El procesamiento de audio digital es una de las cosas más maravillosas y sorprendentes que se pueden hacer con una computadora. Hoy en día podemos hacer grabaciones en nuestros estudios caseros con la misma calidad de audio de virtualmente cualquier estudio profesional.
Sin ruidos de cinta, sin rangos dinámicos comprimidos, sin soplidos por sobregrabaciones de una pista a otra..., sin cintas. Todo representado en la elegancia de una larga cadena de ceros y unos, para concluir en una frase: "calidad de audio de compact disc".
Tener la mejor calidad en las grabaciones es bárbaro. Pero, lo más importante es que una vez que el audio está dentro de la computadora, se pueden hacer con él cosas increíbles. Cosas que sobrepasan holgadamente las limitaciones de la cinta.
En la actualidad existen programas para edición de audio que permiten ver el sonido, luego cortar una parte de él y pegarlo en otro lugar temporal, agregarles efectos como reverb y eco, cambiarle su altura tonal o afinación independientemente de su duración, la cual también se puede cambiar. Hasta hay un programa que nos muestra en pantalla una partitura para que nosotros la toquemos (con nuestro instrumento o nuestra propia voz) y nos corrige si nos equivocamos mostrando en la pantalla los errores.
Para hacer todo este tipo de cosas tan solo es necesario contar con una computadora
estándar y algún hardware especial, que se adquiere aparte. Pero antes de hablar de
éste vamos a hacer una veloz recorrida por el audio digital.
La resolución
Cuando el sonido es grabado dentro de una computadora, éste es convertido en una larga cadena de números por un dispositivo llamado conversor analógico-digital (en adelante lo llamaremos A/D). A este proceso de conversión de analógico a digital se lo denomina "sampleo" o "digitalización de audio". Luego, los números son almacenados en la memoria de la computadora o en el disco rígido de la misma. En la reproducción del sonido, la computadora invierte el proceso. Esto es: lee los números que encuentra en el disco rígido y los convierte en una señal de audio lista para amplificar. Por supuesto, esta conversión de digital a analógico es realizada por un dispositivo llamado conversor digital-analógico (D/A).
Ahora bien, este proceso de conversión de un sonido en números nunca es totalmente exacto. La resolución es una manera de describir cuán exacto es el proceso de conversión. Básicamente la computadora está midiendo el sonido que entra a ella de la misma manera que uno puede medir con un metro el nivel de agua de un río. Sin duda, uno puede medir el agua más exactamente si su metro tiene una marca cada 1 cm que si tiene sólo una marca cada 25 cms. Hay que tener en cuenta que una computadora no puede grabar medidas como "entre medio de dos marcas", "casi la marca siguiente" o "un poquito pasada tal marca". Todos estos ejemplos serán grabados como si hubieran sido exactamente en la marca más próxima del metro, sin tener en cuenta en dónde realmente ocurrieron.
En el mundo de las grabaciones digitales, cuán juntas o próximas están las marcas del metro es descripto por la resolución. Un conversor con una resolución muy alta hará las mejores grabaciones porque tendrá las marcas más estrechas y por lo tanto podrá medir el sonido con mayor exactitud. Las resoluciones más comunes en el mundo del audio digital son 8, 12 y 16 bits. Actualmente las resoluciones más bajas son usadas, por ejemplo en contestadores telefónicos y en muchísimos proyectos de multimedia, donde el espacio de la memoria es apremiante. Las grabaciones de 16 bits son el estándar profesional por su excelente calidad.
Es importante destacar que no existe en el mundo ningún sistema de audio digital que trabaje en 32 bits. Hacemos esta aclaración debido a que recientemente una empresa fabricante de tarjetas de sonido (Creative Labs) lanzó al mercado una tarjeta hogareña llamada Soundblaster AWE 32 y esto confunde a los usuarios desprevenidos ya que el modelo anterior del mismo fabricante se llamó Soundblaster 16 porque trabajaba en 16 bits. Este nuevo modelo (AWE 32) opera igual que su predecesor en 16 bits y el número "32" en su nombre hace referencia a sus 32 voces de polifonía.
