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Tecnologías para los Sistemas Multimedia - Curso 2004/05

3.- El Sonido.3.1.3.1. INTRODUCCIÓN.INTRODUCCIÓN.3.2.3.2. PRINCIPIOS DEL SONIDO.PRINCIPIOS DEL SONIDO.3.3.3.3. CARACTERÍSTICAS DE LOS SONIDOS.CARACTERÍSTICAS DE LOS SONIDOS.3.4.3.4. HARDWARE PARA SONIDOHARDWARE PARA SONIDO

3.4.1.3.4.1. Tarjetas de Sonido.Tarjetas de Sonido.3.4.2.3.4.2. EL DAC, Sensibilidad, Linealidad y Ruido.EL DAC, Sensibilidad, Linealidad y Ruido.3.4.3.3.4.3. MicrófonosMicrófonos3.4.4.3.4.4. AltavocesAltavoces

3.5.3.5. DIGITALIZACIÓN DEL SONIDO.DIGITALIZACIÓN DEL SONIDO.3.6.3.6. EDICIÓN DE SONIDO DIGITAL.EDICIÓN DE SONIDO DIGITAL.3.7.3.7. EL ESTÁNDAR EL ESTÁNDAR M.I.D.IM.I.D.I..

3.7.1.3.7.1. Descripción del estándar Descripción del estándar M.I.D.IM.I.D.I..3.7.2.3.7.2. Interfaz Interfaz M.I.D.IM.I.D.I..3.7.3.3.7.3. Los canales Los canales M.I.D.IM.I.D.I..3.7.4.3.7.4. Conexionados Conexionados M.I.D.IM.I.D.I..3.7.5.3.7.5. Mensajes Mensajes M.I.D.IM.I.D.I..3.7.6.3.7.6. Dispositivos usados en Dispositivos usados en M.I.D.IM.I.D.I..


3.- El Sonido.3.8.3.8. FORMATOS DE ARCHIVOS DE AUDIO.FORMATOS DE ARCHIVOS DE AUDIO.

3.8.1.3.8.1. WAVWAV3.8.2.3.8.2. MP3MP33.8.3.3.8.3. VQFVQF3.8.4.3.8.4. OGG VORBISOGG VORBIS

3.9.3.9. AUDIO DIGITALAUDIO DIGITAL3.9.1.3.9.1. SRSSRS3.9.2.3.9.2. DOLBY DIGITAL ACDOLBY DIGITAL AC--333.9.3.3.9.3. SUPER AUDIOSUPER AUDIO--CDCD3.9.4.3.9.4. HDCDHDCD3.9.5.3.9.5. DVDDVD--AudioAudio3.9.6.3.9.6. COMPARATIVA DE SISTEMAS DE AUDIO DIGITALCOMPARATIVA DE SISTEMAS DE AUDIO DIGITAL

3.10.3.10. SONIDO EN INTERNETSONIDO EN INTERNET3.10.1.3.10.1. Estrategias de uso del sonido en páginas Estrategias de uso del sonido en páginas webweb3.10.2.3.10.2. Grabación de sonidos para páginas Grabación de sonidos para páginas webweb3.10.3.3.10.3. Ejemplos de inserción de sonido en Ejemplos de inserción de sonido en webweb3.10.4.3.10.4. StreamingStreaming

3.11.3.11. HERRAMIENTAS PARA EL TRATAMIENTO DE AUDIOHERRAMIENTAS PARA EL TRATAMIENTO DE AUDIO

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Introducción.

El sonido es un fenómeno físico El sonido es un fenómeno físico fundamentalmente analógico.fundamentalmente analógico.

Para tratamiento digitalPara tratamiento digital–– Fenómeno físico Fenómeno físico seseññal elal elééctrica ctrica --> se> seññal digitalal digital

Forma de capturarlo:Forma de capturarlo:–– Grabación y conversiónGrabación y conversión–– Instrumentos musicales electrónicosInstrumentos musicales electrónicos


¿Cómo se produce el sonido?

El sonido se produce por la interacción de un objeto El sonido se produce por la interacción de un objeto que vibra, un medio de transmisión y un receptor.que vibra, un medio de transmisión y un receptor.Atenuación con la distancia y obstáculosAtenuación con la distancia y obstáculosUna onda de presión se transmite a través de un Una onda de presión se transmite a través de un medio, como el aire, y produce una sensación medio, como el aire, y produce una sensación llamada auditiva, al perturbar el estado de reposo de llamada auditiva, al perturbar el estado de reposo de las estructuras del oído.las estructuras del oído.Vibraciones Vibraciones impulsos elimpulsos elééctricosctricos

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Generación del sonido

El tímpano vibra las partículas de aire que la El tímpano vibra las partículas de aire que la rodean y provocará la vibración de los huesos rodean y provocará la vibración de los huesos del oído interno.del oído interno.Vibraciones Vibraciones --> se> seññales neuronales (acciales neuronales (accióón de n de la membrana basilar)la membrana basilar)Grado de intensidad dependiente de la Grado de intensidad dependiente de la frecuencia frecuencia --> profundidad de penetraci> profundidad de penetracióónn


Características de los sonidos (I).

