Audio y Produccion de Audio Digital

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AUDIO Y PRODUCCION DE

AUDIO DIGITAL

Manual de producción

Conceptos básicos y

aplicaciones.

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2 AUDIO Y PRODUCCION DE AUDIO DIGITAL. Manual de producción

Conceptos básicos y aplicaciones CONTENIDO:

1. Introducción

2. Conceptos de audio digital 2.1 El Sonido

2.2 Propiedades del sonido 2.2.1 Amplitud

2.3 Propiedades del sonido 2.3.1 Frecuencia

2.3.2 Longitud de onda (Wavelenght) 2.3.3 Ancho de Banda 2.3.4 Fase 2.3.5 Timbre 2.3.6 Envolventes 2.3.7 Transductores 3. Requerimientos básicos

3.1 Como Hacer muestras (Samples) 3.2 Cuantización

4. Software para producción de audio

4.1 Conversión de audio analógico a digital 4.1.1 Codificación

4.1.1 Detección y corrección de errores 4.1.3 Modulación

5. Proceso de reproducción digital 5.1 Requerimientos básicos 5.2 Reducción del cansancio visual

5.3 Colocación de la silla y la mesa de la computadora 5.4 Postura al sentarse para usar la computadora 6. Softwares para producción de audio

6.1 Sound Forge / Vegas 6.2 Adobe Audition

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3 7. Formatos de compresión y codificación (MP3, MP2, WAV, etc.)

7.1 Pero, ¿cómo se hace?

7.2 Entonces, cual formato de audio utilizan para grabar Cd-audio? 7.3 Formatos de audio más comunes.

7.3.1 Advanced audio coding (codificación de audio avanzada). 7.3.2 WAV

7.3.3 AU (Audio for UNIX)

7.3.4 WMA (Windows Media Audio) 7.3.5 Midi

7.3.6 MPEG (Moving Pictures Experts Group) (grupo de expertos en imágenes en Movimiento)

7.3.7 Códec Mp3 Lame 7.3.8 AC3 codecs 0.68b

7.3.9 Real Networks & Trade: Real Audio® and Real Video 7.3.10 Ogg vorbis 7.3.11 Atrac 7.4 Hardware necesario 7.5 Software necesario 7.5.1 Programas ripeadores de CD’s 7.5.2 Programas de grabación

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4 1. INTRODUCCION

VISIÓN GENERAL

Últimamente es más fácil encontrar grabadoras de audio digital en estudios caseros, estudios profesionales y estudios de post-producción, que grabadoras analógicas. Muchas compañías que fabrican grabadoras analógicas, se están inclinando al diseño de grabadoras (hardware) digitales a mayor escala y fabrican las analógicas solamente sobre pedido. Con los nuevos formatos de grabación digital a disco duro, es más factible y económicamente accesible crear producciones desde la sala de su propio hogar, casi listas sólo para ser masterizadas.

Antes de hablar de lleno de los principios y conceptos básicos del audio digital, debemos comprender y hablar un poco del fenómeno llamado sonido y sus propiedades (amplitud,

frecuencia, fase, timbre y envolventes), ya que sin este concepto básico es imposible entender las bases del audio digital.

2. CONCEPTOS DE AUDIO DIGITAL 2.1 El sonido:

El sonido es la sensación producida por la detección de ondas acústicas en el oído, o simplemente dicho, el sonido es producido por vibraciones mecánicas. Un objeto vibrante como lo es la cuerda de una guitarra, perturba las moléculas de aire en reposo causando variaciones periódicas (ondas)

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5 El sonido requiere de un medio elástico (como lo es el aire) para su propagación. Si las moléculas de aire son desplazadas fuera de su posición original por una fuerza externa, éstas tienden a regresar a su posición original cuando es removida la fuerza externa. El desplazamiento local de las moléculas de aire se desplazan en la dirección de las perturbaciones que están viajando, así que el sonido sigue una forma de transmisión longitudinal. El receptor, por ejemplo, un micrófono colocado en el mismo campo de sonido moverá su diafragma de acuerdo a la presión impuesta por él, completando la cadena de reacciones.

Los cambios de presión de las vibraciones del sonido pueden ser producidas ya sea periódica o aperiódicamente. Por ejemplo, en una guitarra al tocarse una de sus cuerdas, ésta se mueve periódicamente de un lado para otro a una velocidad constante. Así la explosión de una bomba no tiene una vibración constante, por consiguiente se le considera una onda aperiódica. Una

secuencia de vibraciones periódicas ocasionadas por compresión y rarefacción de la presión una y otra vez se considera como un ciclo o período.

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6 2.2 PROPIEDADES DEL SONIDO

2.2.1 AMPLITUD

La amplitud es en sí a lo que llamamos volumen y se mide en decibeles (dB). El decibel es una relación entre dos cantidades tales como potencia, presión sonora o intensidad. Como mencionamos anteriormente, las vibraciones no sólo afectan el movimiento de las moléculas arriba y abajo, sino también determina el número de moléculas desplazadas que son puestas en movimiento desde su estado en reposo hasta la altura máxima y profundidad de la onda generada (pico positivo y pico negativo). Entre mayor sea el desplazamiento de moléculas en el aire, mayor va a ser la amplitud y mayor será el volumen de esa señal.

2.3 PROPIEDADES DEL SONIDO

La presión acústica es medida en términos de nivel de presión sonora (SPL). Si observa la tabla, podrá saber el número de decibeles que se producen en diferentes situaciones y lugares, como en la oficina, en un concierto de rock, etc.

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7 2.3.1 FRECUENCIA

La frecuencia es el número de ciclos o vibraciones producidas por un objeto oscilante que ocurre en un segundo y se mide en ciclos por segundo o Hertz (Hz). Por ejemplo, la frecuencia de la nota de Do Central es de 262 Hz o ciclos por segundo. Así mismo, al recíproco de la frecuencia que es el tiempo que toma un ciclo se le da el nombre de Periodo (T), en otras palabras, T=1/F.

