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AUDIO

TECNOLOGÍA DE AUDIO

1. PRINCIPIOS DEL SONIDO

• El sonido son oscilaciones de presión del aire que estimulan el tímpano, los nervios y el cerebro

• Las oscilaciones se caracterizan por su– Amplitud

– Fase

– Fuente

1.1. Amplitud e intensidad

• INTENSIDAD SONORA: es la cualidad percibida debida a unas vibraciones con una amplitud determinada

• Unidad de intensidad: dB

1.1. Amplitud e intensidad

1.2. Frecuencia y tono

• TONO: es la cualidad percibida debida a unas vibraciones a una frecuencia determinada

• La relación frecuencia – tono es exponencial:

Tonos a 250 y 350 Hz se oyen como 2 tonos distintosTonos a 2500 y 2600 Hz se oyen como 1 único tono

1.4. Rúbricas sonoras

• Cada objeto tiene una característica especial cuando emite sonidos. La percepción de esta característica se conoce como TIMBRE o COLOR NATURAL

• La rúbrica se caracteriza por:– Los armónicos de la frecuencia fundamental– La variación de la amplitud con el tiempo

1.4.1. Armónicos o resonancias

• Los armónicos crean una forma de onda más compleja y un timbre más rico

• Se determinan por una amplitud y una frecuencia específicas que dependen de la composición molecular y la forma del objeto

1.4.1 Armónicos y resonancias

• Cuanto más fuerte sea la fuerza aplicada mayor amplitud tendrán los armónicos de frecuencias altas más viveza tendrá el sonido

• Las frecuencias fundamentales generalmente son menores de 5khz pero los armónicos pueden tener frecuencias fuera del umbral de audición humana que enriquecen el sonido

1.4.2. Transformación de la amplitud con el tiempo

• Esta transformación depende del tamaño del objeto

• Los sonidos percusivos se caracterizan por tener un ataque transitorio

1.4.3. El habla

• La voz humana es una combinación compleja de todos estos elementos:– Las consonantes y vocales son variaciones de

la estructura armónica– Las inflexiones son variaciones de la

frecuencia con el tiempo– El énfasis se consigue con una determinada

característica de amplitud

2. EFECTOS EXTERNOS

• ACÚSTICA: relación entre las ondas sonoras y el entorno

• PSICOACÚSTICA: relación entre lo que oímos y lo que interpretamos

2.1. Acústica

• CARÁCTER TONAL: percepción de las cualidades sónicas naturales del entorno

• Efectos– Reflexión– Absorción– Ondas estacionarias

2.1.1. Reflexión

• Dependiendo de la distancia a la que se encuentra el objeto donde se refleja:– ECO: larga distancia tiempos de retardo

grande que nos permite individualizar cada eco.

– REVERBERACIÓN: corta distancia tiempos de retorno tan pequeños que se traduce en una especie de retumbo prolongado

2.1.1. Reflexión

• La superficies más duras dan lugar a reflexiones más vivas

• Si conseguimos orientar adecuadamente las reflexiones podemos generar un efecto de amplificación. Principio muy usado en instrumentos y altavoces

2.1.2. Absorción

cortas se absorben o reflejan

largas se refractan

• Los objetos internos a un recinto afectan a la acústica de éste:

objeto tuercen las ondas

2.1.3. Ondas estacionarias

• Unas paredes paralelas pueden provocar la unión de dos ondas reflejadas formando ONDAS ESTACIONARIAS.

• Las ondas estacionarias provocan una respuesta en frecuencia del recinto no lineal. Para conseguir una respuesta plana:– Paredes no paralelas– Uso de materiales que absorben o que reflejan

en los lugares adecuados

2.2. Psicoacústica

• La reflexiones ( y retrasos) determinan una experiencia auditiva

• Las frecuencias en la reverberación son importantes:

BF AF

Mucha Retumbante Frío

Poca Molestias y dolor

Falta de claridad

2.2.1. Direccionalidad

• Nuestro sentido de la dirección depende de los oídos y las frecuencias a la que se producen los sonidos:– f < 100 Hz : distancia entre los oídos < las ondas

no llegan en fase a los dos oídos. En estas frecuencias es difícil atribuir una ubicación exacta del origen.

– f > 100 Hz : distancia entre los oídos > las ondas llegan en fase a los dos oídos. En estas frecuencias si se puede identificar el origen del sonido.