–– INTENSIDAD:INTENSIDAD: AMPLITUD DE LA ONDA SONORA. AMPLITUD DE LA ONDA SONORA. Muchos sonidos presentan un patrón claro de Muchos sonidos presentan un patrón claro de intensidad que varía con el tiempo. A este patrón se intensidad que varía con el tiempo. A este patrón se le llama ENVOLVENTE. Ejemplo1: Un piano le llama ENVOLVENTE. Ejemplo1: Un piano presenta un fuerte golpe de gran intensidad inicial, presenta un fuerte golpe de gran intensidad inicial, que decae más o menos rápidamente hasta que decae más o menos rápidamente hasta desaparecer.desaparecer.

Ejemplo2: Una flauta presenta una envolvente más Ejemplo2: Una flauta presenta una envolvente más aplanada, ya que no existe golpe inicial, sino una aplanada, ya que no existe golpe inicial, sino una intensidad del sonido mantenida mientras dura la nota.intensidad del sonido mantenida mientras dura la nota.Medida de la intensidad: decibelios (referencia umbral)Medida de la intensidad: decibelios (referencia umbral)

–– FRECUENCIA Y PERIODO:FRECUENCIA Y PERIODO: SON DOS SON DOS

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Características del sonido (II).

–– TONO:TONO: CARACTERCARACTERÍÍSTICA PERCEPTIVA QUE STICA PERCEPTIVA QUE SOLO CAPTAMOS EN LOS SONIDOS SOLO CAPTAMOS EN LOS SONIDOS PERIPERIÓÓDICOS: LOS QUE TIENEN UNA DICOS: LOS QUE TIENEN UNA FRECUENCIA MFRECUENCIA MÁÁS O MENOS CONSTANTE (agudo S O MENOS CONSTANTE (agudo o grave).o grave).

–– TIMBRE:TIMBRE: CONJUNTO DE FRECUENCIAS QUE SE CONJUNTO DE FRECUENCIAS QUE SE PUEDEN ENCONTRAR EN UN SONIDO EN MAYOR PUEDEN ENCONTRAR EN UN SONIDO EN MAYOR O MENOR PROPORCIÓN.O MENOR PROPORCIÓN.

Dos instrumentos musicales distintos, como un violín y una Dos instrumentos musicales distintos, como un violín y una flauta, que estén interpretando la misma nota (frecuencia) con flauta, que estén interpretando la misma nota (frecuencia) con la misma intensidad, son claramente la misma intensidad, son claramente diferenciablesdiferenciables --> > TIMBRE o FORMA DE ONDA.TIMBRE o FORMA DE ONDA.


Características del sonido (III).En la siguiente tabla podemos ver la intensidad en En la siguiente tabla podemos ver la intensidad en dBdB de de algunos sonidos representativos.algunos sonidos representativos.

Descripción Nivel (dB) Intensidad

Umbral del dolor 130 1013

Concierto heavy metal 120 1012

Martillazos sobre metal 110 1011

Tráfico de vehículos 70 107

Conversación normal 60 106

Restaurante concurrido 50 105

Casa en la ciudad 40 104

Iglesia vacía 30 103

Estudio de grabación 20 102

Umbral de audición 0 1

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Hardware básico para sonido

Tarjeta de sonido

Micrófono

Altavoces


Elementos de una tarjeta de sonido (I)

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Elementos de una tarjeta de sonido (II).


Elementos de una tarjeta de sonido (III).

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El DAC

El elemento clave en la digitalización del audio es el El elemento clave en la digitalización del audio es el conversor analógico / digital o DAC, que transforma la conversor analógico / digital o DAC, que transforma la señal de audio en una secuencia de datos binarios.señal de audio en una secuencia de datos binarios.

Estos conversores se caracterizan por una serie de Estos conversores se caracterizan por una serie de propiedades:propiedades:

–– FRECUENCIA DE MUESTREO (número de muestras por FRECUENCIA DE MUESTREO (número de muestras por segundo)segundo)

–– RESOLUCIÓN DE LA MUESTRA (número de bits para RESOLUCIÓN DE LA MUESTRA (número de bits para codificar)codificar)

–– UMBRAL DE SENSIBILIDAD Y TOLERANCIA.UMBRAL DE SENSIBILIDAD Y TOLERANCIA.–– LINEALIDAD DE LA RESPUESTA Y RUIDO.LINEALIDAD DE LA RESPUESTA Y RUIDO.


MicrófonosEnergía acústica (sonido)-> energía eléctrica (audio)Amplifica la señal original para ser copiada en forma eléctrica.Calidad de la copia

– Perfección del micro– Ruido– Localización– Acústica de la sala

“Tu equipo sonará como suene el peor de los componentes”

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Tipos principales de micrófonos– De mano: 30º, separación (seseo)– Personal

Micrófono/Audífono: retransmisiones deportivas (2 señales: audio e indicaciones del director). Inalámbrico: conectado a un radio transmisor. Audio como radio frecuencia. Distancia e interferencias

– No visiblesBoom: fijos o móviles, tipo plataforma, controlados a distanciaSuspendido: fijados en un lugar, calidad dependiente de posiciónOculto: detrás de algún elemento, efecto de proximidad, varios micrófonos ocultos


AltavocesCubrimiento del espectro audible. Mínimo 2 altavoces (altas y bajas frecuencias)División del espectro en partes (vías)Altavoces de 2,3,4 víasAtendiendo a la gama de frecuencias– Graves (woofer)– Medios (midrange)– Agudos (tweeter)– Otros para sistemas multivía: subwoofer, midbass

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Altavoces de 2-3 vías


Sistemas de altavocesDependen del número y tipo de altavoces que se empleen.Sonido estéreo: 2 altavoces.Sonido envolvente/3D: – 4 altavoces (2 delanteros y 2 traseros). – Mayor realismo.

