure la mancanza del cosiddetto "sound stage", l' effetto che ricrea una scena d'ascolto il più possibile profonda e realistica. I tentativi delle varie Sotware House di porre rimedio a tali inconvenienti sono svariati, anche se a tutt'oggi nessuno sembra in grado di colmare davvero il gap tra "CD qualità" ed Mp3. Il che non vuol certo dire negare la straordinaria utilità di questo standard di compressione.

La tecnologia MP3