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TEMA 3: TECNOLOGÍAS DE AUDIO I.Telecomunicación Sistemas Multimedia INDICE 1 Introducción 2 Tecnologías de Audio 2.1 Principios del sonido 2.2 Combinación sonidos complejos 2.3 Audio analógico 2.4 Audio digital 2.5 La revolución MIDI 2.5.1 Conexiones MIDI 2.5.2 Mensajes de canal 2.5.3 Mensajes de sistema 2.5.4 Código de tiempo 3 Herramientas de Audio 3.1 Micrófono 3.2 Grabadoras analógicas de cinta y formatos 3.3 Grabadoras digitales de cinta 3.4 Herramientas computarizadas de audio 3.5 Consolas de mezclado 3.6 Miniestudios portátiles 3.7 Dispositivos para procesar señales 3.8 Sintetizadores 3.9 Muestreadores digitales 3.10 Secuenciadores MIDI 3.11 Otros software y hardware MIDI 3.12 Amplificadores de potencia 3.13 Altavoces 4 Producción de Audio 4.1 Sonido en producciones de multimedios 4.1.1 Como expresar realismo 4.1.2 Como expresar significado 4.2 Creación de un entorno de producción de audio 4.3 Técnicas de microfonía 4.3.1 Conceptos generales 4.3.2 Grabación directa de la voz 4.4 Fundamentos de grabación 4.4.1 Grabación múltiples pistas 4.4.2 La sesión de mezclado 4.5 Sugerencias para secuenciado MIDI 5 Bibliografía. Enlaces 1. Introducción Audio. Contenido L a música, la voz y los efectos de sonido son tan importantes para el proceso de comunicación como la información visual. Los dispositivos sónicos de la actualidad incluyen herramientas de audio digital para el computador, además de los recursos analógicos y digitales del estudio de grabación tradicional. El advenimiento de MIDI, de los secuenciadores y de los sintetizadores digitales de bajo precio ha puesto al alcance de las masas la capacidad de crear y grabar música original. El contenido de este tema se centra en estudiar los siguientes aspectos: Tecnologías de Audio: principios básicos del sonido en sus formas acústica y electrónica. Herramientas de Audio: herramientas disponibles para grabar, modificar y reproducir sonido. Producción de Audio: sugerencias y técnicas para sacar el mayor provecho posible a las producciones de audio. 2. Tecnologías de Audio La mejor manera de comenzar a estudiar el sonido es con su ocurrencia en la naturaleza. Nuestro análisis conducirá a los principios que permiten a la tecnología tanto analógica como digital representar, comunicar y manipular el sonido. También abordaremos la tecnología MIDI que ha revolucionado los procesos de composición, grabación y ejecución. Principios del sonido Combinación de sonidos complejos Audio analógico (Z2-N3) Audio Digital (Z2-N4) La revolución MIDI (Z2-N5) Bibliografía.Enlaces (Z2-N6) 2.1 PRINCIPIOS DEL SONIDO El sonido puede describirse como oscilaciones de presión del aire que estimulan el tímpano, las oscilaciones deben estar dentro de cierto intervalo de frecuencias y amplitudes. Las mediciones absolutas de frecuencia y amplitud en el sonido se perciben como tono e intensidad. Frecuencia y tono El intervalo auditivo promedio de las personas abarca aproximadamente 20 Hz a 17 KHz. Los sonidos por arriba de nuestro intervalo auditivo, los ultrasónicos, no son detectados por el oído humano. La frecuencia y el tono están relacionados, pero difieren en varios aspectos importantes. En primer lugar, la frecuencia es una medición científica que correspon- de a una de las características físicas de una forma de onda, en tanto que el tono es la cualidad subjetiva que nuestros cerebros perciben con base en la frecuencia. En segundo lugar, la relación entre la frecuencia y el tono es aproximadamente exponencial. Por último, la frecuencia es una medición absoluta, en tanto que el tono es relativo. Los efectos de la frecuencia y el tono tienen que ver con la segunda ley del movimiento de Newton, es decir, los objetos más grandes producirán una onda de mayor longitud, y por tanto de menor frecuencia y tono. Por ejemplo, las notas producidas por el teclado de un piano tienen un rango de frecuencia de 27 a 3840 Hz, distribuidos en 7 octavas. 27 Hz 100 Hz 200 Hz 440 Hz 1000 Hz 3000 Hz Los pitagóricos observaron que haciendo más o menos larga la cuerda (moviendo la tabla móvil) se producían sonidos diferentes, si la longitud de onda se acorta el tono sube. Entre estos sonidos escogieron algunos que eran armoniosos con el sonido original (cuerda entera). La octava: Cuando la cuerda medía un medio del total, el sonido se repetía, pero más agudo. La octava es lo que correspondería a un salto de ocho teclas blancas del piano; o mejor dicho, una octava es la repetición de un sonido con una cuerda con la mitad de largura, por tanto, otra nota armoniosa. Su frecuencia es doble. La media musical más grande de tono es la octava. Si subimos un tono una octava, obtendremos una frecuencia del doble del tono original; si lo bajamos una octava, el tono tendrá la mitad de la frecuencia original. En la música occidental la octava se subdivide en 12 medias pasos, los medios pasos se subdividen en 100 incrementos llamados centavos. El cambio más pequeño que puede percibir un oído normal es de 5 centavos. Como el tono es relativo se requiere algún método de estandarización. La norma internacionalmente reconocida es que el la arriba del do medio del piano se debe afinar a 440 Hz . Esto se conoce como tono de concierto y esa nota específica recibe el nombre de A-440. Amplitud e intensidad del sonido La amplitud es mayor cuando es mayor la fuerza que pone en movimiento los objetos. Aquí derivamos la percepción relativa de la intensidad del sonido a partir de su amplitud absoluta. http://www.xtec.es/centres/a8019411/caixa/27.wav http://www.xtec.es/centres/a8019411/caixa/100.wav http://www.xtec.es/centres/a8019411/caixa/200.wav http://www.xtec.es/centres/a8019411/caixa/440.wav http://www.xtec.es/centres/a8019411/caixa/1000.wav http://www.xtec.es/centres/a8019411/caixa/3000.wav http://www.xtec.es/centres/a8019411/caixa/440.wav El oído percibe la presión del sonido en razones logarítmicas. Si duplicamos la energía del sonido no percibimos el doble de volumen. Sólo cuando al amplitud del sonido aumenta diez veces es que percibimos una duplicación en la intensidad. La unidad de sonido asociada a un aumento de diez veces en la potencia es el bel, nombrado así en honor a Alexander Graham Bel. Esta medida se divide entre diez para dar el incremento de un decibel (dB) que se emplea en la medición cotidiana del nivel de presión del sonido. Como es un concepto relativo, se necesita un punto de referencia, por tanto se ha definido el cero como el umbral de la audición humana: el sonido más tenue que puede percibir el promedio del las personas. Contorno de igual intensidad sonora El volumen y la intensidad de sonido no son la misma cosa. El volumen se refiere al nivel de potencia sonora, en el cual el oído percibe diversos grados de intensidad dependiendo del intervalo de frecuencias. Rúbricas sonoras La onda sinusoidal representa el movimiento más simple posible que podría resultar en un sonido. Si nuestro mundo auditivo consistiera exclusivamente de ondas sinusoidales simples no podríamos distinguir entre fuentes de sonido distintas. Cada instrumento, persona y objeto en el mundo posee una rúbrica sónica o forma de onda propia cuando emite sonidos. La percepción de la característica de una forma de onda de audio se denomina timbre o color tonal. Armónicos La teoría de Fourier también se aplica al sonido. La onda sinusoidal cuya frecuencia corresponde a la nota real que se toca ( p.e. A-440) se llama frecuencia fundamental. Casi todos los sonidos tienen además una serie de armónicos u ondas sinusoidales de más alta frecuencia que se funden con la fundamental para crear una forma de onda más compleja y un timbre más rico. En los sonidos afinados,todos los armónicos son múltiplos de la frecuencia fundamental. Por ejemplo, los registros de los órganos de iglesia añaden armónicos de manera controlada. Los sonidos no afinados, por el contrario, contienen armónicos que no son múltiplos enteros del fundamental. También hay que tener en cuenta que la interacción de armónicos, amplitudes y duraciones que caracteriza a un sonido está determinada por la composición molecular de los materiales asociados y la forma del objeto. El contenido armónico afecta la respuesta de frecuencia para reproducir fielmente los sonidos. Transformación de la amplitud con el tiempo Son cuatro los elementos temporales primarios de un sonido: el ataque es el tiempo necesario para que el sonido llegue a la amplitud máxima después de la aplicación de la fuerza; el nivel de sostenido es la amplitud que se mantiene mientras se sigue aplicando la fuerza iniciadora; el decaimiento inicial es el tiempo que toma al sonido bajar de la amplitud máxima al nivel sostenido; la liberación es el tiempo requerido para que la amplitud caiga del nivel sostenido a cero después que se retira la fuerza iniciadora. El habla La voz humana es un patrón extremadamente complejo de frecuencias, armónicos y amplitudes variables. La característica de amplitud determina el énfasis y los niveles que van desde un susurro hasta un grito. 