192. Gestione della scheda audio

La scheda audio essenziale Õ semplicemente un mixer audio comprendente diversi ingressi e una o piÛ uscite. I dispositivi piÛ importanti relativi alla scheda audio sono /dev/audio e /dev/dsp. In particolare, il primo permette di trasmettere alla scheda dei file in formato digitale Sun, ovvero quelli che normalmente hanno l'estensione .au. Volendo gestire l'audio in modo diretto, attraverso questo file di dispositivo, occorre convertire i file audio nel formato Sun, e questo si ottiene di solito attraverso l'applicativo Sox. Nello stesso modo, leggendo da questo file di dispositivo, si ottiene un file in formato digitale Sun del segnale gestito o generato dalla scheda audio. In pratica:

$ cat mio_file.au > /dev/audio

questo comando serve a eseguire il file mio_file.au, mentre il prossimo

$ dd if=/dev/audio of=registratore.au bs=8k count=8

serve a registrare per otto secondi (ogni secondo Õ un blocco di 8 Kbyte) generando il file registratore.au.

192.1 Aumix

Aumix Õ un applicativo per la gestione delle funzionalitÞ di miscelazione e di equalizzazione della scheda audio. PuÐ essere usato in modo interattivo, e in questo caso il programma richiede lo schermo di un terminale a caratteri, oppure direttamente attraverso le opzioni della riga di comando. In particolare, nella modalitÞ interattiva mostra solo i canali audio che possono essere controllati effettivamente.

Il funzionamento di Aumix e degli altri programmi analoghi non Õ perfetto. Alle volte possono apparire dei controlli che di fatto non producono alcun risultato. Purtroppo questo dipende dalla qualitÞ del codice scritto nel kernel per la gestione della scheda audio di cui si dispone.

192.1.1 Funzionamento interattivo di Aumix

La figura 192.1 mostra il funzionamento interattivo di Aumix, che si ottiene avviando l'eseguibile aumix senza indicare alcun argomento. In particolare si fa riferimento a una scheda audio SoundBlaster standard a 16 bit.

aumix ++++++++++++++++++++++++++++++O+++<Vol ++++++++++++O+++++++++++++ ++++++++++++++++++++++++++++++O+++ Bass ++++++++++++O+++++++++++++ Quit ++++++++++++++++++++++++++++++O+++ Trebl ++++++++++++O+++++++++++++ Load PO+++++++++++++++++++++++++++++++++ Synth ++++++++++++O+++++++++++++ Save ++++++++++++++++++++++++++++++O+++ Pcm ++++++++++++O+++++++++++++ Keys O+++++++++++++++++++++++++++++++++ Spkr Mute PO+++++++++++++++++++++++++++++++++ Line ++++++++++++O+++++++++++++ RO+++++++++++++++++++++++++++++++++ Mic PO+++++++++++++++++++++++++++++++++ CD ++++++++++++O+++++++++++++ O+++++++++++++++++++++++++++++++++ Mix O+++++++++++++++++++++++++++++++++ IGain ++++++++++++O+++++++++++++ ++++++++++++++++++O+++++++++++++++ OGain ++++++++++++O+++++++++++++ 0 Level 100 L Balance R

Figura 192.1: Esempio del funzionamento di Aumix in modalitÞ interattiva.

Tanto per rendersi conto di questa variabilitÞ nell'apparenza di Aumix, si puÐ osservare anche la figura 192.2 che mostra cosa accade con una vecchia scheda SoundBlaster a 8 bit.

aumix ++++++++++++++++++++++++++++++O+++<Vol ++++++++++++O+++++++++++++ PO+++++++++++++++++++++++++++++++++ Synth ++++++++++++O+++++++++++++ Quit ++++++++++++++++++++++++++++++O+++ Pcm ++++++++++++O+++++++++++++ Load PO+++++++++++++++++++++++++++++++++ Line ++++++++++++O+++++++++++++ Save RO+++++++++++++++++++++++++++++++++ Mic Keys PO+++++++++++++++++++++++++++++++++ CD ++++++++++++O+++++++++++++ Mute 0 Level 100 L Balance R

Figura 192.2: Aumix con una vecchia scheda a 8 bit.

