3.- AUDIO/SONIDO - dis.um.esdis.um.es/~jfernand/0506/smig/tema5.pdf · – SALIDA ANALÓGICA SIN AMPLIFICAR (Line Out): proviene del mezclador y se entrega sin amplificar, ... zEnergía

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Sistemas Multimedia e Interacción Gráfica - Curso 2005/06

3.- AUDIO/SONIDO

3.1.3.1. INTRODUCCIÓN.INTRODUCCIÓN.3.2.3.2. PRINCIPIOS DEL SONIDO.PRINCIPIOS DEL SONIDO.3.3.3.3. CARACTERÍSTICAS DE LOS SONIDOS.CARACTERÍSTICAS DE LOS SONIDOS.3.4.3.4. HARDWARE PARA SONIDOHARDWARE PARA SONIDO3.5.3.5. DIGITALIZACIÓN DEL SONIDO.DIGITALIZACIÓN DEL SONIDO.3.6.3.6. EDICIÓN DE SONIDO DIGITAL.EDICIÓN DE SONIDO DIGITAL.3.7.3.7. EL ESTÁNDAR EL ESTÁNDAR M.I.D.IM.I.D.I..3.8.3.8. FORMATOS DE ARCHIVOS DE AUDIO.FORMATOS DE ARCHIVOS DE AUDIO.3.9.3.9. SISTEMAS DE AUDIO SISTEMAS DE AUDIO 3.10.3.10. SONIDO EN INTERNETSONIDO EN INTERNET


Introducción.

El sonido es un fenómeno físico El sonido es un fenómeno físico fundamentalmente analógico.fundamentalmente analógico.

Para tratamiento digitalPara tratamiento digital–– Fenómeno físico Fenómeno físico seseññal elal elééctrica ctrica --> se> seññal digitalal digital

Forma de capturarlo:Forma de capturarlo:–– Grabación y conversiónGrabación y conversión–– Instrumentos musicales electrónicosInstrumentos musicales electrónicos

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¿Cómo se produce el sonido?

El sonido se produce por la interacción de un objeto El sonido se produce por la interacción de un objeto que vibra, un medio de transmisión y un receptor.que vibra, un medio de transmisión y un receptor.Atenuación con la distancia y obstáculosAtenuación con la distancia y obstáculosUna onda de presión se transmite a través de un Una onda de presión se transmite a través de un medio, como el aire, y produce una sensación medio, como el aire, y produce una sensación llamada auditiva, al perturbar el estado de reposo de llamada auditiva, al perturbar el estado de reposo de las estructuras del oído.las estructuras del oído.Vibraciones Vibraciones impulsos elimpulsos elééctricosctricos


Generación del sonido

El tímpano vibra las partículas de aire que la El tímpano vibra las partículas de aire que la rodean y provocará la vibración de los huesos rodean y provocará la vibración de los huesos del oído interno.del oído interno.Vibraciones Vibraciones --> se> seññales neuronales (acciales neuronales (accióón de n de la membrana basilar)la membrana basilar)Grado de intensidad dependiente de la Grado de intensidad dependiente de la frecuencia frecuencia --> profundidad de penetraci> profundidad de penetracióónn

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Características de los sonidos (I).

Las características de los sonidos que nos permiten Las características de los sonidos que nos permiten identificarlos y diferenciarlos se pueden resumir en las identificarlos y diferenciarlos se pueden resumir en las siguientes:siguientes:

–– INTENSIDAD:INTENSIDAD: AMPLITUD DE LA ONDA SONORA. AMPLITUD DE LA ONDA SONORA. Indica a cuánto se alejan las partículas (y por tanto el tímpanoIndica a cuánto se alejan las partículas (y por tanto el tímpano) de ) de su posición de reposo en cada periodo de vibración.su posición de reposo en cada periodo de vibración.El oído responde a una rango de intensidades muy grande (desde El oído responde a una rango de intensidades muy grande (desde un sonido casi imperceptible al umbral del dolor).un sonido casi imperceptible al umbral del dolor).


Características del sonido (II).

–– INTENSIDAD:INTENSIDAD: AMPLITUD DE LA ONDA SONORA. AMPLITUD DE LA ONDA SONORA. Muchos sonidos presentan un patrón claro de intensidad que Muchos sonidos presentan un patrón claro de intensidad que varía con el tiempo. A este patrón se le llama ENVOLVENTE.varía con el tiempo. A este patrón se le llama ENVOLVENTE.Ejemplo1: Un piano presenta un fuerte golpe de gran Ejemplo1: Un piano presenta un fuerte golpe de gran intensidad inicial, que decae más o menos rápidamente hasta intensidad inicial, que decae más o menos rápidamente hasta desaparecer.desaparecer.Ejemplo2: Una flauta presenta una envolvente más aplanada, Ejemplo2: Una flauta presenta una envolvente más aplanada, ya que no existe golpe inicial, sino una intensidad del sonido ya que no existe golpe inicial, sino una intensidad del sonido mantenida mientras dura la nota.mantenida mientras dura la nota.Medida de la intensidad: decibelios (referencia umbral)Medida de la intensidad: decibelios (referencia umbral)

2

2

10log10refa

adB =

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Características del sonido (III).En la siguiente tabla podemos ver la intensidad en En la siguiente tabla podemos ver la intensidad en dBdB de de algunos sonidos representativos.algunos sonidos representativos.

Descripción Nivel (dB) Intensidad

Umbral del dolor 130 1013

Concierto heavy metal 120 1012

Martillazos sobre metal 110 1011

Tráfico de vehículos 70 107

Conversación normal 60 106

Restaurante concurrido 50 105

Casa en la ciudad 40 104

Iglesia vacía 30 103

Estudio de grabación 20 102

Umbral de audición 0 1


Características del sonido (IV).

–– FRECUENCIA Y PERIODO:FRECUENCIA Y PERIODO: SON DOS CONCEPTOS SON DOS CONCEPTOS QUE REPRESENTAN EL MISMO FENÓMENO FÍSICO Y QUE REPRESENTAN EL MISMO FENÓMENO FÍSICO Y QUE ESTÁN INVERSAMENTE RELACIONADOS.QUE ESTÁN INVERSAMENTE RELACIONADOS.

FRECUENCIA: Mide cuantas vibraciones se producen por FRECUENCIA: Mide cuantas vibraciones se producen por segundo (se miden en ciclos por segundo o hercios segundo (se miden en ciclos por segundo o hercios --> Hz. > Hz. Los humanos somos capaces de percibir frecuencias de Los humanos somos capaces de percibir frecuencias de entre 20 y 20.000 entre 20 y 20.000 HzHz).).PERIODO: Cuantas fracciones de segundo dura una PERIODO: Cuantas fracciones de segundo dura una vibración (se mide en segundos).vibración (se mide en segundos).

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Características del sonido (V).

–– TONO:TONO: CARACTERCARACTERÍÍSTICA PERCEPTIVA QUE SOLO CAPTAMOS EN STICA PERCEPTIVA QUE SOLO CAPTAMOS EN LOS SONIDOS PERILOS SONIDOS PERIÓÓDICOS: LOS QUE TIENEN UNA FRECUENCIA DICOS: LOS QUE TIENEN UNA FRECUENCIA MMÁÁS O MENOS CONSTANTE (agudo o grave).S O MENOS CONSTANTE (agudo o grave).

–– TIMBRE:TIMBRE: CONJUNTO DE FRECUENCIAS QUE SE PUEDEN CONJUNTO DE FRECUENCIAS QUE SE PUEDEN ENCONTRAR EN UN SONIDO EN MAYOR O MENOR PROPORCIÓN.ENCONTRAR EN UN SONIDO EN MAYOR O MENOR PROPORCIÓN.

Dos instrumentos musicales distintos, como un violín y una flautDos instrumentos musicales distintos, como un violín y una flauta, que estén a, que estén interpretando la misma nota (frecuencia) con la misma intensidadinterpretando la misma nota (frecuencia) con la misma intensidad, son , son claramente claramente diferenciablesdiferenciables --> TIMBRE o FORMA DE ONDA.> TIMBRE o FORMA DE ONDA.

Movimientos complejos descomponibles en movimientos simplesMovimientos complejos descomponibles en movimientos simples

Por ello, el timbre corresponde al conjunto de frecuencias que sPor ello, el timbre corresponde al conjunto de frecuencias que se pueden e pueden encontrar en un sonido en mayor o menor proporción.encontrar en un sonido en mayor o menor proporción.A la frecuencia que aparece con más fuerza , si la hay, se llamaA la frecuencia que aparece con más fuerza , si la hay, se llama frecuencia frecuencia fundamental, el resto son armónicosfundamental, el resto son armónicos


Características del sonido (VI)

Figura 6. Espectros de frecuencias

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Hardware básico para sonido

Tarjeta de sonido

Micrófono

Altavoces


Elementos de una tarjeta de sonido (I).

El elemento hardware básico para realizar las tareas relacionadaEl elemento hardware básico para realizar las tareas relacionadas s con el sonido en un ordenador es la con el sonido en un ordenador es la tarjeta de sonidotarjeta de sonido..En los ordenadores personales, las podemos encontrar en En los ordenadores personales, las podemos encontrar en BUS BUS ISA ISA (obsoletas), (obsoletas), PCIPCI, integradas en la placa base, y tarjetas , integradas en la placa base, y tarjetas externas (PCMCIA, USB,..).externas (PCMCIA, USB,..).

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Elementos de una tarjeta de sonido (II).Aparte de las capacidades de muestrear y reproducir sonidos (ADCAparte de las capacidades de muestrear y reproducir sonidos (ADCy DAC), la mayoría de las tarjetas de sonido disponen de los y DAC), la mayoría de las tarjetas de sonido disponen de los siguientes elementos:siguientes elementos:

–– Un CHIP DE SÍNTESIS de efectos sonoros por tabla de ondas o por Un CHIP DE SÍNTESIS de efectos sonoros por tabla de ondas o por modulación de frecuencia:modulación de frecuencia: se usa para emular instrumentos MIDI sin se usa para emular instrumentos MIDI sin necesidad de conectar un verdadero instrumento de este tipo a lanecesidad de conectar un verdadero instrumento de este tipo a latarjeta.tarjeta.

–– Un MEZCLADORUn MEZCLADOR: capaz de seleccionar y combinar las señales : capaz de seleccionar y combinar las señales procedentes del micrófono, entrada de línea, CD/DVD, DAC y chip procedentes del micrófono, entrada de línea, CD/DVD, DAC y chip de de síntesis, y dirigir esta salida combinada a la salida de altavocsíntesis, y dirigir esta salida combinada a la salida de altavoces, a la de es, a la de auriculares, o al ADC.auriculares, o al ADC.