2.2 - COMBINACIÓN DE SONIDOS COMPLEJOS Cuando se combinan dos o más fuentes de sonido, se aplican todas las propiedades de la suma de formas de onda y las interrelaciones de fase. Si uno de los sonidos es considerablemente más intenso podría ocultar otro más suave en un fenómeno denominado enmascaramiento. Algo más común es que haya enmascaramiento a frecuencias específicas cuando los sonidos contienen armónicos similares. Por otro lado cuando dos ondas sonoras similares varían ligeramente en frecuencia, su combinación produce un fenómeno conocido como batimiento o mezcla heterodina. Sugerencias para mezclar (Z4-S4-N2). La superposición de sonidos diferentes puede dar lugar a sonidos más ricos. De cualquier forma, mientras los sonidos producidos por instrumentos musicales se construyen a partir de una nota fundamental y otras de frecuencia múltiple, hay sonidos que no son tan armoniosos entre si. Para ilustrar esto, vemos lo que ocurre cuando se suman dos notas de frecuencias muy parecidas (batimiento). Las amplitudes se llegan a compensar de forma que el sonido llega a tener una amplitud nula (no se siente). En la ilustración vemos que la suma de dos funciones trigonométricas de períodos parecidos, da lugar a una onda muy especial. Escucha como suena una nota de 440 Hz (LA), una de 441 Hz y una combinación de las dos notas: 440 Hz 441 Hz 440+441 Hz Acústica Los objetos pueden reflejar, absorber o refractar las ondas sonoras, o simplemente torcerlas a su alrededor, de estos aspectos se encarga la acústica. Reflexión del sonido La forma más obvia de la reflexión sónica es el eco. Por lo regular, el primer eco va seguido de otros más. Podrían deberse al impacto del sonido original con otra superficie, o los ecos mismos podrían rebotar en otras superficies. Cada reflexión tiene su propio retraso debido a las distancias relativas. Estas reflexiones pueden producir interacciones bastante complejas. Las cualidades sónicas naturales de un entorno de audición se perciben como el carácter tonal. Los espacios cerrados ofrecen más superficies reflejantes, lo que resulta en más reflexiones y ángulos. La combinación de sonidos reflejados por todas las super- ficies cercanas se percibe como una especie de retumbo prolongado denominado reverberación. Entre los factores que contribuyen a la calidad reverberante de un entorno de audición está el número de paredes y objetos, y sus distancias, composiciones, ta- maños y ángulos en relación con el sonido. Dados dos recintos de diferente tamaño con proporciones similares, el más grande presentará tiempos de reverberación más largos. Una generalización más es que las superficies más duras producen reflexiones más vivas que las superficies más suaves. Amplificación La amplitud del sonido disminuye con la distancia de acuerdo con la ley del inverso al cuadrado. La mayor parte de la amplificación acústica se debe a la reflexión. Los entornos de concierto acústicamente diseñados, como los anfiteatros, colocan una "concha" detrás de los artistas. En una sala de conciertos el sonido se refleja de muchas paredes varias veces, añadiendo reverberación además de volumen. Los mismos principios se aplican en la mayoría de los instrumentos acústicos. Absorción Mientras más dura sea una superficie, será más reflejante. Mientras menos reflejante, será más absorbente. Si el sonido que pasa a través de los objetos no se absorbe por completo, las ondas que salgan por el otro lado estarán refractadas. Las longitudes de onda más cortas se absorben o reflejan (o las dos cosas). Las ondas sonoras se torcerán alrededor de un objeto si sus longitudes de onda son mayores o iguales que el tamaño del objeto. Resonancia del recinto y ondas estacionarias Imaginemos por un instante una onda sonora que se refleja de una pared paralela a otra; cuando se vuelve a reflejar la onda, encuentra ondas similares que provienen todavía de la fuente original. A intervalos que son múltiples enteros de la longitud de onda (como por ejemplo la mitad de la dimensión del recinto), las ondas se reforzarán mutuamente, originando una mayor amplitud a esa frecuencia. Estos fenómenos se conocen como ondas estacionarias. Una grabación cuyo sonido se mezcle en un recinto parecerá deficiente en esas mismas frecuencias cuando se reproduzca en un lugar de dimensiones distintas. Los entornos de grabación y audición ideales están diseñados de modo que la respuesta de frecuencias sea equilibrada. Siempre que sea posible se eliminan las paredes paralelas (incluyendo el techo) y se utilizan materiales reflejantes y absorbentes en los lugares apropiados. Psicoacústica El número de reflexiones, combinado con sus retrasos, determina cierta experiencia auditiva. Una conversación en un cuarto acústicamente amortiguado, o sin ecos, produce incomodidad porque no se siente natural. Un exceso de bajas frecuencias en la reverberación suena retumbante o "espeso", en tanto que una deficiencia de frecuencias bajas hace que el sonido parezca frío. Direccionalidad Por debajo de 100 Hz la longitud de onda es mayor que la distancia entre los oídos, es difícil atribuir una ubicación exacta a la fuente de sonido. Por el contrario la longitud de onda de las frecuencias por arriba de 100 Hz es más corta que la distancia entre los oídos, las ondas sonoras que llegan a éstos están en fase; la diferencia de sus amplitudes permite al cerebro ubicar el origen del sonido. 2.3 – AUDIO ANALÓGICO Hasta el siglo XIX, el sonido sólo se podía manipular físicamente. Al crecer los centros de población, aumentó también el tamaño de las salas para escuchar, y se añadieron más instrumentos para aumentar el volumen. A finales del siglo pasado, muchos inventores trabajaban en la conversión del sonido acústico en sonido eléctrico. Uno de sus objetivos era amplificar el sonido más allá de lo que era posible con la pura manipulación acústica. Las ondas sonoras que emanan de voces, instrumentos u otras fuentes naturales se traducen a corriente eléctrica mediante un micrófono. Una vez en forma eléctrica, el sonido se puede manipular, combinar selectivamente con otros sonidos, y almacenar para recuperarlo posteriormente. También podemos crear sonidos completos en el escenario electrónico. Por último, las ondas eléctricas se traducen, otra vez, a ondas de presión de sonido mediante un altavoz. Niveles de señal Utilizamos varios derivados del decibel: dBu, dBm y dBv. Los micrófonos producenseñales sumamente débiles, del orden de 1 milivoltio. Estas señales de nivel micrófono son susceptibles a las interferencias y el ruido. El nivel de línea se refiere a dos normas distintas. La mayor parte del equipo empleado para grabaciones caseras, grabación /amplificación semiprofesional y producción / presentación de multimedios está estandarizado a 0.316 voltios. El equipo profesional de grabación está estandarizado a 1.23 voltios en los EE.UU. El primer nivel toma como referencia -10 dB, y el segundo +4 dB. Las señales amplificadas que se alimentan a los altavoces tienen un nivel bas- tante más alto que el de línea. Etapa de audio e igualación de niveles La cadena de audio se divide en varias etapas. Quizá la distinción más importante sea la que se hace entre preamplificadores y amplificadores de potencia. Como lo más práctico es trabajar con niveles de señal de bajo voltaje, la información de audio se atenúa, modifica, conmuta, mezcla, etc., en la etapa de preamplificación. Los resultados de esta etapa se envían después a un amplificador de potencia. El receptor estereofónico doméstico promedio integra el preamplificador y el amplificador en un solo paquete, pero en los sistemas avanzados estas funciones corresponden a componentes separados. La mayor parte de los dispositivos que aceptan entradas de audio tienen alguna forma de limitar la fuerza de las señales recibidas. Los atenuadores son resistores variables básicos que permiten controlar continuamente los niveles de entrada. Los cojincillos (pads) son buffers que reducen los niveles de señal en la etapa de entrada tanto como se desee. Para mantener una fidelidad óptima, es indispensable mantener los niveles apropiados en cada etapa de la cadena de audio. Cada etapa analógica añade un cierto ruido; cada etapa tiene un intervalo de niveles de señal dentro del cual trabaja con óptima eficiencia. Si las señales alimentadas a un circuito son más altas que las que el circuito está diseñado para manejar, el resultado es distorsión o recorte (clipping). Mientras mayor sea el recorte, más comenzará a parecerse la forma de onda a una onda cuadrada: un sonido similar al del clarinete. Medidores La mayoría de los sistemas de audio que reciben entradas de otros dispositivos tienen medidores que permiten al usuario supervisar los niveles de señal dentro del dispositivo. El medidor VU clásico tiene una aguja que oscila en respuesta a la música (fig. 1). Los mejores medidores VU modernos incluyen una luz de pico, un LED que se ilumina instantáneamente en el momento en que la señal comienza a recortarse. La mayoría de los medidores de audio modernos emplean una escala de LED: una serie de diodos LED que indican los niveles de la señal (fig. 2). (fig. 1) (fig. 2) Fidelidad de audio La fidelidad de audio depende de muchos atributos, con los cuales se mide. La respuesta de frecuencia describe el intervalo de frecuencias que puede reproducir con exactitud un componente o medio, para audio es de 20 Hz a 20 KHz. El intervalo dinámico es la variación entre los niveles de amplitud más suave y más fuerte que puede reproducir un medio o componente, p.e, 90 dB del CD de audio. La razón señal / ruido es el cociente entre la amplitud óptima del material gra- bado de audio (antes de la distorsión) y el ruido inherente de un circuito o medio. El principio del eslabón más débil se aplica a la mayor parte de estos atributos a nivel global. De igual manera se aplica el principio GIGO: si el intervalo dinámico, la respuesta de frecuencias o la razón señal / ruido no son óptimos o se degradan en una etapa, poco podrá hacerse en etapas posteriores para mejorar esas cualidades. Conexiones El equipo de audio utiliza líneas tanto balanceadas como no balanceadas. Por lo regular, las líneas balanceadas emplean conectores XLR. En ocasiones se utilizan conectores estereofónicos de 1/4" para conexiones balanceadas. Los conectores fonográficos RCA