[entrevista] La resolución digital

Pep
#76 por Pep el 03/12/2005
Finalmente, la misma señal de 20Khz muestreada a 48KHz, 88'2Khz y 192 KHz.

Se aprecia que a mayor frecuencia de muestreo, mayor parecido a una onda senoida.

:)
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Pep
#77 por Pep el 03/12/2005
Respecto al tema de la mejor calidad de los equipos actuales, ¿hemos conseguido equipos de mayor calidad que los de hace 20 años o hemos mejorado la capacidad de procesar más información?

¿Los equipos actuales consiguen una reproducción más fiel al sonido del instrumento original o consiguen un sonido más "espectacular", con más volumen, más armonicos, más procesadores, efectos,...?

Es cierto que la tecnología digital ha puesto los equipos de audio al alcance de mucha gente. Uno en su casa puede montarse su estudio. Pero por otro lado, hay montones de minicadenas, con cajas acústicas de plástico, amplificadores híbridos, equipos cargados de montones de lucecitas de colores, mandos a distancia, efectos,... pero ¿mantienen el sonido fiel al original como lo hacian sus predecesores, más sobrios y sin tanto botón?
¿Nos dejamos deslumbrar por equipos multicanal cargados de lucecitas y comprados en un centro comercial por 100 euros?

Cada uno tiene unos oidos diferentes, y lo que para uno suena fantastico, con sus subwoofers, satelites y demás para otro puede sonar retumbante, excesivamente brillante o artificial... para gustos, colores. :)
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Robakun
#78 por Robakun el 03/12/2005
Qué estupendas aportaciones estais haciendo.

(:D lo de Karajan es gracioso BAC)

Pues Feadur hace una precisión importante: FIDELIDAD es más adecuado que CALIDAD. De hecho es esa palabra la que se utiliza para referirse a la calidad del proceso electrónico de sonidos. En el caso de grabaciones/reproduciones, se trataría de ser fiel al sonido original. Distinto es el caso de la síntesis, pero eso es otro tema.Hablemos de esta FIDELIDAD.

Veo BAC, que en la tabla que pones, se obtiene los números de la derecha multiplicando por 6, ¿no?. Intuitivamente, cuanto mayor sea la proporción señal/ruido, mayor intensidad sonora obtendremos, con un menor "ruido de fondo". (El hecho de que la señal, se encorsete en una ristra de numeros, o si se quiere que una gráfica continua, se repinte como una función escalonada, produce pequeños errores, que se traducen en "ruido digital". Cuanto mayor sea el número de bits -el número de dígitos binarios, o si se quiere el número posible de niveles de quantización-, mayor fidelidad obtendremos -más adelante alguien podría hablar del ruido térmico por encima y el límite que ello impondría)

Bueno, muchas preguntas

Fijada una frecuencia de muestreo adecuada a la condición de Nyquist, y con un número suficiente de bits para obtener una proporción señal ruido alta (es decir, estar limpitos de ruidos fantasmas) ¿qué problemas pueden darse aun, para que haya una fidelidad óptima? habeis hablando de jitter, ¿podéis comentar algo al respecto?

En cuanto a la estupenda aportación gráfica de pep_v, deja a San Nyquist a la altura de un pimiento. Oh decepción, incluso siguiendole a él, nos apartamos de la vía (Señal senoidal de 20KHz muestreada a 48KHz.). Sin embargo, corrígeme, como no somos gatos, no os importa mucho, pues a esa frecuencia 20.000 empezamos a escuchar las cosas muy parecidas, quien las oiga (tal vez ya he pasado la edad de los 20.000 :D) ¿es así?(*)

____
*Estoy pensando ahora en las personas que se dedican a estudiar el lenguaje de los murcielagos, y otros cantores ultrasónicos (>20.000 Hz)
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yanawara
#79 por yanawara el 03/12/2005
BAC escribió:

estaría de acuerdo totalmente contigo si de lo que hablases fuera de música, eso si me parece mas un concepto psicológico/cultural. Pero el sonido al igual que la luz son fenomenos de la naturaleza en los que no hace falta la intervención del ser humano para que sean reales.


