Comparación objetiva y subjetiva de la sonoridad entre una mezcla de sonido envolvente 5.1 y
binaural de un cortometraje usando el sistema de reproducción Opsodis
Liliam Patricia Restrepo Cabanzo, [email protected]
Trabajo de Grado presentado para optar al título de Ingeniero de Sonido
Asesor: Sebastian Lopera Gómez, Especialista (Esp) en Postproducción de audio.
Universidad de San Buenaventura Colombia
Facultad de Ingenierías
Ingeniería de Sonido
Medellín, Colombia
2017
Citar/How to cite [1]
Referencia/Reference
Estilo/Style: IEEE (2014)
[1] L. P. Restrepo Cabanzo, “Comparación objetiva y subjetiva de la sonoridad entre una mezcla de sonido envolvente 5.1 y binaural de un cortometraje usando el sistema de reproducción Opsodis.”, Trabajo de grado Ingeniería de Sonido, Universidad de San Buenaventura Medellín, Facultad de Ingenierías, 2017.
Grupo de Investigación en Modelamiento y Simulación Computacional (GIMSC).
Línea de investigación en Acústica y Procesamiento de Señales
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Biblioteca Digital (Repositorio) http://bibliotecadigital.usb.edu.co
Agradecimientos
Agradezco principalmente a mis padres, Flor Alba Cabanzo y Raúl Darío Restrepo, y a mi
hermana, Laura Marcela Restrepo, por ser mi apoyo incondicional durante todo mi proceso
académico en los últimos años y durante mi vida, porque han estado siempre conmigo y son la
razón de que aún haya mucho camino por recorrer. Son mi motor.
A Luis Tafur, por ayudarme en un principio con el desarrollo de la idea del presente trabajo de
grado. A Diana Ojeda, la directora del cortometraje, quién me dejó usar su cortometraje para el
desarrollo de este proyecto, mil gracias.
A mi asesor, Sebastián Lopera, por acompañarme y ayudarme en momentos de duda con mi
proyecto. A los profesores que han aportado uno o muchos granitos de arena para el
fortalecimiento de mis conocimientos durante mi carrera. A los estudiantes, compañeros y
amigos que fueron parte de las pruebas subjetivas, gracias por su tiempo y disponibilidad.
A Lariana, Paul y Evelyn por prestar sus voces para el doblaje del cortometraje.
Y en general a todas las personas que de alguna u otra forma hicieron y hacen parte de este
proceso académico y que ahora llamo amigos. Gracias.
TABLA DE CONTENIDO
RESUMEN ....................................................................................................................................... 9
I. INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................... 11
II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .................................................................................. 13
A. Antecedentes ......................................................................................................................... 13
1) Antecedentes sistemas de Reproducción Multicanal ....................................................... 13
2) Antecedentes Mezcla Binaural ........................................................................................ 16
3) Antecedentes mediciones de sonoridad ........................................................................... 17
III. JUSTIFICACIÓN ..................................................................................................................... 19
IV. OBJETIVOS ............................................................................................................................ 20
A. Objetivo general .................................................................................................................... 20
B. Objetivos específicos ............................................................................................................. 20
V. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN ....................................................................................... 21
VI. MARCO TEÓRICO ................................................................................................................. 22
A. Percepción del sonido ......................................................................................................... 22
B. Audición Binaural .............................................................................................................. 22
C. Sonoridad (Loudness) ........................................................................................................ 23
1) Medida de la Sonoridad ................................................................................................... 24
a) Método de Zwicker .................................................................................................. 24
b) Recomendación ITU-R BS 1770-4 – Algoritmos para medir la sonoridad de los
programas radiofónicos y el nivel de cresta de audio real ................................................. 25
c) Recomendación EBU R-128 .................................................................................... 26
D. Diseño Sonoro .................................................................................................................... 27
1) Elementos de la Banda Sonora ........................................................................................ 27
a) La palabra ................................................................................................................. 27
b) La música ................................................................................................................. 27
c) Efectos sonoros y ambientales ................................................................................. 28
d) El silencio ................................................................................................................. 28
E. Post-producción de Audio Envolvente ............................................................................... 28
1) Grabación de audio envolvente ....................................................................................... 28
2) Dolby Digital 5.1 ............................................................................................................. 30
3) Mezcla de audio envolvente 5.1 ...................................................................................... 30
4) Sistema de Reproducción 5.1 .......................................................................................... 32
F. Post-producción de Audio Binaural ................................................................................... 32
1) Grabación Binaural .......................................................................................................... 32
2) Mezcla de audio binaural ................................................................................................. 33
3) Sistema de Reproducción Binaural Opsodis (Optimal Source Distribution) .................. 35
G. Conceptos de Estadística .................................................................................................... 35
1) Población y muestra ......................................................................................................... 36
2) Medidas de tendencia central .......................................................................................... 36
3) Medidas de dispersión ..................................................................................................... 37
VII. METODOLOGÍA ................................................................................................................... 39
A. Diseño sonoro del cortometraje .......................................................................................... 39
1) Descripción técnica de los movimientos para cada plano ............................................... 40
2) Grabación de foley y efectos ........................................................................................... 43
a. Grabación para Sonido Envolvente .......................................................................... 43
b) Grabación Binaural .................................................................................................. 44
3) Doblaje ............................................................................................................................. 44
a) Doblaje para audio envolvente ................................................................................. 45
b) Doblaje para audio binaural ..................................................................................... 46
4) Montaje y Edición de Audio ............................................................................................ 47
5) Mezcla de Audio .............................................................................................................. 47
a) Mezcla de audio envolvente 5.1 ............................................................................... 48
b) Mezcla de audio binaural ......................................................................................... 50
B. Medición de la sonoridad ................................................................................................... 52
1) Medición Objetiva ........................................................................................................... 52
a) Desarrollo ................................................................................................................. 52
2) Prueba Subjetiva .............................................................................................................. 54
a) Definición del lugar para la prueba .......................................................................... 54
b) Nivel de Escucha ...................................................................................................... 55
c) Población y muestra ................................................................................................. 55
d) Método de Evaluación .............................................................................................. 56
VIII. RESULTADOS ..................................................................................................................... 59
A. Medición Objetiva .............................................................................................................. 59
B. Resultados Pruebas Subjetivas ........................................................................................... 60
1) Resultados Percepción de cambios de sonoridad ............................................................ 60
2) Resultados Comparación Sonoridad entre 5.1 y Binaural ............................................... 62
IX. DISCUSIÓN ............................................................................................................................ 64
A. Comparación objetiva de la sonoridad ............................................................................... 64