se utilizan para interconectar los equipos electrónicos domésticos. Para los instrumentos musicales y los micrófonos semi- profesionales no balanceados se emplean conexiones de 1/4". XLR RCA 1/4" 2.4 – AUDIO DIGITAL El sonido analógico se transforma en representaciones numéricas mediante convertidores analógico a digital. Una vez en forma digital, la información se puede manipular, almacenar, transmitir y copiar sin que haya degradación. Tasas de muestreo y definición No todo el audio digital se crea igual. El número de bits de definición determina el intervalo dinámico, pues cada bit contribuye 6 dB a dicho intervalo. El proceso de cuantización empleado para digitalizar el audio produce a veces efectos extraños conocidos como ruido de cuantización. La tasa de muestreo determina la respuesta de frecuencia de la grabación de acuerdo con el teorema de Nyquist. El aliasing que aparece cuando se intenta grabar frecuencias que exceden la mitad de la tasa de muestreo se manifiesta como ruido anómalo en la grabación. Los filtros paso bajo hacen que la respuesta de frecuencia efectiva sea un poco menos que la mitad de la tasa de muestreo; Hay otros dos factores básicos que también determinan la calidad del audio digital. En primer lugar, la calidad de los circuitos y componentes empleados en los CAD y CDA es independiente de las especificaciones de definición y tasa de muestreo. En segundo lugar, se aplican los principios del eslabón más débil y GIGO. Protocolo de audio digital Hay ocasiones en que es necesario transferir información de audio digital en tiempo real entre dos dispositivos. Los protocolos de comunicación más comunes en multimedios de escritorio son AES/EBU, SDIF-2 y S/PDIF. AES/EBU fue desarrollado de manera conjunta por la Audio Engineering Society y la European Broadcast Union, y la utiliza la mayoría de los sistemas profesionales de audio digital. Es una interfaz RS-422 de dos canales que utiliza líneas balanceadas y conectores XLR o D-sub. SDIF-2 (formato de interfaz digital Sony) se encuentra en dispositivos de grabación PCM basados en videocinta; utiliza líneas balanceadas de 75 ohms con conectores BNC. S/PDIF (formato de interfaz digital Sony/Phillips) fue desarrollado de manera conjunta por Sony y Phillips. En esencia, es una versión no balanceada del protocolo AES/EBU y utiliza conexiones RCA o de fibras ópticas. Este protocolo se utiliza en grabadoras de DAT, reproductoras de CD y codificadores F1 con interfaces digitales. 2.5 – LA REVOLUCIÓN MIDI Hasta 1983, la mayoría de los instrumentos musicales electrónicos avanzados sólo podían comunicarse con productos del mismo fabricante. La inclusión de un microprocesador en los instrumentos preparó el camino para MIDI (interfaz digital de instrumento musical), un protocolo de comunicación en serie diseñado específicamente para los dispositivos de música electrónica. MIDI revolucionó la industria de la grabación prácticamente de la noche a la mañana al hacer posible un control central sobre muchos instrumentos. Panorama general de MIDI MIDI contiene instrucciones que controlan cómo y cuando los dispositivos (como los sintetizadores digitales) producen sonido. La conexión de la salida MIDI de un instrumento (el maestro) a la entrada MIDI de otro (un esclavo) permite al ejecutante controlar el esclavo desde el maestro. La potencia de MIDI radica en su capacidad para enviar y recibir información de ejecución en cualquiera de 16 canales distintos y separados. Aunque es posible que el conducto MIDI lleve muchos canales de datos de ejecución al mismo tiempo, un esclavo ajustado para recibir el canal 1 sólo responderá a la información que tenga el identificador de ese canal. La importancia deMIDI se hace evidente cuando se añade un secuenciador (Z3-S10) : hardware y/o software que graba, edita y reproduce datos MIDI en tiempo real. Un análisis de MIDI abarca productos (Z3) tan diversos como sintetizadores (fig. 4), muestreadores digitales, máquinas de percusiones, secuenciadores (fig.3), consolas de mezclado, procesadores de señales... (Fig.3) (Fig. 4) Protocolo MIDI Conexiones MIDI (Z2-S5-N1) Mensajes de canal (Z2-S5-N2) Mensajes de sistema (Z2-S5-N3) Código de tiempo (Z2-S5-N4) Modo MIDI general Aunque MIDI es loable por su estandarización, ninguna norma definía originalmente los sonidos disponibles en los instrumentos electrónicos o su ubicación. La adición del modo MIDI general a la especificación MIDI aborda este problema. Dicho modo define sonidos específicos y predecibles para cada una de 128 direcciones de programa. Esto permite tanto a compositores como a productores incluir en composiciones mandatos de cambio de programa que configuren adecuadamente los timbres para las pistas. La calidad de los sonidos en un dispositivo MIDI general sigue dependiendo del fabricante, pero la paleta sonora genérica siempre está incluida. Aunque algunos instrumentos están diseñados específicamente como dispositivos MIDI generales, muchos fabricantes añadirán MIDI general mediante mapeo de programas. Secuencias MIDI Aquí aparecen algunos ejemplos de secuencias MIDI: Béla Bartók (1881-1945): Sonata para piano, Sz. 80. Alban Berg (1885-1935): Wozzeck (Acto III: Epílogo orquestal) Bandas sonoras (2001-2002): I’m a believer – Sherk Lady Marmalade – MoulinRouge 2.5.1 Conexiones MIDI Todos los dispositivos MIDI utilizan conectores DIN de cinco patas para la comunicación entre dispositivos, y un cable MIDI. Una restricción de los cables MIDI es que no deben exceder los 17 metros de longitud. Los dispositivos electrónicos tienen tres tipos distintos de conectores MIDI: MIDI In acepta señales MIDI de otro dispositivo; MIDI Out envía señales generadas dentro del dispositivo al MIDI In de otros dispositivos; MIDI Thru pasa a otros dispositivos la información que llega al conector MIDI In de un dispositivo, sin tener en cuenta la información MIDI generada internamente. En teoría, cualquier dispositivo que tenga un MIDI Out puede actuar como maestro. Un dispositivo maestro puede controlar más de un esclavo, y es aquí donde resulta útil la conexión MIDI Thru. El límite práctico de la cadena MIDI Thru es de aproximadamente tres dispositivos. Algunos instrumentos combinan las funciones de los enchufes MIDI Out y Thru en un solo enchufe rotulado MIDI Out/Thru o MIDI Echo. 2.5.2 Mensajes de canal Los mensajes de canal sirven primordialmente para canalizar la informa- ción a dispositivos específicos a través de uno o más de los 16 canales MIDI. Esta información describe por lo regular el contenido de la ejecución, como las notas y sus matices. Modos MIDI Los dispositivos receptores se pueden ajustar a uno de cuatro modos MIDI. En el modo 1, o modo omni, un esclavo responde a la información que llega por todos los canales. El modo 2 es prácticamente obsoleto. En el modo 3, o modo poli, el instrumento responde con un sonido homogéneo a la información de un solo canal. En el modo 4, o modo morro, un instrumento capaz de producir más de un timbre asigna simultáneamente la información de los diferentes canales a los diferentes timbres. Note-on, note-off La forma más común de datos MIDI describe cuál nota se está tocando, con qué rapidez/ intensidad, y cuándo se libera. Un mandato note-on (activar nota) transmitido por un canal dado indica que todos los dispositivos que reciban en ese canal deberán tocar la nota con el número especificado. Los mandatos note-on incluyen también un parámetro de velocidad cuyo valor va de 0 a 127. La velocidad equivale a la fuerza empleada al golpear una tecla y por lo regular se envía para controlar el volumen de la nota asociada en un instrumento esclavo. El mandato note-on sigue vigente hasta que se envía un mandato note-off (desactivar nota) por el mismo canal. Los mandatos note-off tienen una provisión de velocidad de liberación que casi nunca se aprovecha. Presión mono Presión adicional que se aplica después de una activación de nota. Esto se canaliza por lo regular a parámetros tales como volumen, brillantez o vibrato. Una presión adicional sobre cualquier tecla resultará en la aplicación del efecto canalizado a todas las notas activadas por ese canal. Presión poli La presión poli permite asociar magnitudes de presión discretas a notas individuales en un canal dado. Controladores continuos Los datos de controlador continuo comunican información en canales proveniente de controles variables de ejecución como palancas deslizantes, palancas de control (joysticks) y pedales de pie. Por lo regular, esta información se canaliza a parámetros tales como vibrato, volumen maestro y desplazamiento estereofónico. Los controladores continuos también sirven para comunicar valores de en- cendido/apagado como los de un interruptor de pie o un pedal de sostenimiento: 0 significa apagado, 127 encendido. Curvatura de tonos La mayoría de los instrumentos electrónicos tienen una palanca de control, rueda o dispositivo similar dedicado a curvear o deslizar el tono del instrumento hacia arriba y hacia abajo, los valores van de 0 a 16 384, siendo 8192 el tono estándar. Cambio de programa Las combinaciones de ajustes se guardan como programas o ajustes preestablecidos. Es fácil recuperar estas combinaciones introduciendo el número del programa a través de botones en el tablero frontal. Esto envía también un mandato equivalente de cambio de programa por el canal de transmisión actual. Los dispositivos que reciban en ese canal cambiarán a ese mismo número de programa. Valores entre 0 y 127. 