I canali stereofonici hanno anche la possibilitÞ di essere bilanciati, come si vede intuitivamente dalle figura. Per selezionare un canale si possono utilizzare i tasti [freccia su] e [freccia giÛ]; per passare alla regolazione del bilanciamento si puÐ utilizzare il tasto di tabulazione, [Tab], e cosË anche per tornare indietro all'elenco dei canali. Infine i tasti [freccia sinistra] e [freccia destra] permettono di regolare il volume del canale o di cambiare il bilanciamento, a seconda di dove si trova il cursore. õ interessante notare che anche il mouse funziona, se gestito attraverso il demone gpm.

A fianco di alcuni livelli di volume appare la lettera «P», oppure la lettera «R». La prima sta per play, mentre la seconda sta per record. In pratica, i canali contrassegnati con la lettera «P» rappresentano un segnale in ingresso nel mixer audio, diretti semplicemente all'amplificatore finale (le uscite normali della scheda audio). Invece, i canali contrassegnati con la lettera «R», oltre che essere diretti all'amplificatore finale, sono utilizzati per la campionatura del segnale (di solito uno soltanto), ed Õ ciÐ che si riesce a leggere dal dispositivo /dev/audio.

Generalmente Õ solo il canale del microfono ad avere la sigla «R», e questo per ovvie ragioni. Tuttavia, Õ possibile modificare il comportamento di alcuni canali utilizzando la [barra spaziatrice], oppure il mouse (basta fare un clic sulla lettera per scambiarne il valore).

Tastiera	Descrizione
pagina su, freccia su	Passa al canale precedente.
pagina giÛ, freccia giÛ	Passa al canale successivo.
Tab, Invio, >, <	Scambia tra la regolazione del livello e del bilanciamento.
+, freccia destra	Sposta il cursore a destra.
-, freccia sinistra	Sposta il cursore a sinistra.
|	Centra il bilanciamento.
Spazio	Scambia la modalitÞ di registrazione e di esecuzione.
S, s	Salva le impostazioni nel file di configurazione.
L, l	Carica le impostazioni dal file di configurazione.
K, k	Mostra un guida sull'uso della tastiera.
M, m	Azzera o ripristina il volume generale.
Esc, Q, q	Termina il funzionamento.

Tabella 192.1: Alcuni comandi utili per l'uso di Aumix in modo interattivo.

192.1.2 Avvio di Aumix

aumix [<opzioni-di-canale>] [<altre-opzioni>]

L'eseguibile aumix Õ tutto ciÐ che compone l'applicativo omonimo. In modo particolare, le opzioni possono servire per regolare il volume di un certo canale (purchÈ questo abbia una corrispondenza con la scheda audio disponibile effettivamente), oppure per conoscere il livello attuale o ancora per scambiare le modalitÞ «R» (record) e «P» (play).

Alcune opzioni di canale

-v <percentuale>|q[uery]

Definisce o richiede di conoscere il valore del volume generale, espresso in forma percentuale rispetto al massimo.

-s <percentuale>|q[uery]

Definisce o richiede di conoscere il valore del volume del sintetizzatore, espresso in forma percentuale rispetto al massimo.

-w <percentuale>|q[uery]

Definisce o richiede di conoscere il valore del volume di una riproduzione digitale (PCM), espresso in forma percentuale rispetto al massimo. Si tratta del volume dell'esecuzione di un brano contenuto in un file.

-l <percentuale>|q[uery]|R|P

Definisce o richiede di conoscere il valore del volume della linea di ingresso esterna, espresso in forma percentuale rispetto al massimo. Se si utilizza la lettere R o la lettera P, si intende passare alla modalitÞ di registrazione o a quella di esecuzione.

-m <percentuale>|q[uery]|R|P

Definisce o richiede di conoscere il valore del volume del microfono, espresso in forma percentuale rispetto al massimo. Se si utilizza la lettere R o la lettera P, si intende passare alla modalitÞ di registrazione o a quella di esecuzione.

-c <percentuale>|q[uery]|R|P

Definisce o richiede di conoscere il valore del volume del canale relativo al lettore CD, espresso in forma percentuale rispetto al massimo. Se si utilizza la lettere R o la lettera P, si intende passare alla modalitÞ di registrazione o a quella di esecuzione.

