Sonido

Introducción

Jesús David Navarro

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Índice

• Qué es el sonido
• Características del audio digital
• Tipos de códecs comunes

Qué son los archivos multimedia

... veamos primero qué es el sonido.

Qué es el sonido

Fenómeno que involucra la propagación de ondas mecanicas (sean audibles o no), generalmente a través de un fluido (u otro medio elástico) que esté generando el movimiento vibratorio de un cuerpo.

Qué es el sonido

Las vibraciones del aire son percibidas por nuestros oídos

Qué es el sonido

Qué es el sonido

Qué es el sonido

Sonido representado como ondas...

Qué es el sonido

Qué es el sonido

La idea es:

1. El sonido físico lo "capturo" con un micrófono (tiene una membrana que vibra según las vibraciones del aire)
2. Las vibraciones las convierto en ondas (con una bobina magnética que genera una onda eléctrica)
3. Almaceno esa onda
4. Tranfiero esas ondas a una bobina electro-magnética: Altavoz
5. Las vibraciones del altavoz se trasmiten al aire (obtengo sonido)

Qué es el sonido

Qué es el sonido

Audio Digital

El oído humano capta sólo aquellos sonidos comprendidos en el rango de frecuencias 20 Hz y 20.000 Hz.

Audio Digital

La onda analógica de sonido la tenemos que convertir en digital...

Audio Digital

Cada cierto tiempo tomamos el valor de la onda...

Audio Digital

Almacenamos las coordenadas = tenemos la onda digitalizada.

Audio Digital

La reproducción la hacemos al revés...

Audio Digital

Cuanto más "muestras" tomemos por segundo, más fiel será la onda digital respecto a la original.

Propiedades del audio digital

Propiedades del audio digital

• Tasa o Frecuencia de Muestreo (No confundir con la frecuencia de la onda)
• Resolución
• Velocidad de Transmisión
• Bitrate Constante o Variable
• Canales

Propiedades del audio digital

Frecuencia de Muestreo o Sample rate

• Cada cuánto tiempo se toma una muestra del valor de la señal analógica
• Se mide en Hertzios (Hz)
  • ej. 44100 Hz. en 1 segundo se toman 44100 muestras
• Cuanto mayor, más calidad.

Propiedades del audio digital

Propiedades del audio digital

Resolución o Bit resolution

• Bits utilizados para almacenar cada muestra
• Se mide en bits
  • ej. bitrate de 8-bits proporciona 256 (2⁸) niveles de amplitud
• Cuanto mayor, más calidad.
  • ej. Calidad CD = 44.100Hz y 16bits.

Propiedades del audio digital

Velocidad de Transmisión o Bitrate

• Cantidad de espacio físico en bits (peso) que ocupa un segundo de duración de ese audio.
• Se mide en Kbits/seg
  • ej. 1 minuto de audio en MP3 a 128kBit/seg ocupa 0.96 Mb de espacio físico ( 60 seg x 128 kBit/seg = 7680 kBits = 0.96 MBytes)
• Cuanto mayor, más calidad, pero más peso del archivo final.

Propiedades del audio digital

Bitrate Constante o Variable: CBR/VBR

• CBR: El audio ha sido codificado manteniendo el bitrate constante a lo largo del tiempo.
• VBR: El audio ha sido codificado variando el bitrate entre un rango máximo y mínimo.
• • El VBR usa un bitrate alto cuando hay mucha información y bitrate bajo cuando hay menos.
  • El CBR usa el mismo bitrate siempre.
• El VBR ahorra espacio y mejora calidad, pero consume más recursos al codificar y reproducir.

Propiedades del audio digital

Canales

• Número de "voces" o "emisiones" de sonido.
  • Mono = 1 canal
  • Estéreo = 2 canales
  • 2.1 = 2 canales + Subwoofer (graves)
  • 5.1 = 5 canales (2 delanteros, 2 traseros, 1 central) + Subwoofer
  • 7.1 = 7 canales (2 d, 2 t, 1c, 2 laterales) + Subwoofer
  • 9.1 = 9 canales (2 d, 2 t, 1c, 2 l, 2 en techo) + Subwoofer

Propiedades del audio digital

Canales: Joint Stereo

• Técnica especial basada en estéreo
• Algunas frecuencias de las que el oído humano no es capaz de discernir su procedencia, son mezcladas en un sólo canal al codificar, para ahorrar espacio.

Contenedores multimedia

Qué son los archivos multimedia

Qué son los archivos multimedia

Qué son los archivos multimedia

• Cada contenedor:
  • Tiene su propio formato
  • Almacenan en su interior los flujos y datos siguiendo las especificaciones de dicho formato
  • Los reproductores son los que "abren" el contenedor y operan los flujos y datos

Qué son los archivos multimedia

• Cada flujo:
  • Tiene su propio formato
  • Está codificado siguiendo las especificaciones de dicho formato
  • Necesita de un códec que sepa manipular e interpretar los datos dentro del flujo *

Qué son los archivos multimedia

Ejemplo:

Qué son los archivos multimedia

• Errores comunes:
  • Confundir el contenido con el continente
    • Llamando a una cosa con el nombre de otra
    • Confundiendo el nombre de archivo con el códec interno
  • Desconocer las particularidades de los contenidos
  • Desconocer las particularidades de los contenedores
  • Usar reproductores deficientes (Sí, eso va por Windows Media Player o QuickTime)

Contenedores de audio más comunes

• WAV (estándar de Windows)
• MPEG o MPG (estándar para MPEG-1 y MPEG-2)
• MP4 (estándar para MPEG-4)
• OGG (estándar para códecs de Xiph.org)
• RM RealMedia (estándar para RealVideo y RealAudio)
• ASF Contenedor de WMV y WMA

Códecs de Audio

Códecs de Audio

Los Códec son algoritmos que definen la forma en que se almacenan los datos del sonido.

(El equivalente a los formatos gráficos para las imágenes)

Cosas importantes para elegir un códec de audio

• Con o sin compresión
• Pérdida (lossy) / Sin Pérdida (lossless)
• Número de Canales
• Soporte de Bitrate Variable *

Códecs de audio más comunes (sin pérdida)

• Audio Interchange FileFormat (aiff)
• Waveform Audio Format + PCM (wav)
• Free Lossless Audio Codec (flac)
• Monkey's Audio (ape)

Códecs de audio más comunes (sin pérdida)

Tabla comparativa de códecs de audio

Códecs de audio más comunes (con pérdida)

• MPEG-1 layer 3 (mp3)
• Vorbis + OGG (ogg)
• Opus (opus)
• Windows Media Audio (wma)
• AAC (m4a, 3gp, mp4, aac)
• AC3 (Dolby Digital)
• Lyra (Especial para transmisiones de voz)

Códecs de audio más comunes

Tabla comparativa de códecs de audio