EAC e le potenzialità del lossless

Consigli pratici per l’archiviazione e lo sharing dei CD-Audio

[proxima] – 31/01/2003

1. Riflessioni

Il formato MP3 (MPEG 1 Layer 3) è ormai noto a tutti, consente di comprimere un brano audio a dimensioni accettabili mantenendo ancora una qualità simile a quella del CD-AUDIO. Successivamente si sono sviluppati tutta una serie di altri formati (per molti di essi lo sviluppo continua ancora oggi) più o meno con le stesse finalità, di qualità superiore in questa o quell’altra applicazione ma fondamentalmente tutti caratterizzati dall’essere di tipo “lossy” ovvero che non permettono di ricostruire il file audio originale dopo una loro decodifica.

Altri tipi di encoders chiamati “lossless” permettono invece di ricostruire il file WAV originale in modo perfettamente identico a come era prima di essere stato compresso. E’ intuibile che la compressione raggiungibile con questo tipo di encoders è di gran lunga inferiore a quella di un lossy ma questo è anche logico e ci sono delle valide ragioni per voler usare una compressione lossless.

Se torniamo un attimo indietro e analizziamo i motivi che hanno determinato il successo del formato MP3 possiamo notare che esso pur essendo stato standardizzato nel 1991 ha avuto una crescita impressionante in quanto a diffusione e popolarità a partire dal 1995 quando è stato adottato di fatto come standard per la distribuzione di musica su Internet (è un dato di fatto e non discuto degli aspetti legali che nulla hanno a che fare con il formato stesso). E’ evidente che MP3 era il formato giusto al momento giusto e la dimensione tipica di un file di questo tipo (128 Kbps) si adattava benissimo alla velocità delle connessioni comunemente disponibili di quel periodo. Non si può negare che questa sia stata la causa principale (sebbene non sia l’unica) di un così grande successo.

Oggi che sono disponibili supporti di memorizzazione di capacità più elevata e connessioni più veloci si può, tutto sommato, già pensare di archiviare/scaricare musica in formato lossless dato che questo tipo di encoders riescono a raggiungere un rapporto di compressione di circa 1:2 e consentono per l’appunto di raggiungere la stessa qualità del file di partenza: non solo all’ascolto ma anche tramite un confronto binario i files risulteranno identici. L’importanza della definizione di uno standard lossless è quindi fondamentale perché l’immediato futuro ci riserva concrete possibilità di utilizzo anche su Internet, a testimonianza di questo si può notare come anche una grossa azienda come Microsoft abbia capito l’andazzo e con la presentazione del nuovo formato WMA9 abbia previsto anche la possibilità di encodare in modalità lossless cercando di imporre il suo standard.

Oltre alla possibilità di uno sharing che purtroppo rimane non ancora alla portata di tutti c’è l’enorme vantaggio di poter archiviare i propri CD-AUDIO in modo molto più sicuro e versatile di quello che può essere crearne semplicemente una seconda copia. Più sicuro perché si masterizza il CD con i files lossless direttamente in modalità DATI (dove si ha una correzione d’errore molto più efficace), più versatile perché i files possono essere riconvertiti in CD-AUDIO oppure nel formato lossy che si preferisce, il tutto potendo sempre disporre del file originale completamente integro ed evitando quindi dannose ricodifiche (transcoding) per passare da un formato ad un altro.

Visto che usando i formati lossless si eliminano alla radice tutte le discussioni sulla presunta trasparenza/qualità di alcuni settaggi, l’unica cosa alla quale prestare attenzione è la fase di estrazione... ovviamente prenderemo in considerazione Exact Audio Copy (EAC) riferendoci in particolare al reale significato di alcune opzioni fondamentali all’ottenimento di buoni risultati, sia per quanto riguarda l’archivio o la masterizzazione che per quanto riguarda lo sharing di files lossless.

2. Qualche nozione su gaps e CUE sheets

Per poter ricavare un copia fedele è preferibile tenere conto anche della “struttura” del nostro CD, facciamo dunque un breve cenno sul concetto di "traccia" e di "gap".

