Multimedia. El sonido.

1.- El sonido digital.

El sonido digital es toda aquella señal sonora, normalmente analógica, que se reproduce, guarda y edita en términos numéricos discretos. La señal analógica se codifica a través del sistema binario.

En el sistema binario cualquier valor puede ser representado en términos de 1 y 0. Todas las vibraciones producidas por el aire son transformadas en señales eléctricas y éstas en combinaciones de 1 y 0.

http://www.fotonostra.com/digital/sonidodigital.htm

2.-CONCEPTOS BÁSICOS

-Frecuencia.

Es el número de vibraciones por segundo que da origen al sonido analógico. El espectro de un sonido se caracteriza por su rango de frecuencias. Ésta se mide en Hertzios (Hz). El oído humano capta sólo aquellos sonidos comprendidos en el rango de frecuencias 20 Hz y 20.000 Hz.

-Tasa de muestreo (sample rate). 

Un audio digital es una secuencia de ceros y unos que se obtiene del muestreo de la señal analógica. La tasa de muestreo o sample rate define cada cuánto tiempo se tomará el valor de la señal analógica para generar el audio digital. Esta tasa se mide en Hertzios (Hz). Por ejemplo: 44100 Hz. nos indica que en un segundo se tomaron 44100 muestras de la señal analógica de audio para crear el audio digital correspondiente. Un audio tendrá más calidad cuanto mayor sea su tasa de muestreo. Algunas frecuencias estándares son 44100 Hz., 22050 Hz., y 11025 Hz.

-Resolución (bit resolution)

Es el número de bits utilizados para almacenar cada muestra de la señal analógica. Una resolución de 8-bits proporciona 256 (2^8) niveles de amplitud, mientras que una resolución de 16-bits alcanza 65536 (2^16). Un audio digital tendrá más calidad cuanto mayor sea su resolución. Ejemplo: El audio de calidad CD suele ser un sonido de 44.100 Hz – 16 bits – estéreo.

-Velocidad de transmisión (bitrate)

El bitrate define la cantidad de espacio físico (en bits) que ocupa un segundo de duración de ese audio. Por ejemplo, 3 minutos de audio MP3 a 128kBit/sg, ocupa 2,81 Mb de espacio físico (3min x 60 seg/min x 128 kBit/seg = 23040 kBits -> 23040 kBits x 1024 bits/Kbit : 8 bits/bytes : 1024 bytes/Kbytes : 1024 Kbytes/Mbytes = 2,81 MBytes ó Mb). Por ejemplo en los audios en formato MP3 se suele trabajar con bitrates de 128 kbps (kilobits por segundo). El audio tendrá más calidad cuanto mayor sea su bitrate y el archivo que lo contiene tendrá mayor peso. Esta magnitud se utiliza sobre todo en el formato MP3 de audio más destinado a la descarga por Internet.

3.- Tipos de archivos. Codecs de audio.   

-Tipos de formatos.

Existen diferentes tipos de formato según la compresión del audio. Es importante saber distinguir entre formato de archivo y codec. El codec codifica y decodifica los datos del audio mientras estos datos son archivados en un archivo que tiene un formato de audio específico. La mayoría de los formatos de archivo de audio públicamente documentados pueden ser creados con uno de dos o más codificadores o codecs. 

Hay tres grupos principales de formatos de archivo de audio:

-Formatos de audio sin comprimir, como WAV, AIFF o AU

-Formatos sin pérdida (formato de audio comprimido sin perdida) como FLAC, MPEG-4 SLS, MPEG-4 ALS, MPEG-4 DST, WavPack, Shorten, TTA, ATRAC, Apple Lossless y WMA Lossless

-Formatos con pérdida (algoritmo de compresión con perdida) como MP3, Vorbis, Musepack, AAC, WMA y Opus.

-Formatos de audio sin comprimir.