Altre opzioni generali

-L

Carica le impostazioni dal file di configurazione ~/.aumixrc, e in sua mancanza dal file /etc/aumixrc.

-q

Interroga lo stato di tutti i canali esistenti e mostra il risultato attraverso lo standard output.

-S

Salva le impostazioni nel file ~/.aumixrc.

Esempi

$ aumix -v 70

Regola il volume generale al 70%.

$ aumix -m 0 -l R

Regola il volume del canale microfonico a zero e indica la linea di ingresso come canale in registrazione.

192.1.3 Configurazione

La configurazione di Aumix consiste semplicemente dei file ~/.aumixrc. Il file di configurazione personale viene creato utilizzando l'eseguibile aumix con l'opzione -S, oppure quando il programma funziona in modalitÞ interattiva, attraverso la pressione del tasto [s]. Il file di configurazione non viene caricato automaticamente: lo si puÐ richiedere attraverso l'opzione -L, oppure attraverso il tasto [l].

Quando viene caricata la configurazione, se il file ~/.aumixrc manca, Aumix fa riferimento a /etc/aumixrc, che potrebbe essere ottenuto semplicemente copiando una configurazione personale che si ritiene adatta a livello generale, in mancanza d'altro.

A titolo di esempio viene mostrato il contenuto di uno di questi file di configurazione, dove il significato delle righe che lo compongono dovrebbe essere intuitivo.

vol:76:76:P synth:0:0:P pcm:0:0:P line:0:0:P mic:0:0:R cd:0:0:P

Alcune distribuzioni GNU/Linux utilizzano Aumix per memorizzare e ripristinare le regolazioni della scheda audio. In pratica, nella procedura di inizializzazione del sistema si fa in modo di salvare in un file, presumibilmente /etc/.aumix, i valori utilizzati per ultimi durante la fase di arresto, mentre dallo stesso file vengono riletti durante la fase di avvio.

192.2 Esecuzione e registrazione di brani campionati

Per verificare il funzionamento del sistema di registrazione e di riproduzione di brani campionati, si possono usare direttamente i dispositivi /dev/audio e /dev/dsp. Entrambi permettono di leggere il risultato di una campionatura e di riprodurre gli stessi brani se questi vengono scritti sugli stessi dispositivi.

Il primo dei due file di dispositivo, /dev/audio, fa riferimento al formato standard della Sun, semplificato al massimo. I file audio con questo formato hanno normalmente l'estensione .au. Il secondo, /dev/dsp, rappresenta un formato audio grezzo.

Per «registrare» da questi dispositivi, basta leggerli e inviare ciÐ che si ottiene verso un file normale. Lo stesso file puÐ essere diretto al dispositivo attraverso cui Õ stato generato, ottenendone la riproduzione. Tuttavia, per registrare occorre selezionare un canale dalla scheda audio, specificando che per questo Õ abilitata la registrazione. In generale si puÐ trattare del canale microfonico, di quello del CD e della linea di ingresso esterna. In pratica, utilizzando Aumix, si tratta di avviare l'eseguibile aumix con l'opzione -m, -c o -l, rispettivamente, con l'argomento R. In queste condizioni, ogni 8 Kbyte corrispondono a un secondo di riproduzione audio, di conseguenza, si puÐ utilizzare uno dei due comandi seguenti per campionare e memorizzare per un minuto in un file.

$ dd if=/dev/audio of=registratore.au bs=8k count=60

$ dd if=/dev/dsp of=registratore bs=8k count=60

Per riprodurre questi file, si devono utilizzare gli stessi dispositivi da cui sono stati generati. Rispettivamente, valgono i due comandi seguenti.

$ cat registratore.au > /dev/audio

$ cat registratore > /dev/dsp

192.3 Wavtools

Wavtools Õ un altro pacchetto per l'esecuzione e la registrazione di file audio in formato WAV. Utilizza in particolare il dispositivo /dev/dsp. Si compone di quattro eseguibili: wavr e gwavr per la registrazione; wavp e gwavp per l'esecuzione.

wavr [<opzioni>]

gwavr [<opzioni>]

wavp <file-wav>

gwavp <file-wav-gsm>

In pratica, non c'Õ bisogno di opzioni per eseguire un file attraverso wavp o gwavp. La lettera «g» iniziale di gwavr e gwavp, indica che si tratta della versione predisposta per un formato WAV compresso utilizzando l'algoritmo GSM.

