El sonido. Parámetros físicos y preceptuales
Onda sonora
Variación de la presión del aire
Al incidir sobre nuestro aparato auditivo las variaciones de presión
originan la sensación sonora
Cuando las variaciones son uniformes o periódicas se percibe un sonido
"tonal", cuando no lo son se percibe un "ruido"
Frecuencia
Número de ciclos de la onda en una unidad de tiempo
Se mide en Hercios (Hz) (ciclos por segundo)
Un oído sano puede percibir entre 20 y 20000 Hz (aunque con la edad
y los malos tratos al oído disminuye a unos 16000)
f80.wav
f160.wav
f8000.wav
La sensación provocada se denomina altura tonal (sonidos graves-agudos)
Amplitud
Grado máximo de variación de la presión del aire
Se mide en decibelios de nivel de presión sonora (dB SPL)
Nuestra percepción abarca de 0 a 130 dB SPL
Es perjudicial escuchar a más de 100 dB SPL durante largos periodos
f160-12db.wav
La sensación provocada se denomina intensidad sonora o sonoridad (sonidos
débiles-fuertes)
Duración
Se mide en unidades de tiempo
sax0.wav
sax1.wav
La sensación provocada se denomina duración subjetiva. Los recintos
reverberados prolongan esa duración subjetiva.
Forma de onda / Espectro
Distribución de la energía de la onda sonora
Teorema de Fourier: descomposición de una onda sonora en suma de ondas
muy simples
La sensación provocada se denomina timbre
Visionado temporal y espectral del sonido
De la captación sonora al soporte final. Procesos
Captación microfónica
Transducción. Conversión de energía mecánica en
eléctrica
Tipos de micrófonos
Captura microfónica con PC
Archivo para ejemplificar procesos
Grabación
"Fijación" de la señal eléctrica en un soporte
magnético
Analógica o Digital. Ventajas e inconvenientes
Edición
Conversión de los elementos sonoros "en bruto" en elementos
"definitivos"
Eliminar silencios, toses, ruidos molestos, re-ajustar niveles, combinar archivos
simples, equilibrar sonoramente materiales heterogéneos...
Procesado
Transformación de las características sonora de los elementos
básicos
Ecualización, compresión, transposición, reverberación,
"efectos"
Mezcla
Organización espacio-temporal de todos los elementos básicos
de una mezcla, en un único archivo (generalmente estéreo)
Masterización
Adaptación de la mezcla final a las características del medio
en el que se va a reproducir
Una misma mezcla ha de sonar diferente en radio, en CD, en vinilo, en video,
o en Internet
Digitalización del sonido
Conversión Analógico/Digital
Transformación de una señal continua en una discreta
Frecuencia de Nyquist. Filtrado anti-alias.
Cuantización
Applet que ilustra dinámicamente la cuantización y la tasa de
muestreo
Conversión Digital/Analógica
Transformación de una señal discreta en una continua
Dithering
Resolución
Número de bits utilizados para codificar el valor de amplitud de una
onda sonora
Formato habitual: 16 bit (CD)
A menor resolución peor rango dinámico
Ejemplos sonoros:
16bit
8bit
4bit
Tasa de muestreo
Velocidad a la que "medimos" el valor de amplitud de una señal.
Formato habitual: 44100 "mediciones" cada segundo. 44.1 KHz
Otros formatos: 32 KHz (broadcast), 48 KHz y 96 KHz (Audio-pro)
A menor tasa menor presencia de componentes agudos
Ejemplos sonoros:
44100
22050
11025
5000
Soportes
digitales de audio
DAT
DAT: Digital Audio Tape.
Cinta similar a video 8mm. 2 canales, hasta 180 minutos.
16 bit, 44.1 o 48 KHz.
Acceso lineal (no inmediato)
Conexiones digitales SPDIF (conector RCA o fibra óptica), AES/EBU (conector
cannon)
Mini-Disc
Disco magnético de 140 Mb de tamaño similar a un diskette. 2-6
canales, 74 minutos estéreo.
Compresión de audio con sistema ATRAC (tasa de compresión 5:1)
Acceso no lineal (inmediato)
Memoria resistente a golpes
Conexiones digitales
Más información sobre Mini-disc
Tipos de archivos de sonido
Cabeceras (meta-datos)
Datos (valores de la forma de onda)
WAV (Windows)
AIFF (Mac)
SND (Linux)
Los tres formatos anteriores permiten utilizar un amplio rango de resoluciones
y tasas de muestreo
MIDI (Musical Instrument Digital Interface): no es un formato de sonido sino
de órdenes de control de dispositivos generadores de sonidos (sintetizadores).
Muy compacto pero dependiente de hardware (no garantiza que una música
suene igual en dos clientes distintos).
Tipos de CDs
CD-Audio
CD-ROM
CD-RW (read-write)
La extracción de audio de un CD-ROM es diferente que la de un CD-audio,
la cual requiere un software especial (CDCopy, por ejemplo)
Tipo de disco Forma de grabación Lectores de CD-ROM Lectores de CD-Audio
CD-R y CD-RW "disc at once" (de una sola vez) sin silencio entre
pistas sin silencio entre pistas
CD-R "track at once" (pista a pista)
- disco finalizado- 2 segundos de silencio entre pistas 2 segundos de silencio
entre pistas
CD-R "track at once" (pista a pista)
- disco sin finalizar- Pueden añadirse más pistas (no suena)
Pueden añadirse más pistas (no suena)
CD for Audio especial para grabadores "stand-alone" sin silencio
entre pistas -según original- sin silencio entre pistas -según
original-
Software
utilizable
Editor de audio
Edición de archivos, fundidos, cambios de volumen, cortes, etc.