Pues me reitero en que la percepción es un concepto cultural... Hay etnias que sólo ven 2 colores en el espectro, otras ven 5, etc...
Si les muestras un color dado que está en una escala del cromatismo, ellos te dirán que en realidad es el mismo color que pertenece a tal o cual gama que ellos tienen clasificada...
Simplificando (si quieres busco en mis fuentes bibliográficas y abundo en ello) si un color fuera blanco y el otro negro, el rojo, verde, azul, pertenecerían al negro, el amarillo, lila, naranja, etc... al blanco... (he elegido los colores al azar...)
La equivalencia primera es que nosotros aplicamos el mismo patrón pero en una escla diferente, ni peor ni mejor...

Con el sonido (independiente de su expresión musical) ocurre lo mismo... en las diferentes culturas de la tierra, cada etnia tiene su propio concepto de espectro sonoro y su clasificación, el alturas y notas...
La presunción de que en el mundo occidental se ha alcanzado una cota máxima de clasificación y detección de esos valores es puramente egocéntrica...

Si lo que tratamos es de querer analizar la fidelidad de una gama de frecuencias, es decir del supuesto rango de audición 20 Hz - 20 Khz, inevitablemente caeremos en esos tópicos, ya que nadie analiza la fidelidad de una onda en base a tonos puros o a impulsos de ruido rosa... sino en base a la comparación A-B de temas o instrumentos grabados, o de instrumentos reproducidos en vivo...

Pero si cada persona, además, tiene su propio sistema de transducción interno (oreja-oido-cerebro) estamos hablando también de un consenso basado en las opiniones de los llamados "expertos" (gente que educa el oido con escuchas atentas de alta calidad), lo cual redunda en el concepto cultural de lo que es una buena o discreta reproducción... ya que siempre y en todo tiempo, rigen las modas y estas se basan en las opiniones de la élite...
Lo que hace unos años parecía la perfección ha sido superado por otro concepto, ni mejor ni peor, simplente más contemporáneo,... lo cual me lleva a concluir que lo que ahora se está definiendo como excelso o correcto, dentro de 20 años seguramente se habrá revisado por completo...

Sé que lo que digo puede romper los esquemas a muchos, o simplemente no les importa o les trae sin cuidado... pero entre otras cosas, cuando masterizo, tengo presentes éstos y muchos otros temas auditivos interesantes y que se amoldan sobre todas esas equaciones y teorías... (muchas de ellas chapuzas digitales...)...

Así que creo que el debate/entrevista, está siempre a caballo entre la teoría matemática del concepto de digitalización y su correspondiente eclosión en la audición y su definición misma... van en paralelo... por eso he entrado, ya que creo interesante ahondar también este concepto...

Los diseñadores de circuitos digitales, por muy expertos que sean, son como ciegos llevados de la mano de los lazarillos que evalúan sus esfuerzos... éstos últimos en realidad son los que deciden qué es bueno o mejor...
salu2
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Robakun
#80 por Robakun el 03/12/2005
yanawara, por motivos personales que no voy a explicar aquí, me encanta esta última aportación. Si ese fuera el tema de este hilo, te preguntaría ahora, sobre la gran diferencia que puede haber entre una obra bien grabada, desde el punto de oido de un músico, y un experto en sonido no adiestrado musicalmente.

Sin embargo no es posible adoptar un punto de vista completamente objetivo, desprejuiciado. Esto quería preguntar luego, sobre si todos estos datos de los que estamos hablando no son en realidad stándares de interes "tan" comercial como sonoro.
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BAC mod
#81 por BAC el 04/12/2005
Yanawara me he encontrado con esta pagina:

http://www.monografias.com/trabajos5/elso/elso.shtml


donde se puede leer...
Alguien escribió:

1. Introducción

Cuando se produce una perturbación periódica en el aire, se originan ondas sonoras longitudinales. Por ejemplo, si se golpea un diapasón con un martillo, las ramas vibratoria emiten ondas longitudinales. El oído, que actúa como receptor de estas ondas periódicas, las interpreta como sonido.

El término sonido se usa de dos formas distintas. Los fisiólogos definen el sonido en término de las sensaciones auditivas producidas por perturbaciones longitudinales en el aire. Para ellos, el sonido no existe en un planeta distante. En física, por otra parte, nos referimos a las perturbaciones por sí mismas y no a las sensaciones que producen.



Sonido es una onda mecánica longitudinal que se propaga a través de un medio elástico.

En este caso, el sonido existe en ese planeta. El concepto de sonido se usará en su significado físico.




de esto me queda claro que estabamos usando la misma palabra desde dos campos diferentes, de modo que con una palabra definíamos dos cosas diferentes. Vaya, que sonido es una palabra polisémica!. :wink:

Por tanto ambas definiciones son correctas, todo depende de si quieres hablar del sonido desde la física o desde la fisiología.