3. Evolución de la señal audio

• Manejo de la señal física

• Manejo de señales eléctricas

• Manejo de señales digitales

• Manejo de “señales MIDI”

3.1. Audio Analógico

• niveles de señal eléctrica

• dispositivos que trabajan con señales eléctricas

• conexiones

Audio Analógico

• Se almacena, procesa y reproduce gracias a circuitos electrónicos y otros dispositivos de carácter analógico (ej: cinta magnética)

– Onda sonora captada por micrófono

– Convierte en señal eléctrica por un cable hasta el grabador

– Grabación de forma magnética

– Cabezas grabadoras/reproductoras (Contacto físico con la cinta)

– Por tanto: Las copias conllevan pérdidas de calidad

3.1.1. Niveles de señal eléctrica

• Tipos– Nivel de micrófono

• Muy débil• Sensible a interferencias y ruido• Requiere cables y circuitos balanceados con

impedancias bajas

– Nivel de línea• Semiprofesional: 0.316 v.• Profesional: 1.236 v.

3.1.1. Niveles de señal eléctrica

• Para limitar el nivel de la señal de entrada a la cadena de audio se usan atenuadores (resistores variables) o pads (buffers).

• La cadena de audio no puede trabajar con ese intervalo de valores, por lo que se divide en etapas usando cada una un nivel óptimo de la señal.

3.1.3. Conexiones

3.2. Audio digital

• Es el que se almacena, procesa y reproduce en soportes digitales (en forma de datos numéricos)

• Dispositivos de almacenamiento (CDROM, DVD, DISCO DURO)

• Micrófono capta y la señal eléctrica es convertida en datos numéricos

(CAD) entre el micro y el grabador

• Muestreo digital de sonido-> SAMPLING( conversión a números por segundo)– Se mide en Khz (ordenador, 22 khz música y

11 khz locución)

• Resolución del sonido digital: 8, 16, 24 y 32 bits

• Mayor resolución-> Mayor tamaño archivo

• Ordenadores : 8 o 16 bits

3.2. Audio digital

A continuación :

• Parámetros de las señales digitales de audio

• Protocolos de transmisión de audio en tiempo real

3.2.1. Parámetros

• DEFINICIÓN: número de bits por muestra– La definición determina el intervalo dinámico: cada

bit supone un incremento de 6dB

• TASA DE MUESTREO: fm 2* fgrabación

– Determina la frecuencia máxima de grabación

• Un aumento de la definición y/o tasa de muestreo supone un aumento del rendimiento y almacenamiento de la cadena de audio

3.2.1. Parámetros

• La cuantificación genera un ruido que provoca que el audio digital sea más áspero que el analógico

• Otros factores que influyen– CAD y CDA– Principios del eslabón más débil y GIGO

3.3. MIDI

• El sonido digital se puede generar en el ordenador.

• MIDI: Musical Instrument Digital Interface• Solo para instrumentos, no voces• El ordenador con sw adecuado puede reproducir

la melodía compuesta en MIDI• Ventaja: reducido tamaño (útil en la red)

3.3. MIDI

• Es un protocolo de comunicación en serie para dispositivos de música electrónica

• Es una instrucción de cómo y cuándo se produce sonido que envía en cualquiera de sus 16 canales bidireccionales.

• Permite la superposición de distintos timbres que junto a un secuenciador forman el principio de orquestación

3.3. MIDI

• Ventajas sobre la grabación mágnetica– La ejecución es maleable en forma MIDI– MIDI sólo graba información de la ejecución

(no ruido)– Necesita menos datos para grabar lo mismo

3.3.1. Conexiones MIDI

3.2.2. Mensajes de canal

• Modos MIDI de recepción– Omni: recibe por todos los canales– Poli: recibe por un solo canal– Mono: recibe por tantos canales como timbres

distintos tenga el instrumento

• Presión mono: presión adicional en una nota pero que afecta a todas las notas activas

• Presión poli: presión adicional en una nota y que sólo afecta a esa nota.

3.2.3 Mensajes de sistema

• Exclusivos del sistema: para modificación de parámetros exclusivos de un fabricante

• Reloj MIDI: permite sincronización con un reloj maestro

• Inicio, paro y continuar• Apuntador de la posición de la canción:

mantiene la posición relativa al principio de la canción

3.3.4. Código de tiempo MIDI

• Hasta ahora sólo hemos hablado de tiempo musical

• Código SMPTE: norma internacional que maneja tiempo absoluto

• MTC: adaptación de SMPTE a MIDI

VENTAJAS SONIDO DIGITAL

• La edición de audio digital no tiene que ser lineal

– No destructiva– Cualquier paso de la edición modificable sin

alterar el resto

• Sucesivas copias no pierden calidad

FORMATOS SONIDO DIGITAL

• Los más extendidos para la web y multimedia:

– .Wav (Sin compresión, estándar de windows)– .Aif (Sin compresión, estándar de Mac y uso

en windows también)– .RA (Real Audio) Exclusivo Internet– .mp3 (Compresión, procede MPEG (.MPG)– MIDI (.mid) El mas profesional– MOD (.mod) Mayor compresión, muy usado

internet