2.3.2 LONGITUD DE ONDA (WAVELENGHT)

La longitud de onda es la distancia recorrida por una onda en un ciclo completo. A propósito, la velocidad del sonido en el aire es de 335 metros por segundo (1130 pies por segundo). Al saber la velocidad del sonido por su frecuencia, es decir, T=V/F. Es curioso observar que la longitud de onda de una frecuencia grave sea enorme y que la de una frecuencia aguda sea tan pequeña. Por ejemplo, una onda de 20 Khz. tiene una longitud de onda de 0.7 pulgadas de largo, mientras que una de 20 Hz es aproximadamente de 56 pies. El oído humano tiene dificultad de escuchar una longitud de onda de este último tamaño. La respuesta de frecuencia del oído humano es de 20 Hz a 20,000 Hz, obviamente si usted está expuesto constantemente a niveles superiores a los 100 dB, su respuesta va a ser menos de 20 Khz., más o menos entre 16kHz a 18kHz. Si tiene alguna duda, acuda al médico para que le haga una prueba auditiva y de mi se acordará.

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8 2.3.3 ANCHO DE BANDA

En el rango entre la frecuencia más grave y más aguda en que puede operar un sistema o aparato. El ancho de banda, “Q”, indica qué frecuencias pueden pasar (pasabandas) y cuáles no

(parabandas). La frecuencia cuya amplitud se desvanece 3 dB de su valor pasabanda es conocida como Frecuencia de corte (Fc).

2.3.4 FASE

La fase es la relación de tiempo entre dos o más sonidos (ondas) en un determinado punto de sus ciclos. La fase de un sonido se mide en grados (0°, 90°, 180°, 270° y 360°). Se dice que un sonido está en fase con otro cuando su relación en grados es la misma y su característica es que la amplitud se incrementa. Por otro lado, cuando dos o más sonidos están fuera de fase quiere decir que su relación en grados es diferente y auditivamente decae la amplitud, es decir, baja de volumen, o hay pérdida por lo general en el rango de frecuencias agudas. Un ejemplo perfecto es cuando uno coloca varios micrófonos uno al lado de otro pero si no se tiene cuidado en colocarlos a una determinada distancia pueden estar fuera de fase causando pérdida en la respuesta de la señal. Por eso en muchas consolas se agrega un botón con la letra griega “theta” que sirve para cambiar la fase de la señal o instrumento que entra por ese canal. Esa es la manera de probar si algún micrófono está fuera de fase con otro.

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10 2.3.5 TIMBRE

Si escuchamos detenidamente el sonido de una flauta y el de un clarinete, notaremos que ambos suenan diferente, es decir que su contenido armónico no es igual. El timbre, es lo que difiere en los sonidos de distintos instrumentos musicales tocando la misma nota. Cada sonido tiene su propia frecuencia fundamental o primer armónico que es la que mejor captamos auditivamente, así mismo tienen una estructura armónica que los hace distinguirse de los otros.

Los armónicos son los que le agregan color tonal a un sonido, por ejemplo, un sonido con armónicos pares, es decir, segundo armónico, cuarto armónico, etc., producen un sonido más cálido, más lleno y abierto. Por otro lado, los armónicos nones, es decir, tercer armónico, quinto armónico, etc., producen un sonido más áspero, chillón o cerrado. De esta manera es como se diferencian los sonidos. Por eso, cuando en una sesión le soliciten que ecualice equis instrumento (si es que lo necesita), lo primero que deberá hacer es encontrar la frecuencia fundamental o primer armónico de ese instrumento y después agregarle o quitarle frecuencias para darle un buen tono.

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11 2.3.6 ENVOLVENTES

Los generadores de envolvente sirven para darle forma a un sonido, por ejemplo, si queremos que el sonido tarde en escucharse después de que se haya oprimido la tecla (ataque largo) o si

queremos que el sonido suene indefinidamente (relajamiento largo).

Un generador de envolventes (ADRS) consta de cuatro parámetros principales que son: el ataque (attack), el decaimiento (decay), el sostenimiento (sustain) y el relajamiento (release). En algunas ocasiones notará que algunos aparatos sólo usan tres parámetros como el attack, decay y release para darle forma a los sonidos. El attack y el release son comúnmente usados en compresores, la función del attack es la de hacer que el compresor responda rápida o lentamente a la señal que pasa del nivel de umbral –threshold- y el release hace que la señal se apague rápida o lentamente.

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12 2.3.7 TRANSDUCTORES

El sonido se capta a través de unos transductores, son dispositivos que cambian de un estado de energía a otro. El micrófono cambia la energía acústica a mecánica, la mecánica se convierte en energía eléctrica (amplificadores), los pulsos eléctricos se convierten en energía magnética (cabeza de grabación de la grabadora), la energía magnética (cabeza de reproducción de la grabadora) se convierte de nuevo en energía eléctrica (amplificadores) y finalmente esa energía se convierte en energía mecánica (parlantes).

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13 3. EL AUDIO DIGITAL

Cuando alguien le dice: “Quiero grabar esta canción digitalmente”, lo que en realidad desean es “Samplear” la canción, ya que las bases de una grabación digital es el “sampleo”.

Antes de continuar, deseo aclarar que cuando hablemos del proceso de hacer una muestra, utilizaremos el modismo “Samplear”, la palabra “sampleador” la usaremos para referirnos al dispositivo que usamos para captar sonidos en forma digital y controlarlo vía MIDI o por medio de pulsos de audio.

El proceso de grabar un sonido digitalmente es lo que se conoce como sampling. Así cuando usted samplea algún sonido usando cualquiera de los sampleadores en el mercado (para aquellos que ya lo han hecho), tiene que seleccionar la frecuencia de sampleo, el nivel de entrada del sonido, que se va a Samplear; dónde va a guardar la muestra – Sample-; cómo lo va a disparar y/o sincronizar, etc. Cuando grabamos algo digitalmente en cualquier formato, tenemos también que seleccionar nuestra velocidad de sampleo, el nivel de entrada, etc.

3.1 COMO HACER MUESTRAS (SAMPLES)

Si algún día le llegan a preguntar, ¿qué es el sampleo?, puede decir que “el proceso de sampleo es convertir señales eléctricas o voltajes de audio analógico en una serie de números representados en Bits (Binary Digits) para después ser almacenados en un medio ya sea magnético (cinta magnética, discos floppy o disco duro), óptico (CD-R, CD), o magneto-óptico, y finalmente modificarlos y reproducirlos, es decir, editarlos, cortarlos, copiarlos, etc.