–– CONTROLADOR DE UN LECTOR DE CDCONTROLADOR DE UN LECTOR DE CD--ROM:ROM: menos frecuente en menos frecuente en las nuevas tarjetas.las nuevas tarjetas.

–– PROCESADOR DE AUDIO, DSP (Digital PROCESADOR DE AUDIO, DSP (Digital SoundSound ProcessorProcessor)): : procesador de audio capaz de realizar operaciones sobre el audioprocesador de audio capaz de realizar operaciones sobre el audio en en tiempo real.tiempo real.


Elementos de una tarjeta de sonido (III).

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Elementos de una tarjeta de sonido (IV).Las tarjetas de sonido para relacionarse con el exterior suelen Las tarjetas de sonido para relacionarse con el exterior suelen disponer de las siguientes conexiones:disponer de las siguientes conexiones:

–– SALIDA ANALÓGICA AMPLIFICADA PARA ALTAVOCES:SALIDA ANALÓGICA AMPLIFICADA PARA ALTAVOCES: suele suele entregar una señal amplificada de 2 a 4 voltios. Se usa entregar una señal amplificada de 2 a 4 voltios. Se usa habitualmente para conectar los altavoces.habitualmente para conectar los altavoces.

–– SALIDA ANALÓGICA SIN AMPLIFICAR (SALIDA ANALÓGICA SIN AMPLIFICAR (LineLine OutOut)): proviene del : proviene del mezclador y se entrega sin amplificar, para conectar la tarjeta mezclador y se entrega sin amplificar, para conectar la tarjeta de de sonido a un amplificador externo.sonido a un amplificador externo.

–– MICRÓFONO.MICRÓFONO.–– ENTRADA ANALÓGICA AUXILIAR (ENTRADA ANALÓGICA AUXILIAR (LineLine In)In): permite introducir en : permite introducir en

la tarjeta una señal proveniente de una fuente externa, como unala tarjeta una señal proveniente de una fuente externa, como unaradio, un equipo de música, etc.radio, un equipo de música, etc.

–– CONECTOR MIDI / JOYSTICKCONECTOR MIDI / JOYSTICK: permite la conexión a un : permite la conexión a un joystickjoystickanalógico o bien sirve de interfaz para la conexión con otros analógico o bien sirve de interfaz para la conexión con otros dispositivos MIDI como teclado, sintetizadores, etc.dispositivos MIDI como teclado, sintetizadores, etc.

–– SALIDA DIGITALSALIDA DIGITAL (las tarjetas más recientes) /5.1(las tarjetas más recientes) /5.1


Elementos de una tarjeta de sonido (V).

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Elementos de una tarjeta de sonido (VI).

En cuanto a las capacidades y prestaciones de una En cuanto a las capacidades y prestaciones de una tarjeta de sonido, debemos destacar:tarjeta de sonido, debemos destacar:

–– NÚMERO DE BITS DE LOS ADC y DAC:NÚMERO DE BITS DE LOS ADC y DAC: en las primeras en las primeras tarjetas había que conformarse con sólo 8 bits (256 niveles de tarjetas había que conformarse con sólo 8 bits (256 niveles de señal diferentes). En la actualidad, la mayoría son de 16 bits señal diferentes). En la actualidad, la mayoría son de 16 bits (65.536 niveles). (65.536 niveles). EjEj: SB : SB AudigyAudigy 4 Pro 24 bits4 Pro 24 bits

Nota: SB64, SB128, etc no indican el número de bits de Nota: SB64, SB128, etc no indican el número de bits de codificación, sino el número de voces MIDI que es capaz de codificación, sino el número de voces MIDI que es capaz de generar su chip de síntesis.generar su chip de síntesis.

–– MÁXIMA FRECUENCIA DE MUESTREO:MÁXIMA FRECUENCIA DE MUESTREO: +44.000 +44.000 khzkhz–– FULL DUPLEX:FULL DUPLEX: otra característica presente en algunas tarjetas otra característica presente en algunas tarjetas

de sonido recientes, es la capacidad de grabar (ADC) y de sonido recientes, es la capacidad de grabar (ADC) y reproducir (DAC) al mismo tiempo. reproducir (DAC) al mismo tiempo.

EnhancedEnhanced (con diferentes frecuencias de muestreo)(con diferentes frecuencias de muestreo)


El DAC (I).

El elemento clave en la digitalización del audio es el El elemento clave en la digitalización del audio es el conversor analógico / digital o DAC, que transforma la conversor analógico / digital o DAC, que transforma la señal de audio en una secuencia de datos binarios.señal de audio en una secuencia de datos binarios.

Estos conversores se caracterizan por una serie de Estos conversores se caracterizan por una serie de propiedades:propiedades:

–– FRECUENCIA DE MUESTREO (número de muestras por FRECUENCIA DE MUESTREO (número de muestras por segundo)segundo)

–– RESOLUCIÓN DE LA MUESTRA (número de bits para RESOLUCIÓN DE LA MUESTRA (número de bits para codificar)codificar)

–– UMBRAL DE SENSIBILIDAD Y TOLERANCIA.UMBRAL DE SENSIBILIDAD Y TOLERANCIA.–– LINEALIDAD DE LA RESPUESTA Y RUIDO.LINEALIDAD DE LA RESPUESTA Y RUIDO.

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El DAC (II).

UMBRAL DE SENSIBILIDAD y TOLERANCIA:UMBRAL DE SENSIBILIDAD y TOLERANCIA:–– Niveles mínimo y máximo de intensidad que pueden recoger y Niveles mínimo y máximo de intensidad que pueden recoger y

además, dos mediciones del mismo sonido, deben dar el además, dos mediciones del mismo sonido, deben dar el mismo resultado.mismo resultado.

–– Una de las diferencias principales entre una tarjeta de sonido Una de las diferencias principales entre una tarjeta de sonido normal y una profesional es la tolerancia (depende de los normal y una profesional es la tolerancia (depende de los controles de calidad en la fabricación del chip).controles de calidad en la fabricación del chip).

RUIDO:RUIDO:–– Ruido es todo aquello que se oye pero no debería escucharse.Ruido es todo aquello que se oye pero no debería escucharse.–– Los DAC también tienen ruido aunque muy poco. Los DAC también tienen ruido aunque muy poco. –– Si se combina un ruido elevado con un circuito poco preciso, Si se combina un ruido elevado con un circuito poco preciso,

podemos encontrar que la toma de muestras puede llegar a podemos encontrar que la toma de muestras puede llegar a distorsionar la grabación <=> Esto es lo que ocurre con las distorsionar la grabación <=> Esto es lo que ocurre con las tarjetas de sonido de baja calidad.tarjetas de sonido de baja calidad.


El DAC (III).

LINEALIDAD:LINEALIDAD:–– Un DAC tiene respuesta en frecuencia.Un DAC tiene respuesta en frecuencia.–– Los objetos que se comportan bien a una frecuencia puede que Los objetos que se comportan bien a una frecuencia puede que

no se comporten bien a otra; incluso pueden dar resultados no se comporten bien a otra; incluso pueden dar resultados erróneos.erróneos.

–– La razón de que haya altavoces de dos o tres vías es que cada La razón de que haya altavoces de dos o tres vías es que cada uno de los conos que los forman sólo responden bien en una uno de los conos que los forman sólo responden bien en una franja estrecha del espectro auditivo (franja estrecha del espectro auditivo (tweetertweeter --> agudos, > agudos, wooferwoofer--> graves).> graves).

–– Todo tiene una respuesta en frecuencia característica, desde el Todo tiene una respuesta en frecuencia característica, desde el micrófono hasta los cables, pasando por el DAC y las micrófono hasta los cables, pasando por el DAC y las membranas de los altavoces.membranas de los altavoces.

–– Por norma, un dispositivo es mejor cuanto más lineal es su Por norma, un dispositivo es mejor cuanto más lineal es su respuesta, esto es, respuestas similares para frecuencia respuesta, esto es, respuestas similares para frecuencia diversasdiversas

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MicrófonosEnergía acústica (sonido)-> energía eléctrica (audio)Amplifica la señal original para ser copiada en forma eléctrica.Calidad de la copia

– Perfección del micro– Ruido– Localización– Acústica de la sala

“Tu equipo sonará como suene el peor de los componentes”


Tipos principales de micrófonos– De mano: 30º, separación (seseo)– Personal

Micrófono/Audífono: retransmisiones deportivas (2 señales: audio e indicaciones del director). Inalámbrico: conectado a un radio transmisor. Audio como radio frecuencia. Distancia e interferencias

– No visiblesBoom: fijos o móviles, tipo plataforma, controlados a distanciaSuspendido: fijados en un lugar, calidad dependiente de posiciónOculto: detrás de algún elemento, efecto de proximidad, varios micrófonos ocultos

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AltavocesTransforma la energía eléctrica en mecánica, de modo inverso al micrófono

1.- Cono o diafragma2.- Campana3.- Yugo4.- Imán permanente5.- Bobina móvil6.- Araña7.- Tapa de retención de polvo8.- Hilos de conexión de la bobina9.- Bornes de conexión


Tipos de altavocesCubrimiento del espectro audible. Mínimo 2 altavoces (altas y bajas frecuencias)División del espectro en partes (vías)Altavoces de 2,3,4 víasAtendiendo a la gama de frecuencias– Graves (woofer)– Medios (midrange)– Agudos (tweeter)– Otros para sistemas multivía: subwoofer, midbass

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Altavoces de 2-3 vías


Sistemas de altavocesDependen del número y tipo de altavoces que se empleen.Sonido estéreo: 2 altavoces.Sonido envolvente/3D: – 4 altavoces (2 delanteros y 2 traseros). – Mayor realismo.

Virtual Surround: – Sonido envolvente 3D con 2 altavoces. – Simulación por hardware

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Sistemas de altavoces 5.1Dolby Digital, DTS (DVD)Altavoces frontales (estéreo): música y efectos de sonido principalmenteAltavoz central: acción principal y diálogosAltavoces surround (envolvente): sensación de profundidad, efectos especiales.Altavoz subwoofer: frecuencias más bajas, sensación más envolvente música y efectosColocación


Sistemas de altavoces 6.1 y 7.16.1– 5.1 con el agregado de un canal central en la parte

posterior de la sala.

7.1– 6.1 con altavoces a izquierda y derecha en la parte

trasera de la sala. – Para el sistema SDDS, 7.1 es igual a 5.1 pero

agregando altavoces centrales derechos e izquierdos adicionales al frente del oyente para mejorar la puesta del sonido.