2.5.3 Mensajes de sistema Los mensajes del sistema son tipos de datos globales que reciben todos los dispositivos de una cadena MIDI. La mayor parte de los mensajes del sistema se usan para sincronizar múltiples dispositivos MIDI basados en el tiempo. Exclusivo del sistema (SYS EX) Cada fabricante de productos MIDI recibe un número de identificación de fabricante registrado. Los mensajes exclusivos del sistema comienzan con el identificador de un fabricante y se escriben en hexadecimal. Todos los dispositivos conectados que sean productos de ese fabricante tratarán de interpretar los datos asociados; todos los demás los ignorarán. Se supone que todos los datos subsecuentes son parte del mensaje exclusivo del sistema hasta que se envía un mensaje de fin de exclusivo. La aplicación más común es obtener acceso a los parámetros únicos del dispositivo, en forma tanto individual como global. Reloj MIDI El reloj MIDI proporciona una referencia de cronometría simple para sincronizar dispositivos basados en tiempo. Cada vez que el reloj maestro envía un pulso, el dispositivo esclavo avanzará su reproducción un pulso. La referencia de cronometría es relativa al ritmo del reloj maestro. Inicio, paro y continuar El mandato start (inicio) de MIDI le ordena a un dispositivo comenzar la reproducción al principio de una canción. La reproducción continúa hasta el final de la canción o hasta que se emite un mandato stop (paro). El mandato continuo (conti- nuar) comienza la reproducción en el punto en que se detuvo. Apuntador de posición en la canción El apuntador de posición en la canción se mantiene al tanto de la posición relativa al principio de la canción. 2.5.4 Código de tiempo El apuntador de posición en la canción está basado en tiempo musical, no en tiempo absoluto ( horas, minutos, segundo y cuadros).El código de tiempo SMPTE, la norma internacional para sincronizar diversos elementos auditivos y visuales en aplicaciones profesionales, maneja tiempo absoluto. Esta disparidad en las referencias de cronometría se resolvió con la adición del código de tiempo MIDI (MTC) a la especificación MIDI. MTC incorpora la información de horas: minutos: segundos: cuadros de SMPTE al flujo de datos MIDI. Los dos elementos de información MTC más importantes son el mensaje completo y el mensaje de cuarto de cuadro. El mensaje completo es un total de 10 bytes que especifican el formato SMPTE y la hora en el mismo formato horas: minutos: segundos: cuadros que usa SMPTE. Como no es factible enviar un mensaje de 10 bytes por MIDI cada treintavo de segundo, debido al ancho de banda, se utilizan de manera intercalada mensajes de cuarto de cuadro. Se envía un total de ocho mensajes de dos bytes a intervalos de cuarto de cuadro y se combinan para proporcionar una identificación de tiempo completa cada dos cuadros. Después de cada grupo de ocho mensajes de cuarto de cuadro se envían los mensajes completos. 3 – Herramientas de Audio Las herramientas de producción de audio que hace diez años sólo estaban disponibles en estudios de grabación profesionales ahora están al alcance de cualquiera que desee trabajar seriamente con sonido. La evolución de las tecnologías MIDI y de audio digital ha transformado la manera como se producen las composiciones y las grabaciones. Las herramientas de audio más importantes son: Micrófonos Grabadoras analógicas de cinta y formatos Grabadoras digitales de cinta Herramientas computarizadas de audio Consolas de mezclado Miniestudios portátiles Dispositivos para procesar señales Sintetizadores Muestreadores digitales Secuenciadores MIDI Otros software y hardware MIDI Amplificadores de potencia Altavoces 3.1 MICRÓFONOS Los micrófonos traducen ondas de presión de sonido a formas de onda eléctricas. La elección del micrófono adecuado es muy importante para el audio de calidad, en vista de los principios del eslabón más débil y GIGO. Podemos clasificar los micrófonos de acuerdo con el tipo de circuito y con el tipo de tecnología de transducción que utilizan. El circuito puede ser balanceado o no balanceado. En circunstancias ideales, los micrófonos balanceados son preferibles a los no balanceados, sobre todo cuando se utilizan cables muy largos o mezcladoras, o las dos cosas. Sin embargo, muchos dispositivos, como las grabadoras de casete y las tarjetas de sonido para computadores personales, sólo aceptan micrófonos no balanceados. Podemos utilizar transformadores de micrófono para hacer conversiones entre señales balanceadas y no balanceadas. En la actualidad se dispone de diversos tipos de micrófonos, cada uno optimizado para una aplicación específica. Los parámetros de diseño incluyen la direccionalidad (3.1.1), la construcción del transductor (3.1.2), la sensibilidad y la respuesta de frecuencia (3.1.3). 3.1.1 Direccionalidad Todos los micrófonos están diseñados para captar sonido de acuerdo con patrones direccionales específicos (Fig. 1). Algunos de los micrófonos de más alto precio se pueden ajustar para que presenten diferentes patrones de respuesta. Figura 1 Los micrófonos están diseñados para captar el sonido de acuerdo con patrones específicos. Omnidireccional Los micrófonos omnidireccionales captan los sonidos igualmente de todas direcciones. Ofrecen una alta calidad total del sonido y son relativamente económicos debido a su construcción simple. Son los más apropiados en situaciones en las que la fuente de sonido que se graba está aislada, ya que los sonidos ambientales y el ruido de fondo se captarán por la parte de atrás y por los lados; también son buenas opciones cuando se graba un evento en vivo en el que es deseable captar todos los sonidos del entorno. Cardioide Los micrófonos cardioides o unidireccionales reciben su nombre por la forma de corazón de su patrón de captación; rechazan los sonidos procedentes de atrás y aceptan sonidos que llegan de frente. Los sonidos laterales se aceptan en grado variable dependiendo del diseño o ajuste del micrófono. Los cardioides son buenos para situaciones en las que la fuente de sonido no está aislada idealmente, como al grabar un conjunto musical en vivo o un discurso. Los cardioides tienen dos desventajas principales. Primero, la cancelación de fases en el patrón de captación produce una cierta degradación de la fidelidad. Segundo, cuando un micrófono cardioide se coloca demasiado cerca de la fuente se presenta un retumbo de baja frecuencia conocido como efecto de proximidad. Supercardioide Los micrófonos supercardioides tienen un patrón principal en forma de corazón que apunta al frente y otro más pequeño que apunta hacia atrás. Su ventaja es que los sonidos laterales se rechazan todavía más que en el caso de los cardioides estándar. Su desventaja es que se captan sonidos procedentes de atrás. Lo que mejor hacen es aislar fuentes de sonido individuales adyacentes, como dos vocalistas que cantan uno al lado del otro. Hipercardioide Los micrófonos hipercardioides son una extensión del diseño supercardioide. El patrón de captación principal está más afocado y se extiende más lejos hacia adelante del micrófono, en tanto que el patrón trasero se reduce. Esto hace que los hipercardioides sean ideales para situaciones en las que el micrófono se debe colocar más lejos de la fuente de sonido, como en una función en un escenario o durante el trabajo de un reportero de radio o televisión. Bidireccional Los micrófonos bidireccionales presentan un patrón en forma de número ocho que les permite captar sonidos de lados opuestos; los sonidos procedentes de los otros lados, así como de las orientaciones al frente v hacia atrás tradicionales, son rechazadas en su mayor parte. Estos micrófonos están diseñados para situaciones en las que dos cantantes o locutores están colocados uno frente al otro y muy cercanos. Además, algunos micrófonos estereofónicos nuevos basan en parte su funcionamiento en un diseño bidireccional. Cabe señalar, que los dos patrones de captación no están muy afocados y que no rechazan todo el ruido ambiental. 3.1.2 Tipos de transductores Los micrófonos realizan el proceso fundamental de traducir el sonido a electricidad empleando varios métodos distintos. Las diferencias de diseño tienen mucho que ver con la capacidad del micrófono para manejar transitorios y diversos niveles de presión de sonido. Micrófonos de condensador Los micrófonos de condensador emplean un diafragma cargado y una placa trasera adyacente, conformando un capacitor. Las vibraciones del diafragma alteran el voltaje de salida del circuito reflejando de las ondas de presión del sonido. Este diseño permite usar diafragmas delicados y es altamente sensible a las sutilezas del sonido. Los micrófonos de condensador suelen ser los preferidos para grabar vocalistas, instrumentos melódicos y otros sonidos similares. Lo débil de las señales generadas por los circuitos de condensador obliga a incluir preamplificadores en el micrófono para asegurar que llegue el nivel óptimo a la consola. Los circuitos capacitivos y los preamplificadores de los micrófonos de condensador requieren una fuente de corriente directa. Aunque es posible usar baterías, casi siempre se suministra la corriente externamente en forma de energía fantasma procedente de una caja dedicada o de las entradas de micrófono de una consola a través de líneas balanceadas. El electreto es una variación del micrófono de condensador en la que el diafragma y la placa trasera están cargadas permanentemente, por lo que no requieren energía fantasma para esa función. Micrófonos dinámicos Los micrófonos dinámicos tienen un diafragma rodeadopor una bobina de alambre suspendida en un campo magnético. Las ondas de presión sonora que inciden sobre el diafragma provocan una fluctuación en la posición de la bobina que induce una corriente eléctrica análoga a las ondas de sonido. Estos micrófonos pueden manejar niveles más altos de presión de sonido que los de condensador, y son apropiados para aplicaciones como la captación cercana de bateristas o amplifi- cadores de guitarra eléctrica. Su desventaja es que no responden tan bien a los transitorios ni tienen tan buena respuesta de frecuencia como los de condensador. Micrófonos de listón Los micrófonos de listón emplean un diafragma formado por un listón de papel metálico delgado suspendido entre polos magnéticos. Las diferencias en presión hacen que el listón atraviese las líneas de flujo magnético, induciendo un voltaje en el listón. Estos micrófonos producen un sonido muy cálido, pero no toleran niveles de presión de sonido muy altos; son inherentemente bidireccionales, pero la apertura y cierre de diversas entradas en los micrófonos de diseño adecuado permiten al usuario alterar físicamente la direccionalidad. Los micrófonos de listón ya no se usan mucho en la actualidad. 