Ascoltando un CD nel vostro impianto stereo avrete sicuramente notato che spesso tra una traccia e l'altra il vostro display indica un tempo negativo... proprio in quell'istante state ascoltando l'informazione audio contenuta nel gap. Per intenderci, i gaps sono quelle porzioni di informazione sonora situata tra due tracce consecutive. In realtà, se vogliamo, può anche esserci un gap all’inizio della prima traccia ma tralasciamo questo caso. In italiano si potrebbe tradurre "gap" con "pausa" ma in questa guida preferisco mantenere il nome originale perchè il contenuto di un gap può anche non essere necessariamente silenzio.

Fig. Schematizzazione di un CD con gaps assenti. Fig. Gap tra la prima e la seconda traccia.

La memorizzazione della "struttura" del nostro CD può essere è affidata ai files CUE, ovvero semplici files di testo ASCII che contengono delle istruzioni interpretate direttamente dai programmi di masterizzazione.

Vediamo ora come si presenta un tipico file CUE, ne riporto qui una parte:

PERFORMER "Unknown Artist"

TITLE "Album Title"

FILE " Track01.wav" WAVE

TRACK 01 AUDIO

TITLE "Track01"

PERFORMER "Unknown Artist"

INDEX 01 00:00:00

FILE " Track02.wav" WAVE

TRACK 02 AUDIO

TITLE "Track02"

PERFORMER "Unknown Artist"

INDEX 01 00:00:00

FILE " Track03.wav" WAVE

TRACK 03 AUDIO

TITLE "Track03"

PERFORMER "Unknown Artist"

INDEX 01 00:00:00

Tralasciando alcune righe piuttosto ovvie ed evitando di addentrarci troppo con la sintassi (per la eventualmente quale rimando al manuale PDF di CDRWin) si può vedere che le tracce sono delimitate dalla voce INDEX 01 [posizione inizio traccia]

Notiamo anche che la traccia successiva inizia con la fine della precedente quindi, in questo caso, non ci sono gaps.

Fig: Schematizzazione del CD da dove abbiamo ricavato il CUE precedente

Analizziamo adesso un nuovo CUE proveniente da un altro CD:

PERFORMER "Unknown Artist"

TITLE "Album Title"

FILE " Track01.wav" WAVE

TRACK 01 AUDIO

TITLE "Track01"

PERFORMER "Unknown Artist"

INDEX 01 00:00:00

FILE " Track02.wav" WAVE

TRACK 02 AUDIO

TITLE "Track02"

PERFORMER "Unknown Artist"

INDEX 00 00:00:00

INDEX 01 00:01:68

FILE " Track03.wav" WAVE

TRACK 03 AUDIO

TITLE "Track03"

PERFORMER "Unknown Artist"

INDEX 01 00:00:00

FILE " Track04.wav" WAVE

TRACK 04 AUDIO

TITLE "Track04"

PERFORMER "Unknown Artist"

INDEX 01 00:00:00

Vediamo la presenza degli indici INDEX 00 e INDEX 01. INDEX 01 indica al solito il punto di inizio della traccia, la differenza (INDEX 01- INDEX 00) ci permette di ottenere la lunghezza del gap, quindi in pratica esso inizia da INDEX 00 e termina con INDEX 01. Qualcuno di voi storcerà un pò il naso a vedere l' INDEX 00 prima della fine della traccia01, beh.. questo verrà chiarito più avanti, per adesso l'importante è aver notato i due indici diversi con cui vengono rappresentati tracce e gaps.

Fig: Schematizzazione del CD da dove abbiamo ricavato il CUE precedente

Possiamo adesso passare alla pratica e fare un parallelo tra le metodologie con cui è possibile estrarre un CD usando EAC e i files CUE.