Virtual Surround: – Sonido envolvente 3D con 2 altavoces. – Simulación por hardware

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Sistemas de altavoces 5.1Dolby Digital, DTS (DVD)Altavoces frontales (estéreo): música y efectos de sonido principalmenteAltavoz central: acción principal y diálogosAltavoces surround (envolvente): sensación de profundidad, efectos especiales.Altavoz subwoofer: frecuencias más bajas, sensación más envolvente música y efectosColocación


Digitalización del sonido (I)

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Digitalización del sonido (II).La precisión con la que el ADC codifica los valores de la señal La precisión con la que el ADC codifica los valores de la señal (número de bits de la representación digital o tamaño de la (número de bits de la representación digital o tamaño de la palabra del convertidor), tiene una repercusión directa en la palabra del convertidor), tiene una repercusión directa en la calidad de la misma.calidad de la misma.


Edición de sonido digital (I).

Una de las mayores ventajas del sonido digital es la Una de las mayores ventajas del sonido digital es la enorme flexibilidad que ofrece a la hora de editar el enorme flexibilidad que ofrece a la hora de editar el sonido.sonido.

Podemos clasificar las técnicas de edición de sonido Podemos clasificar las técnicas de edición de sonido digital atendiendo al aspecto del sonido que modifican:digital atendiendo al aspecto del sonido que modifican:

–– MODIFICACIÓN DE LA DIMENSIÓN TEMPORAL:MODIFICACIÓN DE LA DIMENSIÓN TEMPORAL:Podemos realizar las siguientes acciones:Podemos realizar las siguientes acciones:

Cortar, copiar y pegar.Cortar, copiar y pegar.Cambio de sentido.Cambio de sentido.Eliminar silencios.Eliminar silencios.Insertar silenciosInsertar silencios..

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Edición de sonido digital (II).

–– MODIFICACIÓN DE LA AMPLITUD MEDIANTE MODIFICACIÓN DE LA AMPLITUD MEDIANTE OPERACIONES DE MULTIPLICACIÓN:OPERACIONES DE MULTIPLICACIÓN: Podemos realizar Podemos realizar las siguientes acciones:las siguientes acciones:

Modificar la gananciaModificar la ganancia..SilenciarSilenciar..Umbral de ruido (“noise gate”)Umbral de ruido (“noise gate”)..Normalizar respecto de la mayor amplitud de ondaNormalizar respecto de la mayor amplitud de onda..Fundido de entrada y de salida (“fade in” y “fade out”): Fundido de entrada y de salida (“fade in” y “fade out”): son dos envolventes muy utilizados, para dar comienzo o son dos envolventes muy utilizados, para dar comienzo o final progresivofinal progresivoModulación de la amplitud con una señal periódica.Modulación de la amplitud con una señal periódica.InversiónInversión..


Edición de sonido digital (III).–– MODIFICACIÓN DE LA FRECUENCIA:MODIFICACIÓN DE LA FRECUENCIA:

Cambio de la frecuencia de reproducción:Cambio de la frecuencia de reproducción: si un sonido muestreado a 44,1 si un sonido muestreado a 44,1 khzkhz se reproduce a 22,05 se reproduce a 22,05 KhzKhz, sonará una octava más grave y durará el , sonará una octava más grave y durará el doble de tiempo.doble de tiempo.RemuestreoRemuestreo: : a partir de las muestras de un sonido digital, aumentar o a partir de las muestras de un sonido digital, aumentar o disminuir su frecuencia de muestreo, añadiendo o eliminando muesdisminuir su frecuencia de muestreo, añadiendo o eliminando muestras tras respectivamente. Para pasar de 44,1 respectivamente. Para pasar de 44,1 KhzKhz a 22,05 a 22,05 KhzKhz, se elimina una , se elimina una muestra de cada dos. Para pasar de 22,05 muestra de cada dos. Para pasar de 22,05 KhzKhz a 44,1 a 44,1 KhzKhz, se crea por , se crea por interpolación una nueva muestra entre cada dos. interpolación una nueva muestra entre cada dos. Transposición:Transposición: es un término musical que significa subir o bajar la altura de es un término musical que significa subir o bajar la altura de una melodía uno o más semitonos. La transposición supone una varuna melodía uno o más semitonos. La transposición supone una variación de iación de la duración del sonido: dura más cuanto más grave, y menos cuantla duración del sonido: dura más cuanto más grave, y menos cuanto más o más agudo.agudo.El “pitch bend” o modificación continua de la frecuencia:El “pitch bend” o modificación continua de la frecuencia: es similar a la es similar a la transposicitransposicióón, pero en vez de realizarse en intervalos discretos (semitonos)n, pero en vez de realizarse en intervalos discretos (semitonos)se lleva a cabo de forma continua. Se puede definir la evolucise lleva a cabo de forma continua. Se puede definir la evolucióón de la n de la frecuencia en el tiempo mediante una envolvente. frecuencia en el tiempo mediante una envolvente.