B. Comparación subjetiva de la sonoridad ............................................................................. 65
X. CONCLUSIONES ..................................................................................................................... 67
REFERENCIAS ............................................................................................................................. 69
ANEXOS ........................................................................................................................................ 74
LISTA DE TABLAS
Tabla I. Técnicas estéreo y surround .............................................................................................. 29
Tabla II. Perspectiva para cada escena del cortometraje ................................................................ 39
Tabla III. Diagrama técnico de los planos del cortometraje .......................................................... 40
Tabla IV. Selección de escenas para la medición de sonoridad ..................................................... 53
Tabla V. Orden primera encuesta de la prueba subjetiva ............................................................... 57
Tabla VI. Orden segunda encuesta prueba subjetiva ..................................................................... 57
Tabla VII. Escala de calificación ................................................................................................... 57
Tabla VIII. Orden de escenas presentadas, tercera encuesta .......................................................... 58
Tabla IX. Escala calificación en la tercera encuesta ...................................................................... 58
Tabla X. Comparación de sonoridad entre plugin y algoritmo implementado en matlab para 5.1 59
Tabla XI. Comparación de sonoridad entre plugin y algoritmo implementado en matlab para
binaural ........................................................................................................................................... 60
Tabla XII. Medidas de tendencia central para los niveles de sonoridad de muestras de audio 5.1 61
Tabla XIII. Medidas de tendencia central para los niveles de sonoridad de muestras de audio
binaural ........................................................................................................................................... 61
Tabla XIV. Medidas de tendencia central para la comparación de sonoridad entre 5.1 y binaural
........................................................................................................................................................ 63
Tabla XV. Comparación de diferentes niveles de sonoridad entre 5.1 y binaural para una escena
........................................................................................................................................................ 64
Tabla XVI. Coeficientes filtro previo en el algoritmo ................................................................... 74
Tabla XVII. Coeficientes de ponderación en el algoritmo ............................................................. 74
Tabla XVIII. Coeficientes de ponderación para cada canal de audio ........................................... 74
Tabla XIX. Diseño sonoro cortometraje. Documento técnico ....................................................... 76
LISTA DE FIGURAS
Fig. 1 Configuración sistema multicanal 22.2 ................................................................................ 15
Fig. 2 Arreglo del "Equidome". Plano frontal ................................................................................ 16
Fig. 3 Curvas isofónicas ................................................................................................................. 23
Fig. 4 Diagrama de bloques del medidor de sonoridad multicanal ................................................ 25
Fig. 5 Configuración de parlantes típica de Dolby Digital AC-3 .................................................. 32
Fig. 6. Cabeza binaural para grabación donde (1) es el plano horizontal y (2) el plano medio ..... 33
Fig. 7 Panoramizador Binaural de Logic Pro. Procesador psicoacústico capaz de simular
posiciones arbitrarias de la fuente de sonido .................................................................................. 34
Fig. 8 Panorama 5 Wave Arts. Herramienta especializada para crear escenas de audio 3-D realista
utilizando sonido estéreo regular .................................................................................................... 34
Fig. 9 Desplazamiento por banda de frecuencia del Opsodis ........................................................ 35
Fig. 10 Grabación de foley – pasos niña ........................................................................................ 43
Fig. 11 Grabación de foley para escenas de interrogación ............................................................. 44
Fig. 12 Doblaje Maria Antonieta (niña) ......................................................................................... 45
Fig. 13 Grabación doblaje joven .................................................................................................... 46
Fig. 14 Grabación doblaje madre ................................................................................................... 47
Fig. 15 Sesión de Mezcla 5.1 ......................................................................................................... 50
Fig. 16 Sesión de mezcla binaural .................................................................................................. 52
Fig. 17 Vista en planta de la sala de grabación Estudio A y configuración de la prueba. ............. 56
Fig. 18 Montaje Prueba Subjetiva Sala de grabación Estudio A ................................................... 56
Fig. 19 Resultados de percepción de sonoridad en audio 5.1 ........................................................ 61
Fig. 20 Resultados de percepción de sonoridad en audio binaural ................................................ 62
Fig. 21 Resultados de comparación de sonoridad entre audio 5.1 y binaural ................................ 63
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 9
RESUMEN
El presente proyecto pretende evaluar y comparar la sonoridad de manera objetiva y
subjetiva en un cortometraje entre la mezcla desarrollada para audio envolvente 5.1 y
binaural. Para esto se propuso medir la sonoridad del cortometraje de acuerdo con la
recomendación ITU-R BS.1770-4 que especifica los algoritmos para medir la sonoridad
multicanal en un programa de audio y comparar estos resultados con pruebas subjetivas en
individuos que tengan un conocimiento en el área audiovisual. A partir de esta comparación
se buscó determinar si los individuos pueden identificar cambios de sonoridad entre las
diferentes muestras de audio del cortometraje cuando se presentan en el sistema de
reproducción Opsodis.
La comparación objetiva entre el algoritmo utilizado en el presente trabajo y el plugin de
medición de sonoridad arrojó diferencias entre -2 y -3 unidades de sonoridad entre ambos
métodos de medición, mientras que en la comparación objetiva entre la mezcla de audio 5.1
y la mezcla binaural – usando el algoritmo –, se observaron diferencias de
aproximadamente -1 unidad de sonoridad.
Las pruebas subjetivas mostraron resultados donde los cambios de sonoridad, en mezcla de
audio 5.1 y mezcla binaural, son percibidos por los individuos a partir de 2 unidades de
sonoridad por encima y por debajo de un nivel de sonoridad de referencia.
Palabras clave: Sonoridad, Sistema Opsodis, Binaural, Sonoridad objetiva, Sonoridad
subjetiva
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 10
ABSTRACT
This project intends to evaluate and compare the loudness in an objective and subjective
way in a short film between de sound mix developed for surround sound 5.1 and binaural.
For this purpose, it was proposed to measure loudness in the short film according to the
Recommendation ITU-R BS. 1770-4 that specifies the algorithms to measure multichannel
audio program loudness and compare these results with subjective tests in individuals with
knowledge in audiovisual area. From this comparison, we sought to determine if the
subjects can identify loudness changes between different audio samples of the short film
when played through the Opsodis sound reproduction system.
The objective comparison between the algorithm used in this project and the loudness
measurement plugin, showed differences between -2 and -3 loudness units in both
measurement methods, whereas in the objective comparison between the 5.1 sound mix 5.1
and the binaural sound mix – using the algorithm -, differences of approximately 1 loudness
unit were observed.
Subjective tests showed results where loudness changes, in 5.1 sound mix and binaural
sound mix, are perceived by individuals from 2 loudness units above and below a reference
loudness level.
Keywords: Loudness, Opsodis System, Binaural, Objetive Loudness, Subjective Loudness
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 11
I. INTRODUCCIÓN
Actualmente existen muchos tipos de reproducción sonora multicanal, entre ellas la más
común es la estéreo usando dos fuentes de reproducción (canal izquierdo y canal derecho)
que permite la percepción de espacialidad de una fuente entre los parlantes [1]. Otro
sistema de reproducción muy utilizado, especialmente en la industria del cine es el de
sonido envolvente 5.1 que consiste de seis fuentes de reproducción por pares de altavoces
que generan una mejor impresión del espacio en el oyente [1]. Por otro lado, la
reproducción binaural se ha limitado al uso de audífonos para brindar una percepción del
campo sonoro de manera tridimensional sin embargo, el uso de audífonos restringe a la
escucha individual y la simulación del espacio no es completamente fiel [2], pues la
percepción de la distancia y localización de los sonidos puede cambiar. Frente a esto,
recientemente se han hecho avances en la reproducción tridimensional usando arreglos de
parlantes para optimizar la percepción acústica del espacio produciendo una representación
mucho más realista sobre un área de escucha más grande [3].
El uso de técnicas grabación binaural han sido estudiadas pero no son muy abordados
actualmente en proyectos audiovisuales debido a que su viabilidad se puede ver limitada
por los sistemas de reproducción binaurales disponibles que no sea el uso de auriculares,
mientras que la grabación de sonido envolvente 5.1 se realiza mediante técnicas
tradicionales de grabación estéreo con la utilización de 2 o 3 micrófonos ubicados
particularmente para dar una “imagen sonora” cuando se reproduce en un sistema de
múltiples parlantes.
