Decibelios, resolución y almacenamiento en audio digital: conceptos esenciales

Importante

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Decibelios y referencia

El decibel es un concepto relativo; por lo tanto siempre se necesita un punto de referencia. Todo trabajo que hagamos con decibeles se refiere a cálculos de relaciones respecto a la referencia de valores de cada unidad de dB. Esos valores de referencia son magnitudes seleccionadas arbitrariamente. Hemos visto que el decibel es una función logarítmica y, por lo tanto, debemos tener en cuenta que no podemos sumar de forma directa dos o más valores de nivel de presión sonora expresados en dB sin convertirlos antes a unidades lineales.

Sonido, audio y acústica

Diferencia entre sonido y audio: el audio es sonido codificado o procesado para su almacenamiento y reproducción. La acústica se refiere a la sensación que produce un sonido en un receptor.

Onda sonora y física

Onda sonora: vibración que se propaga por un medio. Desde la física, la onda sonora es la vibración del medio; desde la percepción, la acústica es la sensación producida por esa vibración.

Rangos de frecuencia

Subdivisión del rango audible:

• 20 Hz a 250 Hz: frecuencias bajas — sonidos graves.
• 250 Hz a 2.500 Hz: frecuencias medias — sonidos medios.
• 2.500 Hz a 20.000 Hz: frecuencias altas — sonidos agudos.

Muestreo y frecuencia de muestreo

Para tomar mediciones en el dominio digital se utiliza la frecuencia de muestreo (sample rate). El valor mínimo estándar de digitalización en audio es 44.100 muestras/seg (44,1 kHz). Según el teorema de muestreo (Nyquist), la frecuencia de muestreo debe ser, como mínimo, el doble de la frecuencia máxima que se desea reproducir sin aliasing.

Nota: (Amplitud 10 nits (óptimo) — valor donde se puede diferenciar).

Factores que influyen en el tamaño del archivo de audio

Los factores que determinan el «peso» o tamaño de un archivo de audio son, entre otros:

• Amplitud (relacionada con la resolución y el bit depth).
• Rastreo (tasa de muestreo y representación temporal).
• Duración del audio.
• Cantidad de canales (mono, estéreo, multicanal).

Rango dinámico y resolución (bit depth)

Rango dinámico: zona limpia de niveles de audio (poco o sin ruido). Mide los niveles limpios que puede manejar el hardware.

Resolución (sample size o bit depth) hace referencia a la exactitud de las medidas efectuadas en los niveles de amplitud. Es la cantidad de bits que se usan para representar cada muestra de la curva. Una resolución de 8 bits (1 byte) permite manejar valores entre 0 y 255 (256 niveles). Una resolución de 16 bits (2 bytes) maneja hasta 65.535 valores (65.536 si contamos el 0). Con 24 bits, la resolución más usada en sonido profesional, es posible representar la onda con valores comprendidos entre 0 y 16.777.215, lo que permite obtener una representación digital extremadamente similar al sonido original.

Espacio en disco necesario para almacenar audio digitalizado

El espacio en disco depende de la calidad de la grabación. Se calcula multiplicando:

Sample Rate × Bytes por muestra × Tiempo (seg) × Cantidad de canales

Ejemplo de cálculo

Un minuto de audio con calidad CD ocupa aproximadamente 10 MB.

Cálculo: 44.100 muestras/seg × 2 bytes × 60 seg × 2 canales = 10.584.000 bytes (≈ 10,08 MB).

Conclusión

Para trabajar correctamente con audio digital es fundamental comprender la naturaleza relativa del decibel, la importancia de la frecuencia de muestreo (y el teorema de Nyquist), la resolución (bit depth) y cómo estos factores influyen en el rango dinámico y el espacio en disco necesario. Mantener estas variables en equilibrio es clave para obtener grabaciones limpias y fieles al sonido original.