3. Gestire gaps e CUE sheets tramite EAC

Tralascio la parte relativa alla configurazione di EAC (Secure Mode, gli offsets e tutto il resto per la quale esistono diverse guide e alle quali rimando. Mi limito a far vedere un pò le modalità di rilevazione dei gaps:

In linea generale è preferibile scegliere “Secure” mentre i metodi A,B,C sono in ordine di velocità dal più rapido al più lento. Consiglio di provare queste opzioni per vedere quale si adatta meglio al vostro lettore CD.

Fig: Configurazione del metodo di rivelazione dei gaps

Quando rippiamo il nostro CD otteniamo soltanto dei files WAV, magari chiamati track01.wav, track02.wav... ma siamo sicuri che quei files corrispondano esattamente a quello che fino ad ora abbiamo chiamato "tracce", ovvero quelle che sono effettivamente presenti sul nostro CD-AUDIO ? E ancora... che fine fanno i gaps ? Beh... a questo punto bisogna subito chiarire il fatto che, in generale, la traccia presente sul CD non corrisponde al WAV che otteniamo ma che quest'ultimo può inglobare anche i gaps.

EAC è l’unico ripper che permette una gestione totale dei gaps una volta rilevati. Per far questo bisogna cliccare su Detect Gaps (F4).

Fig: Eseguendo la rivelazione dei gaps sarà poi possibile gestirli

Sono possibili 3 modalità con le quali rippare:

Append Gaps To Previous Track (default)
Append Gaps To Next Track
Leave Out Gaps

A queste tre modalità bisogna associare il CUE corretto, rispettivamente:

Multiple WAV Files With Gaps (Noncompliant)
Multiple WAV Files With corrected Gaps
Multiple WAV File with Leftout Gaps

Ma vediamo di arrivare a queste conclusioni capendo realmente cosa vogliono dire queste opzioni che non in realtà non sono molto ben documentate ma che risultano di fondamentale importanza.

1. Append Gaps To Previous Track (default)

Per default, EAC si preoccupa di aggiungere i gaps alla fine della traccia precedente in questo modo:

Fig: Gaps alla fine della traccia precedente Fig: La traccia01 (in azzurro) e il file traccia01.wav (in magenta).

Vediamo con maggiore dettaglio la situazione prendendo in considerazione il file CUE che deve essere utilizzato in questo caso:

ecco cosa si ottiene:

PERFORMER "Unknown Artist"

TITLE "Album Title"

FILE " Track01.wav" WAVE

TRACK 01 AUDIO

TITLE "Track01"

PERFORMER "Unknown Artist"

INDEX 01 00:00:00

TRACK 02 AUDIO

TITLE "Track02"

PERFORMER "Unknown Artist"

INDEX 00 05:31:60

FILE " Track02.wav" WAVE

INDEX 01 00:00:00

FILE " Track03.wav" WAVE

TRACK 03 AUDIO

TITLE "Track03"

PERFORMER "Unknown Artist"

INDEX 01 00:00:00

FILE " Track04.wav" WAVE

TRACK 04 AUDIO

TITLE "Track04"

PERFORMER "Unknown Artist"

INDEX 01 00:00:00

Possiamo notare come il gap è ricavato (come è giusto che sia visto che così abbiamo rippato) dalla traccia precedente (track01.wav) dato che il file di riferimento per la traccia02 del CD compare dopo l’INDEX 00. Purtroppo questo tipo di CUE è accettato solo da EAC e non è compatibile con gli altri comuni programmi di masterizzazione quali Nero, Feurio e CDRWin (da qui l'indicazione Noncompliant) ma vedremo più avanti come rimediare.