En vista de que un sistema 5.1 puede acarrear dificultades en su implementación casera
(debido a la cantidad de parlantes) y que la reproducción binaural se ve limitada a la
escucha individual en audífonos, en el Instituto de investigación de vibraciones y sonido
(Institute of sound and vibration research) se desarrolló un sistema de reproducción casero
mucho más simple que consta de un parlante, que se compone internamente de otras
unidades, que permite tanto la reproducción envolvente como la binaural. La tecnología es
llamada Opsodis (Optical Source Distribution) y tiene la ventaja de presentar facilidades
para la instalación casera además de brindar una experiencia tridimensional.
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 12
Por otra parte, la industria audiovisual, especialmente la radiodifusión en televisión, en
temas operativos se enfoca principalmente en los niveles de señales a uno que equilibre el
nivel general de la señal con la necesidad de mantener un volumen de audio consistente
(sonoridad) en toda su programación [4]. La unión internacional de comunicaciones ha
desarrollado algoritmos que permiten medir la sonoridad en programas multicanal para
garantizar un nivel constante de audio y evitar molestias al oyente cuando por ejemplo
cambia entre programación y percibe saltos de volumen o inconsistencias entre diferentes
programas y canales que esté viendo.
Teniendo en cuenta que la sonoridad es vital para los proyectos audiovisuales y con el fin
de impulsar el desarrollo de éstos con técnicas binaurales para su difusión y viabilidad en
un entorno comercial, se pretende hacer una comparación entre una mezcla de audio
desarrollada de forma envolvente 5.1 y una mezcla de audio binaural en un cortometraje
mediante la reproducción en el sistema Opsodis con el fin de evaluar y comparar la
sonoridad, siendo éste un parámetro subjetivo.
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 13
II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Una de las quejas más comunes de la población cuando están viendo televisión son los
cambios de nivel de sonido que perciben cuando cambian entre programas, para dar
solución a este interrogante, varias organizaciones internacionales han creado estándares y
directrices que le permitan a los programadores regular la sonoridad, o intensidad de
sonido, con que emiten toda su programación incluyendo anuncios comerciales o
programación musical. Frente a esto, también se han desarrollado medidores de sonoridad
como recurso para regular esta medida y evitar cambios abruptos en el nivel de sonido
transmitido y tener un ajuste constante de nivel de volumen.
Por otro lado, el avance en la creación de contenidos audiovisuales que se escuchen o se
asemejen a la realidad, ha llevado a que de manera experimental se desarrollen proyectos
audiovisuales con técnicas de grabación binaural pero debido a que su reproducción
comúnmente es por medio de audífonos, este tipo de proyectos no son viables para la
reproducción comercial, esto está cambiando con el desarrollo de tecnologías de
reproducción como el Opsodis, para evitar el uso de auriculares y aun así disfrutar de un
campo sonoro tridimensional.
Debido a que el desarrollo de proyectos binaurales audiovisuales comienza a ser atractivo,
también es necesario velar porque su reproducción sea correcta y compatible con los
niveles de sonoridad ya establecidos para su difusión en el ámbito comercial, especialmente
cuando se utiliza un sistema de sonido externo que permite reproducir formatos de audio
envolvente 5.1 y binaural, enriqueciendo así la experiencia del espectadoral ver una pieza
audiovisual, se acerque a una inmersión sonora tridimensional.
A. Antecedentes
1) Antecedentes sistemas de Reproducción Multicanal
La audición humana permite la localización y percepción de las fuentes sonoras desde
todos los sentidos, por ello desde el siglo pasado se han desarrollado sistemas de
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 14
reproducción sonora que aborden la necesidad de emular la realidad para presentar una
imagen sonora más real, precisa y natural.
Los primeros formatos de audio multicanal fueron inicialmente desarrollados a inicios de
los años 1950 para el cine; en ese entonces, el sonido estereofónico era aún nuevo para el
público y fue promovido – por la industria del cine que se veía amenazada por el
crecimiento de la televisión - a la par con los nuevos formatos de largas pantallas para la
imagen. El sonido para películas comenzó con un mínimo de cuatro canales o pistas de
audio, estos canales de sonido eran grabados en las bandas del material magnético del film.
Los proyectores estaban equipados con unidades de reproducción individuales y los cines
se equipaban con amplificadores y parlantes adicionales.
Las películas estéreo que se presentaban en cine tenían varios parlantes en el frente y había
un canal adicional entre los parlantes traseros de los cines, éste último al principio fue
conocido como el canal de efectos y era reservado para los efectos dramáticos ocasionales.
Durante las décadas de 1960 y 1970, muchos continuaron experimentando con este canal de
efectos hasta el punto de utilizarlo incluso para agregar sonidos de ambiente para envolver
a la audiencia. Esta aplicación llegó a ser conocida como “sonido envolvente” y el canal de
efectos como “canal envolvente.”
Mientras la industria del cine se asociaba con la industria de la televisión y las pantallas se
volvían más pequeñas, hacia finales de los años 80 los laboratorios de Dolby tomaron la
aplicación del audio digital hacia el sonido de las películas de 35mm, desarrollando la
configuración 5.1 que se compone de 5 canales de audio discretos de rango completo más
un sexto canal para los efectos de baja frecuencia y hasta ahora es la configuración de
parlantes que satisface mejor los requisitos para presentar una película [5].
A partir del sistema multicanal 5.1, se han venido desarrollando mejoras y nuevos sistemas
que permitan una mejor localización del sonido. Estos sistemas han sido: 5.1, 6.1, y 7.1.
Luego de estas mejoras, la corporación THX (California) desarrolló un sistema 10.2, y en
Japón, los Laboratorios de Ciencia e Investigación Técnica NFK, desarrollaron un sistema
de sonido multicanal 22.2 (22 altavoces) para una ultra-alta definición de vídeo, compuesto
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 15
de 3 líneas de parlantes ubicados en un cuarto de la siguiente manera: para la línea superior
se posicionan 9 parlantes, en la línea media hay 10 parlantes y para la línea baja se colocan
3 parlantes. Este sistema fue desarrollado para reproducir una inmersión natural y
tridimensional del campo sonoro manteniendo una mayor presencia y aproximación de la
realidad, sin embargo es muy complejo y su uso es enfocado a cines [6]. Su configuración
se puede apreciar en la Fig. 1.
Fig. 1 Configuración sistema multicanal 22.2
Fuente: K. Hamasaki, S. Komiyama, H. Okubo, K. Hiyama y W. Hatano, «5.1 and 22.2 Multichannel Sound Productions Using an Integrated Surround Sound Panning System.,» de 117th Audio Engineering Society Convention - Paper 6226, 2004, pp. 1-11
Es evidente que con el aumento de los altavoces aumenta el tamaño del espacio dónde se
utilizan estos sistemas, por lo que un sistema de 10 o 20 canales es difícil de implementar
en salas caseras y si se pudiera utilizar sería complicado de instalar y la localización sonora
mientras se reproduce el sonido es pobre. En vista de la necesidad de tener un sistema
casero fácil de instalar pero que genere también una buena aproximación al audio 3D, en
abril de 2012 se presentó un arreglo personal de altavoces llamado “The Equidome”,
desarrollado por James Barbour en Australia, que es capaz de posicionar fuentes de sonido
simultáneamente con una sensación realista de los sonidos por encima y alrededor del
oyente. “The Equidome” es un sistema multicanal 12.2 que consta de 6 altavoces en el
plano horizontal, 6 altavoces en un plano elevado y dos altavoces LFE (Low-frequency
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 16
effects, para bajas frecuencias menores a 120Hz) [7]. Todos los altavoces se ubican a una
misma distancia del oyente y en un cuarto pequeño como se muestra en la Fig. 2.