Seguramente en muchos manuales de cualquier tipo de aparato de audio habrán visto el
término "relación señal/ruido". Ésta es una manera de describir cuán limpia
y precisa es una señal eléctrica sonora. Sin entrar en una explicación técnica,
digamos que cuando hay menos ruido de fondo en una señal, la relación señal/ruido es
más alta y esto es mejor. En los sistemas de grabación digital la resolución no es el
único factor que afecta a la relación señal/ruido pero si el principal. La resolución
más alta da una relación señal/ruido más alta, en otras palabras, un sampleo de 16
bits tiene menos ruido que uno de 12 bits, por lo tanto los sonidos son más limpios.
La velocidad de muestreo
Una segunda característica importante del audio digital es la velocidad de muestreo. Pensemos un momento en el cine. Durante la filmación la cámara toma miles de fotografías a razón de 25 por segundo. Cada una de estas fotografías es llamada cuadro. En la sala cinematográfica un aparato proyecta sobre la pantalla la sucesión de cuadros que la cámara filmó. El ojo humano percibe esta sucesión de cuadros como una imagen en movimiento y esta es la magia del cine. Los cuadros en el cine equivalen a las muestras en la digitalización de audio.
Pero ¿qué es en sí una muestra? Una muestra es simplemente una medición del nivel de la señal eléctrica de audio. Volviendo a la comparación del río, supongamos que se trata de nuestro querido RÌo de la Plata, seguramente habrá una persona haciendo una medición del nivel del agua cada cierto tiempo, digamos cada media hora. Podríamos entonces decir que la velocidad de muestreo en este caso es de 2 por hora o 48 por día.
La velocidad de muestreo está estrictamente ligada a la rapidez con que trabajan los circuitos del conversor A/D durante el proceso de grabación del sonido. Un conversor con una velocidad de muestreo rápida puede grabar frecuencias más altas que uno que tiene una velocidad de muestreo más baja.
La velocidad de muestreo se mide en kilohertz, cuya abreviatura es kHz. Un hertz equivale a una muestra por segundo y kilo significa mil.
Pero el oído humano no se conforma con 48 muestras por día como en el ejemplo del río o 25 muestras por segundo como en el cine. Por ello, el estándar de la velocidad de muestreo para la digitalización de audio es de 44,1 kHz, esta es la velocidad a la cual se graban los discos compactos. Y 48 kHz es la velocidad en que trabajan la mayoría de los DATs.
Sin embargo, es posible obtener muy buenos -o por lo menos aceptables sampleos- de
muchos sonidos con una velocidad de muestreo menor, como por ejemplo 32 kHz. Muchas veces,
para los sonidos graves es usada una velocidad de muestreo de 20 kHz porque las altas
frecuencias no son necesarias. La mayoría de los sistemas de audio digital permiten
seleccionar la velocidad de muestreo cada vez que uno va a hacer una grabación.
La memoria
Como dijimos, después que un sampleo es tomado, éste es almacenado en la memoria interna de la computadora o en su disco rígido, por lo tanto el tercer factor importante de los sistemas de audio digital es el tamaño de su memoria. La memoria de la computadora es llamada RAM (Random Access Memory) y su tamaño es medido en megabytes (millones de bytes) lo cual se abrevia Mb o Mgb. Un byte consiste de 8 bits, un bit es la unidad más pequeña posible de información que maneja una computadora, o sea: un 1 o un 0, por lo tanto un byte es un número como 0011 1011 ó 1101 1111. Estas son las cadenas de unos y ceros mencionadas al principio. Los mismos términos son aplicables para describir el tamaño del disco rígido. Para grabar audio digital necesitarás un disco rígido grande.