Alcune opzioni di wavr e gwavr

-f <file-wav>

Specifica il file da registrare.

-r <frequenza-campionamento>

Specifica la frequenza di campionamento. Alcuni valori comuni sono: 44100, 22050, 11025 e 8000.

-d <dimensione-campione>

Definisce la dimensione del campione in bit. Di solito si usano i valori 8 o 16.

-c 1|2

Definisce il numero dei canali: 1 per una registrazione monofonica, 2 per una registrazione stereofonica.

-l <n-secondi>

Programma la durata della registrazione.

192.4 Xwave

Xwave Õ un applicativo relativamente completo per la registrazione, la modifica e l'esecuzione di brani musicali registrati in vari formati, in particolare in WAV RIFF. Si tratta di un applicativo per X. Nella figura 192.3 si vede il pannello principale dopo aver caricato un file WAV.

Figura 192.3: Pannello principale di Xwave.

Il programma eseguibile che svolge tutto il lavoro Õ xwave. Non richiede opzioni, e il suo funzionamento Õ intuitivo. õ interessante la possibilitÞ offerta di modificare un brano, per esempio usando il taglia-incolla (basta selezionare una porzione della traccia con il mouse), oppure introducendo degli effetti.

PuÐ darsi che la registrazione non sia perfetta, ma questo Õ un particolare trascurabile rispetto alle altre possibilitÞ di questo applicativo.

192.5 Mpg123

Mpg123 Õ un applicativo specializzato per l'esecuzione di brani memorizzati in formato MP3. õ difficile trovarlo nelle distribuzioni GNU/Linux a causa della sua licenza, che per quanto «libera» pone qualche limitazione alla distribuzione. Mpg123 si compone in pratica solo dell'eseguibile omonimo: mpg123.

mpg123 [<opzioni>] {<file-mp3>|<uri-http>}

L'eseguibile in questione Õ ricco di opzioni e di possibilitÞ; tuttavia dovrebbe bastare l'indicazione del file MP3 come unico argomento per iniziare la sua esecuzione attraverso la gestione dell'audio del sistema operativo (in pratica si arrangia a inviare i dati al dispositivo /dev/audio o /dev/dsp, che deve avere i permessi necessari).

Una particolaritÞ di Mpg123 Õ quella di poter caricare direttamente un file attraverso il protocollo HTTP. Per esempio:

$ mpg123 mio_file.mp3

avvia l'esecuzione del file mio_file.mp3, mentre:

$ mpg123 "http://www.brot.dg/brano.mp3"

esegue direttamente il file che si ottiene dall'URI http://www.brot.dg/brano.mp3. Eventualmente, per questo Õ possibile servirsi anche di un proxy. Per maggiori dettagli si puÐ consultare la pagina di manuale relativa: mpg123(1).

192.6 Sox

Sox Õ attualmente lo strumento piÛ importante di conversione di file audio. In linea di massima, Sox Õ in grado di convertire da un formato a un altro, anche se i passaggi da una frequenza di campionatura a un'altra non danno risultati ottimi, e inoltre riesce a introdurre degli effetti interessanti.

Meritano attenzione alcuni effetti che Sox permette di introdurre attraverso la rielaborazione digitale del segnale: Õ possibile estrarre solo una porzione delle frequenze audio; si possono introdurre effetti di eco e di vibrato; Õ possibile invertire il brano.

Una particolaritÞ di Sox Õ quella di distinguere i formati audio in base all'estensione dei nomi dei file (in quasi tutti i casi). La tabella 192.2 riporta l'elenco di alcuni di questi; per un elenco completo e una descrizione piÛ dettagliata si puÐ consultare la pagina di manuale sox(1).

Estensione/tipo	Descrizione
.8svx	Amiga 8SVX.
.au	AU della Sun Microsystems.
.dat	Audio espresso in formato testo.
.smp	TurtleBeach MediaVision.
.voc	SoundBlaster VOC.
.wav	MS-Windows WAV RIFF.
ossdsp	Formato del dispositivo /dev/dsp.

Tabella 192.2: Alcuni dei formati audio gestiti da Sox.