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Digitalización del sonido (I).Los humanos no percibimos todas las ondas que se propagan a Los humanos no percibimos todas las ondas que se propagan a nuestro alrededor (sólo percibimos el espectro de 20Hz a 20Khz).nuestro alrededor (sólo percibimos el espectro de 20Hz a 20Khz).

Si queremos construir un sistema que grabe el sonido que nos Si queremos construir un sistema que grabe el sonido que nos rodea, no nos interesa que grabe todo, sino sólo aquellas rodea, no nos interesa que grabe todo, sino sólo aquellas porciones del espectro de frecuencias que podemos percibir porciones del espectro de frecuencias que podemos percibir DIGITALIZACIDIGITALIZACIÓÓNN..

Para digitalizar la señal analógica de entrada tenemos que tenerPara digitalizar la señal analógica de entrada tenemos que teneren cuenta varias cosas:en cuenta varias cosas:

–– ¿Cual es la frecuencia de muestreo necesaria para efectuar un bu¿Cual es la frecuencia de muestreo necesaria para efectuar un buen en registro de la señal de entrada? registro de la señal de entrada? TEOREMA DE NYQUIST TEOREMA DE NYQUIST EL EL DOBLE DE LA MDOBLE DE LA MÁÁXIMA FRECUENCIA QUE QUEREMOS GRABAR XIMA FRECUENCIA QUE QUEREMOS GRABAR (20Khz) (20Khz) La frecuencia de muestreo debe ser de unos 44Khz.La frecuencia de muestreo debe ser de unos 44Khz.


Digitalización del sonido (II).

–– ¿Cuál es la diferencia mínima¿Cuál es la diferencia mínima que tenemos que registrar en la que tenemos que registrar en la amplitud de las ondas? amplitud de las ondas? Una codificaciUna codificacióón con 16 bits nos n con 16 bits nos proporciona mproporciona máás de 64.000 intervalos de codificacis de 64.000 intervalos de codificacióón.n.

DIGITALIZACIÓN:DIGITALIZACIÓN:–– FRECUENCIA DE MUESTREO O DISCRETIZACIÓN TEMPORAL: FRECUENCIA DE MUESTREO O DISCRETIZACIÓN TEMPORAL:

medida del valor de la señal original a intervalos regulares de medida del valor de la señal original a intervalos regulares de tiempo.tiempo.–– BITS DE CODIFICACIÓN O CUANTIZACIÓN O DISCRETIZACIÓN BITS DE CODIFICACIÓN O CUANTIZACIÓN O DISCRETIZACIÓN

DE LA AMPLITUD: aproximación de cada valor medido al valor enterDE LA AMPLITUD: aproximación de cada valor medido al valor entero o más próximo.más próximo.

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Digitalización del sonido (III).

La digitalización consiste en convertir los valores de intensidaLa digitalización consiste en convertir los valores de intensidad d de la señal en valores numéricos que la representen.de la señal en valores numéricos que la representen.

Para ello se utilizan circuitos conversores de Para ello se utilizan circuitos conversores de ANALÓGICO a ANALÓGICO a DIGITALDIGITAL ((analoganalog toto digital digital converterconverter ADC) que llevan a cabo ADC) que llevan a cabo una conversión o lectura cada cierto tiempo.una conversión o lectura cada cierto tiempo.

A cada lectura se la llama A cada lectura se la llama muestramuestra y el número de muestras y el número de muestras que se toman por segundo que se toman por segundo FRECUENCIA DE MUESTREOFRECUENCIA DE MUESTREO..

Para volcar una señal al exterior en forma de sonido (digital Para volcar una señal al exterior en forma de sonido (digital totoanaloganalog converterconverter DAC), conectado a un amplificador de DAC), conectado a un amplificador de salida y a un altavoz.salida y a un altavoz.


Digitalización del sonido (IV).

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Digitalización del sonido (V).La precisión con la que el ADC codifica los valores de la señal La precisión con la que el ADC codifica los valores de la señal (número de bits de la representación digital o tamaño de la (número de bits de la representación digital o tamaño de la palabra del convertidor), tiene una repercusión directa en la palabra del convertidor), tiene una repercusión directa en la calidad de la misma.calidad de la misma.


Digitalización del sonido (VI).La frecuencia de muestreo también tiene una influencia clave en La frecuencia de muestreo también tiene una influencia clave en la la exactitud de la señal (teorema de exactitud de la señal (teorema de NyquistNyquist y y AliasingAliasing).).

La frecuencia de muestreo debe ser al menos doble que la máxima La frecuencia de muestreo debe ser al menos doble que la máxima frecuencia de la señal que pretendemos obtener (por tanto, la frecuencia de la señal que pretendemos obtener (por tanto, la frecuencia de muestreo debe ser superior a 40.000 muestras por frecuencia de muestreo debe ser superior a 40.000 muestras por segundo).segundo).

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Edición de sonido digital (I).

Una de las mayores ventajas del sonido digital es la Una de las mayores ventajas del sonido digital es la enorme flexibilidad que ofrece a la hora de editar el enorme flexibilidad que ofrece a la hora de editar el sonido.sonido.

Podemos clasificar las técnicas de edición de sonido Podemos clasificar las técnicas de edición de sonido digital atendiendo al aspecto del sonido que modifican:digital atendiendo al aspecto del sonido que modifican:

–– MODIFICACIÓN DE LA DIMENSIÓN TEMPORAL:MODIFICACIÓN DE LA DIMENSIÓN TEMPORAL:Podemos realizar las siguientes acciones:Podemos realizar las siguientes acciones:

Cortar, copiar y pegar.Cortar, copiar y pegar.Cambio de sentido.Cambio de sentido.Eliminar silencios.Eliminar silencios.Insertar silenciosInsertar silencios..


Edición de sonido digital (II).

–– MODIFICACIÓN DE LA AMPLITUD MEDIANTE MODIFICACIÓN DE LA AMPLITUD MEDIANTE OPERACIONES DE MULTIPLICACIÓN:OPERACIONES DE MULTIPLICACIÓN: Podemos realizar Podemos realizar las siguientes acciones:las siguientes acciones:

Modificar la gananciaModificar la ganancia..SilenciarSilenciar..Umbral de ruido (“noise gate”)Umbral de ruido (“noise gate”)..Normalizar respecto de la mayor amplitud de ondaNormalizar respecto de la mayor amplitud de onda..Fundido de entrada y de salida (“fade in” y “fade out”): Fundido de entrada y de salida (“fade in” y “fade out”): son dos envolventes muy utilizados, para dar comienzo o son dos envolventes muy utilizados, para dar comienzo o final progresivofinal progresivoModulación de la amplitud con una señal periódica.Modulación de la amplitud con una señal periódica.InversiónInversión..

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Edición de sonido digital (III).–– MODIFICACIÓN DE LA FRECUENCIA:MODIFICACIÓN DE LA FRECUENCIA:

Cambio de la frecuencia de reproducción:Cambio de la frecuencia de reproducción: si un sonido muestreado a 44,1 si un sonido muestreado a 44,1 khzkhz se reproduce a 22,05 se reproduce a 22,05 KhzKhz, sonará una octava más grave y durará el , sonará una octava más grave y durará el doble de tiempo.doble de tiempo.RemuestreoRemuestreo: : a partir de las muestras de un sonido digital, aumentar o a partir de las muestras de un sonido digital, aumentar o disminuir su frecuencia de muestreo, añadiendo o eliminando muesdisminuir su frecuencia de muestreo, añadiendo o eliminando muestras tras respectivamente. Para pasar de 44,1 respectivamente. Para pasar de 44,1 KhzKhz a 22,05 a 22,05 KhzKhz, se elimina una , se elimina una muestra de cada dos. Para pasar de 22,05 muestra de cada dos. Para pasar de 22,05 KhzKhz a 44,1 a 44,1 KhzKhz, se crea por , se crea por interpolación una nueva muestra entre cada dos. interpolación una nueva muestra entre cada dos. Transposición:Transposición: es un término musical que significa subir o bajar la altura de es un término musical que significa subir o bajar la altura de una melodía uno o más semitonos. La transposición supone una varuna melodía uno o más semitonos. La transposición supone una variación de iación de la duración del sonido: dura más cuanto más grave, y menos cuantla duración del sonido: dura más cuanto más grave, y menos cuanto más o más agudo.agudo.El “pitch bend” o modificación continua de la frecuencia:El “pitch bend” o modificación continua de la frecuencia: es similar a la es similar a la transposicitransposicióón, pero en vez de realizarse en intervalos discretos (semitonos)n, pero en vez de realizarse en intervalos discretos (semitonos)se lleva a cabo de forma continua. Se puede definir la evolucise lleva a cabo de forma continua. Se puede definir la evolucióón de la n de la frecuencia en el tiempo mediante una envolvente. frecuencia en el tiempo mediante una envolvente.


El estándar M.I.D.I. (I)MMusical usical IInstrumentnstrument DDigital igital IInterfacenterface (INTERFAZ DIGITAL PARA INSTRUMENTOS (INTERFAZ DIGITAL PARA INSTRUMENTOS MUSICALES) MUSICALES) Es un protocolo de comunicaciones de datos, capaz de permitir qEs un protocolo de comunicaciones de datos, capaz de permitir que ue un instrumento musical pueda controlar a otro. Es un mun instrumento musical pueda controlar a otro. Es un méétodo para describir la mtodo para describir la múúsica sica mediante comandos.mediante comandos.

Su meta inicial era conseguir que desde un teclado central se puSu meta inicial era conseguir que desde un teclado central se pudieran controlar dieran controlar distintos instrumentos musicales electrdistintos instrumentos musicales electróónicos interconectados, pero con el uso de nicos interconectados, pero con el uso de ordenadores, el MIDI se convierte ademordenadores, el MIDI se convierte ademáás en una herramienta para distintas s en una herramienta para distintas aplicaciones musicales: ayuda a la composiciaplicaciones musicales: ayuda a la composicióón, docencia, edicin, docencia, edicióón de partituras...n de partituras...

La diferencia entre la informaciLa diferencia entre la informacióón de audio y los datos MIDI es comparable a la que n de audio y los datos MIDI es comparable a la que existe entre un disco compacto con la novena sinfonexiste entre un disco compacto con la novena sinfoníía de a de BeethovenBeethoven y su partitura, con y su partitura, con la diferencia ala diferencia aññadida de que el MIDI trata de partituras que han de ser entendidadida de que el MIDI trata de partituras que han de ser entendidas por as por mmááquinas, no por seres humanos.quinas, no por seres humanos.

El instrumento controlador recibe el nombre de El instrumento controlador recibe el nombre de MASTER o MAESTROMASTER o MAESTRO, mientras que el , mientras que el instrumento o instrumentos controlados reciben el nombre de instrumento o instrumentos controlados reciben el nombre de ESCLAVOSESCLAVOS..