Ahora veamos cómo se hace una grabación de compact disc. El conversor analógico-digital mide el nivel del sonido 44100 veces por segundo (Velocidad de muestreo). Este conversor luego asigna un número a cada una de las mediciones, (este número estará entre 0 y 65535 en un sistema de 16 bits y entre 0 y 255 en uno de 8 bits) y luego almacena estos números en código binario, es decir: como una cadena de ceros y unos.
Un megabyte de memoria guarda alrededor de 12 segundos de 16 bits de resolución sampleados a 44.1 kHz de una señal de audio monofónica. La grabación en estéreo duplica el tamaño de la memoria. Entonces en un megabyte de memoria podrás grabar alrededor de 6 segundos de música estéreo. Dicho de otro modo: las grabaciones estéreo de calidad de disco compacto requieren alrededor de 10 megabytes por minuto de música. Luego veremos de qué tamaño es del disco que se necesita.
Como dijimos anteriormente, después de que la señal de audio analógica es convertida
en digital ésta última se almacena en la memoria RAM de la computadora o en su disco
rígido. Por lo general la grabación en la memoria RAM está relacionada con el uso de la
computadora como Sampler, de lo cual hablaremos más adelante; y la grabación en el disco
rígido es usada siempre para digitalizar audio, es decir: grabar una o más pistas de
sonido. De ello hablaremos ahora.
Grabación a disco rígido
¿Qué es la grabación a disco rígido exactamente y por qué es tan útil para los músicos? En pocas palabras esta tecnología usa el disco rígido de una computadora para grabar audio digital de 16 bits de calidad de CD.
La grabación de disco rígido ofrece algunas ventajas sobre las grabaciones en cinta, lo primero es su acceso random. Para entender este concepto pensemos en una cinta magnética (como la de un cassette de audio analógico de los comunes, uno de portaestudio o una cinta de carrete abierto) o digital (como los DATs, DCC o Adats). En todos estos formatos la información de audio que guardamos allÌ (ya sea digital o analógica) se registra de manera secuencial. Esto es: uno atrás de otro, una canción después de otra; y se accede a ella de la misma manera. Para poder escuchar el cuarto tema se debe girar la cinta hasta hacerla llegar al espacio fisico donde aquel está registrado. Random es lo contrario a secuencial, es decir que: la computadora puede acceder a cualquier punto del disco instantáneamente, de tal manera que uno puede ensamblar partes de una pieza de música en varias tomas que han sido grabadas por separado y en diferentes momentos, y que están -por lo tanto- almacenadas en diferentes lugares físicos del disco.
Dos términos usados para este proceso son cut y paste lo cual significa corte y pegado. En la edición de corte y pegado, el audio se muestra en la pantalla de una computadora en forma de ondas. El músico selecciona partes de esta forma de onda utilizando el mouse de la computadora para pintarlas o subrayarlas. En algunos programas se encuentra lo que se llama play list o lista de reproducción, la cual es una simple lista que le dice a la computadora qué porción de audio uno quiere reproducir y en qué orden y momento exacto lo desea hacer.
Hasta aquí hemos hablado de la primer ventaja del audio digital que es el acceso rándom, la segunda ventaja de la grabación digital en computadora es el procesamiento de señales digitales de audio. Estos procesos van desde la más simple ecualización a complejas modulaciones y alteraciones del sonido. Para hacer las mismas cosas con un grabador de cinta digital o con un grabador de cinta analógico tendrías que enviar las pistas grabadas a un procesador de señal que esté fuera del grabador y grabar la salida del procesador de nuevo en la cinta, lo cual podría ser una nueva fuente de ruidos. Con la computadora el procesamiento de señal está, teóricamente, libre de ruidos.
Pero no todo es la panacea, la grabación a disco rígido tiene algunos bemoles. Un
sistema de computadora tiende a ser más caro que un simple grabador de cinta,
especialmente cuando se habla de un sistema con un disco rígido rápido y grande. Los
discos rígidos son más frágiles que la cinta, cuando, ellos fallan, todos los datos de
ellos pueden perderse para siempre. Para grabaciones en vivo o para grabar ensayos,
zapadas o jam sessions; aconsejamos un grabador de cassette.