Hay un formato principal sin comprimir, PCM, que normalmente esta archivado como .wav en windows y .aiff en MAC. WAV y AIFF son formatos flexibles creados para almacenar varias combinaciones de frecuencia de muestreo o tasa de bits, esto los hacen adecuados para archivar grabaciones originales. Existe otro tipo de archivo llamado CDA (audio CD Track) que es un archivo pequeño que sirve como acceso directo a parte de los datos de un CD.

-Formatos de audio comprimido sin pérdida (Lossless).

El formato sin pérdida requiere más tiempo de procesamiento que los formatos sin comprimir pero más eficiente en cuanto el espacio que ocupa. Formatos de audio sin comprimir codifican tanto audio como silencio con el mismo número de bits por unidad de tiempo. Codificar un minuto de silencio en un formato sin comprimir produce un archivo del mismo tamaño que codificar un archivo sin comprimir de un minuto de música de orquesta. Sin embargo en estos archivos la música ocupa un archivo ligeramente más pequeño y el silencio no ocupa casi nada. Estos formatos de compresión proporcionan un ratio de compresión de más o menos 2:1. El desarrollo de estos formatos intenta reducir el tiempo de procesamiento manteniendo un buen ratio de compresión.

-Formatos de audio comprimido con pérdida.

En este sistema de codificación se comprimen los datos descartando partes de ello. El proceso intenta minimizar la cantidad de datos que mantiene el archivo reduciendo su peso y por lo tanto su calidad. Realmente solo pierde los canales no audibles al oído humano, de tal modo que conservan gran parte de su calidad.

4.- Reproductor de mp3 Banshee: entorno.

Banshee es un reproductor de audio para sistemas operativos Linux y Apple Mac OS X.  Es desarrollado utilizando Mono y Gtk. Además usa la plataforma multimedia GStreamer para reproducir, codificar y decodificar formatos tales como Ogg, MP3 y otros.

Banshee puede reproducir e importar CD de audio y reproducir y sincronizar la colección con iPod. Adicionalmente, es capaz de enviar las canciones reproducidas para compartir gustos musicales en Last.fm, así como la posibilidad de escuchar la radio de este servicio. También soporta calificación de canciones (de uno a cinco estrellas), reproducción de vídeo (aunque este carece muchas opciones, como la de subtítulos), descarga y reproducción depodcasts, radios y la descarga automática de carátulas. Soporta extensiones, que permiten darle otras funciones, como por ejemplo buscar la letra de una canción. Otra característica es la posibilidad de crear listas de reproducción, tanto estáticas como inteligentes. Banshee se distribuye bajo los términos de la licencia MIT.

-Reproductores mp3 de software libre.

-Amarok:

Es un reproductor con todas las herramientas necesarias para tener ordenada la música, buscar canciones y reproducirlas de una manera sencilla.

-aTunes:

Una aplicación libre que sustituye perfectamente a iTunes.

-Jajuk:

Es un reproductor al estilo de Amarok o aTunes. Tiene diferentes opciones para agrupar la música, hacer búsquedas selectivas o crear nuestras propias listas de reproducción.Gran facilidad de uso.

-Songbird:

Es programa multiplataforma y multitarea. Con Songbird podemos reproducir música, vídeos e incluso navegar desde él. Puedes integrar tus emisoras y webs musicales favoritas, crear listas de audio y mucho más.

-VLC: 

Reproduce audio y vídeo. VLC lo simplifica todo al máximo, y lo hace bien. Por eso es el mejor reproductor libre.

5.- Reproductores de Cds.

Un reproductor de audio digital es un dispositivo que almacena , organiza y reproduce archivos de audio digital. Comúnmente se le denomina reproductor de MP3, reproductor MP3, o simplemente MP3, pero los reproductores de audio digital reproducen a menudo otros formatos de archivo como algunos otro formatos propietarios aparte de MP3.

Algunos reproductores soportan tecnología DRM restrictiva que son parte de algunos formatos propietarios, como WMA DRM, que a menudo forman parte de ciertos sitios de descargas de pago.

6.- Edición con audiacity:

6.1- Entorno:

1. Descarga y descomprime el archivo amanecer.zip a una carpeta de tu equipo. Como resultado de esta extracción obtendrás el archivo WAV: amanecer.wav.