TambiTambiéén es posible desde un ordenador controlar la mayorn es posible desde un ordenador controlar la mayoríía de los instrumentos a de los instrumentos musicales electrmusicales electróónicos y capturar y almacenar la informacinicos y capturar y almacenar la informacióón que genera la ejecucin que genera la ejecucióón n de un intde un intéérprete sobre un instrumento.rprete sobre un instrumento.

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El estándar M.I.D.I. (II).

TransmisiTransmisióón asn asííncronancrona

Su velocidad de transmisiSu velocidad de transmisióón es de 31,25 n es de 31,25 KbaudiosKbaudios..

Podemos distinguir tres aspectos en este estPodemos distinguir tres aspectos en este estáándar ndar de comunicacide comunicacióón:n:

–– Especificaciones fEspecificaciones fíísicas: conectores, tensiones, etc.sicas: conectores, tensiones, etc.–– Especificaciones de datos:notas.Especificaciones de datos:notas.–– Especificaciones de control: cambios de sonido, Especificaciones de control: cambios de sonido,

velocidad, frecuencia, etc.velocidad, frecuencia, etc.


Interfaz M.I.D.I. (I).La interfaz es el dispositivo electrLa interfaz es el dispositivo electróónico que se encarga de enviar y recibir nico que se encarga de enviar y recibir informaciinformacióón M.I.D.I. hacia y desde otros dispositivos.n M.I.D.I. hacia y desde otros dispositivos.

El interfaz MIDI transmite informaciEl interfaz MIDI transmite informacióón digital por una ln digital por una líínea y recibe por otra.nea y recibe por otra.

Cada dispositivo debe contar con al menos una interfaz M.I.D.I.Cada dispositivo debe contar con al menos una interfaz M.I.D.I.

El conector que recibe informaciEl conector que recibe informacióón recibe el nombre de n recibe el nombre de M.I.D.I. IN: M.I.D.I. IN: se encarga de se encarga de convertir los voltajes eléctricos en datos digitales entendiblesconvertir los voltajes eléctricos en datos digitales entendibles por el dispositivopor el dispositivo..

El conector que transmite informaciEl conector que transmite informacióón recibe el nombre de n recibe el nombre de M.I.D.I. OUT: M.I.D.I. OUT: se se encarga de convertir los datos digitales generados por el disposencarga de convertir los datos digitales generados por el dispositivo en series de itivo en series de voltajes eléctricosvoltajes eléctricos..

Algunos dispositivos tambiAlgunos dispositivos tambiéén disponen de otro conector n disponen de otro conector M.I.D.I. THRUM.I.D.I. THRU que reenvque reenvíía a una copia de todo lo recibido por una copia de todo lo recibido por M.I.D.I. INM.I.D.I. IN. De esta forma se puede organizar una . De esta forma se puede organizar una cadena de dispositivos conectados.cadena de dispositivos conectados.

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Interfaz M.I.D.I. (II).Los tres son conectores Los tres son conectores DIN hembra de 5 pines DIN hembra de 5 pines (de los cuales solo (de los cuales solo se usan tres en realidad).se usan tres en realidad).

Los cables M.I.D.I. siempre conectan el MIDI OUT o el MIDI THRU Los cables M.I.D.I. siempre conectan el MIDI OUT o el MIDI THRU de de un dispositivo con el MIDI IN de otro, y no deben tener una longun dispositivo con el MIDI IN de otro, y no deben tener una longitud itud superior a 15 metros.superior a 15 metros.


Interfaz M.I.D.I. (III).Los cables MIDI, que utilizan forzosamente conectores DIN machosLos cables MIDI, que utilizan forzosamente conectores DIN machos, , conectan el MIDI OUT o el MIDI THRU de un dispositivo con el MIDconectan el MIDI OUT o el MIDI THRU de un dispositivo con el MIDI IN I IN de otro. Su construccide otro. Su construccióón garantiza la transmisin garantiza la transmisióón sin errores en n sin errores en longitudes inferiores a 15 metros. En la figura siguiente se aprlongitudes inferiores a 15 metros. En la figura siguiente se aprecian las ecian las conexiones internas de un cable MIDI.conexiones internas de un cable MIDI.

22


Los canales M.I.D.I. (I).

16 canales lógicos diferentes simultáneos, que 16 canales lógicos diferentes simultáneos, que permiten dirigir los mensajes individuales a 16 permiten dirigir los mensajes individuales a 16 instrumentos distintos.instrumentos distintos.

Mensajes identificados por número de canalMensajes identificados por número de canal

Un dispositivo controlador suele enviar por un único Un dispositivo controlador suele enviar por un único canal a la vez, mientras que un dispositivo receptor canal a la vez, mientras que un dispositivo receptor (un sintetizador) puede ser configurado para recibir en (un sintetizador) puede ser configurado para recibir en uno o varios canales simultáneos.uno o varios canales simultáneos.

Un instrumento puede estar sintonizado en modo Un instrumento puede estar sintonizado en modo OMNIOMNI, lo cual implica que recibe de todos los canales., lo cual implica que recibe de todos los canales.


Los canales M.I.D.I. (II).

Cada canal MIDI permite implementar un instrumento virtual Cada canal MIDI permite implementar un instrumento virtual diferente. En un sintetizador hay que distinguir dos conceptos:diferente. En un sintetizador hay que distinguir dos conceptos:

–– Capacidad polifónica: Capacidad polifónica: número máximo de notas que puede número máximo de notas que puede reproducir simultáneamente.reproducir simultáneamente.

–– Capacidad Capacidad multitímbricamultitímbrica: : número máximo de número máximo de instrumentos instrumentos musicales que se pueden reproducir simultáneamente.musicales que se pueden reproducir simultáneamente.

Los sintetizadores MIDI suelen tener una polifonía de 32 o más Los sintetizadores MIDI suelen tener una polifonía de 32 o más notas y una capacidad notas y una capacidad multitímbricamultitímbrica de hasta 16 (límite de hasta 16 (límite determinado por los 16 canales de estándar MIDI).determinado por los 16 canales de estándar MIDI).

La totalidad de las tarjetas de sonido son capaces de reproducirLa totalidad de las tarjetas de sonido son capaces de reproducirvarios instrumentos diferentes de forma simultáneavarios instrumentos diferentes de forma simultánea

23


Los canales M.I.D.I. (III).Los instrumentos que puede reproducir un sintetizador MIDI se Los instrumentos que puede reproducir un sintetizador MIDI se llaman programas. Para activar un instrumento determinado llaman programas. Para activar un instrumento determinado basta con mandar un mensaje de basta con mandar un mensaje de ProgramProgram ChangeChange junto con el junto con el número de instrumento que se desee.número de instrumento que se desee.

Un sintetizador que pueda generar cuatro instrumentos Un sintetizador que pueda generar cuatro instrumentos simultáneos (como por ejemplo una línea de bajo, unos acordes simultáneos (como por ejemplo una línea de bajo, unos acordes de piano, una sección de cuerdas y una batería) deberá como de piano, una sección de cuerdas y una batería) deberá como mínimo poder recibir en cuatro canales MIDI diferentes. Un mínimo poder recibir en cuatro canales MIDI diferentes. Un aparato que satisface estas características se denomina aparato que satisface estas características se denomina multitímbricomultitímbrico..

General MIDI (GM) que entre otros aspectos incluye:General MIDI (GM) que entre otros aspectos incluye:–– Polifonía mínima de 24 notas.Polifonía mínima de 24 notas.–– Capacidad Capacidad multitímbricamultitímbrica de 16 canales.de 16 canales.–– Lista estándar de 128 instrumentos o programas (0 a 127 ó 1 a 12Lista estándar de 128 instrumentos o programas (0 a 127 ó 1 a 128).8).–– Caja de ritmos en el canal 10 con una lista estándar de 59 sonidCaja de ritmos en el canal 10 con una lista estándar de 59 sonidos os

de percusión.de percusión.


Tipos de conexiones M.I.D.I. (I).Los diferentes tipos de conexiones que nos podemos encontrar Los diferentes tipos de conexiones que nos podemos encontrar entre elementos MIDI son las siguientes:entre elementos MIDI son las siguientes:

–– CONEXIONADO BÁSICO:CONEXIONADO BÁSICO: Consiste en un dispositivo Consiste en un dispositivo MAESTROMAESTRO que transmite información y otro que transmite información y otro ESCLAVOESCLAVO que que recibe información.recibe información.

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Tipos de conexiones M.I.D.I. (II).–– CONEXIONADO ENCADENADO DAISY o SERIE:CONEXIONADO ENCADENADO DAISY o SERIE: Consiste en varios Consiste en varios

dispositivos M.I.D.I. Conectados en serie a través del conector dispositivos M.I.D.I. Conectados en serie a través del conector M.I.D.I. THRU.M.I.D.I. THRU.

–– Aunque en teoría la interconexión vía MIDI THRU es transparente,Aunque en teoría la interconexión vía MIDI THRU es transparente, en la práctica en la práctica se produce una distorsión que puede acarrear la perdida de mensase produce una distorsión que puede acarrear la perdida de mensajes tras más jes tras más de tres enlaces. Por ello, en sistemas complejos con muchos dispde tres enlaces. Por ello, en sistemas complejos con muchos dispositivos, es ositivos, es aconsejable utilizar un dispositivo hardware adicional que centraconsejable utilizar un dispositivo hardware adicional que centraliza y aliza y redistribuye todos los mensajes, denominado redistribuye todos los mensajes, denominado MIDI MIDI patchpatch baybay

Configuración MIDI compuesta por tres sintetizadoresConfiguración MIDI compuesta por tres sintetizadores(solo el sintetizador A puede actuar como controlador o maestro)(solo el sintetizador A puede actuar como controlador o maestro)


Tipos de conexiones M.I.D.I. (III).

Configuración MIDI compuesta por tres sintetizadores y un ordenaConfiguración MIDI compuesta por tres sintetizadores y un ordenadordor(solo el sintetizador A puede actuar como controlador o maestro)(solo el sintetizador A puede actuar como controlador o maestro)

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Tipos de conexiones M.I.D.I. (IV).–– CONEXIONADO PARALELO:CONEXIONADO PARALELO: Se pueden utilizar elementos como Se pueden utilizar elementos como

MIDI MIDI ThruThru Box o MIDI Box o MIDI PatchPatch Bay que son cajas Bay que son cajas derivadorasderivadoras con una con una entrada y varias salidas (MIDI THRU BOX) o varias entradas y varentrada y varias salidas (MIDI THRU BOX) o varias entradas y varias ias salidas (MIDI PATCH BAY).salidas (MIDI PATCH BAY).


