CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE EL AUDIO DIGITAL COMPRENSIÓN DEL SONIDO

CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE EL AUDIO DIGITAL
COMPRENSIÓN DEL SONIDO
CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE EL SONIDO
El sonido empieza con vibraciones en el aire, como las que producen las cuerdas de una guitarra, las
cuerdas vocales o una alta voz. Estas vibraciones fuerzan la unión de las moléculas cercanas de aire, lo
que eleva ligeramente la presión de aire. Las moléculas de aire sometidas a presión empujan a las otras
moléculas de aire que las rodean, que empujan a las moléculas colindantes, y así sucesivamente.
Cuando las zonas de alta presión se desplazan por el aire, dejan detrás áreas de baja presión. Cuando
estas oleadas de cambios de presión llegan hasta nosotros, vibran en los receptores de nuestros oídos y
escuchamos las vibraciones en forma de sonido.
Cuando se observa una forma de onda visual que representa audio, refleja estas ondas de presión de
aire. La línea cero dela forma de onda es la presión del aire en reposo. Cuando la línea sube a un pico,
representa una presión más elevada; si baja a un valle, representa una presión más baja.
MEDIDAS DE LA FORMA DE ONDA
Amplitud Refleja el cambio de presión desde el pico de la forma de onda hasta el mínimo. Las formas de
onda de alta amplitud son altas; las de baja amplitud son más silenciosas.
Ciclo Describe una única secuencia repetida de cambios de presión, desde presión cero a alta presión, a
baja presión y de nuevo a cero.
Frecuencia Se mide en hercios (Hz) y describe el número de ciclos por segundo. (Por ejemplo, una forma
de onda de 1.000 Hz tiene 1.000 ciclos por segundo.) Cuando mayor sea la frecuencia, más alto será el
tono musical.
Fase Se mide en 360 grados e indica la posición de una forma de onda en un ciclo. Cero grados es el
punto de inicio, seguido de 90º a alta presión, 180º en el punto central, 270º a baja presión y 360º en el
punto final.
Longitud de onda Se mide en unidades, como pulgadas o centímetros, y es la distancia entre dos puntos
con el mismo grado de fase. A medida que aumenta la frecuencia, disminuye la longitud de onda.
CÓMO INTERACTÚAN LAS ONDAS DE SONIDO
Cuando se encuentran dos o más ondas de sonido, se suman y restan entre sí. Si sus picos y mínimos
están perfectamente en fase, se refuerzan unas a otras, lo que da como resultado una forma de onda
que tiene una amplitud mayor que las formas de onda individuales.
Las ondas en fase se refuerzan entre sí. Si los picos y mínimos de dos formas de onda están
perfectamente desfasados, se cancelan entre sí, lo que provoca que no haya forma de onda alguna.
Las ondas desfasadas se cancelan entre sí.
En la mayoría de los casos, no obstante, las ondas se desfasan en diversas magnitudes, lo que da como
resultado una forma de onda combinada que es más compleja que las formas de onda individuales. Una
forma de onda compleja que representa música, voz, ruido y otros sonidos, por ejemplo, combina las
formas de onda de cada sonido.
Como consecuencia de su estructura física única, un solo instrumento puede producir ondas sumamente
complejas. Por eso, un violín y una trompeta suenan diferentes incluso cuando tocan la misma nota.
Dos ondas sencillas se combinan para crear una onda compleja.
DIGITALIZACIÓN DE AUDIO
COMPARACIÓN DE AUDIO ANALÓGICO Y DIGITAL
Con un audio analógico y digital, el sonido se transmite y almacena de forma muy diferente.
AUDIO ANALÓGICO: VOLTAJE POSITIVO Y NEGATIVO
Un micrófono convierte las ondas de sonido bajo presión en cambios de tensión en un cable: la alta
presión se convierte en tensión positiva, mientras que la baja presión lo hace en negativa. Cuando estos
cambios de tensión viajan a través de un cable de micrófono, puede grabarse en cinta como cambios en
intensidad magnética o en discos de vinilo como cambios en tamaño de surco. Un altavoz funciona
como un micrófono, pero a la inversa: toma las señales de tensión de un audio que graba y vibra para
volver a crear la onda de presión.
AUDIO DIGITAL: CEROS Y UNOS
A diferencia de los medios de almacenamiento analógicos, como las cintas magnéticas o los discos de
vinilo, los equipos informáticos almacenan información de audio de forma digital como una serie de
ceros y unos. En el almacenamiento digital, la forma de onda original se desglosa en instantáneas
individuales denominadas muestras. Este proceso se conoce normalmente como digitalización o
muestreo del audio, pero en ocasiones recibe el nombre de conversión de analógico a digital.
Cuando graba en un equipo desde un micrófono, por ejemplo, los conversores de analógico a digital
transforman la señal analógica en muestras digitales que los equipos pueden almacenar y procesar.