Samplear un sonido, es como tomarle una serie de “fotografías” por cada variación de nivel o voltaje. Cada “fotografía” tomada sería a lo que conocemos como sample, y la cantidad de fotografías vendrían siendo la velocidad de sampleo – que es lo que determina el ancho de banda total de un sistema, es decir, si la velocidad de sampleo es de 48 kHz, entonces cada 48 milésimas de segundo (1/48,000) se tomaría una fotografía. ¿Se imagina cuántos rollos de película

necesitaríamos?

Como otro ejemplo, también se puede pensar en que el sonido (forma de onda analógica) se puede dividir en pequeñas porciones, dependiendo de la velocidad de sampleo. Si nuestra

velocidad de sampleo es de 32 kHz, entonces vamos a dividir el sonido en 32,000 partes, hablando digitalmente, el sonido se dividirá en miles de bits o números binarios (0’s y 1’s) para después convertirlos en una serie de pulsos.

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14 3.2 CUANTIZACION

Cuando se samplea un sonido, la amplitud del sonido analógico se divide en una serie de intervalos o valores distintos, a este proceso se le da el nombre de Cuantización –quantizing- y representa la amplitud de la señal digital. A cada división de voltaje se le asigna un valor binario para después almacenarlo y para que cuando el sonido sampleado se convierta de nuevo a un sonido analógico (serie de voltajes), éste pueda reproducirse a su valor original.

Entre más niveles de “Cuantización” haya, más alta será la “resolución” del sonido, es decir, más calidad sonora o mejor rango dinámico. Algunas veces habrá escuchado o leído que un buen sistema de grabación, CD, o un “x” sampleador tiene una resolución de 16, 20 ó 24 bits. Bien, a lo que se refieren es al rango dinámico del sistema. Entre más bits de reproducción tenga un sistema, mayor será la calidad sonora de la música. Así que un sistema profesional de 16 bits tendrá un total de 65,536 niveles. Esto es el resultado de multiplicar 2 a 16ª potencia, es decir, 2x2x2x2…x2 (dieciséis veces).

El sistema de un bit equivale a dos niveles, al cero y al uno, el de dos bits equivale a 4 niveles o divisiones, en otras palabras, si se multiplica 2 a la potencia de 2 se obtendrá 4, el de 3 bits tendrá 8 niveles (2x2x2=8), el de 4 bits tendrá 16 niveles (2x2x2x2=16) y así sucesivamente.

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15 Ya que cuando hablamos de audio analógico siempre nos fijamos en las características de

cualquier sistema, especialmente la relación señal-ruido, signal-to-noise ratio, que se mide en decibeles que es la relación que demuestra cuánta señal existe en comparación del nivel de ruido, en otras palabras, cuánto ruido estará presente en un sonido. En el mundo digital se refiere a relación señal-error, signal-to-error ratio, que representa el grado de precisión en que se codificó la señal digital.

Una solución para reducir el error de Cuantización es el de diseñar sistemas con una resolución de 16 bits o más. Habrá notado que hoy en día algunos sistemas ya se diseñan con resoluciones de 20 y 24 bits. Para calcular la relación señal-error de un sistema se multiplica el número de bits por 6 y sumándole al resultado 1.8.

En otras palabras:

Relación Señal-Error = 6 x (número de bits) + 1.8 dB

El número seis es debido a que en cada bit de resolución tenemos seis decibeles de señal, por lo tanto, en un sistema de 16 bits, tendremos una relación señal-error de 97.8 dB.

4. EL PROCESO DE GRABACION DIGITAL

Durante el proceso de una grabación digital –sampling- desde el momento que la señal entra al sistema, ésta debe pasar por varias etapas para llegar a su destino final ya sea el disco duro, cinta magnética o cualquier otro medio utilizado. Primero debe pasar por un filtro pasabajos, después por un círculo de muestra/retención, luego por un convertidor analógico-a-digital, por el proceso de codificación, por el proceso de modulación y finalmente a la memoria.

El filtro pasabajos en un pasabajos en un sistema digital (llamado así aunque a veces, dependiendo del sistema, la frecuencia de corte puede ser de 20kHz) es por donde la señal pasa primero y sirve para detener frecuencias arriba del límite del teorema de Nyquist. A este filtro también se le da el nombre de filtro antialiasing, porque filtra las frecuencias “ajenas” –aliasing- producidas al Samplear un sonido con una frecuencia digamos de 12kHz y su frecuencia de sampleo es de 22.05 KHz.

Al hacer el cálculo para sacar la mitad de la frecuencia de 22.05 notará que el resultado es 11.025 y que la frecuencia que deseamos Samplear es de 12kHz, por esa simple razón algunas frecuencias “ajena” se producirán y se mezclarán con el sonido original causando un tipo de distorsión

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16 Nyquist creó el teorema de Nyquist y establece que:

a) para obtener una buena muestra, la velocidad de sampleo debe ser por lo menos dos veces más alta que la frecuencia más alta que desea Samplear

b) ninguna señal de audio puede ser sampleada más del doble de la velocidad, que viene siendo básicamente lo mismo que arriba.

Esto surgió al preguntarse la gente ¿cuál es la frecuencia de sampleo más baja en la que se puede obtener mejores resultados sin usar mucha memoria? Y ¿cuál es la frecuencia más alta que uno puede seleccionar sabiendo que entre más alta sea la frecuencia de sampleo, obtendremos mejor calidad del sonido?

La razón de la frecuencia de sampleo de 44.1kHz se debe a que la máxima frecuencia que un oído humano puede escuchar es de 20kHz y no tiene sentido incrementar esa frecuencia,

especialmente cuando estamos hablando de escuchar música en un disco compacto.

