¿Qué es la sincronización?

Esta PREGUNTA/RESPUESTA forma parte de las que me formulan los alumnos en nuestro campus virtual. Tantas veces he recurrido a los Foros de Hispasonic para buscar respuestas, que también quisiera aportar algo de vez en cuando.

Sincronizar según la RAE es: "Hacer que coincidan en el tiempo dos o más movimientos o fenómenos"

Cuando estamos en un entorno de trabajo como Cubase, ProTools, etc., la sincronización puede aparecer en distintas partes de un proceso. En todos los casos hablaremos de sincronización, sin embargo, la diferencia fundamental está en qué movimientos o fenómenos queremos hacer coincidir.

Código SMPTE

SMPTE son la siglas de Society of Motion Picture and Television Engineers. El código SMPTE es un código de tiempo establecido por la citada asociación que clasifica (etiqueta) individualmente los frames de un video o película. A cada frame se le asocia un valor. Este valor puede ser p.e. 01:20:15:12 o lo que es lo mismo Hora1:Minuto20:Segundo15:Frame12. Dependiendo del formato del video el número de frames o cuadros por segundo puede variar (25 fr/seg, 24 fr/seg, etc.).

Hasta hace poco era común utilizar códigos como SMPTE para sincronizar Cubase con un reproductor de video, ya fuera este físico (hardware) o un software instalado en el mismo ordenador. Ahora es más común hacer que nuestro sistema DAW reproduzca video en una ventana habilitada. Se sigue utilizando el código de tiempo, pero se ha dejado de utilizar el dispositivo que lograba comunicar los dos reproductores -el sincronizador- y por lo tanto también es menos común utilizar la ventana de ajuste de sincronización. (Consultar manual de instrucciones)

El SMPTE se registra (se registraba) en una pista de audio. Esta pista de audio debía ser decodificada para poder utilizarse con otros sistema de sincronización. SMPTE AES/EBU es un estándar para intercambiar código SMPTE por medio de una señal digital.

¿Cuándo se usa el SMPTE? Respuesta: Cuando queramos sincronizar al segundo y frame dos sistemas de reproducción: Video-Audio Audio-Audio, etc.

MTC

El Midi Time Code es el equivalente al SMPTE. La diferencia que hay entre uno y otro, es que el MTC se transfiere a través del código MIDI por medio de conexiones Midi físicas (cables) o virtuales (flujo entre programas).

Word-Clock

Hay diferencias entre SMPTE/MTC y Word-Clock a pesar de que los dos puedan ser sistema de sincronización. Con Word-Clock se registra cada muestra de audio. Es decir, Word-Clock siguiendo la definición de la RAE hace coincidir muestras en el mismo tiempo.

¿Cuándo se usa el Word-Clock? Respuesta: Cuando queramos sincronizar dos muestras de audio que se encuentren o transfieran por distintos dispositivos. Por ejemplo, debemos usar un generados de word-clock cuando estemos tratando simultáneamente con varios conversores de audio y queramos asegurarnos que las muestras se transfieran sin errores.

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Hay más medios para sincronizar o comunicar dispositivos: VSTlink, Rewire, Midi clock y los que aparezcan...

Tengo una buena noticia: cada día aparecen más estándares que permiten cualquier tipo de comunicación entre software y/o hardware y que hacen innecesarios ajustes complicados para poder llevar a cabo esa comunicación. Sin embargo, es interesante conocer en qué consisten las cosas.

Yo creo que acá no es estamos olvidando de lo básico, aquello que es necesario conocer para entender lo que explicas.

En señales digitalizadas, la sincronizacion es la piedra angular que permite todo el proceso de digitalizar, sin el cual no existe nada de lo que mencionas mas arriba.

Tu al digitalizar obtienes valores instantáneos de una señal, una señal que es continua y no limitada en banda, tu la llevas a una representación acotada de si misma, es decir, ya no es continua, es discreta (es decir que tiene valores solo en un periodo determinado), ya no es de banda ancha, si no de banda limitada al sistema. Esto de acotar la señal, se hace por que para representar una señal real, continua y no limitada en banda la cantidad de información necesaria crece exponencialmente tendiendo e infinito, hay que llevarlo a margenes manejables.

Se establece entonces que se obtendrán muestras de señal en un periodo constante, es decir, que entre el instante que recoges la primera muestras y la segunda, debe existir el mismo espacio de tiempo que entre la tercera y la cuarta, o cualquier par de muestras que recojas a lo largo del eje temporal.

Es aquí donde nace el concepto de sincronizacion, tu tienes un reloj marcando el paso, un paso constante que va a indicar en que momento se recoge cada muestra.

Pero, ¿por que cada muestra debe ser tomada en periodos constantes? pues es simple, los periodos de las ondas son constantes, un ciclo de una misma onda dura lo mismo que el siguiente ciclo, entonces, para conservar cada ciclo constante tu debes obtener las muestras a un periodo constante y reproducirlas al mismo periodo constante, y es algo muy fácil de comprobar cuando digitalizas a cierta frecuencia y luego reproduces a una frecuencia distinta, pues son las mismas muestras, pero la señal ahora sonara en otro tono, mas alto, o mas grave, dependiendo de la diferencia entre frecuencia de muestreo y de reproducción, y es tan simple como que al reproducir a una frecuencia mayor, el periodo se acorta, deformando la onda acortando el periodo de la onda reproducida, y por tanto cambiando la frecuencia de dicha onda.

Entonces, la primera sincronizan de la que debemos hablar es la del dispositivo digitalizador con el reloj interno de la interfaz o convertidor.

Cuando nos encontramos en una situación donde existen múltiples fuentes de audio, a ser digitalizadas por múltiples convertidores, pero, centralizando la grabación en un solo dispositivo, se vuelve particularmente importante esto de la sincronizacion.