3.1.3 Respuesta de frecuencia Las especificaciones de respuesta total de frecuencia de un micrófono son tan importantes como las de los demás componentes de audio. En particular, deben coincidir con las frecuencias emitidas por la fuente que se está grabando o ampli- ficando. En términos generales, los micrófonos con diafragmas más pequeños son apropiados para las frecuencias más altas, en tanto que los de diafragmas mayores captan mejor las frecuencias bajas. Por añadidura, la respuesta de frecuencia cambia con la curvatura de los patrones polares. El eje de un micrófono es una línea imaginaria que pasa por la parte delantera y trasera del micrófono; mientras más lejos de ese eje esté la fuente de sonido, menos uniforme será la respuesta de frecuencia. Los micrófonos de calidad ofrecen respuestas más planas a mayores distancias del eje. 3.2 GRABADORAS ANALÓGICAS DE CINTA Y FORMATOS La grabación en cinta analógica funciona de acuerdo con los principios básicos de los medios magnéticos. La cinta analógica se divide en pistas individuales, cada una capaz de contener información de audio discreta. Podemos visualizar las pistas como los carriles paralelos de una autopista. Los diversos formatos de cinta empleados hoy día comparten algunas características. Atributos comunes de la cinta analógica La calidad de la grabación magnética depende en gran medida de la composición y bias de la cinta, pero no es menos importante la densidad de las partículas magnéticas disponibles durante el proceso de grabación. Bias y composición de la cinta La grabación magnética no resulta práctica sin bias: una señal adicional para compensar la respuesta no lineal de frecuencia que presenta determinada formulación magnética. La grabación es óptima cuando coinciden la composición de la cinta y el ajuste de bias de la grabadora. La composición de la cinta tiene mucho que ver con la calidad de cualquier grabación. La formulación original de óxido férrico se denomina ahora tipo I, o de bias normal. Mientras más uniforme sea el recubrimiento de óxido y el grosor de la cinta, mejores resultados darán las cintas de tipo I. Las cintas de tipo II emplean partículas de dióxido de cromo, cuyo desempeño es mejor que el del óxido férrico. El tipo III ya casi no se usa en la actualidad. El tipo IV contiene partículas metálicas que requieren el bias más alto y ofrecen el mejor desempeño y respuesta a frecuencias altas. Efectos de la velocidad y el ancho sobre la fidelidad Junto con las otras propiedades del medio, la cantidad de partículas magnéticas disponibles determina la respuesta de frecuencia y el intervalo dinámico de la señal que se puede grabar. Además, si el número de partículas magnéticas es mayor, habrá menos probabilidad de exclusiones (dropouts): degradación o pérdida de señal debida al desgaste de la cinta o a un trayecto de cinta sucio. El ancho de la cabeza de grabación determina el ancho de la pista y con ello el número de partículas disponibles en una dimensión del espacio. Esta es una de las razones por las que las grabadoras de casete tienen menos fidelidad que las de carrete: estas últimas tienen pistas más anchas. Sin embargo, el ancho de una cinta debe ser mayor que el ancho colectivo de las pistas; se requiere un cierto espacio de protección entre una pista y otra para evitar la diafonía (crosstalk) o contaminación de audio entre las pistas. La otra dimensión espacial en cuestión yace a lo largo de la cinta. La velocidad de la cinta determina el número de partículas que pasan por la cabeza en un intervalo dado. Si duplicamos la velocidad de la cinta podemos doblar la respuesta de frecuencia y el intervalo dinámico. La velocidad de la cinta determina el número de partículas que pasan por la cabeza en un intervalo dado. Si duplicamos la velocidad de la cinta podemos doblar la respuesta de frecuencia y el intervalo dinámico. La velocidad de la cinta se mide en ips (pulgadas por segundo). A continuación se estudian las diferentes características: Formatos analógicos de la cinta Reducción del ruido Cabezas de grabación Mecanismo de transporte 3.2.1 Formatos analógicos de la cinta El formato de la cinta se refiere a los atributos combinados de ancho de la cinta, número de pistas y forma de usarlas. Hay dos categorías básicas: de no pistas múltiples y de pistas múltiples. Grabadoras que no son de múltiples pistas Las grabadoras comunes que se ofrecen al consumidor son obviamente dispositivos estereofónicos con dos pistas. Estos dispositivos se utilizan primordialmente para producir másters, para distribución y para grabaciones originales. Sin embargo, las pistas y los canales no son la misma cosa. Consideremos el casete de audio estándar. Se dice que la cinta tiene dos lados, cada uno de los cuales tiene dos pistas, pero la realidad es que ambos lados de la cinta comparten la misma superficie. Aunque el casete tiene cuatro pistas, sólo dos están disponibles en un momento dado como canales de reproducción. (Fig. 1) Figura 1 Formatos comunes de cinta analógica. Algunas personas todavía tienen las grabadoras de carrete de 1/4 de pulgada que gozaban de popularidad antes de los casetes. Se les da el nombre de cuarto de pista porque presentan una configuración de cuatro pistas y dos canales, funcionalmente similar a la del casete. Las grabadoras de carrete que se siguen usando en la grabación profesional son de media pista, y ofrecen mayor fidelidad porque sólo tienen dos pistas (y dos canales) en una cinta del mismo ancho. Las grabadoras de media pista manejan formatos de ¼ de pulgada y de media pulgada. Grabadoras de múltiples pistas Las grabadoras de pistas múltiples permiten grabar ejecuciones discretas en pistas paralelas (Fig. 2). La capacidad de activar por separado la función de grabación en cada pista hace posible grabar en las diversas pistas ya sea simultáneamente o en diferentes momentos. Posteriormente se pueden mezclar estas pistas en circunstancias controladas y pasarlas a un formato que no sea de múltiples pistas. Figura 2 Las grabadoras multipistas permiten grabar selectivamente más de dos pistas. Las pistas individuales de los formatos de múltiples pistas tienen que compartir la valiosa superficie magnética con sus vecinas al haber más pistas en un ancho de cinta dado. Si todos los demás factores son iguales, una cinta de media pulgada con ocho pistas tendrá mejor fidelidad que una de 1/4 de pulgada con ocho pistas. Las grabadoras de múltiples pistas suelen tener múltiplos de cuatro pistas; se utilizan actualmente máquinas de 4, 8, 12, 16 y 24 pistas. La norma para grabación analógica profesional en múltiplespistas sigue siendo la cinta de dos pulgadas y 24 pistas a 30 pulgadas por segundo, pero éste no es un formato para escritorio. Los fabricantes de grabadoras semiprofesionales de este tipo están logrando obtener resultados cada vez mejores en cintas menos anchas; mucho de este éxito se debe a las mejoras en la composición de las cintas y en la reducción del ruido. Las máquinas actuales de cuarto de pulgada con 8 pistas y media pulgada con 16 pistas rivalizan con las de dos pulgadas con 24 pistas de hace una década, y tienen una fracción de su precio. 3.2.2 Reducción del ruido El otro factor que contribuye a la fidelidad en los formatos más pequeños es la reducción del ruido. Todas las cintas analógicas poseen un ruido de fondo inherente que se puede escuchar en las cintas en blanco. Aunque el siseo es menos aparente en los pasajes grabados más fuertes, representa una frustración constante para los músicos e ingenieros. Los circuitos diseñados para reducir ese ruido han sido patentados por dos fabricantes primordiales, dbx y Dolby, quienes otorgan licencias para usarlos en diversos productos. La mejor manera de describir las diferencias entre dbx y Dolby quizá sea decir que dbx ofrece una mayor reducción de ruido (alrededor de -30 dB) en tanto que Dolby ofrece menos coloración del sonido. Dolby C ofrece una reducción de ruido de -20 dB, en tanto que Dolby B, más antiguo, ofrece -10 dB. Dolby S y SR tienen un mejor desempeño siendo su coste mayor. 3.2.3 Cabezas de grabación Se requiere una cabeza electromagnética individual para cada pista de una cinta. Una pila de cabezas contiene todas las cabezas necesarias para tener acceso a todas las pistas de un formato dado, y las grabadoras utilizan dos o tres pilas de cabezas; la primera cabeza con respecto al movimiento de la cinta siempre es borrador, y la segunda en una máquina de dos cabezas combina las funciones de grabar y reproducir. En las grabadoras de tres cabezas estas dos funciones están separadas. La cantidad de energía requerida para grabar y reproducir pistas es suficientemente alta como para que una sola pila de cabezas no pueda normalmente realizar ambas funciones simultáneamente sin incurrir en una diafonía inaceptable. Por ejemplo, la mayoría de las grabadoras de casete tienen dos cabezas y sólo pueden grabar o reproducir en un momento dado. Es evidente que las máquinas de múltiples pistas deben realizar durante los doblajes una función de sincronización que en un principio podría no ser aparente. Como la cabeza de reproducción debe estar a una distancia razonable de la de grabación (usualmente cerca de una pulgada), la máquina debe efectuar una autosincronía para sincronizar la pista que se está grabando con las pistas que se reproducen. Aunque esto es transparente en muchos modelos modernos, en algunas de las máquinas más antiguas el usuario tiene que seleccionar este modo para realizar doblajes. 