Fig. 2 Arreglo del "Equidome". Plano frontal
Fuente: J. L. Barbour, «The Equidome, a Personal Spatial Reproduction Array,» de 132th Audio Engineering Society Convention - Paper 8598, 2012, pp. 1-7.
2) Antecedentes Mezcla Binaural
El desarrollo de proyectos relacionados con captura y mezcla de audio binaural vienen
desde los años 70, inicialmente de manera musical con un disco realizado por Zucarelli
Labs [8], utilizando por primera vez la holofonía. Luego de esto, en 1982, la banda Pink
Floyd llevó a cabo un experimento parecido en su álbum “The Final Cut” para reproducir
audio tridimensional a partir de sonido estéreo [9] y la banda concluyó que con el sistema
binaural identificaban imágenes sonoras que permitían el posicionamiento de las fuentes
sonoras. [10]
Hacia los desarrollos de la mezcla binaural en proyectos audiovisuales se puede apreciar
que en el año 2011, un estudiante perteneciente a un grupo de investigación de Madrid,
Carlos García, realizó un proyecto que pretendía producir un video en 3D al igual que el
audio tridimensional. Se dedicó a construir una cabeza artificial binaural y un prototipo
para grabar imágenes tridimensionales y unir los dos objetos (cámara y cabeza) para grabar
y filmar al mismo tiempo en 3 dimensiones [11].
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 17
El Opsodis (Optimal Source Distribution) es un sistema de reproducción sonora que ha sido
investigado ampliamente desde 1996 hasta el presente en el desarrollo de sistemas de
sonido 3D. En la universidad de Southampton se ha expuesto un proyecto con el objetivo
de desarrollar algoritmos basados en el principio de Opsodis para simular el audio 3D. Lo
que pretendía era adaptar la tecnología desarrollada por el Instituto de Investigación de
vibraciones y sonido a productos de consumo casero como televisores, videojuegos e
incluso para autos [12].
3) Antecedentes mediciones de sonoridad
La sonoridad es un parámetro subjetivo del sonido que depende de su intensidad y
frecuencia, está relacionada con las curvas de sonoridad planteadas por Fletcher y Munson
que especifica las combinaciones de nivel de presión sonora y las frecuencias de tonos
puros continuos que son percibidos igualmente fuerte por oyentes humanos, donde el nivel
de sonoridad se mide en fonios. La medición de este parámetro es realmente beneficioso en
muchas áreas como la televisión, donde siguiendo el interrogante frente a la necesidad de
un ajuste constante de la señal de audio, se han explorado varios métodos de medición
objetiva, tales como los métodos de Zwicker, Moore y Glasberg [13] con el fin de aplicar
estos modelos para la elaboración de medidores comerciales.
Históricamente, los operadores de audio usaban sus oídos para equilibrar y controlar los
niveles de sonido de radiodifusión, instintivamente normalizaban la sonoridad percibida de
distintos programas, aunque era un ambiente de sonoridad normalizado esto llevó a años de
quejas de los espectadores hacia las compañías de televisión por anuncios excesivamente
ruidosos y en respuesta a esto es que la Unión Internacional de Telecomunicaciones, en el
2006, publicó una recomendación (ITU-R BS 1770) que establece los algoritmos para una
medida estándar de la sonoridad que muestra una aproximación a la sonoridad que percibe
el oído humano [14].
Es a partir que de esta recomendación que varias organizaciones internacionales como la
Sociedad de Ingenieros de Audio (AES, Audio Enginnering Society) y la Unión Europea de
Radiodifusión (EBU, European Broadcasting Union) se han dedicado a presentar estudios
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 18
y reglamentaciones vinculadas a la aplicación de las pautas sobre los parámetros
recomendados al análisis y medición de la sonoridad.
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 19
III. JUSTIFICACIÓN
El desarrollo de proyectos audiovisuales con técnicas binaurales aún está en proceso de
experimentación, pero eso no quiere decir que no sea atractivo, especialmente cuando la
reproducción de archivos de audio que han sido grabados o procesados bajo técnicas
binaurales, emulan la sensación de escuchar de forma tridimensional y el campo sonoro se
asemeja más a la realidad. Con el desarrollo de estos proyectos, también se abre la
necesidad de que la reproducción sea cómoda y amable con el oyente. En un entorno donde
los sistemas de reproducción caseros que permiten la sensación envolvente son atractivos
para los oyentes, muchas veces se tornan difíciles de configurar o su implementación se ve
dependiente del número de parlantes. Sin embargo recientemente se desarrolló un sistema
de reproducción compatible con la reproducción de audio binaural.
Con el desarrollo de estos sistemas de sonido, también es necesario evaluar los parámetros
sonoros del material que se quiera reproducir. Uno de esos parámetros es la sonoridad, que
hace referencia al nivel de intensidad percibida de una pieza sonora. Y como es
precisamente el oyente quién se queja de los cambios abruptos de sonoridad entre
diferentes programas de audio, su medición y regulación es de gran importancia en el
medio comercial.
Aunque la sonoridad ha sido estudiada para sistemas multicanal por entidades
internacionales, hay poca información frente a la regulación y medición de ésta para
proyectos y sistemas de reproducción binaural. Es por eso que se pretende utilizar los
métodos y algoritmos ya recomendados, y aplicarlos para medir la sonoridad de una pieza
sonora binaural.
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 20
IV. OBJETIVOS
A. Objetivo general
Comparar la sonoridad en un cortometraje entre una mezcla de audio desarrollada para
sonido envolvente 5.1 y binaural usando el sistema de reproducción Opsodis, mediante el
método de medición multicanal Leq(RLB) y prueba subjetiva, de acuerdo con la
recomendación ITU-R BS.1770-4.
B. Objetivos específicos
• Emplear técnicas de grabación y postproducción de sonido envolvente 5.1 y binaural
para la sonorización de un cortometraje que serán comparadas mediante pruebas
objetivas y subjetivas.
• Realizar pruebas objetivas que permitan establecer las diferencias de sonoridad entre el
audio de un cortometraje en sonido envolvente 5.1 y binaural.
• Diseñar e implementar una prueba subjetiva para determinar si los individuos
identifican las diferencias de sonoridad que se puedan presentar entre las distintas
muestras de audio.
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 21
V. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN
Una de las quejas más comunes de la población cuando están viendo televisión son los
cambios de nivel de sonido que perciben cuando cambian entre programas, para dar
solución a este interrogante, varias organizaciones internacionales han creado estándares y
directrices que le permitan a los programadores regular la sonoridad con que emiten toda su
programación incluyendo anuncios comerciales o programación musical. Frente a esto,
también se han desarrollado medidores de sonoridad como recurso para regular esta medida
y evitar cambios abruptos en el nivel de sonido transmitido y tener un ajuste constante de
nivel de volumen.