Un Saludo!
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--32611--
#82 por --32611-- el 04/12/2005
Alguien escribió:

Pues me reitero en que la percepción es un concepto cultural... Hay etnias que sólo ven 2 colores en el espectro, otras ven 5, etc...


Pero eso es un problema de lenguaje, para mi el fucsia o el lila son morados los dos, pero eso no significa que los vea iguales.

Para mi el digital es superior al analógico. Llega un punto en que el muestreo es suficiente para hacer el sonido indistinguible a nuestro oído y ahí entran las ventajas de lo digital: No se degrada, es barato, se puede modificar con más facilidad, no exige cuidados, permite el análisis...

Por otra parte pienso que hay muchos discos de finales de los 50 con una calidad acojonante y muy pocos actuales que se acerquen mínimamente. Pero para mi es otro tema: Velázquez no pintaba mejor por usar mejor pintura y a saber lo que haría Rudy Van Gelder en un estudio moderno.

Desde luego la gente no va a distinguir nunca lo bueno de lo malo con unos monitores de 3" con un sub de ordenador y te van a pedir más y más dinámica, solución: El californication de los Red Hot Chili Peppers en un radiodespertador suena mejor que en unos monitores de calidad.

...pero eso no es culpa del dominio digital.
EMHO. Saludos
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Robakun
#83 por Robakun el 04/12/2005
Esta conversación es interesante, y de ella se siguen ocupando depués de siglos, filósofos que aun tienen ganas de tener algo claro. El relativista extremo, es cómo "el boxeador que nunca se sube al ring" ( http://www.autorescatolicos.org/alfonso ... xeador.htm siento que sea en "autores católicos", pero no encontraba otro sitio de la cita de wittgenstein). Venga seamos más parciales, si sólo queremos aclararnos un poco en cuanto a resolución digital.

Es interesante lo que cuentas Nearfield. Es como si ahora los pinceles, hagas lo que hagas, pintaran texturas "interesantes", que antes había de decidirlas y tener la destreza de hacerlas. Y, creo, de eso se está quejando yanawara, de que siempre habrá un alguien que decide qué es lo "interesante" ahora.

Pero, por ahora, pensando en el sonido como una perturbación de la presión de aire, que hay que "atrapar", estábamos habando, de los problemas para conseguir FIDELIDAD (seas de la cultura que seas, ser fiel). Y de eso trataba la pregúnta que aun está en el aire.
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--32611--
#84 por --32611-- el 04/12/2005
Me gusta ver escrito FIDELIDAD con mayúsculas. Quién no ha escuchado un violín en directo puede decir que suena bien en un secuenciador. Alguien que esté acostumbrado a el timbre de un violín de verdad es difícil que le guste el sonido de un sinte o incluso grabado.

Creo que en los 50 como no podían trastear tanto el sonido, los buenos técnicos sacaban grabaciones FIELES.

Saludos.
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Marmotmasta
#85 por Marmotmasta el 04/12/2005
En respuesta el tema del error jitter:
se denomina asi a la no exactitud de la periodicidad en el tiempo del muestreo. es decir, cuando el reloj q marca en q momento se debe tomar una muestra no es exacto.
Decir q Todos los relojes (clock en ingles por si lo leeis en algun texto en ingles) q marcan la velocidad de muestreo tienen error, pero si este error es muy pequeño se desprecia, y se considera q esta libre de jitter.
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AlbertoMiranda
#86 por AlbertoMiranda el 04/12/2005
para reducir problemas de jitter...el big ben de apogee no está nada mal verdad? eso o te pillas un reloj atómico... :wink:
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Robakun
#87 por Robakun el 05/12/2005
Martotmasta, gracias por entrar a explicar el error jitter. Vaya, a escala humana tener que contabilizar decenas de miles de pulsos por segundo con total exactitud, parece una tarea imposible.

AlbertoMiranda escribió:
para reducir problemas de jitter...el big ben de apogee no está nada mal verdad? eso o te pillas un reloj atómico... :wink:


Entiendo con lo que dices Alberto, que los problemas de Jitter, son frecuentes en los aparatos de ¿uso común en un estudio?, y ¿qué hay de las tarjetas de sonido típicas para ordenadores personales? supongo que habrá avanzado mucho la cosa en cuanto a corrección de este tipo de errores, ¿no?. Dónde me puedo comprar un reloj atómico :D
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Robakun
#88 por Robakun el 05/12/2005
merece la pena destacar, la internención de Pepeche en otro post, además hace de resumen a lo visto.
Alguien escribió:

El teorema de Nyquist (1928)... ¿por qué nunca me acuerdo de lo que hice ayer, y sin embargo nunca se me olvida cosas como estas?