3.2.4 Mecanismo de transporte Las consideraciones referentes al mecanismo básico de transporte de la cinta son dos. En primer lugar, el mecanismo de transmisión directa en las grabadoras de mayor calidad ofrece más tracción, precisión y control que el de transmisión por banda. En segundo lugar, los controles de transporte -como reproducir, parada, avance rápido, rebobinado y pausa- emplean solenoides en las grabadoras de mayor calidad, en vez de interfaces mecánicas. Estas características suelen ir acompañadas de un contador digital. Otras funciones de la grabadora: • función RTZ (volver a cero) sitúa el transporte en el cero del contador, • las ubicaciones de memoria programables facilitan la localización de puntos como un verso o un coro, • el ensayo automatizado reproduce un pasaje definido una y otra vez para practicar una toma, • la automatización y los interruptores de pie ofrecen dos enfoques distintos para la inserción y salida de doblajes. Las grabadoras más bonitas cuentan con tableros remotos que ofrecen con- tador y funciones completas de transporte, así como autoubicación en posiciones de memoria programables o en un número arbitrario de contador o SMPTE. 3.3 - GRABADORAS DIGITALES DE CINTA Las grabadoras digitales de múltiples pistas están reemplazando rápidamente a sus predecesoras analógicas en los estudios de grabación profesionales. Las ven- tajas con respecto al equipo analógico son una mejoría en la respuesta de frecuencia, el intervalo dinámico y la linealidad de grabación. Además, la razón señal/ ruido mejora enormemente porque el siseo de la cinta no tiene importancia: la información digital de la cinta es de "ceros y unos". Esto elimina también la necesidad de incluir circuitos para reducir el ruido. Las desventajas de la cinta digital son el precio y el hecho de que no se pres- tan a la edición física que es factible con la cinta analógica; la edición se realiza a menudo empleando los sistemas de grabación directo a disco y donde la cinta digital desempeña los papeles de grabación, almacenamiento a largo plazo y algo de distribución. En las siguientes secciones se muestra: Codificación PCM Formatos de cinta digital para el escritorio Z3-S3-N1 Codificación PCM Como sucede con todo el audio digital, los CDA, los CAD, la definición de bits y las tasas de muestreo son factores en las grabadoras de cinta digital. Un aspecto adicional es la forma de colocar el audio en la cinta. La técnica de codificación más usada es PCM (modulación de código de pulso). PCM convierte un flujo de bits en una cadena de ondas de pulsos rectangulares angostos que representan los valores de los bits. Este flujo de pulsos se graba en la cinta. A la hora de la reproducción, se invierte el proceso y los pulsos se convierten otra vez en valores de bits. Aunque la información tiene todos los atributos positivos de la información digital, el medio no deja de ser susceptible a defectos y caídas de señal. Lo usual es grabar la información digital en forma redundante. Una forma de llevar a cabo este proceso es intercalar los datos en la cinta empleando la misma tecnología de cabeza rotatoria que se usa en las grabadoras de vídeo. 3.3.2 Formatos de cinta digital para el escritorio La grabación en cinta digital se está convirtiendo en parte integral de la producción de audio a todos los niveles. DAT DAT (cinta de audio digital) es un formato de dos pistas que utiliza casetes de diseño especial. El formato es bastante viable, pero ha tardado en establecerse en el mercado de consumidores debido a cuestiones legales referentes a la protección de los derechos de autor. La calidad de grabación es tan buena que la industria de la grabación exigió incorporar en las maquinas un esquema de protección para evitar la preparación de copias del material grabado por los artistas. En algunas máquinas se ha aplicado a la E/S analógica y a S/PDIF una protección contra copia en forma de SCMS (sistema de control de copias en serie); la E/S AES/EBU no resulta afectada. El desempeño y el precio de las máquinas DAT dependen de la calidad de los CDA y CAD, y de que la grabadora ofrezca o no E/S digital. La transferencia de material entre DAT y otro medio digital como las grabadoras directo a disco es muy superior cuando se usan protocolos digitales como S/PDIF o AES/EBU que pasan por alto una etapa analógica intermedia. Al igual que sucede con los dispositivos analógicos, los precios más altos implican características más avanzadas. F1 Antes de la llegada de DAT, era posible adquirir codificadores y decodificadores PCM en forma del Sony F1. El Fl contenía los circuitos electrónicos y se utilizaban grabadoras estándar de vídeo como transporte. Aunque esto fue gran cosa en su época, los transportes de vídeo y la integración del sistema dejaban mucho que desear. Con la excepción del material archivado, DAT ha hecho prácticamente obsoleto a F1. Sony 1630 El Sony 1630opera con el mismo principio básico que F1, pero utiliza grabadoras de vídeo de 3/4 de pulgada. También se maneja el código de tiempo SMPTE, y hay sistemas de edición disponibles. Sin embargo, este formato no se utiliza para grabación en tiempo real, y está diseñado primordialmente para preparar archivos de audio digital para la producción de másters de CD. Multipistas digital La primera grabadora digital de múltiples pistas con un coste inferior a las ya existentes fue la Alesis A-DAT, que permite grabar ocho pistas digitales en una videocinta VHS o S-VHS de bajo costo. Otros fabricantes estaban a punto de sacar a la venta productos similares empleando videocinta de 8 mm. 3.4 - HERRAMIENTAS COMPUTADORIZADAS DE AUDIO DIGITAL Los productos de audio digital computadorizado aprovechan la tecnología de CAD para digitalizar el audio, y la de CDA para convertir las representaciones numéricas otra vez a forma analógica. El hardware requerido para esto y el tratamiento de la representación digital durante el proceso definen las diferencias primordiales entre los digitalizadores simples de audio y los sistemas de grabación en disco duro. Digitalizadores de audio básicos Grabadoras de disco duro 3.4.1 Digitalizadores de audio básicos Los digitalizadores de audio utilizan por lo regular hardware CAD económico para transformar la señal de una entrada no balanceada a nivel de línea (o de un micrófono de bajo costo) en una versión muestreada de la forma de onda de audio. La calidad suele ser de ocho bits, con tasas de muestreo que pueden ir de 22 KHz hasta 11 KHz, o incluso menos. Los circuitos de CDA y de salida tienen las mismas especificaciones y calidad. Este nivel de calidad es aceptable para la voz y para música que no necesita sonar mejor que una estación de radio AM. En algunos formatos se maneja sonido estereofónico. Como ejemplo, el Macintosh ofrece reproducción de audio digital inte- grada con calidad de ocho bits y tasa de reproducción de hasta 22 KHz. Productos como el popular MacRecorder y el micrófono integrado en los Macs más nuevos sirven como dispositivos de entrada de bajo costo. De manera similar, los CDA de audio de ocho bits integrados al Amiga pueden reproducir muestras digitalizadas con uno de varios dispositivos de entrada económicos. Aunque el PC no ofrece capacidades de audio digital integradas, el popular SoundBlaster añade tanto entradas como salidas con calidad de ocho bits. El software que acompaña a los digitalizadores de audio permite controlar a nivel básico los niveles de entrada y salida. Es posible usar un desplegado de forma de onda de un archivo grabado para seleccionar áreas de dicho archivo y efectuar operaciones rudimentarias de edición como cortar, copiar y pegar. Algunos productos ofrecen además otras funciones básicas de procesamiento de señales. Los formatos de archivo originales o las extensiones del sistema operativo para la mayor parte de estos productos estaban limitadas a operaciones en RAM. El archivo .SND del Macintosh es un ejemplo de formato basado en RAM. El tamaño de los archivos estaba limitado a la memoria disponible, lo que no sólo restringía el contenido a fragmentos cortos de audio, sino que presentaba problemas de tiempo de carga y recursos de memoria compartidos. Al ir apareciendo discos duros y procesadores más rápidos, han surgido esquemas similares a la memoria virtual que obtienen acceso al disco en tiempo real durante las operaciones de grabación y reproducción. Se sigue usando buffers de RAM para el acceso inmediato, los cuales hacen las veces de intermediarios entre el disco duro y los circuitos de CAD y CDA. Los archivos .WAV de Macintosh AIFF y Windows son ejemplos de formatos de archivo de audio digital que pueden obtener acceso al disco duro. 3.4.2 Grabadoras de disco duro Las grabadoras en disco duro-como AudioMedia de Digidesign y 56K de Turtle Beach- utilizan tarjetas de circuitos especializadas para elevar la fidelidad hasta audio de calidad CD con tasas de muestreo de 44.1 KHz y definición de 16 bits. Estos sistemas, diseñados para aplicaciones más exigentes, incorporan además entradas y salidas de audio analógico