Por otro lado, el avance en la creación de contenidos audiovisuales que se escuchen o se
asemejen a la realidad, ha llevado a que de manera experimental se desarrollen proyectos
audiovisuales con técnicas de grabación binaural pero debido a que su reproducción
comúnmente es por medio de audífonos, este tipo de proyectos no son viables para la
reproducción comercial, esto está cambiando con el desarrollo de tecnologías de
reproducción como el Opsodis, para evitar el uso de auriculares y aun así disfrutar de un
campo sonoro tridimensional.
Debido a que el desarrollo de proyectos binaurales audiovisuales comienza a ser atractivo,
también es necesario velar porque su reproducción sea adecuada y compatible con los
niveles de sonoridad ya establecidos para su difusión en el ámbito comercial.
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 22
VI. MARCO TEÓRICO
A. Percepción del sonido
El oído humano percibe una sensación producida por las ondas sonoras que se transmiten
por un medio físico y se traducen en información en el cerebro sobre lo que se está
escuchando. A su vez la audición humana ubica los sonidos que escuchamos, esto debido a
que los humanos poseemos dos oídos ubicados a la misma altura que permiten determinar
la localización de una fuente sonora en una determinada posición [2].
Sin embargo, existen tres factores importantes que se usan para identificar la posición de
los sonidos que están alrededor del sujeto. “El primero y probablemente el más importante
es la diferencia de los tiempos de llegada del sonido a cada oído, seguida por las diferencias
de nivel (intensidad) entre los oídos para sonidos de alta frecuencia, es decir, aquellos que
superan los 2000 Hz, y finalmente están los efectos independientes de filtrado desde el oído
externo” [15] o en otras palabras, es el efecto producido por la combinación de varios
sonidos de diferente intensidad en el que el sonido más fuerte enmascara (cubre) al más
suave y por lo tanto sólo se escucharía el sonido de mayor intensidad.
B. Audición Binaural
La audición binaural se refiere a la percepción del sonido por los dos oídos, esto no sólo
permite percibir la información de frecuencia e intensidad de una señal sonora sino también
localizar de donde proviene dicha fuente sonora [16].
Las diferencias de tiempo y de intensidad que hay entre una señal de audio que llega a un
oído y al otro, permiten que el cerebro localice la fuente sonora. Algunas de las ventajas de
la audición binaural son [16]:
• Mejor entendimiento en los ambientes ruidosos.
• Localización de la fuente del sonido.
• Permite poder identificar mejor el tipo de sonido.
• Brinda una sensación de balance auditivo.
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 23
La localización se debe determinar a partir de una dirección y de una distancia, se
establecen planos característicos a la hora de estudiar la localización, estos planos son el
frontal, el medio y el horizontal [17].
C. Sonoridad (Loudness)
La sonoridad puede ser definida como “un atributo de un sonido que cambia a medida que
la intensidad del sonido varía” [18], y en otros términos puede decirse que la sonoridad es
la percepción de la intensidad subjetiva del sonido.
Al ser un parámetro subjetivo del sonido, la sonoridad también es una medida expresada en
fonios, en donde un fonio es la sonoridad de un tono 1kHz a 40dBSPL [18]. Esto quiere
decir que la sonoridad no sólo depende de la intensidad de un sonido, sino también de su
frecuencia. El trabajo de Fletcher y Munson sobre la sonoridad los llevó a plantear unas
curvas para crear una escala de sonoridad que se relacionara con la frecuencia y el nivel de
presión sonora [19], que se puede apreciar en la Fig. 3.
Fig. 3 Curvas isofónicas
Fuente: H. Fletcher y W. Munson, «Loudness, Its Definition, Measurement and Calculation,» The Journal of the Acoustical Society of America, vol. V, pp. 82-108, Agosto 1933.
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 24
Estas curvas han sido adoptadas como estándar internacional ISO 226:2003 y especifica las
combinaciones de nivel de presión sonora y las frecuencias de tonos puros continuos que
son percibidos igualmente fuerte por oyentes humanos, donde el nivel de sonoridad se mide
en fonios que tienen el mismo valor numérico que el nivel de presión sonora en decibeles
de un sonido de referencia [20].
1) Medida de la Sonoridad
La información de las curvas isofónicas aplica únicamente para tonos puros y cuando la
fuente del sonido está directamente frente al oyente [20], sabiendo que los oídos reciben
información sonora desde varias direcciones y que estas señales sonoras también puede ser
música u otro tipo de programación, se evidencia la necesidad de medir o controlar el nivel
de sonoridad en otras aplicaciones como transmisiones de radio o televisión donde el
contenido de la señal de audio cambia constantemente entre música y diálogo, o una
combinación de los dos, y también puede incluir efectos de sonido y ambiente. Estos
cambios en el contenido de la señal pueden resultar en cambios dramáticos en la sonoridad
percibida por el oyente [21].
a) Método de Zwicker
Es un método para la medida de la sonoridad del ruido, propuesta por Eberhard Zwicker, y
ha sido estandarizado en el estándar internacional ISO 532-1975. Este método consiste en
la división en las bandas críticas del oído humana utilizando como aproximación a estas, las
bandas de un tercio de octava y se debe saber si el espectro a estudiar es grabado en campo
directo o difuso. Luego la sonoridad puede ser calculada manualmente usando alguna de las
10 tablas especificadas en el estándar ISO 532-1975 [22]. En el mismo estándar
internacional también se incluye un método más simple diseñado por S.S Stevens, y se basa
en el análisis por bandas de octava.
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 25
b) Recomendación ITU-R BS 1770-4 – Algoritmos para medir la sonoridad de los
programas radiofónicos y el nivel de cresta de audio real
Considerando que un espectador u oyente desea que el nivel de sonoridad sea uniforme y
teniendo en cuenta que en aplicaciones de radiodifusión y televisión, el contenido del
material de audio puede cambiar entre música, la palabra y efectos sonoros, y que estos
cambios pueden alterar la sonoridad subjetiva, esta recomendación especifica los
algoritmos de audio con el propósito de determinar la sonoridad de los programas de audio
que se transmiten.
La base de la recomendación es un filtro de ponderación RLB (Revised Low-frequency B-
curve) y una medida de la media cuadrática Leq. El filtro RLB era la mejor solución para
señales mono continuas, sin embargo como los programas de emisión puede contener
señales mono, estéreo y multicanal es necesario un valor de sonoridad único sin importar el
número de canales de audio [23]. El diagrama de bloques que presenta el algoritmo para la
medición de la sonoridad multicanal se puede observar en la Fig. 4.
Fig. 4 Diagrama de bloques del medidor de sonoridad multicanal
Fuente: International Telecommunication Union, ITU-R. BS. 1770-4 Algorithms to measure audio programme loudness and true-peak audio level, Ginebra:ITU, 2015.
El filtro previo tiene como objetivo eliminar los efectos acústicos de la cabeza, que ha sido
modelada como esfera rígida, luego cada canal se somete a un filtro pasa altos RLB de
acuerdo con la curva de ponderación B. Una vez cada canal haya pasado las etapas de
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 26
filtrado, se evalúa el valor cuadrático medio y finalmente se suman los canales para medir
la sonoridad aplicando la ecuación (1):
𝑆𝑜𝑛𝑜𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑 = −0,691+ 10𝐿𝑜𝑔 𝐺! .𝑍!! [𝐿𝐾𝐹𝑆], (1)
Donde 𝐺! corresponde a los coeficientes de ganancia de los canales y 𝑍! es el valor
cuadrático medio de cada canal. Los detalles de coeficientes de las etapas de filtro,
coeficientes de ponderación de canales y la fórmula de 𝑍! pueden verse en el Anexo 1.