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El estándar M.I.D.I. MMusical usical IInstrumentnstrument DDigital igital IInterfacenterface (INTERFAZ DIGITAL PARA INSTRUMENTOS (INTERFAZ DIGITAL PARA INSTRUMENTOS MUSICALES) MUSICALES) Es un protocolo de comunicaciones de datos, capaz de permitir qEs un protocolo de comunicaciones de datos, capaz de permitir que ue un instrumento musical pueda controlar a otro. Es un mun instrumento musical pueda controlar a otro. Es un méétodo para describir la mtodo para describir la múúsica sica mediante comandos.mediante comandos.

Su meta inicial era conseguir que desde un teclado central se puSu meta inicial era conseguir que desde un teclado central se pudieran controlar dieran controlar distintos instrumentos musicales electrdistintos instrumentos musicales electróónicos interconectados, pero con el uso de nicos interconectados, pero con el uso de ordenadores, el MIDI se convierte ademordenadores, el MIDI se convierte ademáás en una herramienta para distintas s en una herramienta para distintas aplicaciones musicales: ayuda a la composiciaplicaciones musicales: ayuda a la composicióón, docencia, edicin, docencia, edicióón de partituras...n de partituras...

La diferencia entre la informaciLa diferencia entre la informacióón de audio y los datos MIDI es comparable a la que n de audio y los datos MIDI es comparable a la que existe entre un disco compacto con la novena sinfonexiste entre un disco compacto con la novena sinfoníía de a de BeethovenBeethoven y su partitura, con y su partitura, con la diferencia ala diferencia aññadida de que el MIDI trata de partituras que han de ser entendidadida de que el MIDI trata de partituras que han de ser entendidas por as por mmááquinas, no por seres humanos.quinas, no por seres humanos.

El instrumento controlador recibe el nombre de El instrumento controlador recibe el nombre de MASTER o MAESTROMASTER o MAESTRO, mientras que el , mientras que el instrumento o instrumentos controlados reciben el nombre de instrumento o instrumentos controlados reciben el nombre de ESCLAVOSESCLAVOS..

TambiTambiéén es posible desde un ordenador controlar la mayorn es posible desde un ordenador controlar la mayoríía de los instrumentos a de los instrumentos musicales electrmusicales electróónicos y capturar y almacenar la informacinicos y capturar y almacenar la informacióón que genera la ejecucin que genera la ejecucióón n de un intde un intéérprete sobre un instrumento.rprete sobre un instrumento.


Tipos de conexiones M.I.D.I. (I).Los diferentes tipos de conexiones que nos podemos encontrar Los diferentes tipos de conexiones que nos podemos encontrar entre elementos MIDI son las siguientes:entre elementos MIDI son las siguientes:

–– CONEXIONADO BÁSICO:CONEXIONADO BÁSICO: Consiste en un dispositivo Consiste en un dispositivo MAESTROMAESTRO que transmite información y otro que transmite información y otro ESCLAVOESCLAVO que que recibe información.recibe información.

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Tipos de conexiones M.I.D.I. (II).–– CONEXIONADO ENCADENADO DAISY o SERIE:CONEXIONADO ENCADENADO DAISY o SERIE: Consiste en varios Consiste en varios

dispositivos M.I.D.I. Conectados en serie a través del conector dispositivos M.I.D.I. Conectados en serie a través del conector M.I.D.I. THRU.M.I.D.I. THRU.

–– Aunque en teoría la interconexión vía MIDI THRU es transparente,Aunque en teoría la interconexión vía MIDI THRU es transparente, en la práctica en la práctica se produce una distorsión que puede acarrear la pérdida de mensase produce una distorsión que puede acarrear la pérdida de mensajes tras más jes tras más de tres enlaces. Por ello, en sistemas complejos con muchos dispde tres enlaces. Por ello, en sistemas complejos con muchos dispositivos, es ositivos, es aconsejable utilizar un dispositivo hardware adicional que centraconsejable utilizar un dispositivo hardware adicional que centraliza y aliza y redistribuye todos los mensajes, denominado redistribuye todos los mensajes, denominado MIDI MIDI patchpatch baybay

Configuración MIDI compuesta por tres sintetizadoresConfiguración MIDI compuesta por tres sintetizadores(solo el sintetizador A puede actuar como controlador o maestro)(solo el sintetizador A puede actuar como controlador o maestro)


Tipos de conexiones M.I.D.I. (III).

Configuración MIDI compuesta por tres sintetizadores y un ordenaConfiguración MIDI compuesta por tres sintetizadores y un ordenadordor(solo el sintetizador A puede actuar como controlador o maestro)(solo el sintetizador A puede actuar como controlador o maestro)

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Tipos de conexiones M.I.D.I. (IV).–– CONEXIONADO PARALELO:CONEXIONADO PARALELO: Se pueden utilizar elementos como Se pueden utilizar elementos como

MIDI MIDI ThruThru Box o MIDI Box o MIDI PatchPatch Bay que son cajas Bay que son cajas derivadorasderivadoras con una con una entrada y varias salidas (MIDI THRU BOX) o varias entradas y varentrada y varias salidas (MIDI THRU BOX) o varias entradas y varias ias salidas (MIDI PATCH BAY).salidas (MIDI PATCH BAY).