profesional. Las versiones de mayor calidad ofrecen E/S digital, lo que facilita la transferencia digital directa entre la grabadora y otros dispositivos de audio digital como las grabadoras DAT. El muestreo estereofónico con calidad CD requiere dispositivos de almacena- miento con tiempos de acceso de menos de 28 milisegundos. Las grabadoras en disco duro ofrecen preparación de másters en dos pistas y grabación en múltiples pistas, una arquitectura de pistas similar a la de las grabadoras de cinta. Los tiempos de acceso de los discos actuales limitan a los diseñadores a dos o cuatro pistas por disco duro. Los sistemas con más de cuatro pistas emplean múltiples discos duros, y por lo regular conectan las unidades directamente a tarjetas DSP propias para sortear problemas de velocidad asociados al bus del sistema. Estos tipos de grabadoras en disco duro reciben a menudo el nombre de grabadoras directo a disco. La mayor ventaja de la grabación en disco duro con respecto a los formatos de cinta digital es el acceso aleatorio y la edición que ello hace posible. Como en el caso del software que acompaña a los digitalizadores de audio, es posible exhibir y editar las formas de onda grabadas (Fig. 1). Figura 1 Los sistemas de grabación en disco duro permiten exhibir y editar la forma de onda grabada. Después de la grabación, podemos normalizar las señales (subirlas al nivel máximo antes de que haya recorte) con sólo accionar el mouse, ¡y sin añadir ruido! Las técnicas DSP pueden aplicar ecualización permanente al archivo de sonido, también sin agregar ruido. Los avances recientes incluyen la capacidad de desplazar los tonos sin alterar el timbre, cosa que resulta útil para afinar material pregrabado usando otra refe- rencia. Por otro lado, la compresión de tiempo puede servir para reducir o expandir la longitud total de un pasaje sin alterar el tono. Esto es útil sobre todo cuando es necesario acoplar un fragmento de música o diálogo a un segmento visual de longitud un poco diferente. Las técnicas descritas hasta ahora pertenecen a la categoría de edición destructiva, pues el archivo de sonido se altera de manera permanente. La edición no destructiva no altera los datos, sino su reproducción. La mayoría de los sistemas permiten especificar una lista de ejecución que identifica regiones específicas del archivo de sonido y después las llama en un cierto orden o en momentos específicos, o las dos cosas. También se pueden efectuar, por lo regular, desvanecimientos entre regiones. La mayor parte de los sistemas de grabación en disco duro también pueden sincronizar la reproducción global o regional con un código de tiempo SMPTE, cosa que los convierte en valiosas herramientas de producción para bandas sonoras de vídeo. Algunos sistemas ofrecen además mandatos MIDI básicos de inicio y de reloj para reproducir una secuencia MIDI como esclava. Unos cuantos fabricantes están ofreciendo sistemas más integrados que permiten grabar, visualizar, editar y reproducir simultáneamente pistas de secuencia MIDI y de audio digital. 3.5 CONSOLAS DE MEZCLADO La consola de mezclado (mezcladora, consola o tabla) sirve para controlar el proceso de combinar las salidas de dos o más fuentes de audio. Hay mezcladoras de todas formas, tamaños y precios. Las características varían dependiendo de la marca y el modelo, pero aquí describiremos los atributos principales que podrían considerarse al elegir la mezcladora correcta para un trabajo dado. Nos centraremos en las siguientes características: Panorama general de la arquitectura Canales de entrada Mezcla de apunte Monitores Buses Indicadores de sobrecarga y medidores Automatización3.5.1 Panorama general de la arquitectura Todas las mezcladoras ofrecen alguna forma de combinar múltiples entradas en una sola salida monaural o estereofónica para posteriormente amplificarla o grabarla. La situación más sencilla que requeriría una mezcladora sería una presentación en vivo en la que se usará un micrófono junto con música proveniente de un computador, CD o cinta. Esta es la función simple de canales de entrada individuales que alimentan trayectos de señal comunes llamados buses que a su vez se canalizan a dispositivos externos. Las presentaciones en vivo más complejas y las salas más grandes requieren además la capacidad de proporcionar mezclas de monitor por separado que permitan a los ejecutantes escuchar el sonido claramente. Los requerimientos de mezcla se vuelven más complejos en el entorno de grabación de múltiples pistas que se preparan en ejecuciones sucesivas y después se mezclan. Durante la sesión de grabación, es preciso canalizar selectivamente a pistas discretas diferentes combinaciones de señales de los canales de entrada. Al mismo tiempo, es necesario supervisar como referencia las pistas ya grabadas, y esto se hace mediante retornos de cinta (Fig. 1). Figura 1 La arquitectura básica de una consola de grabación depende de varios buses para canalizar y combinar señales de audio Ya que se ha grabado todo a través de pistas secuenciadas físicamente o por MIDI, los resultados se combinan durante la sesión de mezclado. Esto implica canalizar las salidas de las pistas a canales de entrada y enviar la combinación al bus de salida estéreo o bus maestro. La salida del bus estéreo se conecta directamente a un sistema de grabación de audio digital computadorizado o a las entradas de una grabadora para másters (DAT, casete o carrete de dos pistas). Así pues, los requerimientos de entrada de la consola cambian de la sesión de grabación a la sesión de mezclado. Durante la primera, el proceso implica combinar muchos canales de entrada y canalizarlos a una o más pistas de cinta en cada una de varias ejecuciones. En esta etapa se requiere un alto grado de control sobre lo que se graba. Las pistas grabadas anteriormente se deben supervisar, pero no precisan un control estricto. Durante la mezcla, lo que es importante controlar es las pistas antes grabadas. La forma costosa de satisfacer estos requisitos es adquirir suficientes canales de entrada para manejar simultáneamente todas las fuentes originales y las pistas de la cinta. Un método menos caro y menos elegante implica cambiar las conexiones de entrada en unos cuantos canales, de modo que estén disponibles las señales fuente y los retornos de cinta requeridos en un momento dado. Una solución más práctica es emplear una mezcladora que maneje una sección de monitor de cinta y entradas conmutables. Una sección de monitor dedicada, austera, ofrece controles básicos de volumen sobre los retornos de cinta a la vez que deja libres todos los canales de entrada. Antes de la mezcla, podemos canalizar los retornos de cinta a los canales de entrada mediante interruptores sencillos. 3.5.2 Canales de entrada Lo primero que debemos averiguar acerca de los canales de entrada es el tipo de entradas que manejan. Las mezcladoras más económicas sólo manejan entradas con nivel de línea. Las entradas con nivel de micrófono son más caras, y las de micrófono XLR balanceado cuestan todavía más. Si se trabaja exclusivamente con entradas electrónicas, no habrá problema. Algunos fabricantes llegan a un término medio añadiendo entradas con nivel de micrófono únicamente a los dos primeros canales. Si es necesario conectar más micrófonos, la solución más económica es adquirir una mezcladora que los pueda aceptar en más canales, en vez de comprar preamplificadores de micrófono externos. Envíos de efectos Los envíos de efectos permiten a cada canal de entrada enviar una cierta cantidad de señal a un bus de efectos o bus auxiliar común. A su vez, la salida del bus irá a un dispositivo de efectos compartido, como un reverberador, ya sea durante la grabación o durante la mezcla. Por lo regular, la salida del dispositivo de efectos se devuelve al bus de salida estéreo. Se necesita un bus de efectos estéreo o dos buses monaurales para manejar efectos estereofónicos. Si un envío de efectos es pre-desvanecedor (colocado electrónicamente antes del desvanecedor en el canal de entrada), el nivel del envío de efectos no se verá afectado por movimientos del desvanecedor; en cambio, los envíos post-desvane- cedores de efectos desde luego sí resultarán afectados por el desvanecedor. Aunque lo mejor es poder conmutar entre pre- y post-desvanecedor, esta última colocación es la más útil: durante una mezcla, es conveniente que el volumen del efecto varíe junto con el de la señal principal. Inserción de canal Una inserción de canal es un simple punto de conexión bidireccional dentro de los circuitos del canal que permite a los dispositivos de efectos formar parte del canal. A veces esto es preferible a ocupar un bus de efectos para un efecto dedicado. EQ EQ, o ecualización, es un mecanismo para recortar y amplificar frecuencias o intervalos de frecuencia específicos. Las mezcladoras tienen niveles variables de EQ en cada canal de entrada. La versión más económica consiste en controles de bajos y agudos que amplifican y recortan a frecuencias preestablecidas. Otros métodos para tener más control son la adición de controles para otros intervalos de frecuencias, o, la capacidad de conmutar los intervalos afectados o de especificarlos con exactitud. La sección de EQ óptima combina estos dos enfoques para ofrecer atenuación individual de tres o cuatro bandas de intervalos de frecuencia seleccionables. Hay algunas otras características que hacen la EQ más flexible. La capacidad de incluir o excluir la sección de EQ permite comparar rápidamente la señal de entrada con la versión ecualizada. Si la EQ se coloca antes del envío de efectos, sus ajustes afectarán los efectos; si se coloca después, no lo harán. Los dos enfoques tienen sus