Differenza tra MP3, FLAC e DSD

Introdotto negli anni ’90, il formato MP3 (MPEG-1 Audio Layer 3) ha rivoluzionato il modo con cui la musica e altri contenuti audio sono distribuiti, condivisi e ascoltati. La popolarità di MP3 deriva principalmente dalla combinazione di compressione efficiente, compatibilità universale e qualità audio accettabile.

L’algoritmo alla base del funzionamento di MP3 utilizza una tecnologia di compressione lossy che riduce significativamente la dimensione dei file audio eliminando le parti del suono considerate meno percepibili dall’orecchio umano. Questo processo permette di ottenere file molto più piccoli, pur mantenendo una qualità audio sufficientemente alta per la maggior parte degli ascoltatori.

Il formato permette inoltre di scegliere diversi bitrate (tipicamente tra 128 kbps e 320 kbps), consentendo agli utenti di bilanciare la qualità audio e le dimensioni del file. Una flessibilità che ha reso l’MP3 adatto a una vasta gamma di applicazioni: dall’ascolto casuale alla distribuzione professionale di contenuti.

Le differenze tra MP3 e FLAC

Diversamente rispetto a MP3, FLAC (Free Lossless Audio Codec) è un codec audio libero di tipo lossless. La tecnologia MP3 era coperta da brevetti quindi gli interessati allo sviluppo di hardware e software in grado di codificare o decodificare file MP3 doveva pagare delle licenze. I brevetti chiave legati all’MP3 sono scaduti nel 2017 (o comunque in date simili nei vari Paesi): ciò significa che da quel momento in poi, l’MP3 è diventato libero da royalties.

FLAC, di contro, nasce nel 2001 come formato aperto, esente da qualsiasi interesse privato. Rispetto a MP3, inoltre, FLAC conserva la qualità audio originale senza perdita di informazioni, pur comprimendo i dati. La qualità audio è quindi equivalente al file originale, ma con una riduzione della dimensione del file rispetto ad esempio a un file in formato WAV o AIFF. Tipicamente, un file FLAC occupa circa dal 30 al 60% dello spazio di un file non compresso.

Sebbene la compatibilità non sia universale, FLAC può contare su un supporto esteso, sia a livello hardware che software. Ad esempio Windows 10 e successivi, Linux (la maggior parte delle distribuzioni), Android, iOS e ChromeOS leggono i file FLAC in modo nativo, senza alcuna necessità di ricorrere ai riproduttori multimediali di terze parti.

Quanto occupa un’ora di audio?

La dimensione di un’ora di audio non compresso dipende dalla frequenza di campionamento, dalla profondità in bit (bit depth) e dal numero di canali (mono o stereo).

Supponendo di utilizzare una frequenza di campionamento pari a 44,1 kHz (valore standard per l’audio di alta qualità) ovvero 44.100 campioni al secondo, una profondità di bit (numero di bit usati per rappresentare ogni campione) pari a 16 (standard che deriva ai CD audio), un audio stereo (2 canali), la seguente formula ci restituisce il valore cercato:

44100 * 16 * 2 * 3600 / 8 = 635,4 MB

Nel calcolo, si è diviso per 8 così da passare da bit a byte.

In Windows (ad esempio accedendo alla finestra delle proprietà di un file o di una cartella) così come in altri sistemi operativi, l’unità di misura utilizzata è il Mebibyte (MiB) e non il Megabyte. I 635,4 MB equivalgono quindi circa 606 MiB (635.400.000 / 1.048.576). Lo abbiamo spiegato meglio nell’articolo in cui chiariamo perché con hard disk e SSD le dimensioni non coincidono con quelle dichiarate.

Ovviamente, aumentando la frequenza di campionamento (ad esempio a 96 kHz) o la profondità a 24 bit, i valori cresceranno rapidamente.

E nel caso di MP3 e FLAC?

Abbiamo detto che il formato MP3 lossy, il che significa che comprime l’audio riducendo la qualità per diminuire la dimensione del file. Quest’ultima dipende dal bitrate selezionato: banalmente, basta moltiplicare il bitrate in kbps per 3600 (il numero di secondi in un’ora).

Ad ogni modo, per dare un’idea dei numeri in gioco forniamo la seguente tabella:

Formato Audio	Bitrate	Qualità audio	Dimensione per 1 ora di audio
MP3	128 kbps	Qualità standard	Circa 57,6 MB
MP3	192 kbps	Qualità medio-alta	Circa 86,4 MB
MP3	320 kbps	Alta qualità	Circa 144 MB
FLAC	Varia (lossless)	Compressione senza perdita	Circa 200 MB – 400 MB

Quando conviene davvero usare FLAC

Vi è mai capitato di beccare qualcuno che con fare saccente vi apostrofa così? “Ancora parlate di MP3? Passate a FLAC!”

FLAC è senza dubbio un’eccellente alternativa a MP3. La qualità del risultato è di fatto sostanzialmente identica all’originale, facendo felici anche gli audiofili più esigenti. D’altra parte è vero che la rimozione di dati operata dal formato MP3 può risultare, in alcuni casi, inaccettabile.

Tuttavia, FLAC può non essere la soluzione migliore in assoluto: la questione compatibilità è ormai quasi tramontata ma resta comunque l’aspetto relativo alla dimensione del file decisamente più importante. In alcune situazioni, quindi, i file FLAC potrebbero risultare più pesanti e complessi da gestire, specie per le registrazioni più lunghe.