Ahora se preguntará, ¿pero, qué no dijimos que la frecuencia de sampleo debe ser exactamente el doble que la frecuencia más alta que queremos Samplear? En este caso todo el rango de 20 Hz a 20kHz, entonces, ¿por qué 44.1 kHz y no 40 kHz? Bien, en teoría, un filtro “perfecto” que bloquee totalmente todas las frecuencias arriba de 20kHz sería ideal, pero en la realidad es muy difícil diseñar y fabricar un filtro “perfecto” que pueda llevar a cabo esta función. Por esa razón una frecuencia de 44.1kHz es funcional y atenuará las mayores de 20kHz con una pendiente más suave, como se puede apreciar en la siguiente gráfica.

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17 En un sistema digital como lo es un reproductor de CD o una grabadora DAT por ejemplo, los filtros pasabajos usados tiene una frecuencia de corte de 20kHz. Si observa las características de su reproductor de CD, notará que la resolución es de 16 bits, es decir, un rango dinámico de 98dB y que la velocidad de sampleo – sampling rate- es de 44.1kHz, estas especificaciones son el estándar para la masterización de un CD. Por otro lado, el estándar de la industria del audio profesional es de 44.1kHz y de 48kHz, por eso siempre van a existir esas dos frecuencias en las grabadoras DAT, en las Adat, DA-88 o en otras grabadoras digitales profesionales.

Cuando se mezclan varias señales digitales, el ruido que generan aunque sea el mínimo, es acumulativo cuando se suman y el rango dinámico ya no es tan bueno como debería.

Es ahí cuando se necesitan algunos bits extras para conservar la calidad sonora que nos ofrecen los 16 bits. Por esa razón notará que algunos procesadores de efectos, mezcladoras digitales y algunas grabadoras tendrán una resolución de 18,20 ó 24 bits ayudando así a que el resultado de la mezcla de las señales digitales sea verdaderamente de 16 bits, o sea un rango dinámico de 98 decibeles. Prosiguiendo con el proceso de grabación digital, la siguiente etapa por donde debe pasar la señal es la del circuito de muestra y retención, (S/H) Sample and Hold. El circuito básico de un S/H consiste en un capacitor que es el que retiene la carga o Sample por un determinado periodo de tiempo y un amplificador operacional (OpAMp).

La función de este circuito es la de Samplear o retener el valor analógico de la señal que se va a grabar a una velocidad y tiempo determinado, es decir, la velocidad de sampleo. El valor analógico se retiene hasta que el convertidor de analógico a digital (ADC – analog-to-digital converter) produce el correspondiente valor binario. Una vez que este proceso termina (el de la retención de la muestra por una fracción de segundo), el capacitor suelta la carga que tiene detenida y retiene la siguiente muestra o valor analógico para que el ADC mida el valor y produzca el valor binario correspondiente. Este proceso sigue hasta que se oprime el botón STOP en la grabadora.

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18 5. CONVERSION DE AUDIO ANALOGICO A DIGITAL

La responsabilidad de producir el nivel de la señal analógica a información digital es del convertidor ADC. Actúa como un transductor que transforma un tipo energía a otro. Es un elemento muy importante y crítico en un sistema de audio digital. También, es una de las partes más costosas. Este circuito o componente es el que determina cuál es la aproximación (en lo que se refiere a Cuantización) real de la señal analógica que se grabará y el que produce la serie de bits que representa el valor analógico, todo esto en fracciones de segundo. Los requisitos de un buen convertidor son la velocidad en que cuantiza y la precisión en cuanto a la exacta representación digital de la señal original, por supuesto, cualquier convertidor por excelente que sea, tendrá un porcentaje de error.

Existen varios métodos de conversión de la señal analógica a digital, uno de ellos, que por cierto es muy popular, es el llamado “aproximación sucesiva”, succesive aproximation. La manera en que funciona este método es comparado el voltaje de la señal con una serie de niveles de referencia, éste sigue comparando niveles hasta que encuentra el adecuado y genera el equivalente en forma digital (0’s y 1’s).

La diferencia entre la aproximación de la señal antes de ser convertida se le llama “error de Cuantización”, que en realidad escuchamos como ruido. Así que el resultado de la diferencia entre el nivel máximo que puede ser sampleado y el ruido producido por la Cuantización nos da la relación señal/ruido del convertidor ADC.

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19 El proceso de grabación digital es un proceso en forma serial, es decir, las señales sampleadas se transmiten bit por bit hacia su destino final que es el medio en que se va a grabar, sea éste cinta magnética, disco duro, etc. Pero la información digital que sale del convertidor ADC trabaja en forma paralela, así que esta información debe convertirse a la forma serial y se lleva a cabo usando un multiplexor o multicanalizador (multiplexer en inglés). Un multiplexor es un dispositivo que cuenta con múltiples líneas de entrada y una sola salida. Si observa la siguiente figura, notará que las dieciséis salidas del convertidor ADC (en el caso de un sistema de 16 bits) están conectadas a la dieciséis entradas del multiplexor y que la salida de éste es sólo una que se dirige al resto de los circuitos que llevará la señal a su destino final.

5.1 CODIFICACION

Después de que la información de la señal es convertida de forma paralela a serial, la información se codifica, es decir, se le da una identificación a cada “palabra” o grupo de bits que representa la señal sampleada para que sea procesada adecuadamente. Un sistema digital puede identificar a cada grupo de bits o “palabras” por medio de un código de sincronización para que sepa dónde inicia cada uno y las separe para poderlas leer fácilmente cuando sea necesario. También durante la codificación se puede (según el diseño del sistema) agregar la “dirección” – address- de cada Sample, para que se pueda identificar fácilmente el lugar en la memoria donde quedó cada muestra o “palabra” después de la grabación. También se generan otros tipos de códigos tales como: la velocidad de sampleo, el contenido, si se usó pre-énfasis o no, código de tiempo, etc.

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20 5.2 DETECCION Y CORRECION DE ERRORES

En un sistema digital es imperativo que exista algún método de detección y corrección de errores para minimizar defectos durante el almacenamiento o grabación de información en un medio. Así como en una grabación analógica, cuando hay alguna caída de audio o error en la señal,

probablemente es porque hay alguna partícula de óxido que se desprendió de la cinta o una basurita que está entre la cinta y las cabezas de la grabadora. Este tipo de caídas de audio en la señal ocurren también en un sistema digital, sin embargo, por la alta densidad de información en una grabación digital, las caídas son más notables tanto que se puede escuchar como que si la señal desapareciera totalmente y reapareciera con un “click” en ella o como si la señal o grabación tuviera una especie de rayones.

