Utilizando como base el concepto de retardar la señal original k muestras para luego combinarla con la señal sin atrasó se pueden conseguir alteraciones tímbricas. Es así como tenemos otro medio para la generación de efectos.
Las sensaciones producidas por el retardo (delay) impuesto a la señal varía en relación con el tiempo de retardo impuesto a la señal; así tenemos que:
Ø Con un retardo muy corto (< 30 milisegundos) y una cierta realimentación alteraremos claramente la tímbrica. El sonido se hará metálico y adquirirá resonancias muy definidas en determinadas frecuencias. Incluso podemos simular acordes a partir de esta opción.
Ø Con un retardo entre 20 y 80 milésimas afectamos principalmente a la presencia del instrumento, ya que nos aprovechamos del efecto Hass para "sumar" perceptualmente dos sonidos iguales (y físicamente separados en el tiempo), de manera que podemos generar la sensación de sonido más "grueso", o de multiplicación de instrumentistas.
Ø Con retardos mayores de 80 o 100 milisegundos el efecto principal que obtenemos es de tipo rítmico, por tanto (al menos en el caso de músicas con ritmos marcados) hay que ajustar el tiempo de retardo al tiempo de la música, para lo cual existen tablas muy útiles.
Además del tiempo de retardo, es posible manipular parámetros como:
Ø Regeneración: la señal retardada vuelve a retardarse, con una regeneración al 100% la señal no deja nunca de sonar.
Ø Múltiples líneas de retardo (multi-tap delay): es posible retardar de maneras diferentes pero simultáneas una misma señal (por ejemplo, una línea atenúa progresivamente la señal retardada, otra hace un número fijo de retardos, con una dinámica creciente, y otra hace lo mismo pero con una dinámica y una distribución de tiempos de retardo aleatorias.
Ø Panoramización: permite hacer sonar las repeticiones alternativamente en uno u otro lado del espacio acústico, o ir desplazándolas progresivamente en una determinada dirección.
Bajo este concepto se han desarrollada una diversa gama de efectos; dentro de los de mayor popularidad tenemos:
• Efecto de Eco
Cuando las reflexiones de un sonido llegan con retardos superiores a 50 milisegundos respecto de la fuente original aparece lo que denominamos eco. En otros tiempos el efecto de eco se conseguía gracias a los 2 cabezales (grabación y reproducción) de un magnetofón. Inyectando un sonido, grabándolo y reproduciéndolo inmediatamente obtendremos un retardo cuyo tiempo estará determinado por la distancia entre los cabezales y por la velocidad de la cinta (puede oscilar entre 66 y 266 milisegundos).
Actualmente los ecos se consiguen mediante retardos digitales (delays) que nos permiten tiempos desde una milésima de segundo hasta 3 ó 4 segundos; a continuación observamos el diagrama de bloques y la ecuación de diferencias que produce el efecto de eco en un sistema digital.
y(n) = x(n) + ax(n – D) ec. 4.25
Donde x(n) es la señal de entrada e y(n) es la señal de salida. Como podemos observar la señal original se retrasa D muestras de la señal original y luego es atenuada por el factor de escalado a, para finalmente combinarla con la señal original con el fin de obtener el efecto de eco deseado. La atenuación de la señal antes del mezclado es requerida para evitar la saturación en la señal de salida, de manera tal que se obtenga un efecto nítido y con baja distorsión.
• Flanger
Se trata de un filtrado periódico (en forma de peine) de una serie de frecuencias determinada por el tiempo de retardo (por ejemplo, con uno de 0.5 milisegundos realzaremos 2KHz y sus armónicos), aunque explicarlo con palabras es poco efectivo.
El origen del flanger es mecánico (hay quien se lo atribuye a George Martin y a John Lennon): si al grabar una cinta en un magnetofón presionamos con el dedo de vez en cuando y con fuerza variable la bobina que entrega cinta originamos micro-frenazos que alteran la señal original. Si grabamos simultáneamente en 2 magnetofones, y en uno aplicamos el "flanging" manual mientras que en el otro no, generaremos el barrido característico del efecto de flanger.