¿Que ocurre si una misma fuente de audio está siendo registrada por multiples micrófonos, y la información digitalizada por diferentes convertidores?

Pues, lo primero que hay que contemplar es que el sonido llegará desfasado a los diferentes micros debido a las diferentes trayectorias que deben recorrer, debiendo se considerada la fase de cada señal de manera que la suma de señales no produzca anulaciones criticas.

De la misma forma, si cada convertidor se encuentra sincronizado a su reloj interno, no hay garantía de que estén recogiendo muestras en el mismo instante de tiempo, no que ambos relojes tengan el mismo grado de exactitud. Un pulso de reloj puede ser diferente de otro del mismo reloj, esto no es una ciencia perfecta y existen variaciones, efectos indeseados, que alteran la periodicidad de los pulsos y si multiplicas este defecto, por la cantidad de aparatos involucrados, pues obtendrás que cada aparato digitalizará señales totalmente distintas, aumentando el grado de distorsión involucrada en el proceso.

Es aquí donde surge la necesidad de utilizar relojes maestros, es decir una misma unidad que sincronice a todos los convertidores involucrados, es lo que conocemos como wordclock u otros métodos de sincronizacion.

Mi intensión es que se vea que Jose muy bien define ciertos términos, pero quizás queda un poco diluida en la explicación la génesis de dichos términos, lo que puede dificultar el entendimiento de que es lo que se está hablando y cual es su importancia real.

Hola Harpocrates.
Como decía al principio del texto, la pregunta era realizada por un alumno. Esta persona estaba interesada en la sincronización de código de tiempo. Es por esto que no me he extendido en la sincronización de las muestras en un flujo de señal digital.

La referencia que hago al final al word-clock es para diferenciar dos tipos de sincronización que responden a distintos fenómenos. Creo que en tu exposición mezclas ambos conceptos. La sincronización por word-clock tiene por objeto asegurarse que todos los dispositivos de un sistema estén en la misma posición de muestra y no puede mezclarse con una sincronización de código de tiempo.

Este es un foro para principiantes y creo que estamos tratando temas bastante complejos.

#3

A ver Jose, recuerda que estas abriendo un hilo en un foro publico abierto a que miles de usuarios puedan leer preguntas y respuestas de todo tipo.

Tu caso particular, en el que en un alumno te pregunta por la sincronizacion en un contexto particular es una cosa, que seguramente habrás respondido en el momento, pero, cuando abres el hilo en hispasonic, lo abres para tu alumno? o para que todos los usuarios de hispasonic puedan leerlo y nutrirse con la información??

Yo lo interpreto como un hilo abierto, ya no particularizado en tu alumno, si no una exposición de conocimiento general que busca ser útil a cualquiera.

En ese contexto, cual es el hilo conductor? o mas bien lo que relaciona todo lo que dices? para ti es la situación particular donde tu alumno te hace esa pregunta dirigida exclusivamente a time code, pero, para el resto de usuarios de hispasonic, que no estuvieron en dicha clase, como le dan sentido a este hilo? un hilo que se titula "¿Qué es la sincronización?" y donde hablas de diferente tipo de sincronizacion debemos interpretar que es una exposición genérica referente a la sincronizacion en general, no en particular caso al que haces referencia luego.

Entonces, mi intensión es que esto tenga un poco mas de contexto, por que nosotros no hemos participado del origen de la pregunta, no lo comprendemos, no sabemos en que contexto se dio, y por la forma en que lo expones tampoco es obvio asumir a cual caso particular te estas refiriendo.

Por cierto, en mi explicación no estoy confundiendo ni mezclando nada, no me he referido a sincronizacion de condigo de tiempo, en ningún memento he hecho mención, tu has hablado de ella, en un hilo que no clarifica que es de eso exclusivamente de lo que vienes a hablar, por lo que yo no puedo asumir que es exclusivamente a eso a lo que te quieres referir.

Hola Harpocrates,
he publicado este tema en el siguiente apartado: FORO>Producción musical>Principiantes

Por este motivo me refería a que era un foro para principiantes.

Saludos cordiales.

Hola Harpo
Hola Joserra

Sin intención de más o menos polémica... que no vale la pena...

El tema de la sincronización va más allá del muestreo digital. Creo que en eso estaremos de acuerdo.
Como dice Joserra en #1 , la pregunta en cuanto a sincronización es "qué fenómenos queremos hacer coincidir en el tiempo". El resumen expone ejemplos como SMPTE, MTC, y WC; cada uno para lo que és, y cuándo se le necesita. Se habla de sinconización en unos términos generales, ya que su necesidad no es exclusiva del audio digital. El SMPTE ya se utilizaba en cintas magnéticas, como ejemplo.

Tampoco creo que la intención de Joserra fuera entrar en todos los detalles de cada una. Y Harpo tiene toda la razón en que para explicar, por ejemplo, el WordClock, se debe empezar por lo básico del audio digital. Pero entiendo el hilo como una aproximación a los distintos tipos de sincronización, resumidos, por lo menos para entender a qué se refieren esos nombres tan raros que los que comienzan leen en los manuales (que por cierto, también lo explican, ...aunque también es posible que nadie los lea ya).

A partir de aquí,... pues ya se verá dónde va la cosa...

Un saludo!

Hola:

Felicidades por abrir un hilo simple, pero leyendo hay cosas complejas. Y pido que haya respeto porque ENTRO EN EL FORO A APRENDER. Y no a leer los fuera de contexto.

Soy simple y autodidacta. Y esta gente que expone temas sencillos y extremadamente básicos -para muchos- son idóneos para gente que tiene paciencia en aprender.

Engrosen el tema del hilo. No lo disminuyan. Gracias a tod@s.

Un saludo y ten un buen día.