La sonoridad es indicada en unidades LKFS (Loudness K-weighted Full Scale) que es la
sonoridad (el nivel) ponderada en K a escala completa. Este filtro de ponderación
básicamente “construye un puente entre la impresión subjetiva y la medida objetiva” de la
sonoridad [24].
c) Recomendación EBU R-128
La European Broadcast Union toma como base los algoritmos de la recomendación ITU
1770, pero tiene en cuenta cierto tipo de programas que pueden contener largas secuencias
con bajo nivel de audio, es decir donde posiblemente se establezcan intervalos de silencio
muy largos [25].
Esta recomendación no sólo propone que se use el nivel medio de sonoridad, sino también
un rango de sonoridad y un nivel máximo de cresta real para normalizar las señales de
audio en la radiodifusión, cumpliendo los límites técnicos en la cadena de la señal, al igual
que las necesidades artísticas de cada programa o estación dependiendo de su género y la
audiencia destino [25].
Allí, la escala LKFS fue reemplazada por LUFS (Loudness Unit relative to Full Scale) y se
plantea un función de puerta (gating) para detener momentáneamente la medición cuando
su nivel está 8LU (Loudness Unit) por debajo del nivel de sonoridad objetivo del programa
[25]. La ventaja al aplicar esta puerta es que la medida de la sonoridad se vuelve más
estable entre programas de diferentes géneros, por ejemplo permitiendo que una película,
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 27
programas de contenido musical y comerciales estén “alineados en sonoridad” [25]. El
nivel objetivo de sonoridad es de -23LUFS al cual deben estar todos los programas.
D. Diseño Sonoro
El diseño de sonido es el proceso de creación y mezcla del audio para un determinado
proyecto sonoro, en el ámbito audiovisual se busca una interacción entre la imagen y el
sonido de forma coherente en la ubicación de las fuentes sonoras y en el momento
adecuado de manera que el espectador se involucre en la escena que está viendo y obtenga
la experiencia que se tiene por objetivo proporcionar cuando se crea un ambiente sonoro.
“La postproducción de sonido es la fase final de la elaboración de la banda sonora que
consiste en seleccionar, organizar y manipular los diversos elementos sonoros que se
utilizan en una producción audiovisual” [26].
1) Elementos de la Banda Sonora
“La banda sonora debe entablar una relación activa con la imagen” [26], es por eso que hay
varios elementos que la componen.
a) La palabra
Expresión verbal en forma de comentario, de voces o de diálogos sincronizados. Puede
captarse mediante micrófonos en el lugar de rodaje o haciendo un doblaje en estudio, de
manera que la voz se sincronice con la imagen a partir de lo grabado como sonido directo.
El doblaje también se puede utlizar cuando una producción requiere el cambio del idioma
original, técnicamente se conoce como ADR (Automated Dialogue Replacement -
reemplazo automatizado de diálogos) [26].
b) La música
Es un medio narrativo que aporta información a la imagen. La música puede surgir desde la
misma acción al provenir de alguna fuente sonora presente en la pantalla (música diegética)
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 28
o puede parecer en la imagen sin que surja desde la acción, usualmente se inserta con el fin
de conseguir efectos estéticos (música no diegética) [27].
c) Efectos sonoros y ambientales
Sonidos que contribuyen a la sensación de realismo de la imagen ya que son específicos de
cada escena y pueden ser obtenidos a través de librerías de sonido creados a partir de la
grabación durante el rodaje o efectos previamente grabados y procesados. También en esta
categoría se encuentra el Foley, que es la grabación de sonidos especificos en estudio
después del rodaje y cuya sincronía con la acción es de gran importancia. Los ambientes
son conocidos como “wildtracks” que son todos los ruidos homogéneos y no sincrónicos
con la imagen que acompañan a la acción y definen el espacio [27].
d) El silencio
El silencio está relacionado con algún sonido que es más fuerte que el “silencio” del que
estamos conscientes, por ejemplo un “room tone” [28]. Se utiliza como pausa entre
diálogos, ambientes, sonidos y música o como recurso de expresión pues puede añadir
dramatismo, expectativa e interés [27].
E. Post-producción de Audio Envolvente
El uso del audio envolvente o surround tiene la intención de envolver a la audiencia en el
campo sonoro de un proyecto audiovisual mejorando su experiencia sensorial a través de la
reproducción con parlantes que rodean al oyente [27].
1) Grabación de audio envolvente
En general, la grabación de sonidos para crear un espacio sonoro envolvente se realiza
mediante técnicas tradicionales de grabación estéreo porque permiten dar espacialidad y
profundidad a lo que se esté grabando para dar una “imagen sonora” completa con la
utilización de 2 o 3 micrófonos durante la captura. Las técnicas usadas para la captura de
sonido suelen ser las configuraciones par espaciado, técnica XY, ORTF, entre otras
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 29
técnicas [29], incluso se han configurado arreglos de más de 3 micrófonos para lograr
mayor espacialidad y envolvimiento [29], un resumen de estas configuraciones puede
apreciarse en la tabla I:
TABLA I. TÉCNICAS ESTÉREO Y SURROUND
Técnica de micrófono Configuración Posición
XY
2 micrófonos cardioides con cápsulas
coincidentes en un angulación de 90º-
135º
Par Espaciado
2 micrófonos cardioides u
onmidireccionales separados 1-3 metros.
ORTF
2 micrófonos cardioides espaciados
17cm con un ángulo de 110º),
Decca Tree
3 micrófonos omnidireccionales que
forman un triángulo equilátero que
apunta directamente la fuente sonora
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 30
Hamasaki Square
4 micrófonos bidireccionales cuyos lóbulos positivos apuntan al centro
Nota: Facultad de Bellas Artes UNLP, «Técnicas de Microfoneo de Sala,» [En línea]. Available: https://goo.gl/RxmRnS.
2) Dolby Digital 5.1
Dolby Digital también es conocido como AC-3. Se compone de 6 canales de audio
discretos – Izquierdo (Left), Central (Center), Derecho (Right), Izquierdo envolvente (Left
Surround), Derecho envolvente (Right Surround) y Canal de Bajas frecuencias (Low-
frequency effects), el cual lleva el contenido por debajo de los 120Hz [30]. Usando la
compresión AC-3, que es un sistema de codificación-decodificación que preserva la
información en el rango audible humano entre 20Hz y 20KHz, eliminando la información
redundante [30] y así los 6 canales son codificados en un sólo archivo de información para
imprimirse a la película. Para la proyección, esta información es decodificada de nuevo a
sus 6 canales originales y llevados por el sistema de reproducción apropiado. La mayoría de
las películas digitales y DVDs son codificados usando este formato.
3) Mezcla de audio envolvente 5.1
La idea al mezclar el audio de un proyecto audiovisual de cualquier tipo bajo el 5.1 es darle
al espectador una experiencia de inmersión de manera que sienta que se encuentra dentro
del entorno que ve en la pantalla, no obstante la mezcla envolvente de audio tiende a
hacerse de forma artística sin embargo se conservan cierto parámetros recomendados
durante el proceso de mezcla frente a la distribución de los planos sonoros en el sistema de
los 6 parlantes que conforman la reproducción 5.1 [31].