No voy a aportar nada mas a lo que ya se ha dicho.

Primero. Diferenciar dos acciones importantes al digitalizar:
- Hay que muestrear en el tiempo
- Hay que cuantificar en amplitud

Para muestrear en el tiempo, aplicamos el teorema de Nyquist "una señal analógica puede ser reconstruída, sin error, de muestras tomadas en iguales intervalos de tiempo. La razón de muestreo debe ser igual, o mayor, al doble de su ancho de banda de la señal analógica".
Dicho con otras palabras, debemos conocer el rango de frecuencias del espectro audible y multiplicar por dos la frecuencia mayor. Así nos dará el valor mínimo de la frecuencia de muestreo, de captura.
IMPORTANTE: Si muestreamos por encima de la frecuencia de Nyquist, no mejoramos la calidad para recuperar la señal analógica, sólo tomamos información redundante.

Para cuantificar en amplitud, extisten numerosos teoremas, algoritmos, etc, y sería interminable enumerarlos todos. Resumiendo, sólo diré que se puede cuantificar en amplitud con intervalos constantes, con intervalos logaritmicos(teniendo más precisión en los valores pequeños), , no uniformes, etc... , por ejemplo está la ley-alfa, la ley-mhu, etc etc etc...

Segundo
Si ya tenemos claro la diferencia entre muestrear y cuantificar, ahora debemos decidir el muestreo y cuantificación que queremos.

Para que una voz sea reconocible tras ser digitalizada, sólo basta con 4 bits de cuantificación y al rededor de 1000 hz de frecuencia de muestreo.
Pero no queremos "reconocer" voz, queremos escuchar musica y con calidad "infinita".

Si el oido humano no escucha, no percibe más allá de los 24 khz, realizar un muestreo de más de 48 khz es usar recursos a priori innecesarios, por que no van a mejorar la calidad del sonidoen su reconversión a analógico. Esto, en principio, es cierto según el teorema de Nyquist. Pero hay peros. Si tomamos más información redundante, con ella podemos hacer cálculos, y otras operaciones que no son necesarias para la reconversión en analógico pero sí para tratamientos especiales post-muestreo y pre-reconversión en analógico como cálculos estadísticos (para corregir errores por ruido, ...) pueden mejorar la calidad del sonido final comparándolo a si sólo se muestrea a 48kHz.

Entonces por esta parte podemos concluir que si bien la frecuencia mínima debe ser 48kHz, si tenemos procesadores de audio potentes que nos permiten muestrear a mayor frecuencia, será recomendable aumentar la frecuencia de muestreo para todas las operaciones y tratamientos que hagamos previos a la mezcla final.

Tercero.
Para cuantificar en amplitud, cuantos más bits cojamos, mejor, podemos hacer la prueba de grabar sonido cuantificandolo a 4, 8, 16, 24, 32 bits y escuchar la diferencia.
Luego podríamos entrar en el debate sobré que algoritmo utilizar y con qué parámetros: ley-alfa, ley-mhu, vectorial, no uniforme, personalizado, etc...

Cuantos más bits cojamos en la cuantificación, menos importante será el algoritmo, y al revés, dependiendo del algoritmo menos importante serán los bits que cojamos.

Por lo general, en Europa se utiliza la ley-alfa con unos parámetros normalizados, pero esta cuantificación no es buena para realizar una digitalización de valores pequeños dentro de un rango establecido. En asignaturas de telecomunicaciones como Teoría de la comunicación, Tratamiento Digital de la Señal, Teoría de la Señal,... se estudia que no hay algoritmo mejor, cada uno mejora unos aspectos, pero empeora otros, por lo que hay que llegar a un consenso.

Lo normal es que cuantifiquemos con un algoritmo de intervalos constante. A mayor bits, mayor calidad. Por lo que si podemos cuantificar a 24 bits, mejor que a 16, y a 32 mejor que 24 y a 96 mejor que a 32 ... pero llegará un momento en el que no mejoremos la calidad por diferentes aspectos, como el ruido latente, y sobre todo, por el oido humano.

