Che cos'è un file WAV e come si usa?

WAV (o WAVE) è uno dei più vecchi formati di codifica audio in uso oggi. Microsoft e IBM lo svilupparono per la riproduzione dell'audio sui personal computer. Oggi è il formato preferito per l'archiviazione dell'audio digitale. Poiché di solito memorizza i dati in un formato non compresso, i suoi file sono enormi. Non capita spesso di scaricare un file WAV da Internet.

Che cosa significa WAV? Il suo significato è semplicemente "onda". È un formato per la memorizzazione di onde acustiche e il nome si pronuncia "wave". L'estensione del file è .wav. È tutto semplice e logico.

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Il formato di file WAV esiste dal 1991. IBM e Microsoft volevano definire un formato per i file audio, che doveva funzionare con i processori lenti e la memoria limitata dell'epoca. La compressione avrebbe potuto rendere i file più piccoli, ma avrebbe comportato un notevole carico di lavoro per il processore. Con il WAV, ogni campione viene codificato direttamente come valore di bit. Non è efficiente, ma l'intento originale era quello di utilizzare il formato per effetti sonori di un secondo o due, non per le sinfonie.

Sebbene sia primitivo rispetto ad altri formati di file audio, la sua semplicità gli ha fatto guadagnare una nicchia come formato di archiviazione e di editing.

Il formato è un caso speciale di RIFF (Resource Interchange File Format), un formato generico per l'impacchettamento di dati e metadati. Un file RIFF è composto da "pezzi", ognuno dei quali ha un tipo di quattro caratteri. Un chunk contiene un particolare tipo di informazioni, come l'audio codificato, i timestamp e i parametri di codifica.

Il formato è simile all'AIFF, un primo formato di codifica audio di Apple. Entrambi utilizzano una struttura di chunk simile, ma non sono compatibili tra loro.

In Windows 2000, Microsoft ha introdotto il Wave Format Extensible. Fornisce un supporto migliore per l'audio multicanale, comprese le informazioni sul posizionamento degli altoparlanti.

Non è mai stato pubblicato uno standard formale per il WAV. La definizione di Microsoft è principalmente in termini di API. Presenta alcune ambiguità. Le informazioni disponibili pubblicamente sono sufficienti per creare e riprodurre normali file WAV e non è necessaria alcuna licenza. Tuttavia, alcuni codec possono richiedere informazioni proprietarie e licenze.

I lettori musicali sui computer desktop supportano generalmente il formato WAV. È uno dei formati di file musicali più facili da implementare nel software. Poiché si tratta di un formato Microsoft, il supporto è più solido sui computer Windows. Anche diversi lettori multipiattaforma gratuiti, come VLC, lo supportano.

Le applicazioni mobili che riproducono i file WAV sono più difficili da trovare. Né iOS né Android riproducono i file WAV in modo nativo, ma sono disponibili software di terze parti. Il motivo della mancanza di supporto è che c'è poca ragione per farlo. I file WAV sono enormi e pochi file riempiono rapidamente la memoria del telefono. Un file può raggiungere i 27 megabyte per ogni minuto di suono. Un approccio migliore è quello di convertirli in un formato compresso, come MP3 o Ogg Vorbis, e utilizzare i file più piccoli sul dispositivo mobile.

In generale, i file WAV esistono soprattutto per essere convertiti in altri formati. Sono un buon modo per memorizzare l'audio originale e grezzo senza degrado, ma sono scomodamente grandi.

Entrando nello specifico, cos'è esattamente un file WAV? Come molti formati multimediali, il WAV è un esempio del paradigma contenitore-codec. Il contenitore stabilisce la struttura del file. Contiene metadati sulla registrazione e informazioni tecniche sulla codifica dell'audio. Consente diverse codifiche. Il software che gestisce i bit dei dati audio è il codec (codificatore-decodificatore).

Il motivo per cui i file WAV sono così grandi è che normalmente utilizzano il codec LPCM. Non comprime i dati audio. La memorizzazione è priva di perdite, il che significa che è la migliore rappresentazione possibile dell'audio originale. È possibile utilizzare altri codec; il software di Microsoft supporta il codec ADPCM con perdita, che produce file più piccoli. Spesso vengono chiamati file ADPCM piuttosto che WAVE. Il formato consente altri codec, ma non tutti i software li supportano.

Anche la compressione di un file con ZIP o GZIP non è di grande aiuto. I campioni audio assomigliano troppo a valori casuali per essere compressi in modo efficiente con tecniche generiche.

Tuttavia, il formato WAV è flessibile sotto molti aspetti. Il formato consente a un file di avere migliaia di canali e un numero effettivamente illimitato di bit per campione. La maggior parte dei software pone dei limiti di implementazione su questi valori, ma non dovrebbero esserci problemi con, ad esempio, otto canali a 32 bit. La frequenza di campionamento è un numero di 32 bit, quindi il formato può gestire frequenze ben oltre i limiti dell'udito umano. La dimensione massima dei file è di 4 gigabyte.

I file possono supportare qualsiasi tipo di metadati. Gli archivisti apprezzano questa caratteristica.

Poiché le specifiche sono vaghe in alcuni punti, alcuni software potrebbero non riuscire a leggere un file che un'altra applicazione gestisce senza problemi. Gli sviluppatori di software cercano di essere rigorosi quando scrivono i file e indulgenti quando li leggono, quindi questo non accade troppo spesso.

La European Broadcast Union ha definito un perfezionamento del formato chiamato Broadcast Wave Format, o BWF. Il suo scopo è quello di scambiare file audio tra diversi ambienti di trasmissione. La Biblioteca del Congresso lo raccomanda per i progetti di conservazione.

La differenza principale è che definisce un nuovo tipo di chunk, Broadcast Audio Extension ("bext"). Identifica l'originatore del file, la data e l'ora di creazione e vari dati tecnici e amministrativi. Ogni file Broadcast WAV deve avere un chunk "bext". Il normale software WAV ignora i tipi di chunk che non riconosce, quindi riprodurrà i file Broadcast WAV anche se non può sfruttare le informazioni aggiuntive.

BWF supporta nuovi tipi di chunk per i metadati. Questi includono XMP, ampiamente utilizzato per i file multimediali, e iXML, utilizzato principalmente in BWF. I normali lettori WAV possono supportare questi tipi di chunk e, in caso contrario, li ignoreranno.

Una variante di BWF è RF64. Modifica leggermente le specifiche RIFF per superare il limite di 4 gigabyte sulle dimensioni dei file.

Non capita spesso di scaricare file WAV dai siti musicali. I file sono molto più grandi degli equivalenti in altri formati e non offrono all'ascoltatore molti vantaggi. Se si desidera un file lossless, il formato FLAC comprime i dati e consente di scaricare file più piccoli con la stessa qualità.

Gli studi di registrazione utilizzano spesso il formato WAV per le loro tracce originali. I file lossy si degradano leggermente ogni volta che vengono salvati; la modifica di un file audio lossless evita la perdita di qualità.

Gli archivi utilizzano spesso il WAV quando possono permettersi lo spazio di archiviazione. Questo formato è flessibile nelle opzioni dei metadati e può essere convertito in formati compressi quando necessario. È meno suscettibile alla rotazione dei bit rispetto ai formati compressi; se un problema hardware modifica un byte dei dati audio, la cosa peggiore da fare è uno schiocco udibile.