El so i la digitalització: Guia de conceptes i formats

Què és el so i com es propaga?

El so és una variació periòdica de pressió que genera un objecte vibrant i que es propaga per un medi. Quan es produeixen de forma arbitrària, sense cap seqüenciació rítmica, es tracta de soroll. Una persona pot captar sons entre 20 i 20.000 vibracions per segon (de 16 Hz a 20 kHz).

Característiques de l'ona sonora

• 1. Amplitud (A): És la característica que percebem com a volum.
• 2. Freqüència (f): Nombre de cicles complets per segon. Les ones que es repeteixen cada cert temps s'anomenen periòdiques. Es mesura en Hertz (Hz); 1 Hz = 1 cicle complet.
• 3. Període (T): Temps que triga a produir-se un cicle. La fórmula és T = 1/f.
• 4. Longitud d'ona (λ): Si prenem l'eix X com a espai en lloc de temps, és la distància que recorre en un cicle complet. λ = v (m/s) / f (Hz).

La velocitat depèn del medi: en l'aire, la velocitat és de 331 m/s a 0 ºC i 340 m/s a 20 ºC. En l'aigua a 8 ºC, és de 1.435 m/s.

Descripció de les qualitats del so

1. Intensitat: Energia que transporta l'ona (com més gran és l'amplitud, més fort és el so). Es mesura en decibels (dB).
2. To / Altura: Capacitat que permet percebre un so com a més greu o més agut. Per sota de 20 Hz són infrasons i per sobre de 20 kHz són ultrasons.
3. Timbre: Caràcter que ens permet diferenciar distints sons.

El procés de digitalització de l'àudio

La digitalització és el procés mitjançant el qual es transformen dades analògiques en digitals:

1. El micròfon converteix la variació de pressió de l'aire en un senyal elèctric. Aquest és introduït per un cable a l'ordinador fins a la placa de so.
2. La placa de so, que actua com a digitalitzador, fa un mostratge del so rebut, el divideix en intervals iguals i el converteix en l'equivalent binari.

Qualitat del so digital

La qualitat depèn de:

• 1. Freqüència de mostratge: Nombre de mostres per segon.
• 2. Resolució: Nombre de dígits binaris utilitzats per a representar-lo. Pot ser un sistema de 8 bits (1 byte), és a dir, 2⁸ = 256 caràcters, o de 16 bits (2 bytes), és a dir, 2¹⁶ = 65.536 caràcters.

Formats de fitxers d'àudio

• Sense compressió: WAV (Windows / molt gran), MID (arxius placa de so / molt petit), AIFF (Mac / molt gran), CDA (Windows per a CD / molt gran).
• Amb compressió: MP3 (el primer comprimit / petit), WMA (Windows, còpia de MP3 / petit), OGG (codi obert, més qualitat i menys compressió / variable).

Problema: Càlcul d'espai d'emmagatzematge

Espai requerit per a una cançó de 3 minuts amb qualitat CD. Dades: f = 44.100 Hz, resolució = 16 bits, so = estèreo (2 canals).

Passos per a la resolució:

1. Passar el temps a segons.
2. Nombre de mostres (temps per freqüència de mostratge).
3. Nombre de bits per canal (mostres · bits/canal).
4. Nombre total de bits (bits/canal · nombre de canals).
5. Passar a bytes (why not? XD) = (Nombre total de bits · 1 byte) / 8 bits.