Mensajes M.I.D.I. (I).La especificación MIDI determina también con precisión el La especificación MIDI determina también con precisión el formato de los datos y el orden y disposición de los mensajes quformato de los datos y el orden y disposición de los mensajes que e se pueden transmitir.se pueden transmitir.

Existen diferentes tipos de mensajes MIDI y cada uno de ellos Existen diferentes tipos de mensajes MIDI y cada uno de ellos tiene un tamaño fijo (normalmente dos o tres bytes). tiene un tamaño fijo (normalmente dos o tres bytes).

Todo dispositivo MIDI dispone de al menos un microprocesador Todo dispositivo MIDI dispone de al menos un microprocesador capaz de interpretar algunos de estos mensajes, aunque no es capaz de interpretar algunos de estos mensajes, aunque no es imprescindible que los entienda todos (cuando un dispositivo imprescindible que los entienda todos (cuando un dispositivo recibe un mensaje que no es capaz de interpretar, simplemente lorecibe un mensaje que no es capaz de interpretar, simplemente loignora y pasa al siguiente).ignora y pasa al siguiente).

26


Mensajes M.I.D.I. (II).Un mensaje MIDI está formado por:Un mensaje MIDI está formado por:

–– 1 byte de status, que tiene siempre el bit más significativo a 11 byte de status, que tiene siempre el bit más significativo a 1. Los tres bits . Los tres bits siguientes codifican el tipo de mensaje y los cuatro bits menos siguientes codifican el tipo de mensaje y los cuatro bits menos significativos significativos codifican el canal.codifican el canal.

–– 1 o 2 bytes de datos, según el tipo de mensaje, con el bit más s1 o 2 bytes de datos, según el tipo de mensaje, con el bit más significativo ignificativo siempre a 0.siempre a 0.

Existen dos grandes grupos de mensajes:Existen dos grandes grupos de mensajes:–– MENSAJES DE CANAL (CHANNEL MESSAGES).MENSAJES DE CANAL (CHANNEL MESSAGES).–– MENSAJES DE SISTEMA (SYSTEM MESSAGES).MENSAJES DE SISTEMA (SYSTEM MESSAGES).

MENSAJES DE CANAL (CHANNEL MESSAGE):MENSAJES DE CANAL (CHANNEL MESSAGE): Están dirigidos a Están dirigidos a instrumentos en particular.instrumentos en particular.

MENSAJES DE VOZ DE CANAL: MENSAJES DE VOZ DE CANAL: Por medio de estos mensajes, se reciben y Por medio de estos mensajes, se reciben y transmiten las acciones realizadas por el usuario al tocar el tetransmiten las acciones realizadas por el usuario al tocar el teclado o cualquier clado o cualquier otro controlador.otro controlador.


Mensajes M.I.D.I. (II).

MENSAJES DE MODO DE CANAL: MENSAJES DE MODO DE CANAL: Determinan cómo responderán los Determinan cómo responderán los teclados o elementos esclavos o cómo recibirán la información trteclados o elementos esclavos o cómo recibirán la información transmitida ansmitida por los maestros.por los maestros.–– Modo 1: Modo 1: OmniOmni activado / polifónico (el elemento debe reaccionar sea cual seaactivado / polifónico (el elemento debe reaccionar sea cual sea

el canal y podrá tocar varias notas a la vez).el canal y podrá tocar varias notas a la vez).–– Modo 2: Modo 2: OmniOmni activado / monofónico (el elemento debe reaccionar sea cual activado / monofónico (el elemento debe reaccionar sea cual

sea el canal y sólo podrá tocar una nota cada vez).sea el canal y sólo podrá tocar una nota cada vez).–– Modo 3: Modo 3: OmniOmni desactivado / polifónico (sólo debe reaccionar a las desactivado / polifónico (sólo debe reaccionar a las

instrucciones por un canal y podrá tocar varias notas a la vez).instrucciones por un canal y podrá tocar varias notas a la vez).–– Modo 4: Modo 4: OmniOmni desactivado / monofónico (sólo debe reaccionar a las desactivado / monofónico (sólo debe reaccionar a las

instrucciones por un canal y sólo podrá tocar una nota cada vez)instrucciones por un canal y sólo podrá tocar una nota cada vez)..

–– MENSAJES DE SISTEMA (SYSTEM MESSAGES):MENSAJES DE SISTEMA (SYSTEM MESSAGES): Están dirigidos al Están dirigidos al sistema M.I.D.I. y no necesitan estar asignados a un canal especsistema M.I.D.I. y no necesitan estar asignados a un canal específico. ífico. Su byte de status comienza por 1111. Se utilizan para manejar poSu byte de status comienza por 1111. Se utilizan para manejar por r control remoto desde el maestro los instrumentos M.I.D.I. Se divcontrol remoto desde el maestro los instrumentos M.I.D.I. Se dividen en iden en tres grupos:tres grupos:

27


Mensajes M.I.D.I. (III).

MENSAJES DE SISTEMA COMÚN: MENSAJES DE SISTEMA COMÚN: Se utilizan para llevar a cabo funciones Se utilizan para llevar a cabo funciones M.I.D.I. Como por ejemplo: controlar M.I.D.I. Como por ejemplo: controlar secuenciadoressecuenciadores, ordenadores y cajas , ordenadores y cajas de ritmo (selección de canción, afinación, de ritmo (selección de canción, afinación, etcetc).).MENSAJES DE TIEMPO REAL: MENSAJES DE TIEMPO REAL: Se utilizan para sincronizar los diferentes Se utilizan para sincronizar los diferentes instrumentos electrónicos (Reloj, mensaje de inicio, continuar, instrumentos electrónicos (Reloj, mensaje de inicio, continuar, mensajes de mensajes de final, final, etcetc).).MENSAJES DE SISTEMAS EXCLUSIVOS:MENSAJES DE SISTEMAS EXCLUSIVOS: Se utilizan para enviar mensajes Se utilizan para enviar mensajes entre dispositivos de la misma marca. Se trata pues de mensajes entre dispositivos de la misma marca. Se trata pues de mensajes específicos específicos que están pensados para ser procesador por determinados dispositque están pensados para ser procesador por determinados dispositivos ivos M.I.D.I.M.I.D.I.

El estándar M.I.D.I. ha incorporado sucesivas mejoras a los El estándar M.I.D.I. ha incorporado sucesivas mejoras a los largo de los años ampliando el número de mensajes y largo de los años ampliando el número de mensajes y dispositivos soportados.dispositivos soportados.


Resumen Mensajes M.I.D.I.

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Dispositivos usados en M.I.D.I.

–– SINTETIZADORESSINTETIZADORES–– MÓDULO DE SONIDOSMÓDULO DE SONIDOS–– TECLADO MAESTROTECLADO MAESTRO–– SAMPLERSAMPLER–– CAJA DE RITMOSCAJA DE RITMOS–– SECUENCIADOR “HARD”SECUENCIADOR “HARD”–– MUSICAL WORKSTATIONMUSICAL WORKSTATION–– PATCH BAY MIDIPATCH BAY MIDI–– M.I.D.I. MERGE BOXM.I.D.I. MERGE BOX–– M.I.D.I. THRU BOXM.I.D.I. THRU BOX–– MEZCLADOR (MERGE) M.I.D.I.MEZCLADOR (MERGE) M.I.D.I.


Formatos de archivo de audio

WAV

MP3

VQF

OGG VORBIS

29


Formatos de archivos de audio

Históricamente, cada modelo de ordenador o programa definió su Históricamente, cada modelo de ordenador o programa definió su propio formato de fichero para almacenar la información de propio formato de fichero para almacenar la información de sonido. Algunos de estos formatos han perdurado y se han sonido. Algunos de estos formatos han perdurado y se han convertido en los más usados actualmente.convertido en los más usados actualmente.

Podemos distinguir dos estilos de formato:Podemos distinguir dos estilos de formato:–– Contienen una cabecera que indica los parámetros empleados en laContienen una cabecera que indica los parámetros empleados en la

codificación (frecuencia de muestreo, número de bits, codificación (frecuencia de muestreo, número de bits, stereostereo/mono, /mono, etcetc) () (ejej: : auau, , aifaif, , wavwav,..),..)

–– De tipo “raw” o crudo que no contienen más información que los De tipo “raw” o crudo que no contienen más información que los propios datos (ej: snd)propios datos (ej: snd)


Formato WAV

Muestras (cuantización uniforme)???Resto

Número de bytes muestreados.???40 - 43

Marcador que indica el comienzo de los datos de las muestras."data"36 – 39

Número de Bits por muestra (normalmente 8, 16 ó 32).8, 034 - 35

Bytes por muestra1, 032 - 33

Número medio de bytes/segundo.???28 - 31

Frecuencia de muestreo (muestras/segundo).???24 - 27

Número de canales (2 si es estéreo).1, 0 (mono) ; 2,0 (estéreo)22 - 23

Etiqueta de formato. (Algo así como la versión del tipo de formato utilizado).1, 020 - 21

Tamaño de la cabecera hasta este punto. (byte menos sig,…., byte más sig)16, 0, 0, 016 -19

Otro identificador"fmt "12 - 15

Otro identificador."WAVE"08 - 11

Entero largo. Tamaño del fichero en bytes, incluyendo cabecera.???04 - 07

Bloque de identificación (sin comillas)."RIFF"00 - 03

Propósito/DescripciónContenido UsualBytes

30


Formato MP3 (I).

MP3 significa MPEG 1 MP3 significa MPEG 1 LayerLayer 3, tercer nivel de compresión del MPEG 1.3, tercer nivel de compresión del MPEG 1.

El proceso de codificación utilizado en MP3 es denominado El proceso de codificación utilizado en MP3 es denominado ““codificación perceptualcodificación perceptual” y se basa en las pequeñas imperfecciones ” y se basa en las pequeñas imperfecciones del oído humano. Eliminando aquellos datos que no serán percibiddel oído humano. Eliminando aquellos datos que no serán percibidos por os por el oyente , podemos reducir la cantidad de datos a almacenar.el oyente , podemos reducir la cantidad de datos a almacenar.

La La fundamentaciónfundamentación matemática es muy compleja y es un proceso lento.matemática es muy compleja y es un proceso lento.

Aplicando las técnicas del MP3, se consigue reducir el tamaño quAplicando las técnicas del MP3, se consigue reducir el tamaño que e ocupa una pieza musical en un factor entre 10 y 12 a 1.ocupa una pieza musical en un factor entre 10 y 12 a 1.

Según el cálculo anterior, reducimos el espacio necesario para Según el cálculo anterior, reducimos el espacio necesario para almacenar 1 minuto de música estéreo de calidad CD de 10MB a 1MBalmacenar 1 minuto de música estéreo de calidad CD de 10MB a 1MB..

