Digitalización de sonido: muestreo, calidad y formatos de audio

Digitalización de sonido: conceptos básicos y formatos

En los sistemas de almacenamiento de sonido basados en principios analógicos, hay un parecido físico (analogía) entre la forma de la onda sonora original y la representación que se hace al almacenarla.

Digitalización

Digitalización: proceso mediante el cual se transforman datos analógicos a un formato digital. Ejemplo: convertir una foto a archivo digital.

Muestreo

Muestreo: indica la acción de tomar muestras en intervalos regulares de tiempo.

Sonido

Sonido: variación periódica de presión que genera un objeto vibrante cuando se propaga en un medio determinado. Si la vibración es arbitraria, se considera ruido. El sonido se transmite mediante ondas mecánicas.

Características de las ondas sonoras

• Amplitud: variación de presión = volumen.
• Periodo: tiempo que tarda en producirse un ciclo.
• Frecuencia: número de ciclos que se repiten en un segundo.

Características del sonido

• Intensidad:
  • Energía que transporta una onda.
  • A mayor amplitud, mayor intensidad y mayor volumen.
  • Unidad = decibelios (dB).
  • Intensidad mínima de audición: 0 dB.
  • Intensidad dolorosa: 140 dB.
• Altura: característica que nos permite distinguir un sonido como grave o agudo.
• Timbre: característica por la que reconocemos la voz de alguien u otro timbre instrumental.
• Una onda compleja se divide en ondas simples.

Digitalización del sonido

Dispositivos

• Micrófono: convierte la variación de la presión en señal eléctrica.
• Placa de sonido:
  • Hace un muestreo de la señal analógica que recibe.
  • La divide en intervalos iguales.
  • Convierte los intervalos en un equivalente binario.

Calidad de sonido digital

• Frecuencia de muestreo:
  • Número de muestras que se toman en un segundo.
  • Valor de muestreo mínimo: 40.000 Hz.
  • El sonido se puede grabar en mono (1 canal) o estéreo (2 canales).
• Resolución:
  • Es el número de bits que utilizamos para representar cada muestra.

Estándar de discos compactos (CD)

• Frecuencia de muestreo: 44,1 kHz.
• Resolución: 16 bits.
• Canales: 2 (estéreo).
• Espacio de almacenamiento: ~10 MB/min.

Formatos de sonido digital

Sin compresión

• WAV: formato de sonido de Windows (sin compresión).
• AIFF: formato de sonido de macOS (sin compresión).
• MIDI: instrucción para que la placa de sonido del ordenador reproduzca; la calidad del sonido depende de la placa.
• CDA: formato de Windows para interpretar un CD de audio.

Con compresión

• MP3: permite reducir hasta el 90% sin pérdida apreciable de calidad porque elimina frecuencias imperceptibles para el oído humano.
• WMA: formato comprimido de Windows.
• OGG: formato comprimido de código abierto.