El disco rígido
El disco rígido puede estar instalado dentro de la computadora o puede estar en un mecanismo separado conectado a ella por un cable. Al contrario de lo que pasa con los cassettes, con las cintas abiertas y con los diskettes, el disco rígido nunca es tocado por el usuario en forma directa, el mismo está instalado dentro de un mecanismo protector, ya que necesita estar en un ambiente adecuado porque trabaja a una velocidad muy alta y sus partes móviles están finamente calibradas. Existen también algunos discos rígidos llamados removibles que son manipulados por el usuario pero dentro de su cartucho plástico, y este es considerablemente grande. De todas maneras los discos rígidos removibles son usados para hacer un backup (descarga de datos) la mayoría son muy lentos para una grabación de audio digital a tiempo real.
Cuando uno va a comprar un disco rígido para grabar audio digital, los aspectos más importantes son el tamaño y el tiempo de acceso. Un disco rígido de 300 Mb será aceptable para un sistema que grabe dos pistas. Con un sistema que grabe más de dos pistas se necesitará un disco rígido más grande, digamos de 1 gigabyte (1000 Mb) o más. El tiempo de acceso es una medida que da cuenta de la rapidéz con que la cabeza puede moverse desde un lugar a otro de la superficie del disco al grabar o reproducir. El tiempo de acceso es medido en milisegundos (o milésimas de segundo), por supuesto los discos rígidos de menor tiempo de acceso son los mejores. En todos los casos, antes de comprar un disco rígido, uno debe asegurarse de conocer su tiempo de acceso y fijarse si el sistema de grabación digital que va a comprar acepta un disco rígido con tal tiempo de acceso.
Cuantos más canales de audio tenga el sistema, más rápido deberá ser el tiempo de acceso del disco, para un sistema de grabación de dos canales el tiempo de acceso aceptable sería de alrededor de 28 milisegundos, los sistemas con más de dos canales por lo general necesitan un disco con un tiempo de acceso de 19 milisegundos o menor aún.
Una tercera consideración, es la calibración térmica o T-cal. Muchos discos rígidos
ocasionalmente se toman un tiempo para verificar los cambios de temperatura que hay entre
el disco rígido y las cabezas de grabación, esta pequeña pausa no es un problema si uno
está almacenando un archivo de un procesador de textos, pero si vos estás enviando al
disco cantidades masivas de audio digital a tiempo real, una interrupción puede causar
desde pequeños clics audibles hasta llegar incluso a abortar el proceso de grabación.
Por lo tanto es bueno preguntarle al fabricante o ver la lista de discos rígidos que él
fabricante aconseja.
La Computadora
Por su lado la computadora necesita tener slots libres dentro del chasis para albergar las plaquetas del sistema de grabación. Cuando se instalan estas plaquetas (también llamadas tarjetas) deben tocarse con mucho cuidado sosteniéndolas por los bordes y por la parte metálica. Siempre siga minuciosamente las instrucciones del vendedor y asegúrese de que su cuerpo no tenga acumulada electricidad estática, antes de tocar la tarjeta. Una descarga de estática podría dañar catastróficamente los chips de la tarjeta. Para asegurarse de no tener descarga estática toque el chasis de la computadora antes de tocar la tarjeta.
La computadora que recomendamos es una máquina compatible con IBM PC '486 DX II de 33
mHz como mínimo y mucho mejor cuanto mayor sea la velocidad del procesador, o sea 50 o 66
MHz. La RAM de la máquina debe ser de por lo menos 4 Mb (nosotros recomendamos 8 o 16).
