PowerPoint T5, Apuntes de Comunicación Audiovisual

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Tema 5: El sonido digital^ Dr. Javier Sierra Sánchez

En este tema se

van a ver los conceptos básicos de sonido digital, el

hardware que interviene en sonido digital, la captura de sonido digital,los formatos de sonido, digitales y sintetizados, la edición de sonidodigital las herramientas y utilidades de sonido y algunos de losprogramas más importantes para grabar, editar, escribir, mezclar einterpretar obras musicales

La función de conversión de la señal analógica original en una digital (muestreo) larealiza el circuito ADC (Convertidor Analógico/Digital), y la función de conversión deun archivo de sonido digital en la señal analógica correspondiente la realiza elcircuito DAC (Convertidor Digital/Analógico)

Vídeo NTSC.

60 Hz

Vídeo PAL.

50 Hz

SACD, Direct Stream Digital, desarrollado por Sony yPhilips. Para vídeo

2 822 400 muestras/s

HD DVD, audio de alta definición para DVD y BD-ROM(Blu-ray Disc).

96000 ó 192400 muestras/s

Primeros sistemas de grabación de audio digital definales de los 70 de las empresas 3M y Soundstream.

50000 muestras/s

Sonido digital utilizado en la televisión digital, DVD,formato de películas, audio profesional y sistemas DAT.

48000 muestras/s

Formato PCM de Nippon Columbia (Denon). En lapráctica permite reproducir señales con componentesde hasta 22 kHz.

47250 muestras/s

CD, En la práctica permite reproducir señales concomponentes de hasta 20 kHz. También común en audioen formatos MPEG-1 (VCD, SVCD, MP3).

44100 muestras/s

Vídeo digital en formato miniDV.

32000 muestras/s

Radio En la práctica permite reproducir señales concomponentes de hasta 10 kHz.

22050 muestras/s

Teléfonos, adecuado para la voz humana pero no para lareproducción musical.

8000 muestras/s

Para audio Frecuencias de muestreo típicas

El teorema del muestreo, también llamadoTeorema de Nyquist es la formageneral que adoptan los procedimientos deconversión de una señal analógicaen una señal digital (ADC). Este teoremaestablece que “para representar enforma digitalizada una señal cuyoscomponentes tengan una frecuenciamáxima de X Hz, es necesario utilizar unafrecuencia de muestreo de almenos 2X muestras por segundo”. En otraspalabras, si se pretende que laseñal muestreada represente fielmente a laoriginal, la frecuencia de muestreotiene que ser, al menos, dos veces superiora la componente más elevada defrecuencia de la señal primitiva.

Harry Nyquist

Los CD de música constituyen un ejemplo cotidiano del proceso del funcionamientodel muestreo. En efecto para grabar la información digital en un disco compacto seutiliza una frecuencia de muestreo de 44,1 kHz, es decir, más del doble del umbralmáximo de audición humana, y una resolución de 16 bits, que proporciona unacantidad total de 65.536 pasos con los que puede definirse el valor de la amplitudde cada muestra efectuada.

Tipos de sonido^ Sonido onda (Wave)

Sonido CD Sonido MIDI (Musical Instruments Digital Interface)

Tipos de sonido

Sonido onda (Wave) La calidad del sonido depende de tres factores: Velocidad de muestreo (sampling rate):

define el número de muestras del sonido que se

toman el segundo. Cuanto mayor sea el número, más exacto será el sonido, pero ocupará más espacioen el disco. Esta frecuencia debe ser como mínimo del doble la máxima frecuencia que se quierereconstruir posteriormente. Bits por muestra (bits per sample):

indica el número de bits utilizados para almacenar la

información de cada muestra; puede ser 8 o 16 bits. A mayor cantidad de bits la calidad del sonidoserá mejor, pero el archivo digital ocupará más espacio en el disco duro, 16 bits ocupan el doble de 8bits. Grabación en mono o estéreo:

el sonido puede grabarse en un solo canal (mono) o en dos

canales (estéreo). El sonido grabado en estéreo ocupa el doble que el mono, pero la información deambos canales será distinta y se podrán tener efectos de sonido que no sepueden conseguir con el mono

Tipos de sonido

Sonido MIDI (Musical Instruments Digital Interface) Un sonido MIDI es un conjunto de instrucciones queactivan los instrumentos y notas delsintetizador incorporado en todas las tarjetas desonido.Estas instrucciones de sintetizador gestionan 16canales de notas y pueden asignar diferentes sonidosde instrumentos a cada uno de esos canales.

¿Para que comprimir música? Por la facilidad con la que podemos transferirla después de haber hecho lacompresión, por ejemplo una canción de cinco minutos sin comprimir ocupaunos 60 MB; convertida a MP3 con un encoder o software de codificación, sutamaño se reduce a 5 MB, como se puede ver es doce veces mas pequeño.

