Audio Digital

El audio digital es la representación de señales sonoras mediante un conjunto de datos binarios.

Un sistema completo de audio digital comienza habitualmente con un transceptor (micrófono) que convierte la onda de presión que representa el sonido a una señal eléctrica analógica.

En el siguiente reporte de investigación se hablara sobre la música digital desde sus inicios hasta la actualidad.

La música es el arte de combinar los sonidos. Esa descripción es, a decir verdad, un arma de doble filo. Por un lado, es precisa, simple, directa y sucinta, y luego de leerla no nos quedan dudas de que, para que haya música, tiene que haber sonido. Pero al mismo tiempo, la definición olvida la parte esencial del evento musical.

“Lo que el sonido tiene de instantáneo es lo que su verdad contiene de inaferrable. Al escuchar, prestamos atención a lo que no nació para ser apresado. Su efecto sobre nosotros es el de lo evasivo. Oír es no haber retenido sino la estela de lo escuchado. Con la forma que no termina de coagular, el significado no termina de constituirse. Y es entonces cuando se transparenta ante el oyente su propia índole. Oyendo música, el hombre se escucha pasar”.

Santiago Kovadloff

Marco teórico.

1. Lenguaje musical.

1.1fundamentos de sonido.

La música, como la mayor parte del resto de los lenguajes que ha creado el ser humano para comunicarse con otros seres, puede ser representada de diferentes maneras. La forma tradicional es la de notación por pentagrama; que consiste en renglones de cinco líneas dentro de los cuales se pueden escribir notas de diferente valor (duración en el tiempo) y algunos símbolos adicionales de modificación. Los pentagramas se utilizan desde hace cientos de años, para anotar la música. Es una herramienta esencial de todo compositor clásico no sólo para anotar sus ideas, sino también para transmitirlas a otros músicos.

Las notas que pueden ser escritas en un pentagrama (do, re, mi, fa, sol, la y si) son representadas por medio de figuras que poseen diferentes valores de duración en el tiempo. Veamos a continuación esos valores. Generalmente, al comienzo del pentagrama, se indica cuál será la estructura rítmica de la obra en formato de fracción (por ejemplo, 4/4, 6/8, etcétera). En la fracción, el valor superior indica en cuántos tiempos se dividirá el compás (es decir, la estructura métrica de la música, compuesta por varias entidades de tiempo como una negra o una corchea). El valor inferior indica, entonces, con qué valor de nota se representa un solo tiempo.

Los compases se dividen en los pentagramas con líneas verticales. Veamos un ejemplo de dos compases iguales, con las notas do, re, mi y fa representadas en rítmica de 4/4. 

La forma de onda del diapasón es la más sencilla de las formas de onda, denominada onda Sinusoidal.

La frecuencia de sonido se mide en unas unidades denominadas Hertcios (Hz). Un sonido que vibra una vez por segundo tiene una frecuencia de 1 Hz. Las frecuencias se escriben normalmente en kilohertcios (kHz), unidad que representa 1.000 Hz. Una persona joven con unos oídos saludables puede oír sonidos que estén en el rango de los 20 Hz a los 20.000 Hz (20 kHz).

En la Figura se observa cómo la amplitud de la onda disminuye a medida que el sonido se aleja de su fuente, extendiéndose en todas las direcciones. (La figura exagera la rapidez con la que la onda disminuye en el aire).

El oído y un micrófono incorporado en la tarjeta de sonido se comportan de manera similar. Ambos transforman pequeñas variaciones en la presión del aire en señal eléctrica que puede ser comprendida y almacenada por sus respectivos "cerebros" (ya sea el humano o la CPU de la computadora). Esta señal eléctrica puede ya ser guardada, manipulada o reproducida mediante los medios electrónicos adecuados.

Amplitud

La medida de la amplitud de una onda es importante porque informa de la fuerza, o cantidad de energía, de una onda, que se traduce en la intensidad de lo que oímos, su unidad de medida es el decibelio. Un decibelio, abreviado como dB, es una unidad de medida de la fuerza de la señal y es útil en la comparación de la intensidad de dos sonidos. La sensibilidad del oído humano es extraordinaria, con un rango dinámico o variación en intensidad muy amplia. La mayoría de los oídos humanos pueden capturar el sonido del murmullo de una hoja y, después de haberse sometido a ruidos explosivos como los de un avión, siguen funcionando. Lo que es sorprendente es que la fuerza de la explosión en un avión es al menos 10 millones de veces mayor que el murmullo que una hoja produce con el viento.

El oído necesita un porcentaje elevado de variaciones en la fuerza de un sonido para detectar un cambio en la intensidad percibida, lo que significa que la sensibilidad del oído a la fuerza del sonido es logarítmica, de manera que el decibelio, unidad de medida logarítmica, es la elección más adecuada para medir la fuerza del sonido. El aspecto práctico de la amplitud es que un incremento de sólo 3 dB duplica la intensidad de un sonido. Por ejemplo, un sonido con 86 dB tiene, el doble de fuerza que un sonido con 83 dB y cuatro veces más que un sonido con 80 dB. Desde la perspectiva de nuestra percepción de la intensidad, un incremento de 3 dB, que da lugar a que se duplique la fuerza, provoca que el sonido se perciba sólo ligeramente más alto. Es necesario un aumento en 10 dB para que nuestros oídos perciban un sonido con el doble de intensidad.

Rango dinámico

La calidad de los sonidos musicales grabados no es demasiado importante, ya que nunca son comparables a los reales. La razón principal es que el equipo estéreo no puede duplicar el rango dinámico completo de una orquesta o de un concierto de rock. Una orquesta puede alcanzar los 110 dB en su climax y en el punto más suave bajar hasta los 30 dB, dando lugar a un rango dinámico de 80 dB. Este rango es superior al rango dinámico de un sistema estéreo típico y, de hecho, superior a la capacidad de grabación de medios tales como un disco de vinilo y una cinta de audio.

Ancho de banda

Profundizamos ahora en aspectos prácticos, como el rango de frecuencia con el que es capaz de trabajar un reproductor CD, nuestro oido o nuestra voz. El ancho de banda es muy importante para disfrutar de la música (como manifiestan las quejas de sonido "de lata" de una radio de bolsillo) y es un criterio básico a la hora de seleccionar un equipo de audio para utilizar con la tarjeta de sonido. Por ejemplo,

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