Almacenamiento MP3 en CDAlmacenamiento MP3 en CD--ROM, más de ¡11 horas! con “calidad casi ROM, más de ¡11 horas! con “calidad casi de CDde CD””..


Capas de compresión MPEG

Formato

Compresión Kb/seg

Layer1 4 a 1 384

Layer2

6 a 1

8 a 1

256

192

Layer3

10 a 1

12 a 1

128

112

31


Compresión MP3 (I)

El formato MP3 utiliza unos cuantos trucos para comprimir el El formato MP3 utiliza unos cuantos trucos para comprimir el sonido, fundamentalmente técnicas de codificación de percepción sonido, fundamentalmente técnicas de codificación de percepción que aprovechan la manera en la que el oído humano percibe el que aprovechan la manera en la que el oído humano percibe el sonido. Algunas claves son:sonido. Algunas claves son:

–– UMBRAL MÍNIMO DE AUDICIÓN:UMBRAL MÍNIMO DE AUDICIÓN: El umbral mínimo de audición El umbral mínimo de audición humano no es lineal. De acuerdo con la ley de humano no es lineal. De acuerdo con la ley de FletcherFletcher y y MunsonMunson, se , se representa por una curva entre 2 y 5 representa por una curva entre 2 y 5 KHz.KHz. Cualquier sonido situado Cualquier sonido situado fuera de este margen puede no codificarse, ya que no será percibfuera de este margen puede no codificarse, ya que no será percibido ido de todas formas. de todas formas.

–– EFECTO MÁSCARA:EFECTO MÁSCARA: Hay una serie de propiedades de ocultación Hay una serie de propiedades de ocultación ((maskingmasking efectsefects) del oído humano, de forma que los sonidos fuertes ) del oído humano, de forma que los sonidos fuertes no dejan oír a los débiles. Para conseguir aprovechar esta no dejan oír a los débiles. Para conseguir aprovechar esta característica, mp3 filtra los sonidos más débiles cuando hay socaracterística, mp3 filtra los sonidos más débiles cuando hay sonidos nidos muy fuertes a la vez.muy fuertes a la vez.


Compresión MP3 (II)

32


Compresión MP3 (III)–– RESERVA DE BYTES:RESERVA DE BYTES: MP3 usa partes de los fragmentos que pueden MP3 usa partes de los fragmentos que pueden

codificarse en un tamaño inferior para almacenar parte de los qucodificarse en un tamaño inferior para almacenar parte de los que e requieren un número determinado de bytes/seg.requieren un número determinado de bytes/seg.

–– FUSIÓN DE ESTÉREO:FUSIÓN DE ESTÉREO: En muchas músicas, en frecuencias En muchas músicas, en frecuencias determinadas, el oído humano no puede distinguir el origen espacdeterminadas, el oído humano no puede distinguir el origen espacial de ial de los sonidos de un canal u otro del estéreo. En este caso, MP3 pulos sonidos de un canal u otro del estéreo. En este caso, MP3 puede ede fusionar las dos señales en una sola (mono).fusionar las dos señales en una sola (mono).

–– CODIFICACIÓN DE HUFFMAN:CODIFICACIÓN DE HUFFMAN: El código El código HuffmanHuffman se aplica al final de se aplica al final de la compresión. la compresión.


Estructura archivo MP3 (I)Grupos de frames que contienen una fracción de segundo de datos de audio (1152 muestras)

Cada frame tiene una cabecera de 32 bits de metadatos, de la siguiente forma:

33


Estructura archivo MP3 (II)


Estructura archivo MP3 (III)

Bit de Protección0 – Protegido por CRC

1 - No protegido

(16)1D

Descripción de nivel00 - reserved01 - Layer III10 - Layer II11 - Layer I

(18,17)2C

Versión MPEG Audio 00 - MPEG Versión 2.5 01 - reserved

10 - MPEG Versión 2 (ISO/IEC 13818-3)11 - MPEG Versión 1 (ISO/IEC 11172-3)

(20,19)2B

Sincronización (todos los bits a 1)

(31-21)11A

DescripciónPosición(bits)

Longitud(bits)

Señal

34


Estructura archivo MP3 (IV)E 4 ( 1 5 , 1 2 ) B i t r a t e e n k b p s

b i t s V 1 , L 1 V 1 , L 2 V 1 , L 3 V 2 , L 1 V 2 , L 2 & L 3 0 0 0 0 L i b r e L i b r e L i b r e L i b r e L i b r e 0 0 0 1 3 2 3 2 3 2 3 2 8 0 0 1 0 6 4 4 8 4 0 4 8 1 6 0 0 1 1 9 6 5 6 4 8 5 6 2 4 0 1 0 0 1 2 8 6 4 5 6 6 4 3 2 0 1 0 1 1 6 0 8 0 6 4 8 0 4 0 0 1 1 0 1 9 2 9 6 8 0 9 6 4 8 0 1 1 1 2 2 4 1 1 2 9 6 1 1 2 5 6 1 0 0 0 2 5 6 1 2 8 1 1 2 1 2 8 6 4 1 0 0 1 2 8 8 1 6 0 1 2 8 1 4 4 8 0 1 0 1 0 3 2 0 1 9 2 1 6 0 1 6 0 9 6 1 0 1 1 3 5 2 2 2 4 1 9 2 1 7 6 1 1 2 1 1 0 0 3 8 4 2 5 6 2 2 4 1 9 2 1 2 8 1 1 0 1 4 1 6 3 2 0 2 5 6 2 2 4 1 4 4 1 1 1 0 4 4 8 3 8 4 3 2 0 2 5 6 1 6 0 1 1 1 1 M a l M a l M a l M a l M a l

V 1 - M P E G V e r s i ó n 1 V 2 - M P E G V e r s i ó n 2 y V e r s i ó n 2 . 5 L 1 - L a y e r I

L 2 - L a y e r I I

L 3 - L a y e r I I I " l i b r e " : f o r m a t o l i b r e . D e b e s e r c o n s t a n t e y p o r d e b a j o d e l m á x i m o p e r m i t i d o . N o t i e n e p o r q u é s e r a c e p t a d o p o r u n d e c o d i f i c a d o r . " m a l " : v a l o r n o p e r m i t i d o .

A l g u n o s f i c h e r o s M P E G u s a n b i t r a t e v a r i a b l e ( V B R ) . C a d a f r a m e p u e d e p o s e e r u n b i t a r e d i f e r e n t e . E s t a c a r a c t e r í s t i c a e s s o p o r t a d a p o r l o s d e c o d i f i c a d o r e s L a y e r I I I , n o p o r t o d o s l o s d e L a y e r I y I I


Estructura archivo MP3 (IV)

F 2 (11,10) Frecuencia de muestreo bits MPEG1 MPEG2 MPEG2.5 00 44100 Hz 22050 Hz 11025 Hz 01 48000 Hz 24000 Hz 12000 Hz 10 32000 Hz 16000 Hz 8000 Hz 11 reserv. reserv. reserv.

G 1 (9) Bit de ajuste 0 - frame no ajustado 1 - frame ajustado con un slot extra

Sirve para asegurarnos que cada frame cumple los requisitos del bitrate.

H 1 (8) Bit Privado, informativo. Si no existe, se pone un checksum de 16 bits antes de los datos de audio

35


Estructura archivo MP3 (V)I 2 (7,6) Modo

00 - Stereo 01 - Joint stereo (Stereo) 10 - Dual channel (2 mono channels) 11 - Single channel (Mono) Nota: Los archivos de canal dual se construyen a partir de dos mono independientes, cada uno usa la mitad del bitrate.

J 2 (5,4) Extensión de Modo (para Joint stereo)

Determinados directa y dinámicamente por un codificador. Se divide el rango de frecuencias en 32 subbandas. Para Layer I y II los bits determinan las bandas donde se aplica el estéreo intenso. Para Layer III determinan qué tipo de estéreo se usa (intenso o MS)

Layer I y II Layer III valor Layer I & II 00 bandas 4 a 31 01 bandas 8 a 31 10 bandas 12 a 31 11 bandas 16 a 31

Intenso MS off off on off off on on on


Estructura archivo MP3 (VI)

K 1 (3) Copyright 0 - Audio sin copyright 1 - Audio con copyright

L 1 (2) Originalidad 0 - Copia 1 - Original

M 2 (1,0) Énfasis 00 - no 01 - 50/15 ms 10 – reservado 11 - CCIT J.17 Indica al decodificador si el fichero ha de ser re-ecualizado. No se suele usar

36


Proceso de codificación MP3


MP3 y sonido surroundMP3 tradicional no es multicanal

Extensión multicanal en 2004 compatible con MP3 stereo

Bitrate similar al MP3 stereo

37


MP3 ... MP4

http://www.vialicensing.com/products/mpeg4aac/standard.htmlhttp://www.vialicensing.com/products/mpeg4aac/standard.html

Fue creado por la empresa Global Fue creado por la empresa Global MusicMusic OutletOutlet (GMO) ((GMO) (www.globalmusic.comwww.globalmusic.com ).).

Pretende terminar con la piratería. Pretende terminar con la piratería.

€€€€€€

La extensión de los MP4 es AAC (La extensión de los MP4 es AAC (AdvancedAdvanced Audio Audio CodingCoding) y, entre las ventajas técnicas ) y, entre las ventajas técnicas están:están:

–– El archivo ocupa un treinta por ciento menos de espacio que los El archivo ocupa un treinta por ciento menos de espacio que los MP3, por lo que su velocidad de MP3, por lo que su velocidad de bajada es muy superior.bajada es muy superior.

–– Tiene una compresión de ratio de 16:1 (11:1 para mp3) por lo queTiene una compresión de ratio de 16:1 (11:1 para mp3) por lo que un archivo de 3 minutos ocupa un archivo de 3 minutos ocupa aproximadamente 2.3 MB. aproximadamente 2.3 MB.

Entre las desventajas, encontramos:Entre las desventajas, encontramos:–– Los archivos MP4 no pueden ser listados para escuchar como un diLos archivos MP4 no pueden ser listados para escuchar como un disco entero o varios temas sco entero o varios temas

seguidos, cosa que si es posible con cualquier reproductor (comoseguidos, cosa que si es posible con cualquier reproductor (como el famoso el famoso WinampWinamp) de MP3.) de MP3.–– Al ser un archivo ejecutable (vienen con la extensión .Al ser un archivo ejecutable (vienen con la extensión .exeexe), cada canción tiene su propio reproductor. ), cada canción tiene su propio reproductor.