La seconda modalità permette di aggiungere i gaps all'inizio della traccia seguente:

2. Append Gaps To Next Track

Fig: Gaps all'inizio della traccia seguente Fig: Estrazione, dal CD al file WAV

prendendo in considerazione il file CUE che deve essere utilizzato in questo caso:

ecco cosa si ottiene:

PERFORMER "Unknown Artist"

TITLE "Album Title"

INDEX 01 00:00:00

FILE " Track01.wav" WAVE

TRACK 01 AUDIO

TITLE "Track01"

PERFORMER "Unknown Artist"

INDEX 01 00:00:00

FILE " Track02.wav" WAVE

TRACK 02 AUDIO

TITLE "Track02"

PERFORMER "Unknown Artist"

INDEX 00 00:00:00

INDEX 01 00:01:68

FILE " Track03.wav" WAVE

TRACK 03 AUDIO

TITLE "Track03"

PERFORMER "Unknown Artist"

INDEX 01 00:00:00

FILE " Track04.wav" WAVE

TRACK 04 AUDIO

TITLE "Track04"

PERFORMER "Unknown Artist"

INDEX 01 00:00:00

Quando rippiamo con questa modalità, il contenuto dei gaps è aggiunto all’inizio della traccia seguente, di conseguenza il gap tra la traccia02 e la traccia03 deve essere ricavato dai primi istanti del file track02.wav, come si vede il tutto è in accordo con la modalità che abbiamo utilizzato per l'estrazione.

La terza opzione consente di tralasciare i gaps:

3. Leave Out Gaps

Fig: Tralascia i gaps Fig: Estrazione, dal CD al file WAV

prendendo in considerazione il file CUE che deve essere utilizzato in questo caso:

ecco cosa si ottiene:

PERFORMER "Unknown Artist"

TITLE "Album Title"

INDEX 01 00:00:00

FILE " Track01.wav" WAVE

TRACK 01 AUDIO

TITLE "Track01"

PERFORMER "Unknown Artist"

INDEX 01 00:00:00

FILE " Track02.wav" WAVE

TRACK 02 AUDIO

TITLE "Track02"

PERFORMER "Unknown Artist"

PREGAP 00:02:35

INDEX 01 00:00:00

FILE " Track03.wav" WAVE

TRACK 03 AUDIO

TITLE "Track03"

PERFORMER "Unknown Artist"

INDEX 01 00:00:00

FILE " Track04.wav" WAVE

TRACK 04 AUDIO

TITLE "Track04"

PERFORMER "Unknown Artist"

INDEX 01 00:00:00

Il comando PREGAP [durata] inserisce silenzio digitale.

Questa terza opzione non dovrebbe mai essere utilizzata perché si perderebbe il contenuto dei gaps ma è possibile usarla solo nel caso in cui i gaps del nostro CD contenessero soltanto silenzio digitale, per verificare questo si può usare la funzione “Test Gaps On Silence” di cui parleremo tra poco.

La comprensione di queste tre modalità compreso il parallelismo con i relativi CUE è fondamentale all’ottenimento di buoni risultati. Appare infatti evidente che se si estraggono i WAV in un modo e si abbina ad essi il CUE relativo ad un'altra modalità si combinano solo grossi danni e si vanifica tutto il lavoro.

La prima modalità (compresa del relativo CUE) sarebbe quella preferibile, sia in caso di archiviazione dei files sia in caso si voglia fare una semplice masterizzazione (CD-Audio) dell’originale. Purtroppo questa possibilità è preclusa a coloro che possiedono un masterizzatore non supportato da EAC perché, come ho già detto, il file CUE che genera EAC in questo caso (c’è l'indicazione Noncompliant) è praticamente incompatibile con gli altri comuni programmi di masterizzazione quindi non è possibile masterizzare un CD rippato in questo modo se non facendo a meno del CUE.