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 31
La principal función del canal central es proporcionar un anclaje de los elementos claves de
la producción, especialmente los diálogos pero a su vez puede contener elementos como
música o efectos sonoros específicos de manera muy sutil. En los canales laterales frontales
se encuentra una pequeña divergencia junto con el canal central, pero son más enfocados a
los efectos sonoros transientes o no transientes y en ocasiones a contenido musical. Los
canales laterales traseros se centran en el contenido de sonidos de ambientes y efectos
sonoros que permiten que el oyente sienta la envolvencia dentro del entorno de la imagen
ya que proveen la información de la posición espacial. Ahora frente al canal de bajas
frecuencias (LFE, Low-frequency effects), éste se ha referido como el canal de ‘boom’ pues
se usa para agregar efectos dramáticos con contenidos en bajas frecuencias [32].
La ubicación de estos elementos sonoros en los canales de audio para ser reproducidos en el
sistema 5.1, se puede lograr con una de herramienta incluida en la versión 10HD del
software Protools. Dicha herramienta permite realizar el paneo (panning), que se refiere a
ubicar un sonido en un punto específico del campo sonoro controlando qué tanto debe
reproducirse en cualquiera de los parlantes [33]. Aunque esto está abierto a interpretación
y depende de qué tipo de narrativa tiene el contenido audiovisual, existen prácticas de
paneo comunes para crear un buen ambiente sonoro.
Usualmente en los canales frontales (Left, Center, Right) se ubican todo lo que provenga de
una fuente monofónica como diálogos y foley (efectos sonoros), aunque éste último puede
ser archivo estéreo y se ubicar en los canales principales estereofónicos (Left, Right) [33].
En los canales envolventes (Left Surround, Right Surround) se ubica todo lo que lleve a dar
una sensación de un espacio amplio cuando se quiera rodear al oyente o crear una gran
profundidad en el campo sonoro, de esta forma, se ubican los ambientes, efectos sonoros y
música [33].
En cuanto al canal de baja frecuencia (LFE Low-Frequency Effect), en éste se ubica la
música y efectos sonoros cuando sea necesario y apropiado, pues sólo se destina para
reproducir baja frecuencia y depende del género que tenga el proyecto audiovisual [33].
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 32
4) Sistema de Reproducción 5.1
Al igual que los 6 canales de audio para el formato Dolby Digital, el sistema de
reproducción 5.1 consta también de 6 parlantes (Left, Center, Right, Left Surround, Right
Surround, LFE - Subwoofer) configurados como se observa en la Fig. 5.
Fig. 5 Configuración de parlantes típica de Dolby Digital AC-3
Fuente: R. Tozzol, Protools Surround Sound Mixing, 2ª edición ed., Milwaukee: Hal Leonard Books, 2011
F. Post-producción de Audio Binaural
Con el surgimiento y reciente desarrollo de productos audiovisuales en 3D, se busca que la
grabación y mezcla binaural sea una mejor herramienta para obtener un sonido real y
coherente frente a la imagen, de manera que el oyente se pueda situar dentro del campo
sonoro con diferentes fuentes localizadas en el espacio [35].
El audio binaural tiene su base en la localización de las fuentes sonoras, esta posición es
proporcionada por las diferencias interaurales de tiempo y de intensidad, donde la cabeza
humana siendo un obstáculo entre los oídos, actúa como una sombra acústica [36]
1) Grabación Binaural
Una exitosa experiencia de audio 3D se da sólo si se escucha mediante audífonos en vez de
altavoces y la razón es que cuando se usan audífonos, el oído izquierdo escucha las señales
que éste debería escuchar y lo mismo se aplica al oído derecho. La técnica binaural utiliza
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 33
dos micrófonos omnidireccionales a ambos lados de una cabeza artificial creando así una
imagen estéreo bastante fiel en cuanto a proveer información sobre la distancia y dirección
de las fuentes sonoras [37]. En la Fig. 6 se puede apreciar un sistema de grabación binaural
donde (1) representa el plano horizontal y (2) el plano medio [38].
Fig. 6. Cabeza binaural para grabación donde (1) es el plano horizontal y (2) el plano medio
Fuente: https://goo.gl/3qHDj9
2) Mezcla de audio binaural
Poco es lo que se ha estudiado sobre la mezcla de sonido binaural enfocado a la
postproducción para proyectos audiovisuales, sin embargo se deben tener en cuenta los
mismo principios usados para la mezcla envolvente, ya que el propósito es recrear la
audición humana dentro de un entorno. Es por ello que es importante reconocer la dirección
y posición de las distintas fuentes sonoras para generar el sentido de espacialidad que se
desea proyectar.
Varias herramientas se han desarrollado para imitar la respuesta o percepción del oído
humano de manera que sean capaces de interpretar la información de la posición de una
fuente de sonido (delante, detrás, arriba, abajo, izquierda o derecha de la posición de
escucha) por medio de una señal estéreo normal, tal es el caso de la herramienta
Panorámica Binaural de Logic Pro [39] o el plug-in de Wave Arts Panorama 5 que
reproduce la localización psicoacústica del sonido permitiendo panear los sonidos en tres
dimensiones [40]. Ambas herramientas muestran una interfaz que permite ubicar y
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 34
caracterizar las fuentes sonoras mediantes controles de paneo, tal como se ilustra en las Fig.
7 y Fig. 8 respectivamente.
Fig. 7 Panoramizador Binaural de Logic Pro. Procesador psicoacústico capaz de simular posiciones
arbitrarias de la fuente de sonido Fuente: J. A. Torres Viveros, «Aplicación de técnica de grabación y mezcla binaural para audio comercial y/opublicitario,» Proyecto de Grado, Carrera de Estudios Musicales, Facultad de Artes, Pontificia Universidad Javeriana, Bogotá D.C, 2009.
Fig. 8 Panorama 5 Wave Arts. Herramienta especializada para crear escenas de audio 3-D realista
utilizando sonido estéreo regular
Fuente: httsp://goo.gl/rFcuLq
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 35
3) Sistema de Reproducción Binaural Opsodis (Optimal Source Distribution)
Es un sistema de reproducción en forma de barra que se compone de un arreglo de 3 pares
de altavoces que puede crear una imagen sonora en tres dimensiones. El sistema divide la
información en las bandas de frecuencia en cada par de transductores e incluye unos filtros
especiales de cancelación del efecto de crosstalk [41].
Los parlantes en el arreglo tienen diferente angulación entre ellos y la distribución de las
frecuencias se da así: el par de parlantes en el centro se encargan de reproducir las altas
frecuencias y presentan poca angulación, los pares de parlantes en los extremos reproducen
las bajas frecuencias y tienen una mayor angulación para evitar la pérdida en dichas
frecuencias y los parlantes que están en medio de cada arreglo se encargan de reproducir las
frecuencias medias, de esta forma presenta en su totalidad respuesta estable [42], un
diagrama de esto puede observarse en la Fig. 9.
Fig. 9 Desplazamiento por banda de frecuencia del Opsodis
Fuente: T. Takeuchi, «3D Sound Reproduction with 'OPSODIS' and its commercial applications,» Institute of Sound and Vibration Research, University of Southampton, Southampton.
G. Conceptos de Estadística
La estadística permite hacer una clasificación y ordenación de datos obtenidos de alguna
observación con el fin de realizar una interpretación de los datos, hacer comparaciones y
sacar conclusiones.