5.4 MODULACION

Finalmente, después de haber filtrado, sampleado, codificado y corregido la señal en caso de errores, es tiempo de modularla. Cuando la señal se graba, en cualquier medio, ésta no puede grabarse como una serie de unos o ceros solamente, debe ser modulada en otro tipo de señal que también contenga información de tiempo para que los bits siempre sean contados correctamente, de otra manera al querer reproducir la señal o muestra, es posible que el sistema de reproducción o receptor no distinga o interprete el sonido que debe ser, en otras palabras, que no cuente bien el número de bits, etc., causando un gran problema.

El sistema de modulación que se usa típicamente para grabar o Samplear un sonido es la

Modulación de Código de Pulso (PCM) el cual usa una forma de onda de pulso constante que corre a la velocidad de sampleo del convertidor ADC.

Este tipo de modulación lleva una amplitud constante con variación en el ancho del pulso de acuerdo al valor de la muestra o señal que se esté codificando. Por ejemplo si nota en la siguiente figura, el ancho del pulso depende de los 1’s y 0’s que tenga la señal codificada. Este es el ejemplo de una palabra de 4 bits. Por supuesto, este tipo de modulación puede usarse con cualquier número de bits en una “palabra”.

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21 5. PROCESO DE REPRODUCCION DIGITAL

Bien, como ya se imaginará, el proceso de reproducción de una grabación digital es básicamente lo inverso al proceso de grabación.

Este proceso empieza leyendo la información desde la memoria e incluye las etapas de demodulación, descodificación, la de conversión digital a analógica, el circuito de muestra y retención y el filtro pasabajos de salida

5.1 REQUERIMIENTOS BASICOS

Como ya lo comentamos, hoy en día es muy fácil y económico configurar un estudio de grabación con una excelente calidad sonora, por eso es importante tomar en cuenta algunos requerimientos básicos para el buen funcionamiento del estudio, éstos son:

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26 5.2 REDUCCION DEL CANSANCIO VISUAL

Evita que la luz del sol o la luz artificial intensa se reflejen en la pantalla del monitor o que brille directamente en tus ojos.

• Coloca el escritorio y el monitor de modo que pueda evitar que tus ojos y la pantalla reciban directamente el reflejo de la luz. Para disminuir los posibles reflejos, coloca cortinas o persianas en las ventanas e instala un filtro antireflejos en la pantalla.

• La luz de tu área de trabajo debe ser indirecta y tenue. No utilices la computadora en una habitación oscura.

• Evita fijar la vista en la pantalla de la computadora durante períodos de tiempo prolongados. De vez en cuando, aleja la mirada de la computadora e intenta enfocar un objeto lejano.

5.3 COLOCACION DE LA SILLA Y MESA DE LA COMPUTADORA

Cuando vayas a colocar la silla y la mesa de la computadora, asegúrate de utilizar una mesa de la altura adecuada y una silla que te permita mantener una postura cómoda.

• Elije una superficie plana para la mesa.

• Ajusta la altura de la mesa, de modo que las manos y los brazos queden paralelos al suelo al utilizar el teclado y el mouse. Si no puedes ajustar la mesa o si está muy alta, se

recomienda utilizar un soporte para el teclado.

• Utiliza una silla ajustable que sea cómoda, distribuye tu peso uniformemente y mantén tu cuerpo relajado.

• Coloca la silla de modo que el teclado quede a la altura del codo o ligeramente más abajo. Esta posición te permite relajar los hombros mientras escribes.

• Ajusta la altura de la silla, ajusta la inclinación hacia delante del asiento o utiliza un reposapiés para distribuir tu peso de manera uniforme en la silla y aliviar la presión en la parte posterior de los muslos.

• Ajusta el respaldo de la silla de modo que puedas descansar en él la curva inferior de la espalda. Puedes utilizar una almohada o un cojín para apoyar mejor la espalda.

• Coloca el monitor de modo que su parte superior no quede por encima de los ojos, que los controles del monitor estén al alcance y que la pantalla esté inclinada perpendicularmente a la vista.

• Coloca el teclado y el mouse a una distancia que te resulte cómoda. Deben quedar a tu alcance, sin necesidad de estirarse.

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27 5.4 POSTURA AL SENTARSE PARA USAR LA COMPUTADORA

• Evita doblar o arquear las muñecas. Asegúrate de colocarlas en una posición relajada mientras escribes.

• No te inclines demasiado hacia delante ni hacia atrás. Mantén la espalda recta al sentarte, de modo que las rodillas, caderas y codos queden en ángulos rectos mientras trabaja.

• Toma descansos para levantarte y estirar las piernas. • Evita torcer el torso o el cuello.

6. SOFTWARES PARA PRODUCCION DE AUDIO

Hoy en día estos Software se han vuelto un estándar de producción a nivel mundial y han sido multipremiados por sus estándares de calidad, ya que combinándolos con una buena tarjeta de sonido y los ya conocidos plug-ins (procesadores y sintetizadores virtuales), se convierten en la herramienta más poderosa para un estudio de grabación.

Sony cuenta con otros programas que al combinarlos con Sound Forge y Vegas nos dan mayor campo de acción en producción musical, Masterización de CD’s y autoría de Dvd como son “Acid, CD Architect y DVD Architect”, por lo que si el presupuesto lo permite, son recomendados ampliamente.

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28 UTILIZACION DE SOFTWARES

Para empezar a utilizar nuestros Software, es necesario entender la diferencia de los mismos, y de qué manera se complementan.

6.1 SOUND FORGE

Editor de audio y video utilizado hoy en día Como programa para masterizar y como un Potente procesador y modelador de audio.

Incorpora diferentes procesos y efectos además De contar con soporte para “Direct X”. Con Sound Forge nos podemos olvidar de los costosos Procesadores como (Eventide, TC Electronics, etc.) Ya que éstos han incorporado versiones software, las Cuales son compatibles con Sound Forge a Un precio muy accesible.