2. Abre Audacity utilizando el icono de acceso directo al programa.

3. Desde Audacity selecciona Archivo > Abrir.

4. En el cuadro de diálogo Seleccione uno o más archivos … despliega la lista Buscar en para seleccionar la carpeta donde se ubica el archivo de audio anterior. En el cuadro inferior selecciona este archivo y pulsa en el botón Abrir.

5. Tras abrir un archivo de sonido mediante el comando Archivo > Abrir, el programa muestra el siguiente entorno:

6. Aunque algunos se verán con más detalle más adelante, ahora se describen brevemente los principales elementos del interfaz de Audacity:

1. Barra de menús. Como en cualquier aplicación Windows se puede utilizar para activar cualquier opción del programa.

2. Barra de herramientas. Contiene algunas de las operaciones de uso más frecuente:

 Herramienta de Selección: permite seleccionar un fragmento del audio.

 Herramienta de Envolvente: se utiliza para modificar el volumen en ciertas áreas.

 Herramienta de dibujo: con ella se pueden modificar pequeños fragmentos dibujando directamente sobre la representación gráfica de la onda sonora. Suele ser necesario ampliar previamente la vista de la muestra.

 Herramienta zoom: facilita la visualización de detalles en zonas concretas de la grabación.

 Herramienta de traslado de tiempo: permite desplazar un fragmento de la grabación sobre la línea de tiempo: adelante-atrás.

 Modo Multi-herramienta: permite utilizar las herramientas Selección, Envolvente y Traslado sin tener que ir seleccionándolas individualmente.

3. Barra de control de reproducción.

Para reproducir en bucle indefinido el fragmento seleccionado pulsa la tecla Mayus y sin soltarla haz clic en el botón Reproducir.

4. Barra de medidores de Nivel de Entrada y salida.

• Indicador de Nivel de Salida. Durante la reproducción de una grabación mostrará el volumen de salida en cada uno de los dos canales: I-R.

• Indicador de Nivel de Entrada. Durante una grabación mostrará el volumen de entrada de la fuente elegida, por ejemplo, el micrófono.

5. Barra de Mezclador

• Volumen de Salida. Permite establecer el volumen con que se reproducirá el el audio abierto con Audacity cuando se pulse el botón Reproducir de la barra de Control de Reproducción. Este control de salida se sincroniza con el elemento Onda de la consola de control de volumen de los dispositivos de salida.

• Volumen de Entrada. Utiliza el deslizador para definir el volumen con que se grabará el audio procedente del dispositivo de entrada seleccionado (ejemplo: micrófono). No obstante no controla el volumen con que entra la señal de audio sino el volumen que utiliza para grabarla. Si la señal de audio entra saturada, simplemente grabará la señal saturada a menor volumen.

6. Barra de Transcripción. Permite iniciar la reproducción del audio y definir mediante el deslizador la velocidad a la que se reproducirá el audio.

7. Barra de Edición.

 Cortar, Copiar ó Pegar un fragmento de grabación.

 Recortar fuera de selección: recorta los fragmentos exteriores a la selección actual.

 Silenciar selección: transforma a silencio el fragmento de audio seleccionado.

 Deshacer/Rehacer: deshace o rehace la última operación realizada con el programa.

 Zoom Acercar/Alejar.

 Ajustar selección a la ventana: ajusta el fragmento seleccionado a la ventana visible.

 Ajustar el proyecto a la ventana: ajusta la grabación completa a la ventana disponible.

6.2.- Desde copiar y pegar a aplicar efectos.

A continuación se exponen algunos de los efectos más habituales:

• Amplificar. Aumenta o disminuye el volumen del audio seleccionado. Introduce en la casilla Amplificación (dB) el valor en decibelios que se aumentará el volumen o bien puedes arrastrar el deslizador inferior. Si activas la casilla Permitir recorte no podrás amplificar por encima del rango de frecuencias de la onda. Esto evitará la distorsión.