Pero GMO ya está trabajando para modificar eso en las futuras vePero GMO ya está trabajando para modificar eso en las futuras versiones. rsiones. –– Otra de las contras es que aún existe sólo dos programas específOtra de las contras es que aún existe sólo dos programas específicos para comprimir a MP4. Ellos son icos para comprimir a MP4. Ellos son

el el QuartexQuartex y el y el HomeboyHomeboy, de menor calidad., de menor calidad.


VQF-- popular que MP3, popular que MP3, -- tamaño, + calidadtamaño, + calidad

VENTAJAS:VENTAJAS:–– Los archivos VQF son aproximadamente un 30Los archivos VQF son aproximadamente un 30--35% más 35% más

pequeños que los archivos MP3.pequeños que los archivos MP3.–– La calidad del sonido es mucho mejor que MP3, ya que tiene La calidad del sonido es mucho mejor que MP3, ya que tiene

un 99% de la calidad del CD original.un 99% de la calidad del CD original.

INCONVENIENTES:INCONVENIENTES:–– Los archivos MP3 ocupan un 15Los archivos MP3 ocupan un 15--20% de la capacidad de 20% de la capacidad de

procesamiento del ordenador y un archivo VQF ocupa un procesamiento del ordenador y un archivo VQF ocupa un 30%.30%.

–– Son difíciles de encontrar todavía.Son difíciles de encontrar todavía.

38


OGG VORBIS GNUMayor calidad que MP3 para un mismo tamaño de ficheroUsa principios matemáticos diferentes a MP3Genera archivos más pequeños que MP3 para VBRNo tiene límite de muestreo teóricoMúltiples canales (MP3 -> 2)


Estructura de un archivo OGG (I)3 cabeceras– Identificación– Comentarios– Configuración

Comienzo de cabecera

1) [tipo] : valor de 8 bits (1 I ,3 Cm,5 Cf)2) 0x76, 0x6f, 0x72, 0x62, 0x69, 0x73: 'v','o','r','b','i','s'

39


Estructura de un archivo OGG (II)Cabecera de información

– 1) [vorbis_version] = 32 bits. Suele estar a 0.– 2) [canales_audios] = 8 bits. Valor mayor que 0.– 3) [ratio_muestreo_audio] =32 bits Valor mayor que 0.– 4) [bitrate_max] = 32 bits– 5) [bitrate_nominal] = 32 bits. No se pone nada cuando se

codifica con VBR.– 6) [bitrate_min] = 32 bits– 7) [tamaño_bloque_0] = 2 exponente (4 bits) Valores

posibles_ 64, 128,256,512,1024,2048, 4096, 8192.– 8) [tamaño_bloque_1] = 2 exponente (4 bits) Debe ser mayor

o igual que el campo anterior– 9) [bandera_framing] = 1 bit. Debe valer 1.Comienzo de

cabecera


Estructura de un archivo OGG (III)Cabecera de comentarios

– 1) [vendor_length] = 32 bits– 2) [vendor_string] = UTF-8 vector con longitud [vendor_length] – 3) [longitud_lista_comentarios] = 32 bits– 4) iterar de 1 a longitud_lista_comentarios {– 5) [longitud] = 32 bits– 6) comentario = UTF-8 vector como octetos de longitud [longitud] octets– }– 7) [bit_framing] = 1 bit – 8) if ( [bit_framing] a 0 o fin de paquete ) then ERROR

Estructura comentario– comment[0]="ARTIST=me"; – comment[1]="TITLE=the sound of Vorbis";

40


Estructura de un archivo OGG (IV)Cabecera de comentarios

– TITLE: Nombre de la pista o trabajo– VERSION: Para diferenciar versiones de una misma pista.– ALBUM: Nombre del álbum al que pertenece la pista.– TRACKNUMBER: Número de pista.– ARTIST: Nombre del compositor.– PERFORMER: Cantante.– COPYRIGHT: Quien tiene los derechos.– LICENSE: Información sobre la licencia– ORGANIZATION: Productora– DESCRIPTION: Descripción del contenido.– GENRE: Género– DATE: Fecha de grabación.– LOCATION: Localidad de grabación.– CONTACT: Información de contacto.– ISRC: Número ISRC para la pista.


Estructura de un archivo OGG (V)Cabecera de configuración– Información necesaria para decodificar– Configuraciones de codebooks– Valores de transformaciones en dominio temporal– Floors– Residuos– Mapeo de canales – Modo

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Sistemas de Grabación/Reproducción de Audio

SRS

Dolby AC-3

Super Audio CD

HDCD

DVD-Audio


SRS

El sonido estéreo de dos canales ha alcanzado unas cotas de caliEl sonido estéreo de dos canales ha alcanzado unas cotas de calidad dad excepcionales y puede reproducir en cierta forma algunos elementexcepcionales y puede reproducir en cierta forma algunos elementos de os de movimiento de sonido movimiento de sonido SIN EMBARGO, NO SIRVE PARA DISTINGUIR SI EL SIN EMBARGO, NO SIRVE PARA DISTINGUIR SI EL SONIDO NOS VIENE DESDE ATRSONIDO NOS VIENE DESDE ATRÁÁS O POR ARRIBA.S O POR ARRIBA.

El sistema SRS es un sistema de reproducción (no de grabación) qEl sistema SRS es un sistema de reproducción (no de grabación) que aprovecha ue aprovecha las grabaciones estéreo para producir un efecto de <<realce>> lalas grabaciones estéreo para producir un efecto de <<realce>> lateral. El sonido teral. El sonido parece que adquiere cuerpo al activar un filtro SRS.parece que adquiere cuerpo al activar un filtro SRS.

En realidad, el sonido sigue siendo estéreo, ya que es imposibleEn realidad, el sonido sigue siendo estéreo, ya que es imposible obtener un obtener un efecto de volumen con sólo dos altavoces, pero el oído es más seefecto de volumen con sólo dos altavoces, pero el oído es más sensible a las nsible a las altas frecuencias que a las bajas y a los sonidos laterales que altas frecuencias que a las bajas y a los sonidos laterales que a los frontales.a los frontales.

Por tanto, el SRS toma las diferencias entre las señales izquierPor tanto, el SRS toma las diferencias entre las señales izquierda y derecha y da y derecha y <<les sube el volumen>>. Esta elevación de volumen de ciertas fr<<les sube el volumen>>. Esta elevación de volumen de ciertas frecuencias ecuencias hacen que el cerebro crea que viene de los lados, cuando en realhacen que el cerebro crea que viene de los lados, cuando en realidad vienen de idad vienen de frente.frente.

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DOLBY SURROUND PROLOGIC

El sistema El sistema DOLBY SURROUND PROLOGICDOLBY SURROUND PROLOGIC es uno de los es uno de los sistemas de gestión y control de sonido envolvente que más se hasistemas de gestión y control de sonido envolvente que más se hadifundido a nivel doméstico. El sistema emplea cinco altavoces difundido a nivel doméstico. El sistema emplea cinco altavoces independientes apoyados por un refuerzo de graves.independientes apoyados por un refuerzo de graves.

–– El altavoz frontal se encarga de reproducir los diálogos.El altavoz frontal se encarga de reproducir los diálogos.–– Los delanteros izquierdo y derecho ofrecen los efectos especialeLos delanteros izquierdo y derecho ofrecen los efectos especiales de s de

banda sonora.banda sonora.–– Los traseros izquierdo y derecho apoyan a los delanteros consiguLos traseros izquierdo y derecho apoyan a los delanteros consiguiendo iendo

el efecto envolvente.el efecto envolvente.

Este sistema es analógico y presenta algunos inconvenientes. ParEste sistema es analógico y presenta algunos inconvenientes. Para a solucionar estos inconvenientes los laboratorios solucionar estos inconvenientes los laboratorios DolbyDolby desarrollaron desarrollaron el DOLBY DIGITAL ACel DOLBY DIGITAL AC--3.3.


Dolby Digital AC-3 (I).

Los métodos de tratamiento del sonido en Los métodos de tratamiento del sonido en DolbyDolby Digital es a través de la Digital es a través de la codificación del audio por medio de algoritmos de compresión y ecodificación del audio por medio de algoritmos de compresión y en n codificación codificación multicanalmulticanal..

Por medio de la codificación Por medio de la codificación multicanalmulticanal se consigue una mejor se consigue una mejor percepción de las diferentes frecuencias que se obtienen en un spercepción de las diferentes frecuencias que se obtienen en un solo olo sonido.sonido.

Los algoritmos de compresión se fundamentan en dos fenómenos Los algoritmos de compresión se fundamentan en dos fenómenos principalmente:principalmente:

–– La curva de sensibilidad del oído.La curva de sensibilidad del oído.–– El fenómeno de enmascaramiento.El fenómeno de enmascaramiento.

Como sabemos, el oído humano detecta sonidos entre 20Hz y 20Khz.Como sabemos, el oído humano detecta sonidos entre 20Hz y 20Khz.

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Dolby Digital AC-3 (II)

6 CANALES DE AUDIO (5.1)6 CANALES DE AUDIO (5.1)

•• Frontal izquierdo (20Hz a 20Khz).Frontal izquierdo (20Hz a 20Khz).•• Frontal derecho (20Hz a 20Khz).Frontal derecho (20Hz a 20Khz).•• Central (20Hz a 20Khz).Central (20Hz a 20Khz).•• SurroundSurround trasero izq. (20Hz a 20Khz).trasero izq. (20Hz a 20Khz).•• SurroundSurround trasero der. (20Hz a 20Khz).trasero der. (20Hz a 20Khz).•• SubwooferSubwoofer de baja frecuencia de baja frecuencia (limitado a graves).(limitado a graves).


Dolby Digital AC-3 (III).

DolbyDolby Digital emplea la tecnología de procesado del Digital emplea la tecnología de procesado del sonido basado en AC3 (Audio sonido basado en AC3 (Audio CodeCode NumberNumber 3) 3) --> > Sistema de codificación digital desarrollado para Sistema de codificación digital desarrollado para almacenar y transmitir señales almacenar y transmitir señales multicanalmulticanal digitales.digitales.

Este sistema consigue la Este sistema consigue la lala separación entre canales separación entre canales posibilitando que sonidos individualizados lleguen posibilitando que sonidos individualizados lleguen desde múltiples direcciones al oyente.desde múltiples direcciones al oyente.

En los En los CDsCDs y y LaserLaser DiscsDiscs, se emplea audio digital en , se emplea audio digital en formato PCM. En esta codificación, se muestrea la formato PCM. En esta codificación, se muestrea la onda analógica de 16 bits 44.100 veces por segundo.onda analógica de 16 bits 44.100 veces por segundo.