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6.2 ADOBE AUDITION

Adobe Audition (anteriormente Cool Edit Pro) es una aplicación en forma de estudio de sonido destinado para la edición de audio digital de Adobe Systems Incorporated que permite tanto un entorno de edición mezclado de ondas multipista no-destructivo como uno destructivo, por lo que se le ha llamado la "navaja suiza" del audio digital por su versatilidad. No es DAW, sino un editor de sonido.

Historia

La primera versión de la que se tiene referencia es Cool Edit 96, desarrollado por Syntrillium, con un peso de 2,88 MB en total. En aquel entonces ya concentraba sus capacidades de editor,

grabador y reproductor de audio. Originalmente fue liberado como shareware con restricciones en su uso (crippleware). A esta versión la siguió Cool Edit 2000, cuya versión completa era muy útil y flexible, destacando en su momento entre los editores de audio. Syntrillium lanzó después Cool Edit Pro, que añadía la capacidad para trabajar con múltiples tracks, y algunas otras posibilidades más. Sin embargo, en esa versión, el procesado de audio se hacía de forma destructiva (ya que en esas fechas, las capacidades de los ordenadores eran limitadas). Posteriormente, Cool Edit Pro v2 añadió soporte para tiempo-real y procesamiento no destructivo, y en la versión 2.1, la última antes de que Adobe comprara Syntrillium, añadió soporte para mezcla de audio "Surround" y soporte para utilizar un número ilimitado de tracks (teniendo como límite solo la capacidad del ordenador). Cool Edit también incluyó plug-ins tales como ecualización mediante FFT y reducción de ruido. La compra del programa por Adobe se produjo en mayo de 2003 por 16,6 millones de dólares, así como de una gran librería de Loops llamada "Loopology".

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31 Curiosamente, en su primera versión como Adobe Audition 1.0, el programa es mundialmente reconocido como el programa que fue comprado por Peter Quistgard. La mayoría de los usuarios que utilizaron esta versión utilizaron la clave de registro comprada por dicha persona. Esta primera versión fue esencialmente Cool Edit Pro bajo un nuevo nombre. Posteriormente, la versión 1.5 fue liberada en mayo de 2004 con mejoras de software hechas por Adobe, añadiendo numerosas funcionalidades, tales como corrección de pitch, visión en el espacio de frecuencia, edición, vista de proyecto CD, edición básica de videos, integración con Adobe Premiere Pro y muchas otras funciones.

La versión 2.0 fue liberada al mercado el 17 de enero de 2006. Con esta versión, Audition (al que la industria musical solo había visto como una aplicación orientada al home studio) entro en el mercado profesional de las DAW. Las nuevas mejoras incluían el soporte de ASIO (Audio Stream Input/Output), la edición de ondas en la vista espectral, el soporte a VST (Virtual Studio

Technology), las nuevas herramientas de masterizado (muchas provistas por iZotope) y la notable mejora en la interfaz gráfica. También Adobe incluyó el programa como parte de su Creative Suite 2. Posteriormente no se ha vuelto a incluir en ninguna Creative Suite, siendo reemplazado por Adobe Soundbooth, una versión reducida y semi-profesional del mismo.

La versión 3 de Adobe Audition fue lanzada en octubre de 2007 incluyendo novedades como el soporte VSTi, reverb de convolución, timestrechting y una suite de efectos de guitarra. Esta misma versión ha sido incorporada a la nueva Creative Suite 5.5, donde sustituye al antiguo Adobe Soundbooth.

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7. Formatos de compresión y codificación (MP3, MP2, WAV, etc.)

INTRODUCCIÓN.

Gracias a la compresión de archivos podemos oír música y ver películas en computadoras,

estéreos y dispositivos portátiles. Los distintos formatos de audio y video se actualizan día tras día para ofrecer, a esta generación devoradora de multimedia, opciones de entretenimiento de alta calidad en diminutos archivos.

7.1 PERO, ¿COMO SE HACE?

La compresión de archivos de sonido se hace por medio de algoritmos. Para lograr una reducción de un archivo se utiliza una técnica conocida como PNS (norma de percepción de ruido). Se considera de percepción porque la mayoría de los formatos de audio, como el MP3, aprovechan características del oído humano para diseñar la compresión de los algoritmos que dan forma a un archivo de sonido. Existen ciertas frecuencias que ser humano no reconoce, y de la misma manera, hay ciertos sonidos que escucha mejor.

Utilizando este tipo de variables, la compresión de sonido trabaja mediante la eliminación de ciertas partes de una canción (frecuencias imperceptibles) sin alterar de manera significativa la calidad de lo que escuchamos.

Si esta compresión se audio se realiza a un archivo de audio de manera adecuada, su tamaño se reduce de manera considerable, en un factor de 10 a 1 por lo menos.

7.2 ENTOCES, ¿CUAL FORMATO DE AUDIO UTILIZAN PARA GRABAR CD-AUDIO?

Para guardar la información de cada uno de los archivos de sonido (pistas ó tracks) en un CD comercial se utiliza un formato de alta resolución sin comprimir.

Así el estándar de calidad de un CD comercial requiere de mucho espacio de almacenamiento, pues se necesita una gran cantidad de bits para reducir cada segundo de una canción. La misión de la compresión es reducir el número de bits tratando de conservar al máximo la fidelidad auditiva del archivo original.

7.3 FORMATOS DE AUDIO MÁS COMUNES.

Esta es una descripción de los formatos de compresión de audio más usados hoy en día, sus ventajas, extensiones y principales usos:

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33 7.3.1 ADVANCED AUDIO CODING (Codificación de Audio Avanzada)

Extensión: aac

Codificación estándar para audio reconocida por ISO en el patrón MPG-2. En teoría, almacena más que el MP3 en menos espacio, este es el formato de Audio que utiliza Apple para los archivos de audio que reproduce el IPED y que pueden comprarse a través de Internet.

7.3.2 WAV Extensión: WAV

Fue desarrollado por Microsoft e IBM y apareció por primera vez para el ambiente Windows en el año 1995. Los archivos de audio guardados en el formato de sonido Microsoft tienen esta

extensión. Con el tiempo se convirtió en un estándar de grabación para música de Cd´s. Su soporte de reproducción es uno de los más importantes pues funciona en cualquier aplicación Windows y en equipos domésticos comunes con reproductor de Cd´s.