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Formato. WAV (Wave form Audio File format). Protocolo de PC El formato WAV es un formato de archivo originario de

Microsoft Windows

3.1 , tiene normalmente la extensión

Wav

. Es el formato para almacenar sonidos

mas utilizado por los usuarios de Windows, lo

flexible

de este formato lo hace

muy usado para el tratamiento del sonido pues puedes ser

comprimido y

grabado en distintas calidades y tamaños.

Los Khz. van desde 11025,

22050, 44100). Aunque los archivos Wav pueden tener un excelente sonidocomparable a la del

CD^ (16 bites y 44,1 Khz. estéreo) el

tamaño

necesario para

esa calidad es

demasiado grande

(especialmente para los usuarios de

Internet) una canción convertida a Wav puede ocupar fácilmente entre 20 y 30Mb. La opción mas pequeña es grabar a 4 bits y los Khz lo mas bajo posible, el problema

es la baja calidad del sonido, los ruidos, la estática, incluso cortes en el sonido, por esta razón

casi siempre se usa para muestras de sonido

La^ ventaja

mas grande es la de su

compatibilidad

para convertirse en varios

formatos por medio del software adecuado, un ejemplo de ello es pasar de Wava Mp

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MIDI ( Interfaz digital de instrumentos musicales) El formato MIDI es un formato de tabla de ondas que no funciona como un .MP3,WAV, o demás, no captura como un micrófono los sonidos, efectos, voces y demássino que

sólo se puede utilizar para música grabada en un sintetizador o en una placa de sonido

Entonces sólo escucharemos

instrumentos

y^ nunca voces

. Los archivos MIDIS

(.MID) se caracterizan por

ocupar muy poco

, haciéndolos muy recomendables

para ambientar con música instrumental ciertas páginas.La secuencia es grabada como una

serie de números

que aclaran el

instrumento

, la^ duración de la nota

, su^ tono o timbre

, etc. Un programa

sabrá interpretar esa serie. Por esto los archivos midis ocupan tan poco.Además la

calidad

de sonido del MIDI

no depende del archivo

, sino de con qué

programa

se ejecuta. Seguramente con un programa escucharemos uno de estos archivos musicales con más instrumentos que con otro.Para grabar MIDIS existen dos método, el

sampling de tablas de onda

y la

síntesis de FM

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Mp3 (MPEG 1 Layer 3) Parte II El uso más corriente

que se da a este formato

es el de almacenamiento de

música

. Existen multitud de aplicaciones para convertir archivos wav o cda a formato .mp3 pero

actualmente casi todos los editores de sonido son

capaces de realizar esa conversión

Para ello se utiliza codificador (

encoder

) este programa es el encargado de realizar

el cambio de formato. Hay que tener en cuenta la

calidad que se desea

, a mayor

tamaño de archivo mayor calidad. Esto se especifica

eligiendo una frecuencia de

muestreo adecuada

(entre 8000 y más de 48000 hz.),

si^ el archivo

a convertir

lo queremos en estéreo o mono y cómo es la calidad del archivo wavoriginal

• Primer parámetro

(por ejemplo Layer 3)

es común a todos los archivos

mp3 , por lo que no necesitarás cambiarlo. - Segundo parámetro

(por ejemplo 44100Hz) es la

frecuencia de muestreo

Podemos seleccionar valores muy diferentes (entre 16000 y 48000). Los valoresmás bajos harán que el archivo sea más pequeño pero también la calidad delsonido será menor (y a la inversa).

Mp3 (MPEG 1 Layer 3) Parte III - Tercer parámetro

(por ejemplo mono) es el

número de canales

con que se

guardará. Sólo puede ser mono o estéreo.- Cuarto parámetro

(por ejemplo 48kbps) es el

tamaño de muestra

. Sucede lo

mismo que en el segundo parámetro, aunque aquí la variación de valores será másgrande (entre 8 kbps y 320 kbps). No tiene mucho sentido seleccionar valoresmayores de 128 kbps ya que el aumento de calidad que obtendrás será pocosignificativo. Futuro del Mp3 En junio de 2001 se presentó una mejora en el formato, y nació el MP3PRO, queutiliza un codec desarrollado por el instituto Fraunhofer y Coding Technologies. Ladiferencia es que su algoritmo de compresión es más poderoso y cada megabytesignifican 2 minutos de canción. Este nuevo formato divide la música en dos; unaparte comprime la banda de baja frecuencia como lo hacía con el MP3 habitual y laotra parte comprime la de alta frecuencia, codificándola en una zona del formatoMP3 que antes era ignorado.