ventajas, y las mejores mezcladoras permiten conmutar entre los dos. Asignar bus Idealmente, una mezcladora será capaz de canalizar la señal selectivamente de cada canal de entrada a cualquier bus. La utilidad primordial de esta función en la grabación multipistas es canalizar buses a entradas de pistas en una grabadora multipistas, a fin de contar con un método de asignación elegante. Envío directo Un envío directo permite canalizar directamente la salida de un canal de entrada a un dispositivo externo, por lo regular una entrada de pista de una grabadora multipistas. Como los circuitos del bus pueden añadir otro nivel de ruido antes de que la señal llegue a la cinta, los envíos directos resultan más limpios. Panorámico Los controles de panorámico (pan) determinan la ubicación del sonido asociado dentro del campo estereofónico. Esta función se relaciona con el campo estéreo del bus maestro y con el de los buses individuales empleados para asignación de pistas y submezclas. Silenciador y solista Muchas mezcladoras tienen interruptores de silenciador y solista en cada canal. El interruptor de silenciador (mute) silencia el canal sin alterar la posición del control de nivel. El botón de solista canaliza la salida del canal al bus de solista. Siempre que uno o más botones de solista estén accionados en la consola, la mezcla total será reemplazada en los monitores del cuarto de control por el bus de solista. Esto es útil para realizar audiciones o hacer ajustes finos a elementos de audio individuales durante una sesión. Desvanecedores Las mezcladoras más económicas tienen simples perillas para el volumen de los canales, pero los desvanecedores (potenciómetros deslizantes) son deseables por dos razones. Primera, ofrecen un control más suave y preciso; segunda, en mezclas complejas hay ocasionesen que es preciso controlar varios desvanecedores con los dedos. En general, los desvanecedores con trayectos más largos y menos fricción son mejores. 3.5.3 Mezcla de apunte Siempre que un artista canta, habla o toca en vivo ante un micrófono, es preciso proporcionarle mediante audífonos una mezcla de apunte. Idealmente, ésta es una mezcla aparte que ofrece la combinación de componentes auditivos que requiere el artista. Aunque las consolas profesionales proporcionan múltiples mezclas de apunte para múltiples músicos, ninguna mezcladora para escritorio alcanza a tener esta característica. Hay diversas formas de llevar a la práctica las mezclas de apunte. Algunas consolas tienen secciones de apunte dedicadas; otras incluyen una perilla de envío de apunte en cada canal de entrada. También es posible crear mezclas de apunte empleando envíos auxiliares genéricos. Si una situación requiere mezclas de apunte, es preciso considerar la manera como la consola incorpora los envíos de efectos en las mezclas de apunte, con objeto de que el artista escuche los efectos. 3.5.4 Monitores Durante el proceso tanto de grabación como de mezcla, la perilla de monitor de cuarto de control permite al operador de la consola ajustar el volumen de lo que escucha independientemente de los niveles de grabación. En sesiones más avanza- das se aprovecha la capacidad de pasar aspectos específicos de la mezcla a los monitores del cuarto de control, como por ejemplo los buses de efectos o los buses de grabación. De manera similar, la perilla de monitor de estudio permite a personas en un área de grabación aparte escuchar la reproducción a un volumen controlable por separado. El interfono (talkback) permite al operador de la consola usar un micrófono para hablar con los artistas en el estudio sin ocupar un canal de entrada. La presencia de estas funciones de supervisión distingue en gran medida las consolas de grabación de las diseñadas para reforzar el sonido en vivo. 3.5.5 Buses Como se dijo antes, es posible canalizar selectivamente a buses las señales de cualquier canal de entrada. El número de buses varía en los distintos equipos, y los buses cuestan dinero. Idealmente, el número de buses coincidirá con el número de pistas en la grabadora, pues es frecuente que se utilicen para canalizar entradas selectivamente a las entradas de pistas de la grabadora. Los buses también se emplean como submezclas o subgrupos. Esto hace posible un procesamiento global o control de desvanecimiento sobre elementos de una mezcla que tienen algo en común, como por ejemplo toda la música o toda la narración. Los diseños de bus avanzados incluyen más envíos, recepciones, ecua- lizaciones y otros controles que suelen tener los canales de entrada. 3.5.6 Indicadores de sobrecarga y medidores Mientras más medidores tenga una consola, mejor se podrá controlar el sonido. Los medidores son indispensables para supervisar la salida de cada canal de entrada, bus de submezcla y bus maestro estéreo. Algunas mezcladoras cuentan con medidores que se pueden conmutar de modo que reflejen los niveles del bus de efectos, la mezcla de apunte, el enchufe de audífono y más. Aunque no resulta práctico, ni económica ni físicamente, tener medidores en todas las etapas, sí es bueno contar con indicadores de sobrecarga en forma de diodos LED. Por ejemplo, un medidor en un canal de entrada indica el nivel de la señal que entra en la mezcla, pero no muestra si se está sobrecargando el canal de entrada; esto podría hacerlo un indicador de sobrecarga en la entrada. 3.5.7 Automatización La automatización completa de todos los parámetros de una consola es muy costosa. En general, los equipos de precio moderado ofrecen dos clases de automatización: de silenciador y de desvanecedor. El silenciamiento automático permite activar o desactivar las funciones de silenciador de una consola. Las combinaciones de activado / desactivado de cada silenciador se almacenan como ajustes preestablecidos susceptibles de invocación mediante mandatos MIDI de cambio de programa. Esto permite a un secuenciador MIDI iniciar cambios en una mezcla. El desvanecimiento automático lee y registra los movimientos de desvanecedores con objeto de automatizar el volumen. Una automatización que reproduzca los movimientos requiere mecanismos más bien costosos que alteran las posiciones de los desvanecedores durante la reproducción de acuerdo con los ajustes realizados durante la grabación. Como alternativa, unas cuantas compañías producen paquetes externos más económicos que colocan en las salidas de los canales amplificadores de control por voltaje controlados por desvanecedores remotos. Los movimientos de desvanecedor se registran con un secuenciador MIDI en forma de controladores continuos MIDI. Durante la reproducción, los mandatos registrados controlan los amplificadores para obtener una mezcla automatizada. 3.6 MINIESTUDIOS PORTATILES Los fabricantes de equipo de grabación y mezcla bajaron recientemente los precios de entrada al mundo de la grabación personal combinando las dos categorías en el miniestudio, una combinación de mezcladora y grabadora multipistas. El avance, calidad y flexibilidad que se obtenga en cada categoría estará determinado por el modelo y el fabricante, el precio y las necesidades del usuario. La mayoría utilizan un casete de audio estándar en una configuración de cuatro pistas y cuatro canales, a menudo empleando una velocidad más alta para mejorar la fidelidad. Una forma de bajar los costos consiste en ahorrar componentes y hacer que muchos controles tengan funciones dobles. 3.7 - DISPOSITIVOS PARA PROCESAR SEÑALES Los procesadores de señales o efectos aportan diversas herramientas a los entornos de grabación y sonido en vivo. Pueden servir para simular distintos espacios acústicos, crear efectos acústicamente imposibles y conferir claridad, calidez y otros atributos deseables al sonido. Aunque los procesadores de señales clásicos son dispositivos externos, se les halla cada vez más a menudo en instrumentos de música electrónica y en consolas de mezclado. Muchos son capaces de invocar combinaciones preprogramadas de ajustes con la simple presión de un botón o en respuesta a mandatos MIDI de cambio de programa. Algunos permiten incluso la alteración remota de parámetros individuales a través de mensajes MIDI exclusivos del sistema. La mayoría de los efectos cuentan con funciones comunes como controles de nivel de entrada y salida. Esto ayuda a integrar el dispositivo a diversas partes de la cadena de audio con niveles óptimos. Los controles de mezcla (mix) permiten determinar la combinación de la señal original y la procesada en la salida del procesador. Cada día aparecen nuevos tipos de procesadores de señal. Por añadidura, muchos fabricantes incorporan múltiples funciones en un solo dispositivo, aunque los efectos dedicados suelen ofrecer mayor funcionalidad o calidad (o las dos cosas) por efecto. Muchos procesadores de multiefectos son capaces de proporcionar varios efectos simultáneamente. Las principales categorías de efectos se muestran a continuación: Reverberación Retrasos digitales Desplazadores de fase Efectos dinámicos Compuertas de sonido Ecualizador 3.7.1 Reverberación La reverberación sirve para simular un espacio acústico. Las unidades más económicas ofrecen espacios preestablecidos; los modelos más avanzados permiten controlar el número de reflexiones, el retraso entre ellas y su intensidad. La mayor flexibilidad se obtiene con controles individuales sobre los parámetros de la reflexión inicial. 3.7.2 Retrasos digitales Los retrasos digitales ofrecen diversos efectos basados en el tiempo. Algunos de ellos requieren un oscilador de baja frecuencia que altere sutilmente el tono de la señal retardada para conferirle animación. Los retrasos modulados del orden de unos cuantos
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