Formatos de archivo de audio

WAV

MP3

VQF

OGG VORBIS

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Formatos de archivos de audio

Históricamente, cada modelo de ordenador o programa definió su Históricamente, cada modelo de ordenador o programa definió su propio formato de fichero para almacenar la información de propio formato de fichero para almacenar la información de sonido. Algunos de estos formatos han perdurado y se han sonido. Algunos de estos formatos han perdurado y se han convertido en los más usados actualmente.convertido en los más usados actualmente.

Podemos distinguir dos estilos de formato:Podemos distinguir dos estilos de formato:–– Contienen una cabecera que indica los parámetros empleados en laContienen una cabecera que indica los parámetros empleados en la

codificación (frecuencia de muestreo, número de bits, codificación (frecuencia de muestreo, número de bits, stereostereo/mono, /mono, etcetc) () (ejej: : auau, , aifaif, , wavwav,..),..)

–– De tipo “raw” o crudo que no contienen más información que los De tipo “raw” o crudo que no contienen más información que los propios datos (ej: snd)propios datos (ej: snd)


Formato MP3

MP3 significa MPEG 1 MP3 significa MPEG 1 LayerLayer 3, tercer nivel de compresión del MPEG 1.3, tercer nivel de compresión del MPEG 1.

El proceso de codificación utilizado en MP3 es denominado El proceso de codificación utilizado en MP3 es denominado ““codificación perceptualcodificación perceptual” y se basa en las pequeñas imperfecciones ” y se basa en las pequeñas imperfecciones del oído humano. Eliminando aquellos datos que no serán percibiddel oído humano. Eliminando aquellos datos que no serán percibidos por os por el oyente , podemos reducir la cantidad de datos a almacenar.el oyente , podemos reducir la cantidad de datos a almacenar.

La La fundamentaciónfundamentación matemática es muy compleja y es un proceso lento.matemática es muy compleja y es un proceso lento.

Aplicando las técnicas del MP3, se consigue reducir el tamaño quAplicando las técnicas del MP3, se consigue reducir el tamaño que e ocupa una pieza musical en un factor entre 10 y 12 a 1.ocupa una pieza musical en un factor entre 10 y 12 a 1.

Según el cálculo anterior, reducimos el espacio necesario para Según el cálculo anterior, reducimos el espacio necesario para almacenar 1 minuto de música estéreo de alta calidad de 10MB a 1almacenar 1 minuto de música estéreo de alta calidad de 10MB a 1MB.MB.

Almacenamiento MP3 en CDAlmacenamiento MP3 en CD--ROM, más de ¡11 horas! con “calidad casi ROM, más de ¡11 horas! con “calidad casi de CDde CD””..

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Compresión MP3 (I)

El formato MP3 utiliza unos cuantos trucos para comprimir el El formato MP3 utiliza unos cuantos trucos para comprimir el sonido, fundamentalmente técnicas de codificación de percepción sonido, fundamentalmente técnicas de codificación de percepción que aprovechan la manera en la que el oído humano percibe el que aprovechan la manera en la que el oído humano percibe el sonido. Algunas claves son:sonido. Algunas claves son:

–– UMBRAL MÍNIMO DE AUDICIÓN:UMBRAL MÍNIMO DE AUDICIÓN: El umbral mínimo de audición El umbral mínimo de audición humano no es lineal. De acuerdo con la ley de humano no es lineal. De acuerdo con la ley de FletcherFletcher y y MunsenMunsen, se , se representa por una curva entre 2 y 5 representa por una curva entre 2 y 5 KHzKHz. Cualquier sonido situado . Cualquier sonido situado fuera de este margen puede no codificarse, ya que no será percibfuera de este margen puede no codificarse, ya que no será percibido ido de todas formas. de todas formas.

–– EFECTO MÁSCARA:EFECTO MÁSCARA: Hay una serie de propiedades de ocultación Hay una serie de propiedades de ocultación ((maskingmasking efectsefects) del oído humano, de forma que los sonidos fuertes ) del oído humano, de forma que los sonidos fuertes no dejan oír a los débiles. Para conseguir aprovechar esta no dejan oír a los débiles. Para conseguir aprovechar esta característica, mp3 filtra los sonidos más débiles cuando hay socaracterística, mp3 filtra los sonidos más débiles cuando hay sonidos nidos muy fuertes a la vez.muy fuertes a la vez.


Compresión MP3 (II)–– RESERVA DE BYTES:RESERVA DE BYTES: MP3 usa partes de los fragmentos que pueden MP3 usa partes de los fragmentos que pueden

codificarse en un tamaño inferior para almacenar parte de los qucodificarse en un tamaño inferior para almacenar parte de los que e requieren un número determinado de bytes/seg.requieren un número determinado de bytes/seg.

–– FUSIÓN DE ESTÉREO:FUSIÓN DE ESTÉREO: En muchas músicas, en frecuencias En muchas músicas, en frecuencias determinadas, el oído humano no puede distinguir el origen espacdeterminadas, el oído humano no puede distinguir el origen espacial de ial de los sonidos de un canal u otro del estéreo. En este caso, MP3 pulos sonidos de un canal u otro del estéreo. En este caso, MP3 puede ede fusionar las dos señales en una sola (mono).fusionar las dos señales en una sola (mono).