7.3.3 AU (Audio for Unix) Extensión: AU

Se utiliza en archivos de sonido con sistema Unix de Sun™ Microsystems and NeXT™ , la extensión AU viene de Audio, y también funciona como estándar acústico para el

lenguaje de programación JAVA. 7.3.4 WMA (Windows Media Audio) Extensión: WMA

Es la abreviación de Windows Media Audio. Es la Versión de Windows para comprimir Audio, muy parecido a MP3. No solo reduce el tamaño de archivo grandes, sino que también se adapta a diferentes velocidades de conexión en caso de que se necesite reproducir en Internet en Tiempo Real.

7.3.5 MIDI Extensión: Midi

Por sus siglas en ingles, quiere decir instrumento musical de interfaz digital, y es considerado el estándar para industria de la música electrónica. Es muy útil para trabajar con dispositivos como sintetizadores musicales ó tarjetas de Sonido. Por el tamaño resultante que ofrece su compresión, este formato es muy usado para reproductores que necesitan combinar archivos de audio y video, como los karaoke.

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34 7.3.6 MPEG Moving Pictures Experts Group (Grupo de Expertos en Imágenes en Movimiento). Extensión: MPEG, mpg, m1v, mp1, mp3, .mp2, .mpa, .mpe

Es el formato más importante de todos. Creado por un grupo de desarrolladores, cuyo fin era crear un sistema de compresión con la intención de reducir los archivos de video y audio. Opera bajo el auspicio de la Organización Internacional de Estándares (ISO). Por ejemplo, las películas en DVD, las transmisiones de tv digital y las de tv satelital utilizan el sistema de compresión MPEG, para llevar las señales audio y video en pequeños espacios. Incluye un subsistema de compresión de sonido llamado MPEG Layer 3, conocido por el mundo entero como MP3.

Descripción:

El mp3 (MPEG Layer 3) es un Códec de audio muy extendido. Los archivos creados con este Códec tienen la extensión .mp3, por lo que también se le llama formato mp3.

Su peculiaridad es su tamaño de compresión: 11 a 1, lo que quiere decir, que si un CD de música normal contiene unas 13 canciones, en un CD con mp3, tendríamos 143. Aparte del ahorro del espacio hay que añadir que no se pierde apenas calidad de sonido en bitrates normales o incluso, en un archivo mp3 del máximo Bitrate sacado de un disco de vinilo, puede tener mayor calidad de sonido que un archivo de CD.

Teoría:

Tal reducción de tamaño se realiza por eliminación de sonidos que el oído humano no puede oír. Al eliminar escalas de sonidos no audibles se reduce la cantidad de bytes necesarios en el archivo final. El mp3 tiene unas técnicas de compresión digital diferentes al CD. Por ejemplo, en los archivos digitales de CD, si dos sonidos tienen la misma frecuencia de onda, se elimina una de ellas. En cambio, hay otros parámetros que influyen en los mp3, por ejemplo, si hay un ruido fuerte, se eliminan los datos de los débiles, pues el oído humano solo escuchará el fuerte. Existen muchas versiones del codec mp3. Cada una de ellas dictamina que sonidos se han de eliminar y cuáles no, por este motivo, no todas las versiones y configuraciones son iguales.

El Bitrate

Uno de los aspectos técnicos más conocidos del mp3 es el Bitrate. Es una especie de escala del tipo de compresión. A menor Bitrate de compresión de un archivo, más datos se eliminan y menos ocupa el archivo, pero naturalmente peor se escucha.

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35 7.3.7 Códec mp3 Lame

Existen varias versiones hechas por distintos programadores del Códec mp3, aunque actualmente la más rápida y la que ofrece mayor calidad es la versión Lame. Versiones que siempre debes descartar son Fraunhofer, Xing y QDesign MVP.

El Sistema operativo Windows, a partir de la versión 98SE, instala por defecto el Códec mp3 Fraunhofer. Otros programas como el Nero o el Musicbox también usan esta versión de Códec. Hay que procurar descartar todos los programas que usan por defecto el Códec mp3 de Windows, como el Windows Media Player.

Si queremos mejorar la creación, conversión y reproducción de los archivos mp3, debemos instalar y usar siempre la versión Lame.

Mejor Versión Lame:

Se dice que a pesar de no ser la última, la mejor versión es la 3.90.3. Decimos se dice, pues para notar la diferencia has de tener un buen equipo de música, unos buenos auriculares y tener un buen oído, aparte de seleccionar los temas apropiados donde poder apreciar diferencias acústicas. Cada cierto tiempo, ciertos grupos dedicados a este tema, hacen audiciones y comparaciones de las diferentes versiones del Códec mp3. Son estos grupos los que recomiendan que actualmente (dic-2003) la mejor versión sea 3.90.3

7.3.8 Ac3 Codecs 0.68b Descripción:

Estos codecs son necesarios para poder reproducir y crear archivos de audio en el sistema Dolby Digital AC3.

Teoría del audio AC3:

Dolby Surround o Dolby Prologic es un sistema de cuatro canales de audio que se introdujo, en los años 70, en las principales salas de cine. El sistema, con únicamente dos canales, codificaba las cuatro señales de los cuatro altavoces.

El Dolby Digital 5.1, llamado técnicamente AC3, es un sistema de audio que nació en los años 90. Este sistema incorpora 5 o seis canales independientes de sonido. Cada canal es independiente para cada altavoz y reproduce todo tipo de frecuencias, menos el sexto, que solo se encarga de las más bajas.

Novedades de la nueva versión 0.68b:

Esta nueva versión incluye novedosas características como soporte de salida multicanal, soporte de compresión de rango dinámico (DRC), control de nivel de ganancia, información de la cadena de bits, descompresión de DolbySurround/Prologic/Prologic II para cada canal, etc.