• Realce de graves. Aumenta el volumen de las frecuencias bajas. Indica el límite de frecuencias bajas que se seleccionarán y los decibelios que se incrementarán de volumen.

• Cambiar tiempo. Al arrastrar el deslizador a la derecha o introducir un porcentaje positivo en la casilla Cambio percentual se incrementará la velocidad del tramo seleccionado no variando el tono pero disminuyendo la duración. Si se desplaza a la izquierda o se introduce un % negativo se ralentizará incrementándose la duración.

• Cambiar tono. Permite cambiar el tono del fragmento de sonido seleccionado manteniéndose el tiempo constante. Este efecto se suele aplicar mejor a grabaciones vocales que no tienen música de fondo. Se puede especificar el incremento/decremento de tono de cuatro formas distintas y alternativas: Tono musical, Semitonos, Frecuencia o bien Cambio porcentual.

• Cambiar velocidad. Modifica la velocidad del audio y con ello cambia el tiempo y el tono. Arrastra a derecha o izquierda el deslizador del cambio porcentual para aumentar o disminuir la velocidad. Este efecto se suele aplicar a las locuciones para distorsionar la voz.

• Compresor de rango dinámico. Comprime el rango dinámico de la selección de tal forma que las partes más fuertes se suavizan manteniendo el volumen de las partes más suaves. Opcionalmente se puede aplicar Ganancia para conseguir un volumen final más alto.

• Eco. Añade el efecto eco a una selección. Define el Tiempo de retraso en segundos entre la reproducción del sonido y su eco correspondiente. Se recomienda utilizar un Factor de decaimiento próximo a 0,50000. Este efecto no incrementa la longitud de la selección, por lo que conviene añadir previamente silencio al final de la pista mediante Generar > Silencio.

• Ecualización. Ajusta o reduce las frecuencias extrañas del fragmento elegido. Puedes seleccionar una curva de ecualización predefinida o dibujar tu propia curva.

• Desvanecer progresivamente/Aparecer progresivamente: Se aplican directamente sobre una selección inicial o final realizada en la grabación para definir una aparición o desaparición progresiva de la música.

• Eliminación de ruido. Facilita la eliminación de ruido de una grabación. Este efecto se suele aplicar en dos pasos: 
  -Selecciona un pequeño fragmento de silencio donde aparece el ruido. A continuación elige Efecto > Eliminación de ruido y pulsa el botón Obtener perfil de ruido. De esta forma Audacity sabrá qué debe filtrar. 
  -Seleccionar todo el audio a filtrar, arrastra el deslizador para indicar el % de ruido que deseas eliminar y pulsa en el botón Eliminar ruido. Para terminar haz clic en el botón Cerrar.

• Invertir. Voltea verticalmente la onda de sonido, invirtiendo su fase.
• Normalizar. Normalizar un audio consiste en corregir su DC offset, es decir, ajustar el desplazamiento vertical de la onda y/o fijar la amplitud para que tenga un valor máximo fijo, por ejemplo, -3 dB. Suele ser útil normalizar una pista de audio antes de mezclarla con otras.

• Repetir. Repite la selección un determinado número de veces. Esta operación es rápida y gestiona adecuadamente el espacio intermedio por lo que se utiliza mucho para crear bucles pseudos-infinitos.

• Revertir. Este efecto voltea la pista de audio creando otra donde el comienzo es el final de la original y viceversa. Al reproducir esta nueva pista suena como si se hubiese reproducido hacia atrás la pista original.
• Wahwah. Incorpora un efecto de filtro especial.

10. Elige Archivo > Exportar
11. En el cuadro de diálogo Exportar archivo elige la carpeta destino en la lista desplegable Guardar en. Introduce el nombre del nuevo archivo de audio. 
12. En la lista desplegable Tipo selecciona la entrada Archivos MP3.
13. Si deseas configurar la calidad del archivo mp3 resultante pulsa en el botón Opciones y defínela en la lista Quality. Pulsa en el botón Aceptar.
14. Se muestra el cuadro de diálogo Editar las etiquetas ID3 para el archivo … Clic en Aceptar.