–– CODIFICACIÓN DE HUFFMAN:CODIFICACIÓN DE HUFFMAN: El código El código HuffmanHuffman se aplica al final de se aplica al final de la compresión. la compresión.

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Creación de un archivo MP3

1.1.-- Conversión a audio digital sin comprimir.Conversión a audio digital sin comprimir.–– Para convertir una pieza a formato MP3 debemos partir de una copPara convertir una pieza a formato MP3 debemos partir de una copia digital, ia digital,

que puede obtenerse a partir de un disco compacto, o mediante unque puede obtenerse a partir de un disco compacto, o mediante una a grabación convencional (conversión de analógico a digital).grabación convencional (conversión de analógico a digital).

–– Este proceso de convertir una pieza de formato de CD Audio a AudEste proceso de convertir una pieza de formato de CD Audio a Audio Digital io Digital en disco duro se realiza mediante en disco duro se realiza mediante ripeadoresripeadores ((WindacWindac, CD DA, CD extractor , CD DA, CD extractor o similares).o similares).

2.2.-- Codificación a MP3. Codificación a MP3. –– Para esto podemos emplear programas como MP3 compresor o similarPara esto podemos emplear programas como MP3 compresor o similares.es.–– Se puede instalar un CODEC en ciertos programas para realizar esSe puede instalar un CODEC en ciertos programas para realizar esta ta

conversión.conversión.–– Un CODEC es un algoritmo de compresión y descompresión que sueleUn CODEC es un algoritmo de compresión y descompresión que suele

instalarse y pueden usarlo todas las aplicaciones que lo necesitinstalarse y pueden usarlo todas las aplicaciones que lo necesiten.en.–– El proceso de compresión es un proceso lento debido a la complejEl proceso de compresión es un proceso lento debido a la complejidad de idad de

los cálculos que deben realizarselos cálculos que deben realizarse


VQF-- popular que MP3, popular que MP3, -- tamaño, + calidad, + recursostamaño, + calidad, + recursos

VENTAJAS:VENTAJAS:–– Los archivos VQF son aproximadamente un 30Los archivos VQF son aproximadamente un 30--35% más 35% más

pequeños que los archivos MP3.pequeños que los archivos MP3.–– La calidad del sonido es mucho mejor que MP3, ya que tiene La calidad del sonido es mucho mejor que MP3, ya que tiene

un 99% de la calidad del CD original.un 99% de la calidad del CD original.

INCONVENIENTES:INCONVENIENTES:–– Los archivos MP3 ocupan un 15Los archivos MP3 ocupan un 15--20% de la capacidad de 20% de la capacidad de

procesamiento del ordenador y un archivo VQF ocupa un procesamiento del ordenador y un archivo VQF ocupa un 30%.30%.

–– Son difíciles de encontrar todavía.Son difíciles de encontrar todavía.

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OGG VORBIS GNUMayor calidad que MP3 para un mismo tamaño de ficheroUsa principios matemáticos diferentes a MP3Genera archivos más pequeños que MP3 para VBRNo tiene límite de muestreo teóricoMúltiples canales (MP3 -> 2)


Creación de un archivo OGG VORBIS

1. Obtener el fichero en formato WAV (Para ello se puede hacer uso de programas tipo CD-EX)

2. NormalizaciónSi fuimos conservadores en el volumen de grabación es muy probable que

nuestra grabación no haya aprovechado todo el rango dinámico disponible. En este caso es recomendable aumentar el nivel de la grabación para que el máximo pico use el máximo valor posible. (CD-EX permite normalizar el audio al extraerlo, NormalizeGUI)

3.Codificar usando un codec para OGG (oggenc)Existen programas que directamente generan ficheros OGG a partir de

un CD de audio (Audiograbber, CDEX)

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Sistemas de Audio

SRS

Dolby AC-3

Super Audio CD

HDCD

DVD-Audio


SRS (I).

En los últimos años han proliferado algunos sistemas de grabacióEn los últimos años han proliferado algunos sistemas de grabación de n de sonido que persiguen una reproducción más fiel, que envuelve al sonido que persiguen una reproducción más fiel, que envuelve al oyente oyente como lo hacen los sonidos naturales.como lo hacen los sonidos naturales.

El sonido estéreo de dos canales ha alcanzado unas cotas de caliEl sonido estéreo de dos canales ha alcanzado unas cotas de calidad dad excepcionales y puede reproducir en cierta forma algunos elementexcepcionales y puede reproducir en cierta forma algunos elementos de os de movimiento de sonido movimiento de sonido SIN EMBARGO, NO SIRVE PARA SIN EMBARGO, NO SIRVE PARA DISTINGUIR SI EL SONIDO NOS VIENE DESDE ATRDISTINGUIR SI EL SONIDO NOS VIENE DESDE ATRÁÁS O POR S O POR ARRIBA.ARRIBA.

El sistema SRS es un sistema de reproducción (no de grabación) qEl sistema SRS es un sistema de reproducción (no de grabación) que ue aprovecha las grabaciones estéreo para producir un efecto de aprovecha las grabaciones estéreo para producir un efecto de <<realce>> lateral. El sonido parece que adquiere cuerpo al acti<<realce>> lateral. El sonido parece que adquiere cuerpo al activar un var un filtro SRS.filtro SRS.