Ejemplos: Soundforge, CoolEdit
Multipistas de audio
Mezcla de diversos archivos
Ejemplos: Vegas Audio, Premiere
Plug-ins de efectos
Procesado, transformación de archivos simples, o de mezclas
Ejemplos: Waves compressor, TC Reverb
Secuenciador MIDI
MIDI: protocolo de control de aparatos generadores de sonidos ("toca
con un sonido de trompeta la nota DO3 durante el tiempo de una corchea")
Ejemplos: Cakewalk, Cubase
Sistemas híbridos
Integración de todos los anteriores bajo una única interfaz
de usuario
Formatos de audio en Internet
Formatos con compresión sin pérdida (“loseless”)
formatos de propósito general: ZIP, ARJ, RAR. Reducción máxima
de 1:0.7
formatos específicos para audio: WaveZIP, WavPAC, ZAP, Monkey. Reducción
máxima 4:1. Es necesario reconvertir a WAV o AIFF para reproducirlos
más información: http://www.firstpr.com.au/audiocomp/lossless/
Formatos con compresión con pérdida (“lossy”)
Se basan en "codificación perceptual" para eliminar componentes
de energía que teóricamente no se escuchan
Medida en Kilobits por segundo (Kbps)
Aún usando el mismo sistema, dos programas diferentes pueden dar lugar
a versiones diferentes
MP3 (MPEG-1 Layer III)
factor de
compresión 10:1 o más
tiempo de codificación: 4 minutos de canción tarda algo menos
de la mitad a 128 Kbps, 44-KHz stereo
en comparación con otros formatos, proporciona la mejor calidad usando
bajas tasas de transferencia
muy fácil de codificar
128Kbps = calidad próxima a CD
64Kbps = calidad aceptable y descarga "rápida" con módems
de 56Kbps
24Kbps = baja calidad pero descarga "rápida" (tanto tiempo
como largo sea el archivo en el peor de los casos)
Beatnik (Rich Media Format)
formato desarrollado por y para diseñadores de sonido
excelentes capacidades interactivas
codificación complicada
incorpora un sintetizador propio, para asegurar que la música MIDI
suena igual en todas las plataformas
tasa de compresión mayor incluso que MP3
Advanced Audio Coding (MPEG-2)
TVQ (Twin Vector Quantization)
Formatos para “streaming”
Streaming: el audio se reproduce a medida que fluye desde el servidor hasta
el cliente, en lugar de empezar cuando el archivo está completamente
descargado
Generalmente se requiere un servidor especializado en generar y controlar
el flujo de datos hacia el cliente
Para modems lentos, hay que codificar a algo menos de 28Kbps
MP3 y Beatnik también pueden utilizarse en streaming con ayuda de un
meta-file (al igual que RealAudio)
RealAudio
en realidad
el sistema actualmente se llama G2 y ofrece audio de calidad aceptable incluso
con módems de 28Kbps
permite sincronizar con fotos y textos
la calidad se "negocia" dinámicamente (si disminuye el ancho
de banda, se utiliza menor calidad -si está disponible- pero sin necesidad
de detener y volver a descargar)
es el formato de streaming más popular
WMA (Windows Media Audio)
calidad aproximada a CD codificando a 64 Kbps
tiempo de codificación: 4 minutos de canción tardan 20 segundos
a 128 Kbps, 44-KHz stereo
se puede sincronizar con imágenes
No funciona en servidores Mac
Quicktime Audio
permite codificar una variedad extrema de formatos (actua como "envoltorio")
permite escuchar desde un punto sin recargar el archivo
no funciona en servidores Windows
los codecs pueden irse descargando según se necesiten (sistema originalmente
compacto)
LiquidAudio
formato desarrollado de cara a la industria musical profesional
permite codificar "marcas de agua" para proteger derechos intelectuales
de creación y de ejecución
permite transferir meta-datos y archivos relacionados con el contenido sonoro
(portadas de discos, letras, etc.)
las herramientas de codificación son caras
sólo sirve para audio, no permite sincronizar imágenes
Shockwave
ofrece audio altamente comprimido y de buena calidad sin necesidad de tener
un servidor especializado en streaming, pero no es tan flexible como otras
soluciones
requiere Director (es caro)
permite interactividad compleja gracias al lenguaje de programación
Lingo (pero no tan compleja para audio)
requiere un cierto ancho de banda para funcionar bien
Flash
buena solución para páginas multimedia de gran impacto y con
fragmentos sonoros cortos
permite codificar audio en MP3 para descargarlo por streaming
también se integra bien con RealMedia (el audio puede ser RealAudio)
Comparación wav/mp3/G2/wma
Música rock/pop:
wav
mp3-alta calidad G2-alta calidad wma-alta calidad
mp3-baja calidad G2-baja calidad wma-baja calidad
Música orquestal:
wav
mp3-alta calidad G2-alta calidad wma-alta calidad
mp3-baja calidad G2-baja calidad wma-baja calidad
Formato habitual música rock/pop: mp3 G2 wma
Formato habitual música orquestal: mp3 G2 wma