Il formato FLAC è la soluzione numero uno per chi vuole archiviare la propria musica. Oggi, grazie alla possibilità di avere anche MP3 a 320 kbps, potreste addirittura non riconoscere la differenza tra la riproduzione di un MP3 e di un audio FLAC.

Confrontare MP3 e FLAC

In rete esistono un sacco di test che permettono di paragonare la qualità di MP3 e FLAC all’ascolto: dai test emerge che l’orecchio della maggior parte degli utenti, complice anche l’attrezzatura audio utilizzata non è in grado di distinguere un pezzo MP3 a 320 kbps da un FLAC.

Per chi vuole affidarsi a un software utilizzato anche dagli ingegneri del suono e dai professionisti, suggeriamo DeltaWave. Si tratta di un software in grado di rilevare ed evidenziare opportunamente le sottili variazioni tra più file audio, come quelle introdotte dalle diverse tecniche di compressione, elaborazione o conversione.

DeltaWave confronta due file audio, che possono essere in diversi formati (come WAV, FLAC, MP3 e così via) e calcola le differenze. Questo tipo di confronto tra file può rivelare cambiamenti minimi o impercettibili all’orecchio umano. Il software fornisce una rappresentazione visiva delle differenze, spesso sotto forma di grafici o spettrogrammi, permettendo all’utente di vedere dove e come i due file differiscono. Un programma è capace di analizzare diversi aspetti dell’audio, come la dinamica, lo spettro di frequenza e le proprietà di fase.

Gli audiofili possono usare DeltaWave per verificare se un file audio compresso, come un MP3, differisce significativamente dalla sua versione lossless (come un FLAC). Gli ingegneri del suono possono ricorrere al medesimo software per valutare l’impatto dei diversi processi di elaborazione audio, come la compressione dinamica o l’equalizzazione. Inoltre, si può mettere alla prova il comportamento “sul campo” dei vari codec audio disponibili.

Quando non usare FLAC: conversione da MP3

È banale ma vale la pena sottolinearlo: convertire MP3 in FLAC non ha alcun senso. Abbiamo ripetutamente sottolineato come MP3 sia un formato lossy: le informazioni create a partire dall’audio originale sono ormai andate perdute, proprio con lo scopo di ridurre le dimensioni.

Passare da MP3 a FLAC fa soltanto aumentare le dimensioni del file, senza ottenere alcun tipo di beneficio in termini di qualità sonora. FLAC non è un “mago” in grado di trasformare istantaneamente un audio di bassa o media qualità in una registrazione professionale.

Ormai i CD audio non si masterizzano più, ma vale la pena evidenziare che se si crea un supporto a partire da un set di file MP3, la successiva generazione di file MP3 a partire dalle tracce contenute nel disco ottico porterà alla generazione di file con audio ancor più degradato.

Cos’è DSD e dove è utilizzata questa tecnologia

DSD, acronimo di Direct Stream Digital, è una tecnologia di registrazione e riproduzione audio ad alta risoluzione sviluppata originariamente da Sony e Philips per il formato Super Audio CD (SACD). Si tratta di un metodo di codifica audio diverso dal tradizionale PCM (Pulse Code Modulation), che è utilizzato nei formati digitali più comuni come il CD audio standard, i file WAV e FLAC.

Invece di campionare l’audio a intervalli regolari (come fa il PCM), DSD registra un singolo bitstream (flusso di bit) che rappresenta l’incremento o il decremento del segnale rispetto al campionamento precedente. Il processo in questione è chiamato modulazione delta-sigma.

Il DSD standard ha una frequenza di campionamento di 2,8224 MHz (ovvero 64 volte la frequenza di campionamento di un CD, pari a 44,1 kHz). Ci sono anche varianti ad alta risoluzione, come il DSD128 (5,6 MHz), DSD256 (11,2 MHz) e DSD512 (22,4 MHz), che offrono una qualità ancora superiore.

Con queste premesse, DSD può riprodurre un suono molto vicino alla registrazione originale, con una gamma dinamica e una risposta in frequenza molto ampia. È particolarmente apprezzato dagli audiofili per la sua capacità di catturare i dettagli più fini del suono.

I file DSD sono spesso contenuti in formati come DSF o DFF. Il formato DSF è più comune e permette di includere metadati (come informazioni sulle tracce e copertine degli album), mentre il formato DFF è un po’ meno flessibile. DoP (DSD over PCM) è una tecnica che permette di incapsulare dati DSD all’interno di file PCM, come FLAC o WAV, senza perdita di qualità.

DSD serve davvero?

La tecnologia DSD si rivolge a un pubblico che cerca una qualità audio estrema e dispone delle attrezzature necessarie per godere appieno dei vantaggi offerti da questo formato. In generale, è utilizzato in quei contesti professionali in cui è indispensabile un’alta fedeltà nella produzione e riproduzione audio.

Se la differenza tra MP3 a 320 kbps e FLAC è già percepibile con difficoltà, quella tra FLAC e DSD dipende ancora di più dal sistema di riproduzione utilizzato.

Inoltre, i file DSD sono generalmente molto più grandi rispetto ai FLAC. Per esempio, un’ora di audio in formato DSD64 può occupare oltre 2 GB, mentre la stessa ora in FLAC – come abbiamo visto in precedenza – può variare da 200 MB a 400 MB.

Mentre ormai anche il formato FLAC è ampiamente supportato lato hardware e software, DSD è supportato principalmente da hardware di fascia alta e da alcuni lettori software specializzati.

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