Fig.84 diagrama de bloques de sistema digital que produce el eco
Z
-Da
+ +
x(n)
Para producir este efecto por medio de un procesador digital de señales (DSP) se requiere básicamente la misma estructura que un generador de eco, pero en este caso el elemento retardor de la señal (d(n)) debe ser variable en el tiempo. A continuación mostramos el diagrama de bloques básico para la construcción del flanger y su respectiva ecuación de diferencias.
y(n) = x(n) - ax(n – d(n)) ec. 4.26
La señal de entrada y de salida son x(n) e y(n) respectivamente. Es importante acotar que el retrazo d(n) puede ser aleatorio o periódico. El flanger proporciona efectos más llamativos cuanto más rico (armónicamente hablando) sea el sonido.
• Chorus
Se utiliza para "engrosar" la señal, o para simular la existencia de varios instrumentos sonando al unísono. En esta situación, un intérprete puede tocar con cierto retraso y con cierta desafinación respecto a otro intérprete; eso es lo que trata de simular, de manera compacta, este efecto. El siguiente diagrama de bloques muestra su modelaje en formato digital.
Fig. 85. Diagrama de bloques de sistema digital que produce el flanger
Z
-d(n)a
+ +
x(n)
Se puede observar que para producir este efecto debemos colocar tanto las ganancias como los retardos (delays) variables en el tiempo. Generalmente estas variaciones en el tiempo son funciones de n pero se restringen a un número finito sus posibles valores. Esto se realiza para con el fin de evitar excesivos de atrasos entre señales, para el caso de los delays (d), o excesivas amplitudes en la señal de salida, en el caso de los atenuadores (a).
• Transpositor
Inicialmente las transposiciones mecánicas se basaban en alterar la velocidad de reproducción de una cinta respecto de su velocidad en el momento de la grabación (reproduciendo al doble obtenemos una transposición de octava hacia arriba), pero también se alteraba la tímbrica ya que esta transformación no preserva las estructuras de formantes propias de muchos instrumentos (por ejemplo la voz) y de ahí los conocidos efectos de "pitufo" o de "fabulositos", en los que la voz así procesada poco tiene que ver con la original.
Muchos transpositores digitales aún operan en base a esa idea de alterar la velocidad de reproducción, aunque en los últimos años van apareciendo más equipos y
Fig. 86 Diagrama de bloques de sistema digital que produce el Chorus
ΣΣ
x(n)
x(n)
y(n)y(n)
delay d1(n) a 1(n) delay d2(n) a 2(n) x(n - d x(n - d11(n))(n)) x(n - d x(n - d22(n))(n))programas capaces de transponer, incluso en tiempo real, sin alterar en exceso las características del instrumento.
Un algoritmo fácil de implementar lo podemos observar en el diagrama de bloques mostrado arriba. Este se basa en filtrar la señal de entrada para obtener la componente que deseamos transponer, por ejemplo la señal de voz de 300Hz a 3kHz. Luego se modula en frecuencia la señal filtrada (por ejemplo 10kHz), de forma que aumentemos la señal en frecuencia. Luego demodulamos la señal con una frecuencia menor a la utilizada para su modulación (para este ejemplo digamos que 9kHz), de forma que la señal filtrada final haya sido aumentando su timbre. Finalmente mezclamos esta señal con la señal de entrada para obtener el efecto deseado. Cabe destacar que la señal filtrada final debe pasar antes de sumarse a la señal original por un filtro anti-aliasing de manera de evitar el doblamiento de la señal.
Observaremos en el próximo capítulo una forma de llevar a cabo uno de estos procesos estudiados; usando como base los aspectos teóricos discutidos con relación a los sistemas acústicos. También se emplearán como parámetros de diseño algunos de las características del sonido ya estudiadas al principio de este capítulo.
Fig. 87 Diagrama de bloques para el efecto de transposición
x(n) x(n) ω ωω ωmm > > > > ωωωωdd Π Π Filtro BP fc1< f < fc2 cos
cos ωωωωmmnn cos cos ωωωωddnn Π Π
ΣΣ
Filtro anti-alising
Proceso de modulación y demodulación
y(n)