Cuarto Limitación del ancho de banda de los medios de transmisión.
Si pudiesemos, realizariamos muestras a una frecuencia elevadísima y cuantificariamos a 1000 bits. Entonces la calidad de sonido para tratarlo sería impresionante, brutalísima.
Pero tenemos la limitación de la velocidad de transmisión por los circuitos eléctricos. Por lo que siempre deberemos ver cuál es esta limitación en cada caso, y ajustarnos a ella.
Por ejemplo, si muestreamos a 48kHz y 32 bits por muestra, necesitamos una velocidad de transmision de más de un millon de bits por segundo.

FINALIZANDO
Solo falta decir que si tenemos claro qué es el muestreo y qué es la cuantificación y que debemos tratarlo por separado, entonces ya somos capaces de decidir cuáles son los mejores valores para realizar la digitalización de nuestra señal, que deberá adaptarse a cada caso.

Teorícamente, si no existiese ruido ni errores y los digitalizadores fuesen perfectos, con un 48KHz de muestreo habría suficiente, y con más alla de 16 bits de cuantificación, la pérdida de calidad sería imperceptible.
Pero como no estamos en la teoría, sino en el mundo real
Mejor:
- 44,1 khz/32 que 44,1 khz/16
- 48 khz/16 que 44,1 khz/16
- 96 khz/16 que 48 khz/16
- 192 khz/24 que 48 khz/24

Despues entrariamos en dudas razonables:
- ¿48 khz/32 que 92 khz/16?
- ¿48 khz/32 que 92 khz/24?
- etc..
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BAC mod
#89 por BAC el 05/12/2005
nearfield escribió:

Me gusta ver escrito FIDELIDAD con mayúsculas. Quién no ha escuchado un violín en directo puede decir que suena bien en un secuenciador. Alguien que esté acostumbrado a el timbre de un violín de verdad es difícil que le guste el sonido de un sinte o incluso grabado.

Creo que en los 50 como no podían trastear tanto el sonido, los buenos técnicos sacaban grabaciones FIELES.

Saludos.


Creo que este razonamiento viene a responder aquella pregunta de...

Robakun escribió:
¿El concepto de "calidad", tambien ha evolucionado en el mundo profesional?


es verdad que cuando conoces bien un sonido, oir una recreación sintetica se nota mucho. Sin embargo, un instrumento que casi no hemos oido nos parece una recreación fiel.

Por tanto, el conocimiento hace que seamos mas exigentes.


Del mismo modo es lógico que si los profesionales conocen las ventajas de grabar a mayores resoluciones, exigan mayor calidad en el equipo que usan, no?
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Koitz_roller
#90 por Koitz_roller el 05/12/2005
Joder, vaya pedazo de hilo que teneis montado. Weno, aqui va mi pequeña aportacion:

- Segun tengo entendido, para reducir el jitter, se utilizan otros materiales distintos al cuarzo (barato y relativamente estable) para generar la señal de reloj, llegando al cesio en los relojes atomicos, que se desvia 1 segundo cada cientos de años. No conozco la electronica que llevan los Apogee, pero es muy probable que lleven uno de estos materiales mas caros, o que lleven osciladores de cuarzo con un buen circuito de correccion.

- Segun tengo entendido, los armonicos si pueden llegar a afectar al espectro audible, ya que estos no son sino puntos periodicos donde 2 ondas de distinta frecuencia coinciden y suman (o restan) sus amplitudes. Asi, tambien pueden llegar a afectar a una onda por debajo de 20khz cuando coinciden en la maxima amplitud en alguno de los puntos.

- Personalmente, yo que no he escuchado muchos instrumentos en vivo, considero que la calidad del CD es muy suficiente para escucha, aun asi me parece muy recomendable trabajar a frecuencias y resoluciones superiores por temas de edicion comentados antes. No es lo mismo aplicar compresiones, pitch o time stretching a 16 bits y 44khz, que a 24 bits y 48 khz.

- Sobre las leyendas urbanas del CD, yo oi que la duracion inicial de 74 minutos fue porque es la duracion exacta de una sinfonia (presumiblemente la 5ª de Bethoven) que adoraba el presidente de Sony (tampoco recuerdo si era realmente de esta compañia) y queria escucharla del tiron sin ningun corte ni tener que darle la vuelta al disco.

La duda que me ha quedado a mi es sobre el "critical sample", dado que es un termino que no he escuchado ni cuando estudiaba los convertidores A/D. No consigo entender porque si se graba la primera señal a 0dB, todo seria silencio.

Salu2 a to2
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