192.6.1 $ sox

sox [<opzioni-generali>] [<opzioni-di-formato>] <file-in-ingresso> [<opzioni-di-formato>] <file-in-ingresso> [<effetti>]

sox Õ l'eseguibile che svolge tutto il lavoro dell'applicativo Sox. Purtroppo la sintassi Õ un po' confusa, e lo schema che si vede qui Õ giÞ una semplificazione di quella completa. In generale Õ necessaria l'indicazione di un file in ingresso e di uno in uscita. Per stabilire il formato di un file si fa riferimento all'estensione utilizzata nel nome; eventualmente si possono realizzare anche delle pipeline indicando un trattino orizzontale (-) al posto del nome del file corrispondente (in ingresso o in uscita), perÐ in questo caso occorre indicare un'opzione apposita per specificare il formato a cui si fa riferimento.

Le opzioni di formato si applicano al file indicato subito dopo; in pratica, quelle che appaiono prima del file in ingresso, si riferiscono a questo, mentre quelle indicate dopo il file in ingresso, riguardano il file in uscita.

Gli effetti che Sox Õ in grado di generare si indicano attraverso delle parole chiave collocate alla fine della riga di comando, dopo l'indicazione del file in uscita.

Alcune opzioni generali

-V

Emette una serie di informazioni sulle fasi del processo di elaborazione. Serve per avere un rapporto chiaro delle trasformazioni che sta applicando Sox.

-v <volume>

Permette di cambiare il volume del segnale. Il valore 1.0 rappresenta il livello iniziale: valori inferiori diminuiscono il volume, mentre valori superiori lo aumentano.

Alcune opzioni di formato

-t <tipo-di-file>

Permette di specificare il formato del file successivo (in ingresso o in uscita), attraverso una stringa che rappresenta l'estensione normale di questo (.au, .wav, ecc.).

-r <frequenza-di-campionamento>

Permette di specificare la frequenza di campionamento del file successivo (in ingresso o in uscita), attraverso l'indicazione di un numero che rappresenta la frequenza in Hz. In generale, Õ piÛ probabile l'utilizzo di questa opzione in riferimento a un file in uscita.

-c <n-canali>

Permette di specificare il numero di canali audio del file successivo (in ingresso o in uscita). Come si puÐ intendere, 1 rappresenta un file monofonico, 2 stereofonico, e 4 quadrifonico.

Alcune opzioni che rappresentano un effetto

band <frequenza-centrale> <ampiezza>

Applica un filtro passa-banda. Gli argomenti di questa opzione sono valori numerici che si riferiscono a una frequenza in Hz.

highp <frequenza-filtro>

Applica un filtro passa-alto a partire dalla frequenza indicata come argomento. In pratica, le frequenze inferiori risulteranno molto attenuate.

echo <ritardo> <volume>

Inserisce un effetto eco in cui il ritardo Õ espresso in secondi, e il volume Õ riferito all'unitÞ, per cui si utilizzano normalmente dei valori inferiori a 1 per indicare un'attenuazione relativa.

vibro <velocitÞ> <profonditÞ>

Inserisce un effetto vibrato. La velocitÞ indica la frequenza della vibrazione nel volume del segnale, mentre la profonditÞ indica il volume dell'oscillazione di questo.

reverse

Inverte il corso del brano. Potrebbe servire in particolare per scoprire dei messaggi nascosti che siano stati introdotti ad arte nel segnale audio.

Esempi

$ sox prova.wav prova-vibrato.wav vibro 5 0.7

Legge il file prova.wav (di tipo WAV, data l'estensione) e lo trasforma nel file prova-vibrato.wav, mantenendo le stesse caratteristiche riguardo alla campionatura, ma aggiungendo un effetto vibrato.

$ sox prova.wav prova-eco.wav echo 1 0.7

Legge il file prova.wav (di tipo WAV, data l'estensione) e lo trasforma nel file prova-eco.wav, mantenendo le stesse caratteristiche riguardo alla campionatura, ma aggiungendo un effetto eco.

$ sox prova.wav prova-1000.wav band 1000 500

Legge il file prova.wav (di tipo WAV, data l'estensione) e lo trasforma nel file prova-1000.wav, mantenendo le stesse caratteristiche riguardo alla campionatura, ma filtrando il segnale in modo da selezionare in particolare le frequenze da 750 Hz a 1250 Hz.

