Resolución de audio * No siempre más es mejor

El desarrollo de la tecnología es continuo y por regla general se puede apreciar el progreso en la practica. Sin embargo en determinadas ocasiones, somos invadidos por información sobre la misma que no entendemos, ni apreciamos objetivamente. Es el caso de la resolución de audio digital.

Todos conocemos el término HD y comprendemos lo que significa, aunque sea de una manera abstracta. Un dispositivo con imagen HD tiene efectivamente mayor y mejor resolución. La imagen es más luminosa, limpia  y con  una mayor sensación de profundidad en el campo visual y se puede apreciar objetivamente sin problema.

En el audio también se ha producido un incremento en los números, pero es lo único que parece haber crecido, ya que el sistema auditivo no puede detectar las diferencias de una manera clara. En este artículo hablo de algunos hechos referentes a la resolución del audio digital.

Naturaleza y audición

El sentido de la audición es muy importante en la naturaleza, pues nos ayuda a entender nuestro entorno de un modo asombrosamente exacto. Al ver algo, nuestro cerebro recibe una gran cantidad de datos pero no es hasta que se suma el sentido de la audición, que estos datos son interpretados. Por ejemplo, al ver un rayo, no tenemos una reacción inmediata, pero al escuchar el trueno obtenemos datos importantes. Aunque  ya sabíamos lo que iba a pasar,  recibimos información sobre la intensidad y distancia de las descargas, por lo tanto podemos calcular la distancia e intensidad de la tormenta. En el momento en el que el sonido es procesado, es cuando el cerebro finalmente reacciona al estímulo.

A través del oído es muy fácil manipular el cerebro. Una prueba clásica de esto es ver una película de terror, sin sonido. De esta forma notamos que las imágenes que vemos, no producen el mismo efecto terrorífico e incluso la película se puede llegar a percibir como humorística (algo que experimenté personalmente).

Las puertas de la percepción

Según diversos estudios sobre el comportamiento del cerebro, captamos nuestro mundo a través de sensaciones comunicadas por nuestros sentidos, pero estas sensaciones no son interpretadas de una manera objetiva sino que pasan por innumerables redes neuronales, con información totalmente subjetiva y diferente en cada individuo.

Se podría decir que cada ser percibe el mundo desde su perspectiva particular y subjetiva, haciendo que cuando precisamos medir algo en el mundo del audio, necesitamos alguna herramienta que aporte objetividad al resultado.

La prueba ciega

En publicidad y marketing, cuando se quieren estudiar varias muestras de algo, se usa una técnica denominada «prueba ciega».  Se toman las muestras y se realizan la prueba sin conocimiento del origen de la muestra por parte del probador. Así se realiza, por ejemplo, la cata de vinos. De esta forma el catador se puede concentrar en las características de cada vino, sin los condicionantes de la marca. Al usar la técnica de la prueba ciega con dispositivos de audio, los resultados suelen ser sorprendentes.

Muchas veces me han dicho «tienes que escuchar tal placa de sonido y vas ver que  suena mejor que tal otra», a lo que yo normalmente contesto que dudo que se pueda sacar una conclusión valida, sin tener la posibilidad de hacer una prueba ciega. La he hecho en numerosas ocasiones con resultados muy claros y lo que queda demostrado es la facilidad con la que el oído puede ser engañado. A modo de ejemplo, en el articulo «Analógico o digital, dos mundos paralelos» hablo de un experimente que realicé respecto a la fidelidad de la grabación de audio digital. No siempre más es mejor.

Dithering para mejorar la resolución de audio

El comienzo del audio digital fue difícil. El mayor problema era volver a reconstituir el audio, de digital a analógico. El sonido era frio y al analizarlo visualmente, no se conseguía reestablecer la forma de onda original. 

En la figura podemos observar un ejemplo de una onda sinusoidal superpuesta con el resultado tras digitalizarla. Como se ve, en la versión digital se observan unos escalones. La cantidad de los mismos depende de la frecuencia de muestreo que se está usando.

Para conseguir un mejor resultado en la conversión final de digital a analógico, se desarrollo una técnica para suavizar los escalones llamada dithering que no es mas que añadir un tipo de ruido al circuito de conversión, con lo que se consigue restaurar la forma de onda de tal forma que para nuestra percepción, el resultado es excelente. 

Según el teorema de Nyquist se estableció que la mínima frecuencia de muestreo para codificar audio digital debía ser de 44.1 Khz. Por esto para la distribución de audio, es suficiente la codificación en 16 bits, 44.1 Khz.

Resolución de audio para grabar, mezclar y masterizar

Profundidad de bits

En sonido, el ancho de la llamada «palabra digital» es muy importante. Sobre todo en la mezcla y mastering, pues cuanto mayor es la palabra, mejor es el procesamiento de efectos. Actualmente la codificación de 24 bits parece suficiente para la mezcla. En cambio para el mastering es mejor usar 32 bits punto flotante. Así garantizas la calidad del audio y su correcto proceso por la cadena de mastering.

Para la distribución se puede utilizar tanto 16 bits como 24, pero al exportar al archivo final en el mastering, siempre hay que usar dithering para obtener un sonido más natural al reducir el ancho de la palabra digital de 32 bits a una inferior.

Frecuencia de muestreo

En cuanto a  frecuencias de muestreo(sampleo), 44.1 Khz sigue siendo la  adecuada para proyectos de  audio y 48 Khz para audio con vídeo, pero esta última, funciona más como una característica técnica de cine y TV que por su mejora en calidad, que es inapreciable. Yo no he podido detectar claramente la diferencia entre estas dos frecuencias.

Por otro lado, sí que se ha demostrado la deformación en el audio, al convertir la frecuencia de muestreo, motivo por el cual cada vez es más común y recomendable trabajar en la frecuencia de muestreo en la que se va a distribuir el audio en el que estemos trabajando.

Por el momento no parece haber motivo para usar otra  resolución, en la fase de producción, sobre todo cuando se pone en la balanza el supuesto beneficio, contra el alto costo de los formatos de audio más complejos,  teniendo en cuenta el uso de ancho de banda en comunicaciones y la capacidad de una PC en aplicaciones de estudio, tanto casero, como profesional.

Conclusiones sobre la resolución de audio

Sobre gustos no hay nada escrito y si hay gente dispuesta a pagar 10 por una botella con  aire de las sierras cordobesas, también puede haber quien prefiera trabajar con frecuencias de muestreo de hasta 192 Khz.

Actualmente resulta muy difícil distinguir entre un audio grabado en 44.1 y otras frecuencias de sampleo superiores. No digo que sea imposible, o que no hay diferencia, simplemente no es tan evidente como en el caso de la imagen.

En sonido el término HD parece más una normativa que una mejora y si hay que convertirlo por motivos de distribución, conviene que recordemos hacerlo como último paso y siempre al final del mastering, usando entonces el dithering en el caso del ancho de bits y un buen re-sampleador para la frecuencia de muestreo.