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36 7.3.9 Real Networks ™ RealAudio® and RealVideo®

Extensión: .ra, .RAM, .rm, .rmm

Soporte multimedia creado por la empresa Real Network, con una alta taza de comprensión y algoritmos especiales que reducen considerablemente el tamaño de de los archivos de sonido y video. No tan famoso como el MP3 su capacidad de streaming lo hace ideal para trasmitirse en vivo a través de la red.

7.3.10 OGG VORBIS Extensión: OGG

El funcionamiento de este formato de compresión es similar al de los otros, pues también se utiliza para guardar y reproducir música digital. Lo que diferencia a Ogg Vorbis del resto de grupo es que es gratuito, abierto y no esta patentado. Su principal atractivo es la importante reducción que hace de un archivo de audio sin restarle calidad. Así mismo, se distingue por su versatilidad para reproducirse en prácticamente cualquier dispositivo y por ocupar muy poco espacio.

7.3.11 ATRAC

Este formato se utiliza en tecnología de compresión y reproducción para minidisc. Se emplea en el sector de audio y algunos dispositivos portátiles como PDA, y muy pronto, en teléfonos

inteligentes.

7.4 HARDWARE NECESARIO.

Para hacer copias de seguridad de tus CD´s, lo único que necesitamos es un PC, con un mínimo de requisitos.

Requisitos mínimos para hacer copias de seguridad de tu Cd-audio:

- Pentium II o AMD K6 de 350 MHz

- Espacio libre en tu disco duro de 4 Gigas. (También se puede hacer con menos espacio, pero el proceso es más laborioso)

- 64 megas de memoria - Unidad de CD-Rom 24X - Tarjeta de Sonido.

Estos datos son referenciales, Con un ordenador con estas características podríamos hacer lo bien, con menor velocidad de microprocesador se puede hacer igual, pero hay que tener muy bien configurado nuestro PC.

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37 7.5 SOFTWARE NECESARIO:

7.5.1 Programas Ripeadores de CD’s

Los programas Ripeadores son aquellos que pasan las canciones de un CD de audio normal a nuestro disco duro.

Programas recomendados.

Db Power AMP aparte de extraer los temas de un CD de audio es un compresor y conversor, y aunque tiene más opciones en general, respecto al ripeado, son más completos los dos restantes. Cd'n'Go tuvo bastantes problemas en sus primeras versiones pero era el único en castellano. Ahora que ya están solucionados, Audiograbber, que ofrecía mucha calidad, ha sacado su versión en español. Si con cualquier otro programa tienes errores en la extracción de algún CD

deteriorado, habrás de usar Exact Audio Copy. La elección está en tus manos.

Nombre Calificación Descargar

Exact Audio Copy Gratuito y muy completo. Exact Audio Copy

Audiograbber Muy bueno y con muchas

opciones. Audiograbber1.82

Cd'n'Go Muy bueno y con muchas

opciones. Cd'n'Go 1.89

DbPower AMP Aparte de extraer audio convierte

formatos dbPower AMP R9

Music Match Jukebox

Aparte de extraer audio convierte

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38 7.5.2 PROGRAMAS DE GRABACIÓN

Hay muchos programas de grabación de cd's. Los hay que son especialistas en grabar datos, otros en música. Te muestro los que tienen la posibilidad de copiar directamente mp3 a cd de audio. Programas recomendados.

Te recomiendo para grabar datos y todo lo que quieras en general, el Nero. Para copiar archivos mp3 a CD's de audio, el estable Mp3 CD Maker o el completo Liquid Burn. Otra posibilidad es el Tunespark, que puedes grabar mp3, wma y WAV o todos a la vez y directamente al CD.

PROGRAMA BREVE DESCRIPCIÓN DESCARGA DIRECTA

AudioWriter Programa sencillo e intuitivo para copiar Mp3 a

CD AudioWriter 1.5

Ahead Nero Uno de los mejores y más completos. Nero 5.5.10.7 Tunespark Grabador y conversor de mp3, wma y wav. Tunespark 1.2 Liquid Burn Programa para copiar solo Mp3 a CD. Liquid Burn 3.0 Mp3 CD Maker Muy bueno y estable para copiar Mp3 a CD. Mp3 Maker 1.40

Todas las marcas y formatos mencionados aquí son propiedad, están patentadas o bajo licencia de sus respectivos dueños y distribuidores.

Sun™ Microsystems and NeXT™

RealNetworks™ RealAudio® and RealVideo® Apple® QuickTime®, Macintosh®

Microsoft Corporation. ® IBM®

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39 BIBLIOGRAFIA

Manual de producción cadena EXA 2004 Políticas, conceptos básicos y aplicaciones http://es.wikipedia.org/wiki/Adobe_Audition

http://www.monografias.com/trabajos17/formatos-audio/formatos-audio.shtml

Digital audio is the representation of sound information in discrete level (digital) formats. The use of audio in digital allows for simple storage, processing, and transmission of audio signals.

Sampling Rate - Sampling rate is the rate at which signals in an individual channel are sampled for subsequent modulation, coding, quantization, or any combination of these functions. Sampling is the process of taking samples of an electronic signal at equal time intervals to typically convert the level into digital information. The sampling frequency is usually specified as the number of

samples per unit time.

Sampling Levels (Bit Depth) - Bit depth is the number of bits that are used to represent the sample levels in an audio recording. The larger the number of bits, the more accurate the information can be represented providing for increased quality.

Quantization Noise - Quantization noise (or distortion) is the error that results from the conversion of a continuous analog signal into a finite number of digital samples that can not accurately reflect every possible analog signal level. Quantization noise is reduced by increasing the number of samples or the number of bits that represent each sample.

Digital Companding - Digital audio systems may use digital companding to reduce the amount of amplification (gain) of a digital audio signal for larger input signals (e.g., louder talker). Digital companding assigns weights to bits within a byte of information that is different than the binary system. This skewing of weighting values gives better dynamic range. The companding process increases the dynamic range of a digital signal that represents an analog signal; smaller bits are given larger values that than their binary equivalent.

This figure shows how the audio digitization process can be divided into sampling rate and quantization level. This diagram shows that an analog signal that is sampled at periodic time intervals and that each sample gets a quantization level. This diagram shows that the quantization level may not be exactly the same value of the actual sample level. The closest quantization level is used and this causes quantization distortion.

Figure

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