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Dolby Digital AC-3 (IV).Para almacenar 5.1 canales separados de informaciPara almacenar 5.1 canales separados de informacióón, una forma n, una forma de reducir la cantidad resultante de bits podrde reducir la cantidad resultante de bits podríía ser reduciendo el a ser reduciendo el nnúúmero de bits de cuantificacimero de bits de cuantificacióón, (es decir, pasar de 16 a 10 bits) n, (es decir, pasar de 16 a 10 bits) pero sin un aumento del nivel de ruido del sistema.pero sin un aumento del nivel de ruido del sistema.

DD utiliza algoritmos complejos para calcular la distribuciDD utiliza algoritmos complejos para calcular la distribucióón n óóptima de los bits sin ninguna degradaciptima de los bits sin ninguna degradacióón audible del sonido.n audible del sonido.

Sin embargo, cuanto menos son los bits usados en la codificaciónSin embargo, cuanto menos son los bits usados en la codificaciónpara describir una señal de audio, mayor es el ruido. ¿cómo para describir una señal de audio, mayor es el ruido. ¿cómo soluciona esto soluciona esto DolbyDolby Digital?. Los hace de dos forma:Digital?. Los hace de dos forma:

–– FILTRADO DIGITAL.FILTRADO DIGITAL.–– ENMASCARAMIENTO.ENMASCARAMIENTO.


Super Audio CD (I)Evolución del CD (Sony & Philips)

Codificación Direct Stream Digital

Tipos de Super Audio CDs– 1 capa (lector SACD)– Doble capa (lector SACD)– Híbridos (lector CD)

Disco multicanal

Protección de contenido– PSP-PDM– Acceso contenido/disco– Control reproducción

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Super Audio CD (II)


Comparativa CD - SACD

96>120Rango dinámico (dB)

5-20000DC-100000 (DSD)Rango de frecuencias (Hz)

43’273-900Datos adicionales (kbps)

-70-80Tiempo de reproducción multicanal

74109Tiempo de reproducción estéreo

99255Índices

99255Pistas

22,3,3.1,4,4.1,5,5.1Canales

161Tamaño unidad sampleo (bit)

44’12822’4Frecuencia de muestreo (kHz)

PCM LinealDSDCodificación Audio

0’450’6Apertura numérica

780650Longitud de onda (nm)

7804700Capacidad (Mbytes)

1’60’74Tamaño pista(micras)

1’21’2Grosor (mm)

120120Diámetro (mm)

CDSuper Audio CDAspecto

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HDCD

Mejorar calidad CD permitiendo compatibilidad

Cuantificación 20 bits

Rango dinámico 120 dB


SDDSSony Dynamic Digital Sound

– 5 canales detrás de la pantalla– Subwoofer– 2 traseros

Sonido multicanal 7.1 para salas de cine– Doblado a Dolby Digital o DTS, no para DVD

ATRAC

SDDS vs THX– THX: qué, cómo y dónde colocar cada elemento y

manejo de acústica del local

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DVD-Audio: CaracterísticasAudio multicanal con protección anticopiaReproducción CDsNiveles de calidad y canales flexiblesExtensibilidadContenidos multimediaSistema de navegación amigableConectividad a InternetCodificación – LPCM – MLP


Formatos DVD-Audio

DVD-Audio y DVD-Vídeo más una capa CD.Híbrido

Vídeo sin contenido DVD-Audio DVD-Video

Añade vídeo (subconjunto de la especificación DVD-Vídeo)

DVD-Audio (con vídeo)

Disco de audio con texto, menús e imágenesopcionales

DVD-Audio (no video)

ContenidoFormato

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DVD-Audio: Estructura de disco


DVD-Audio: Codificación

9.6 Mb/s Bitrate máximo

6 (@ 96 kHz) o2 (@ 176.4/192 kHz)

Canales máximos

16/20/24 Bits por muestra

44.1/48/88.2/96/ 176.4/192 Frecuencia de muestreo (kHz)

LPCM o MLP Codificación

AudioParámetro

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DVD-Audio: Configuraciones

NoMLP16 a 24192/176.4

MLPLPCM/MLP20 o 2496/88.2

LPCM/MLP1696/88.2

LPCM/MLP16 a 2444.1/48

6 canales4 canales2 canalesCuantizaciónFrecuencia de muestreo (kHz)


DVD-Audio: Tiempos de reproducción

23.6 hrs13 hrs44.1kHz, 16 bits2 canales

156 mins86 mins96kHz, 24bits6 canales

215 mins120 mins192kHz, 24bits2 canales

Capa dobleCapa simple

Tiempo de reproducciónConfiguraciónCanales de audio

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Comparativa de sistemas de audio digital

Variable hasta 9,6 Mbps2,8Mbps 1,4Mbps 1,4Mbps Velocidad de Transferencia de Datos

44,1 / 88,2KHz ó48 / 96KHz 2.882,4KHz no disponible no disponible Frecuencia de Muestreo (multicanal)

44,1 / 88,2 / 176,4KHz ó48 / 96 / 192KHz

2.882,4KHz 44,1KHz 44,1KHz Frecuencia de Muestreo (estéreo)

144dB 120 dB 120dB 96dB Dinámica

0 - 96KHz (max) 0 -100KHz 5 -22KHz 5 - 20KHz Respuesta en Frecuencia

Hasta 6 Hasta 6 2 (estéreo) 2 (estéreo) Canales

4,7Gb – Monocapa8,5Gb – Bicapa17Gb – Bicapa de Doble Cara

1,9Gb – Monocapa3,9Gb – Bicapa2,6Gb - Híbrido650Mb 650Mb Capacidad

12 / 16 / 20 ó 24 bits 1 bit 20 bits 16 bits Cuantificación

PCM PDM (Basado en DSD) PCM PCM Codificación

DVD-AudioSACD HDCD CD


Sonido en Internet (I)

• El usuario tiene que esperar a que el archivo sea transportado en su totalidad, esto implica tiempo

• La pagina no se vuelve lenta• El usuario puede saber si

cuenta con el software necesario para la reproducción

• Dan la opción al usuario de elegir el archivo que desea escuchar cuando el desee

• La calidad del sonido no se pierde, se reproducen como fueron creados

b) - A elección

• Ocupan tiempo antes de presentar la página, esto pueden desesperar al usuario.

• Ocupan espacio de disco duro.• Puede ser que el archivo sea de un

formato que el visualizador no pueda reproducir

• Presentación audible mientras el usuario visualiza la página

• La calidad del sonido no se pierde, se reproducen como fueron creados

a).- Al abrirla página

ArchivosTransportablesdesde el servidoral cliente

DesventajasVentajas

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Sonido en Internet (II)

• Puede que no se cuente con el software necesario para la reproducción, cosa que se soluciona fácilmente ya que la mayoría de los reproductores son gratuitos y se encuentran con facilidad en la Web• La calidad del sonido varía según el propósito, y la velocidad de la red

•La pagina no se vuelve lenta

•Dan la opción al usuario de elegir el archivo que desea escuchar cuando el desee

•Algunos reproductores tienen la opción de adelantar - regresar o detener en el momento que se desee

b)- A elección

•Puede que no se cuente con el software necesario para la reproducción, cosa que se soluciona fácilmente ya que la mayoría de los reproductores son gratuitos y se encuentran con facilidad en la Web•La calidad del sonido varía según el propósito, y la velocidad de la red

•La página no se vuelve lenta y casi es visualizada en el momento en que se escucha el audio

a).- Al abrirla página

2.-Archivos en tiempo real


Inserción de sonido en webComandos HTML

<EMBED SRC="BLUES.MID" height="60" width="144" autostart="true" ><

Atributos – SCR. Localización del archivo – ALIGN. Alinea el objeto en la página (top, middle, bottom,

baseline) – HEIGHT. Altura del objeto – WIDTH. Ancho del objeto – Autostart. Permite decidir la ejecución automática o manual.

Frontpage– Insertar/Sonido de Fondo– Insertar /Objeto/ Archivo de Sonido

Dreamweaver (prácticas)

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StreamingTecnología de transmisión y emisión de audio/vídeo a través de Internet

Proceso de streaming– Compresión (con/sin pérdida)– Troceado– Envío por Internet

Protocolos de streaming– RTSP/UDP– HTTP– Formatos propietarios


Formatos de Streaming (I)RealMedia/Real Audio

– UNIX/Windows– Múltiples tipos de medios como ficheros separados de forma simultánea (SMIL)– Velocidad adaptada a la conexión del usuario– Buffering, detección y compensación de errores– Multicast– Inicio por petición del usuario– No muy adecuado para sonidos interactivos y bucles de sonido

Netshow– Windows NT/2000, no soporta SMIL– Todos los medios en un fichero ASF.– Integración con herramientas de Microsoft (Media Player, Media Server, …)

QuickTime– Mac/Windows– RTSP con Mac OS X Server, HTTP; RTP– Arquitectura de códecs básicos + adicionales que se descargan en segundo plano– Acepta MP3, Flash, MIDI y casi cualquier formato de audio.

Flash– Streaming Audio MP3, alta integración con Real Media. Animaciones combinando ambas tecnologías

Beatnik Rich Music Format– Basado HTML– Bandas sonoras y composiciones que cambian por acciones del usuario– Usa MIDI (menos tamaño que Flash)

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Formatos de Streaming (II)Liquid Audio– Transmisión segura de música por Internet– Componentes

Liquifier Pro: Codificador calidad CD, protección copia. Huella digital, letras, créditos.Liquid Server: Publicación y alojamiento de LiquidTracksLiquid Player: Reproductor que permite compra de LiquidTracks en Windows/Mac a través de Internet y visualización de fotos, letras o promociones contenidas en el audioLiquid Express: Permite en tiempo real y segura la distribución y gestión profesional de audio


Elección del formato adecuadoSonidos interactivos: Flash, BeatnikReproducción continua: RealMedia, MP3, Windows Media, QuickTimeCoste:

– Software cliente– Software servidor– Ancho de banda necesario

Curva de aprendizaje: RealMedia mucha documentación y herramientas automatizadas. Escala de distribuciónFidelidad y compresión de audio: MP3Rendimiento para ancho de banda reducidos

– Adaptabilidad de conexiónBueno: RealMediaMalo: Flash, Shockwave

– Tamaño paquetesBueno: Beatnik

Rendimiento servidor: Eventos en directo, codificación en tiempo real y streaming

– Líderes: RealMedia, WindowsMedia, Shoutcast(MP3)– RM/WM negocian ancho de banda lo que asegura reproducción continua– Subcontratación de distribución de contenidos para transmisiones a gran escala

Documents

3.- AUDIO/SONIDO - dis.um.esdis.um.es/~jfernand/0506/smig/tema5.pdf · – SALIDA ANALÓGICA SIN AMPLIFICAR (Line Out): proviene del mezclador y se entrega sin amplificar, ... zEnergía