$ sox prova.wav -t .wav - band 1000 500 > prova-1000.wav

Come nell'esempio precedente, ma in questo caso il file in uscita viene ottenuto attraverso lo standard output, e per questo occorre specificare il tipo con l'opzione -t.

Non vengono mostrati esempi in cui si cambia il formato dei file audio, perchÈ si tratta di un'operazione delicata e per questo Õ meglio leggere la documentazione originale. In particolare, non conviene tentare di ridurre la frequenza di campionatura, perchÈ di solito il risultato Õ pessimo.

192.6.2 $ play, rec

play <file>

rec <file>

Sox Õ accompagnato generalmente da due script: play e rec. Il loro scopo Õ quello di facilitare l'ascolto e la registrazione, facendo affidamento sulle capacitÞ di Sox di convertire al volo il formato di questi file. Quando non si ha la possibilitÞ di utilizzare Wavplay, questa potrebbe essere l'unica risorsa per riuscire a gestire con un minimo di comoditÞ le funzionalitÞ audio.

A volte, questi script sono errati, probabilmente per un piccolo errore di sintassi nella scrittura di una struttura di selezione (case). Per semplificare le cose, viene mostrato il contenuto essenziale di questi due script. L'esecuzione di un brano registrato in un file avviene in pratica con un comando come quello seguente:

sox <file-da-eseguire> -t ossdsp -w -s /dev/dsp

Naturalmente, prima del file potrebbero essere aggiunte altre opzioni, se lo si ritiene opportuno; nello stesso modo si potrebbero aggiungere delle opzioni riferite a effetti da inserire nell'audio, indicandole alla fine del comando. In modo analogo, si puÐ registrare un file:

sox -t ossdsp /dev/dsp <file-da-registrare>

Valgono le stesse considerazioni fatte per il caso dell'esecuzione di un brano, in particolare, le opzioni riferite al file che si vuole ottenere vanno messe subito prima di questo file, cioÕ dopo l'indicazione del dispositivo /dev/dsp.

192.7 8Hz-mp3

8Hz-mp3 Õ un programma che Õ stato disponibile gratuitamente, ma che pare avere qualche problema (si veda a questo proposito http://www.8hz.com/mp3/index.html). 8Hz-mp3 Õ in grado di convertire file WAV RIFF, o PCM, in MP3. In generale, conviene limitarsi alla conversione a partire da file WAV RIFF, dal momento che questi contengono nell'intestazione tutte le informazioni necessarie a conoscere il modo in cui sono campionati. L'eseguibile 8hz-mp3 Õ tutto ciÐ che compone questo programma:

8hz-mp3 [<opzioni>] <file-in-ingresso> <file-mp3-generato>

L'uso normale di 8Hz-mp3 non richiede alcuna opzione. Per la precisione, senza opzioni, 8Hz-mp3 si aspetta che il file in ingresso sia in formato WAV RIFF, e genera un file MP3 con la qualitÞ migliore che Õ in grado di ottenere.

Alcune opzioni

-c

Imposta nel file MP3 il bit copyright. Senza questa opzione, questo bit non viene attivato.

-o

Imposta nel file MP3 il bit original. Senza questa opzione, questo bit non viene attivato.

-q <n-qualitÞ>

Definisce esplicitamente il livello di qualitÞ che si intende ottenere nel file MP3. Il valore predefinito Õ zero, che corrisponde alla qualitÞ migliore. Valori superiori allo zero, fino a un massimo di 30, indicano qualitÞ progressivamente inferiori.

Esempi

$ 8hz-mp3 01.wav 01.mp3

Converte il file 01.wav nel file 01.mp3, utilizzando le impostazioni predefinite.

$ for i in *.wav ; do 8hz-mp3 $i $i.mp3 ; done

Attraverso la shell, attiva un ciclo con il quale vengono convertiti tutti i file che terminano con estensione .wav in MP3, creando altrettanti file, che si distinguono perchÈ hanno in piÛ l'estensione .mp3.

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Appunti Linux 1999.09.21 --- Copyright © 1997-1999 Daniele Giacomini --  daniele @ pluto.linux.it