Las pistas virtuales
Un concepto importante para aprender en cualquier grabación digital es la diferencia entre pistas y canales, una pista es simplemente una región lineal donde el audio es almacenado, mientras que un canal es el camino que el audio entrante o saliente puede tomar, por ejemplo una cinta de cassette estéreo tiene 4 pistas pero reproduce solo 2 de ellas a la vez a través de sus 2 canales. Los sistemas de grabación a disco rígido son más flexibles que la cinta en la cual tenÈs que dar vuelta el cassette para poder ir a las otras pistas. Muchas pistas pueden verse en la pantalla simult·neamente aunque no existan los canales de audio para reproducirlas. Estas pistas son llamadas pistas virtuales. Las otras, las que corresponden a los canales de salida de audio porque son las únicas que el hardware puede reproducir en tiempo real, se denominan pistas reales.
¿Para qué tener 16, 32, o 64 pistas virtuales si se pueden reproducir solamente 2 o 4 de ellas a la vez? Por una sencilla razón, tener pistas virtuales significa disponer de infinitas tomas para hacer una grabación. Vos podes grabar un solo de guitarra docenas de veces, escuchar las distintas tomas una por vez y seleccionar luego la mejor, o elegir las mejores partes de cada una. Y cuando estás conforme ajustar la parte final para reproducirla a través de las pistas reales.
Las pistas virtuales también te permiten tomar ventaja del hecho de que en la mayoría de la situaciones musicales, un instrumento raramente toca desde el comienzo hasta el final de la pieza sin parar, por ejemplo en una canción de pop estándar es muy común que el solo del saxo y la voz líder no sean simultáneos. Un sistema de pistas virtuales permite tener en línea el saxo y la voz, de manera que cuando llega la parte en que la voz no canta el saxo puede tener disponibles su pista real. Esta habilidad o propiedad es uno de los primeros ingredientes que hacen a los sistemas de grabación de disco rígido ideales para trabajar con efectos sonoros y diálogos los cuales siempre requieren tener numerosos elementos en línea.
Los sistemas digitales también me permiten juntar o mezclar varias pistas. Por ejemplo: si querés juntar 10 pistas de percusión virtuales, simplemente usás el comando mix (mezcla) para unirlas y listo. La nueva pista solamente requerirá una sola pista real para la reproducción (o dos pistas reales en el caso de una mezcla estéreo). Pero debemos advertirles que si quieren tener muchas pistas virtuales van a necesitar más espacio en el disco rigido. Cada cosa en el audio digital tiene su precio.
Además la mayoría de los sistemas permiten controlar los niveles relativos de las
pistas, las posiciones estéreo, los tiempos de off set, hacer fade in y fade out. Algunos
también permiten usar procesadores de señal digitales para agregar ecualización y/o
efectos a las pistas durante el proceso de edición, y aquí viene lo mejor: trabajar en
el dominio digital no agrega degradación de la señal ni ruido adicional.
MIDI y audio digital
Supongamos que necesitás usar el sistema de grabación digital a disco rígido para grabar una parte de guitarra que querés que suene junto con una secuencia MIDI. Esto no significa que vos necesites dos computadoras (una para el secuenciador y otra para el grabador de audio digital) y te vuelvas loco tratando de sincronizarlos.
Todo lo que vos necesitás es un programa que combine grabación digital con secuenciador o un programa de secuenciador y otro de grabación digital que sean sincronizables para el mismo entorno de trabajo (ejemplo: Windows). Esta manera de trabajar sincronizando MIDI con audio digital es el mejor camino para aquellos músicos que no están muy familiarizadas con las máquinas.
Debemos tener en cuenta que como los datos de audio digital son mucho más grandes y
complejos que los datos MIDI, las operaciones de edición que con un secuenciador común
son fáciles de hacer (como transposiciÛn, cuantización y cambio de tiempo) con audio
digital son muy lentas y algunas hasta imposibles de realizar. De todas maneras, estas
limitaciones están por desaparecer con los programas de edición que actualmente están
desarrollándose.
Como habrán podido apreciar, las facilidades que ofrece la digitalización de audio por computadora son muchas. aquí hemos visto solamente una parte. En la próxima vamos a ver los editores de sonido en detalle y distintos tipos de sistemas de grabación disponibles en el mercado.