C'è da dire che anche volendo saltare la creazione del file CUE, riferendoci alla prima modalità, tutto sommato si ha una disposizione corretta (come dovrebbe essere) del contenuto dei gaps visto che questi si trovano alla fine della traccia (chi vorrebbe che la traccia iniziasse magari con il contenuto o il silenzio del gap precedente ?!?!?). Per quanto riguarda il playback dell’intero CD, esso sarà esattamente lo stesso perché il contenuto del gap sarà ascoltato in corrispondenza della fine della traccia precedente anziché quando il nostro display del lettore CD visualizzerà il tempo con segno negativo. Una volta che abbiamo rippato, il contenuto del gap è già compreso all’interno del nostro WAV e quello che nella CUE è compreso tra INDEX 00 e INDEX 01 non è altro che un “subchannel marker” ovvero altre informazioni (che non hanno contenuto audio) che indicano al nostro display di cambiare visualizzazione. La differenza quindi c’è ma non è legata al contenuto audio del CD. Tutto sommato, anche senza il CUE abbiamo quindi ottenuto una copia abbastanza conforme del nostro CD evitando di complicarci la vita. Volendo continuare, possiamo anche dire che il problema di cui si fà un gran parlare che è quello degli offsets è alla fine abbastanza trascurabile tenuto conto che raramente genera un errore superiore a 1000 - 2000 samples (circa 1/30 di secondo) quando invece un uso scorretto delle modalità di ripping e dei relativi CUE può portare a errori ben più grossolani. Il problema degli offsets diventa abbastanza problematico quando si fanno copie su copie dove gli errori si sommano e iniziano a dare problemi tutt'altro che trascurabili. Tuttavia, dato che configurare l'offset del nostro lettore è un'operazione che ci fa perdere pochi secondi, settarlo come si deve non ci costa poi così tanta fatica.

In ogni caso, dato che i masterizzatori supportati da EAC sono veramente pochi e noi vogliamo comunque ottenere una copia ancora più vicina all’originale vediamo come è possibile ottenere una copia fedele evitando di usare CUE incompatibili:

Un modo possibile è quello di esaminare i gaps, se effettivamente essi contengono silenzio digitale al 100%, si può rippare con la terza modalità e generare il relativo CUE (compatibile al 100%), quando si andrà a masterizzare, il comando PREGAP presente nel nostro CUE si occuperà automaticamente di inserire il silenzio digitale dove necessario. In questo caso il problema è risolto completamente.

Fig: Analisi del contenuto dei gaps

Fig: I gaps contengono solo silenzio digitale (silence 100% e peak 0.00%)

Un altro modo che stavolta è applicabile sempre è quello di archiviare il CD direttamente ciccando sull’icona della barra di EAC e ottenere un unico WAV e un CUE che si riferisce ad esso. In questo modo il CUE è totalmente compatibile e si può masterizzare il CD senza problemi.

L’unico inconveniente è che la comodità/flessibilità (per questioni di sharing o di ascolto) di avere direttamente i files singoli viene a mancare ma è possibile ottenerli successivamente (con il gap alla fine della traccia precedente) splittando il WAV tramite CUE

Fig: Si ottengono i WAV singoli con i gaps alla fine della traccia precedente

Questo, se non si ha un master supportato da EAC, è sicuramente il modo migliore per archiviare e anche se non si ha una diretta disponibilità dei files singoli abbiamo visto che è possibile comunque ottenerla con un po’ di operazioni in più.

Sconsiglio la modalità 2 (e il relativo CUE che stavolta è completamente compatibile) questo perché i files che si ottengono non sono molto gradevoli da ascoltare singolarmente dato che presentano il contenuto dei gaps all’inizio e abbiamo detto che questa non è certamente la posizione migliore.

Fig: Masterizzare le immagini WAV+CUE con Ahead Nero

Se siete arrivati fin qui dovreste adesso essere in grado di fare a meno del CD in quanto tale e di crearne un' immagine che io definirei "astratta" ma a partire dalla quale possiamo sempre riottenere il CD in senso materiale. La disponibilità di tale immagine è quindi altamente desiderabile e sarebbe ancora meglio poterla gestire occupando meno spazio possibile, sia per questioni di archivio personale, sia per questioni di sharing.