En realidad, el sonido sigue siendo estéreo, ya que es imposibleEn realidad, el sonido sigue siendo estéreo, ya que es imposible obtener obtener un efecto de volumen con sólo dos altavoces, pero el oído es másun efecto de volumen con sólo dos altavoces, pero el oído es mássensible a las altas frecuencias que a las bajas y a los sonidossensible a las altas frecuencias que a las bajas y a los sonidos laterales laterales que a los frontales.que a los frontales.

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SRS (II).

Por tanto, el SRS toma las diferencias entre las Por tanto, el SRS toma las diferencias entre las señales izquierda y derecha y <<les sube el señales izquierda y derecha y <<les sube el volumen>>. Esta elevación de volumen de ciertas volumen>>. Esta elevación de volumen de ciertas frecuencias hacen que el cerebro crea que viene de frecuencias hacen que el cerebro crea que viene de los lados, cuando en realidad vienen de frente.los lados, cuando en realidad vienen de frente.

FILTROS DE RUIDO:FILTROS DE RUIDO: El ruido siempre está presente El ruido siempre está presente en mayor o menor medida. en mayor o menor medida.

Se soluciona con un fenómeno conocido como Se soluciona con un fenómeno conocido como ENMASCARAMIENTOENMASCARAMIENTO (como reductor de ruido) que (como reductor de ruido) que oculta frecuencias de ruido con otras de un espectro oculta frecuencias de ruido con otras de un espectro más amplio y potente.más amplio y potente.


Sistema Dolby Surround PrologicSistema de gestión y control de sonido envolvente más difundido a nivel doméstico

5 altavoces independientes más subwoofer

Sonido compatible con estándar estereofónico y separado por un DSP

Sistema analógico

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Dolby Digital AC-3 (I).

Compresión+Compresión+ codificación codificación multicanalmulticanal

Por medio de la codificación Por medio de la codificación multicanalmulticanal se consigue se consigue una mejor percepción de las diferentes frecuencias una mejor percepción de las diferentes frecuencias que se obtienen en un solo sonido.que se obtienen en un solo sonido.

Los algoritmos de compresión se fundamentan en dos Los algoritmos de compresión se fundamentan en dos fenómenos principalmente:fenómenos principalmente:

–– La curva de sensibilidad del oído.La curva de sensibilidad del oído.–– El fenómeno de enmascaramiento.El fenómeno de enmascaramiento.


Dolby Digital AC-3 (II)

6 CANALES DE AUDIO (5.1)6 CANALES DE AUDIO (5.1)

•• Frontal izquierdo (20Hz a 20Khz).Frontal izquierdo (20Hz a 20Khz).•• Frontal derecho (20Hz a 20Khz).Frontal derecho (20Hz a 20Khz).•• Central (20Hz a 20Khz).Central (20Hz a 20Khz).•• SurroundSurround trasero izq. (20Hz a 20Khz).trasero izq. (20Hz a 20Khz).•• SurroundSurround trasero der. (20Hz a 20Khz).trasero der. (20Hz a 20Khz).•• SubwooferSubwoofer de baja frecuencia de baja frecuencia (limitado a graves).(limitado a graves).

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Super Audio CD Evolución del CD (Sony & Philips)

Codificación Direct Stream Digital

Tipos de Super Audio CDs– 1 capa (lector SACD)– Doble capa (lector SACD)– Híbridos (lector CD)

Disco multicanal

Protección de contenido– PSP-PDM (huella invisible)– Acceso contenido/disco: datos encriptados, uso de huella,

reproductores específicos– Control reproducción: requiere huella


Comparativa CD - SACD

96>120Rango dinámico (dB)

5-20000DC-100000 (DSD)Rango de frecuencias (Hz)

43’273-900Datos adicionales (kbps)

-70-80Tiempo de reproducción multicanal

74109Tiempo de reproducción estéreo

99255Índices

99255Pistas

22,3,3.1,4,4.1,5,5.1Canales

161Tamaño unidad sampleo (bit)

44’12822’4Frecuencia de muestreo (kHz)

PCM LinealDSDCodificación Audio

0’450’6Apertura numérica

780650Longitud de onda (nm)

7804700Capacidad (Mbytes)

1’60’74Tamaño pista(micras)

1’21’2Grosor (mm)

120120Diámetro (mm)

CDSuper Audio CDAspecto

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HDCD

Mejorar calidad CD permitiendo compatibilidad

Cuantificación 20 bits (CD 16 bits)

Rango dinámico 120 dB (CD 96 dB)


DVD-Audio: CaracterísticasAudio multicanal con protección anticopiaReproducción CDsNiveles de calidad y canales flexiblesExtensibilidadContenidos multimediaSistema de navegación amigableConectividad a InternetCodificación – LPCM (Linear PCM)– MLP (Meridian Lossless Packaging)

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Comparativa: sistemas digitales de audio

Variable hasta 9,6 Mbps2,8Mbps 1,4Mbps 1,4Mbps Velocidad de Transferencia de Datos

44,1 / 88,2KHz ó48 / 96KHz 2.882,4KHz no disponible no disponible Frecuencia de Muestreo (multicanal)

44,1 / 88,2 / 176,4KHz ó48 / 96 / 192KHz

2.882,4KHz 44,1KHz 44,1KHz Frecuencia de Muestreo (estéreo)