VELOCIDAD DE MUESTREO
Las velocidades de muestreo indican el número de instantáneas digitales que se toman en una señal de
audio cada segundo. Esta velocidad determina el intervalo de frecuencias de un archivo de audio.
Cuanta más alta sea la velocidad de muestreo, más se asemejará la forma de la onda digital a la forma
de la onda analógica original. Las velocidades de muestreo bajas limitan el intervalo de frecuencias que
pueden grabarse, lo que puede dar como resultado una grabación que no representa correctamente el
sonido original.
Dos velocidades de muestreo
A. Velocidad de muestreo baja, que distorsiona la forma de sonido original.
B. Velocidad de muestreo alta, que reproduce perfectamente la forma de sonido original.
Para reproducir una frecuencia determinada, la velocidad de muestreo ha de ser al menos el doble de la
frecuencia. (Consulte “Frecuencia Nyquist” en la página 263.) Por ejemplo, los CD tienen una velocidad
de muestreo de 44.100 muestras por segundo, por lo que pueden reproducir frecuencias hasta de
22.050 Hz, lo que está más allá del límite de audición humana (20.000 Hz).
Las velocidades de muestreo más habituales para el audio digital son las siguientes:
Velocidad de muestreo Nivel de calidad Rango de frecuencias
11.025 Hz Calidad baja de radio AM (multimedia de gama baja) 0–5.512 Hz
22.050 Hz Prácticamente radio FM (multimedia de gama alta) 0–11.025 Hz
32.000 Hz Mejor que la radio FM (velocidad de difusión estándar) 0–16.000 Hz
PROFUNDIDAD DE BITS
Al igual que una velocidad de muestreo determina el rango de frecuencia, la profundidad de bits
determina el rango dinámico. Cuando se muestrea una onda de sonido, se asigna a cada muestra el
valor de amplitud más cercano a la amplitud de la onda original. Una profundidad de bits más alta
proporciona más valores de amplitud posibles, lo que produce un rango dinámico más grande, una base
de ruido inferior y mayor fidelidad:
Las profundidades de bits más altas proporcionan un mayor rango dinámico.
CONTENIDOS Y TAMAÑO DE UN ARCHIVO DE AUDIO
Un archivo de audio en el disco duro, como un archivo WAV, consta de un pequeño encabezado que
indica la velocidad de muestreo y la profundidad de bits y, a continuación, una larga serie de números,
uno para cada muestra. Estos archivos pueden ser muy grandes. Por ejemplo, a 44.100muestras por
segundo y 16 bits por muestra, un archivo requiere 86 KB por segundo (unos 5 MB por minuto). Esa cifra
se duplica a 10 MB por minuto para un CD estéreo, que tiene dos canales.
En contraste con un archivo de audio digital, un archivo MIDI podría ser tan pequeño como 10KB por
minuto, por lo que pueden almacenarse hasta 100 minutos de MIDI por megabyte. Para obtener más
información, consulte “Información sobre datos MIDI e instrumentos VST” en la página 202.
CÓMO DIGITALIZA EL AUDIO ADOBE AUDITION
Cuando se graba audio en Adobe Audition, la tarjeta de sonido inicia el proceso de grabación y
especifica qué velocidad de muestreo y profundidad de bits se deben utilizar. A través de los puertos de
entrada de línea (Line In) o de entrada de micrófono (Microphone In), la tarjeta de sonido recibe audio
analógico y lo muestrea digitalmente a la velocidad especificada. Adobe Audition almacena cada una de
las muestras ordenadas hasta que se detiene la grabación.
44.100 Hz CD 0–22.050 Hz
48.000 Hz DVD estándar 0–24.000 Hz
96.000 Hz DVD de alta gama 0–48.000 Hz
Profundidad de bits Nivel de calidad Valores de amplitud Rango dinámico
8 bits Telefonía 256 48 dB
16 bits CD 65.536 96 dB
24 bits DVD 16.777.216 144 dB
32 bits Óptima 4.294.967.296 192 dB
Velocidad de muestreo. Nivel de calidad Rango de frecuencias
192 dB
144 dB
48 dB
0 dB
96 dB
8-bit 16-bit 24-bit 32-bit
Cuando se reproduce un archivo en Adobe Audition, tiene lugar el proceso contrario. Adobe Audition
envía una serie demuestras digitales a la tarjeta de sonido. La tarjeta reconstruye la forma de onda
original y la envía como señal analógica a través de los puertos de salida de línea (Line Out) a los
altavoces.
En resumen, el proceso de digitalización de audio comienza con una onda de presión en el aire. Un
micrófono convierte esta onda de presión en cambios de tensión. Una tarjeta de sonido convierte estos
cambios de tensión en muestras digitales.
Una vez que el sonido analógico se convierte en audio digital, Adobe Audition puede grabarlo, editarlo,
procesarlo y mezclarlo; el límite a las posibilidades lo impone la imaginación del usuario.