4. Qualche consiglio sui lossless

Esistono svariati formati lossless ma qui è meglio limitarsi a citare i due che attualmente sono abbastanza collaudati (anche se ce ne sono di nuovi che promettono molto bene): Monkey’s Audio e FLAC, riporto qui una tabella che può dare l'idea per un primo confronto (visitando i links trovate informazioni più dettagliate):


Codice sorgente	Disponibile, licenza GPL/LGPL	Disponibile
Players supportati	XMMS, AlsaPlayer, Winamp, MacAmp Lite, dBpowerAMP, Foobar2000, Apollo	Winamp, MediaJukebox, dBpowerAMP, Foobar2000
OS supportati	Linux, Windows, Mac OS X, *BSD, Solaris, OS/2, BeOS	Windows, Linux
Hardware supportati	PhatBox, Kenwood MusicKeg, Rio Receiver, Dell Digital Audio Receiver, Turtle Beach AudioTron	Nessuno
Streaming	Si	No
Seeking	Si	Si
Efficacia compressione	Mediocre	Ottima
Altro	Supporto Tags Supporto CUE sheets (per splittare files interi) Supporto ReplayGain Ottima velocità in decodifica, più lento nella codifica (algoritmo asimmetrico).	Supporto Tags APE Supporto APL (per splittare files interi) Interfaccia grafica user-friendly (inclusa) Ottima velocità in codifica e decodifica (algoritmo simmetrico).

Fig: Il frontend di Speek per FLAC (non incluso)

Fig: L'interfaccia grafica di Monkey's Audio

Io consiglio Monkey’s Audio perché, a mio giudizio, tutti i vantaggi offerti dal fatto che FLAC sia open-source vengono completamente annullati dal fatto che in termini di compressione FLAC è di parecchio inferiore a Monkey’s e questo fattore è fondamentale in questo tipo di encoders.

Se decidete di usare Monkey's Audio vi conviene sovrascrivere il file MAC.EXE con la versione 3.96b7 alla quale ha lavorato Frank Klemm curando alcuni aspetti non ancora inglobati nell'ultima versione ufficiale. Ricordo inoltre a chi usa Musepack che solamente questa versione consente di encodare direttamente in formato MPC fornendo in input un file APE. L'unica raccomandazione è di NON USARE -c5000 e -c6000 che sono ancora in fase sperimentale e non possono essere decodificati dalle versioni ufficiali.

Fig: Monkey's Audio Console, questa è la versione by Frank Klemm che è stata sostituita a quella ufficiale.

Per chi usa Monkey’s Audio e Winamp 2.xx c’è la possibilità di usare i files APL che ci permettono di ascoltare un unico file come se fosse diviso in brani singoli. La loro creazione è molto semplice e supportano anch'essi gli APE tags. Questo dovrebbe in qualche modo venire incontro a chi ha creato un'immagine unica del CD (abbiamo visto che in alcuni casi si è costretti).

Fig: L'utility MakeAPL di Monkey's Audio

Se si prevede di voler condividere i files APE consiglio di incapsularli in un archivio RAR dove abbiamo inserito delle informazioni di recupero in modo da salvaguardarci contro possibili errori di trasmissione. Sarebbe naturalmente preferibile usare questo sistema anche se si archiviano i propri file su CD-R visto che questi ultimi hanno una vita media di gran lunga inferiore a quella che gli si attribuiva alcuni anni addietro.

Fig: Parametri da impostare nell'archivio RAR

Fig: E' possibile scegliere la percentuale di dati ridondanti da inserire, utilizzare almeno il 3%.

Al problema di dover decomprimere i files RAR per poterli ascoltare ci viene incontro il nuovo player Foobar 2000 che supporta la decompressione diretta degli archivi RAR tramite l'aggiunta dell'apposito modulo foo_unpack.dll che può essere scaricato dal sito ufficiale.

Fig: Il player Foobar2000, molto leggero ma con caratteristiche tecniche superiori

In alternativa al RAR consiglio comunque di allegare un checksum MD5 per poter almeno verificare l’integrità dei files. Ovviamente questa soluzione è meno efficace della precedente perché non fornisce una effettiva protezione ma soltanto la possibilità di una verifica. L'hashing MD5 può anche essere usato per verificare la corretta masterizzazione dei CD-R prima di archiviarli, sarà sufficiente confrontare l'MD5 dei files sul CD con quelli presenti sul disco.