144dB 120 dB 120dB 96dB Dinámica

0 - 96KHz (max) 0 -100KHz 5 -22KHz 5 - 20KHz Respuesta en Frecuencia

Hasta 6 Hasta 6 2 (estéreo) 2 (estéreo) Canales

4,7Gb – Monocapa8,5Gb – Bicapa17Gb – Bicapa de

Doble Cara

1,9Gb – Monocapa3,9Gb – Bicapa2,6Gb - Híbrido650Mb 650Mb Capacidad

12 / 16 / 20 ó 24 bits 1 bit 16 bits 16 bits Cuantificación

PCM PDM (Basado en DSD) PCM PCM Codificación

DVD-AudioSACD HDCD CD


Sonido en Internet (I)

• El usuario tiene que esperar a que el archivo sea transportado en su totalidad, esto implica tiempo

• La pagina no se vuelve lenta• El usuario puede saber si

cuenta con el software necesario para la reproducción

• Dan la opción al usuario de elegir el archivo que desea escuchar cuando el desee

• La calidad del sonido no se pierde, se reproducen como fueron creados

b) - A elección

• Ocupan tiempo antes de presentar la página, esto pueden desesperar al usuario.

• Ocupan espacio de disco duro.• Puede ser que el archivo sea de un

formato que el visualizador no pueda reproducir

• Presentación audible mientras el usuario visualiza la página

• La calidad del sonido no se pierde, se reproducen como fueron creados

a).- Al abrirla página

ArchivosTransportablesdesde el servidoral cliente

DesventajasVentajas

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Sonido en Internet (II)

• Puede que no se cuente con el software necesario para la reproducción, cosa que se soluciona fácilmente ya que la mayoría de los reproductores son gratuitos y se encuentran con facilidad en la Web• La calidad del sonido varía según el propósito, y la velocidad de la red

•La pagina no se vuelve lenta

•Dan la opción al usuario de elegir el archivo que desea escuchar cuando el desee

•Algunos reproductores tienen la opción de adelantar - retroceder o detener en el momento que se desee

b)- A elección

•Puede que no se cuente con el software necesario para la reproducción, cosa que se soluciona fácilmente ya que la mayoría de los reproductores son gratuitos y se encuentran con facilidad en la Web•La calidad del sonido varía según el propósito, y la velocidad de la red

•La página no se vuelve lenta y casi es visualizada en el momento en que se escucha el audio

a).- Al abrirla página

2.-Archivos en tiempo real


Inserción de sonido en webComandos HTML

<EMBED SRC="BLUES.MID" height="60" width="144" autostart="true" ></EMBED>

Atributos – SCR. Localización del archivo – ALIGN. Alinea el objeto en la página (top, middle, bottom,

baseline) – HEIGHT. Altura del objeto – WIDTH. Ancho del objeto – Autostart. Permite decidir la ejecución automática o manual.

Frontpage– Insertar/Sonido de Fondo– Insertar /Objeto/ Archivo de Sonido

Dreamweaver

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StreamingTecnología de transmisión y emisión de audio/vídeo a través de InternetProceso de streaming– Compresión (con/sin pérdida)– Troceado– envío por Internet

Protocolos de streaming– RTSP/UDP– HTTP


Formatos de StreamingRealMedia/Real Audio

– UNIX/Windows– Múltiples tipos de medios como ficheros separados de forma simultánea – Velocidad adaptada a la conexión del usuario– Buffering, detección y compensación de errores– Multicast– Inicio por petición del usuario– Requiere tiempo de espera, no muy adecuado para sonidos interactivos y bucles de sonido

Netshow– Windows NT/2000, no soporta SMIL– Todos los medios en un fichero ASF.– Integración con herramientas de Microsoft (Media Player, Media Server, …)

QuickTime– Mac/Windows– RTSP con Mac OS X Server, HTTP; RTP– Arquitectura de códecs básicos + adicionales que se descargan en segundo plano– Acepta MP3, Flash, MIDI y casi cualquier formato de audio.

Liquid AudioFlash

– Streaming Audio MP3, alta integración con Real Media. Animaciones combinando ambas tecnologíasBeatnik Rich Music Format

– Basado HTML– Bandas sonoras y composiciones que cambian por acciones del usuario– Usa MIDI (menos tamaño que Flash)

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Elección del formato adecuadoSonidos interactivos: Flash, BeatnikReproducción continua: RealMedia, MP3, Windows Media, QuickTimeCoste:

– Software cliente– Software y hardware servidor– Ancho de banda necesario

Curva de aprendizaje: RealMedia mucha documentación y herramientas automatizadas. Escala de distribuciónRendimiento para ancho de banda reducidos

– Adaptabilidad de conexiónBueno: RealMediaMalo: Flash, Shockwave

– Tamaño paquetesBueno: Beatnik

Rendimiento servidor: Eventos en directo, codificación en tiempo real y streaming

– Líderes: RealMedia, WindowsMedia, Shoutcast (MP3)– RM/WM negocian ancho de banda lo que asegura reproducción continua– Subcontratación de distribución de contenidos para transmisiones a gran escala


HerramientasEditores– WaveLab– Goldwave– Soundforge– Audacity (prácticas)

Compresores/conversión– RazorLame (prácticas)– Besweet( prácticas)

Streaming– Shoutcast (prácticas)

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