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 36
1) Población y muestra
La población es el conjunto de todos los individuos que porten información sobre el
fenómeno que se estudia, por lo general se clasifican en poblaciones finitas e infinitas. La
muestra es una parte representativa de la población seleccionado para ser estudiado [43].
Una población infinita es considerada cuando consta de más de 100,000 individuos [44],
donde la muestra 𝑛 está dada por la ecuación (2):
𝑛 = !!.!.!!!
(2)
Y la población finita corresponde a aquella que consta de menos de 100,000 habitantes
[44], donde la muestra 𝑛 está dada por la fórmula (3):
𝑛 = !!.!.!.!!!. !!! !!!.!.!
(3)
De ambas ecuaciones, 𝑁 es el tamaño de la población, 𝑃 es la proporción que se espera
encontrar, en caso de desconocerse (P=0,5); 𝑄 = 1− 𝑃; 𝐸 es el margen de error permitido
y 𝑍 es la desviación del valor medio que se acepta para lograr el nivel de confianza deseado
[43]. Este valor viene dado por la distribución normal, donde los valores más frecuentes
son:
Nivel de confianza 90%; 𝑍 = 1,645
Nivel de confianza 95%; 𝑍 = 1,96
Nivel de confianza 99%; 𝑍 = 2,575
2) Medidas de tendencia central
Son valores únicos que intentan describir un conjunto de datos a partir de las posiciones
centrales en ese conjunto. Las medidas más comúnmente usadas son: media, moda y
mediana.
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 37
• Media aritmética: Es la medida más utilizada, se calcula mediante la suma de todo
los valores del conjunto de datos y éste se divide entre la cantidad de los datos
recolectados. A pesar de que minimiza el error en la predicción de un valor en el
conjunto de datos, su resultado se puede ver afectado por valores extremos
causando una medida no tan conveniente
• Mediana: representa el punto central de una serie de datos ordenados de forma
ascendente o descendente. Su cálculo no se ve afectado por los valores extremos,
por lo que resulta más útil. Hay dos formas de calcularla, pues depende del número
de datos. Para un número impar de datos ordenados de menor a mayor o de mayor a
menor: la mediana es el valor que queda justo al centro, y para un número par de
datos se busca la media aritmética entre los dos valores centrales.
• Moda: esta medida es el valor que se repite con mayor frecuencia dentro del
conjunto de datos y no depende de valores extremos. [46]
3) Medidas de dispersión
La dispersión es una medida para describir la variabilidad de un conjunto de valores
respecto a su media, de esa forma entre menos disperso sea un conjunto más cerca está del
valor medio encontrado [47]
• Dispersión estándar: es la medida que representa la distancia promedio de los datos
de la media en un grupo o población. Entre más pequeña sea esta, más cercana está
la población a la media [47]. Su cálculo se evidencia en la ecuación (4)
𝜎 = (!!!!)!
!!! (4)
Donde 𝑛 es la cantidad total de datos, 𝑥 es la media y 𝑥! es cada dato del conjunto
[48]
• La varianza mide la mayor o menor dispersión de los valores de la variable respecto
a la media aritmética, se calcula elevando al cuadrado la dispersión estándar. Cuanto
mayor sea, habrá más dispersión [48].
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 39
VII. METODOLOGÍA
A. Diseño sonoro del cortometraje
Se escogió el cortometraje, “Love thy Neighbor”, y se comenzó a desarrollar el diseño
sonoro plasmado en un documento técnico (ver Anexo 2), a partir de la elección de los
efectos sonoros (foley y librería), música, ambientes y doblaje de las voces de los
personajes de manera que se analizara la importancia de cada uno de los sonidos de acuerdo
con el plano y narrativa de la historia, para la eventual captura de los mismos mediante
técnicas tradicionales de grabación estéreo y la técnica de grabación binaural. Se tomó la
decisión de dividir el corto en 5 escenas de manera que en cada una de ellas se plasmara
una idea diferente para la perspectiva del espectador a medida que vea el cortometraje y
pueda sentirse inmerso en cada situación. Debido a que el idioma original del cortometraje
es inglés y al no poder tener acceso a las grabaciones originales del mismo, se planteó un
libreto con el doblaje al español (ver Anexo 3), donde se especifican los personajes, la
situación de cada escena y los diálogos. La tabla II resume el enfoque sobre el cual se tomó
la decisión de manejar la perspectiva para cada escena del cortometraje.
TABLA II. PERSPECTIVA PARA CADA ESCENA DEL CORTOMETRAJE ESCENA LUGAR RESUMEN PERSPECTIVA DEL
ESPECTADOR
1 Sala de
Interrogación
Maria Antonieta se da vuelta para
comenzar su interrogatorio a los
vecinos que acaban de mudarse al
barrio
Vecinos
(frente a Maria Antonieta)
2 Sala de
Interrogación
Continúa el interrogatorio, y Maria
Antonieta pasea por detrás de los
vecinos dejando en contexto lo que
está pasando
Vecinos
(Se emula el movimiendo de la
niña por detrás de los vecinos)
3 Sala de la casa Alguien golpea la puerta y Maria
Antonieta se dispone a abrir la
puerta cuando encuentra un joven en
la puerta
Maria Antonieta
(Frente al joven que tocaba la
puerta)
4 Sala de Continúa el interrogatorio y Maria Vecinos
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 40
Interrogación Antonieta tiene algo más a su favor,
una grabación del juguete como
evidencia
(Frente a Maria Antonieta)
5 Sala de la casa La madre interrumpe a su hija en
medio del interrogatorio, se disculpa
con los vecinos y algo inesperado
sucede
Maria Antonieta (en el
momento en que entra la
madre) – Vecinos
(frente a la madre)
1) Descripción técnica de los movimientos para cada plano
Personajes: niña (Maria Antonieta), vecinos, madre, marioneta, joven
Lugar en que se desarrolla el cortometraje: sala de una casa.
En la tabla III, se presenta un diagrama que muestra en detalle cada plano del cortometraje,
en donde la perspectiva del plano o el punto del oyente están representado por el círculo
negro.
TABLA III. DIAGRAMA TÉCNICO DE LOS PLANOS DEL CORTOMETRAJE
Plano/Duración
(minuto:segundo)
Descripción del plano Diagrama
1) 0:00 – 1:04 El plano general ubica a un niña
sentada frente a una mesa, frente
a ella se encuentran dos personas
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 41 2) 1:05 – 1:25 La niña está de pie al lado
derecho de los vecinos mientras
vierte un poco de café en una
taza, comienza a hablar a medida
que camina por detrás de los
vecinos hasta llegar el lado
izquierdo de ellos donde finaliza
momentáneamente su diálogo
3) 1:25 – 1:42 La niña camina hacia su posición
inicial frente a los vecinos al otro
lado de la mesa donde continúa
con su diálogo
4) 1:42 – 1:47 Se oyen unos golpes en una
puerta, la niña se levanta de su
silla y se dirige a abrir la puerta.
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 42 5) 1:47 – 2:38 En la puerta la niña habla con el
joven predicador por un
momento.
6) 2:38 – 2:50 La niña despide al joven
predicador y cierra la puerta,
luego regresa a su silla frente a la
mesa, y desde afuera el joven
golpea la ventana, la niña lo
ignora y vuelve a su posición
inicial.
7) 2:50 – 3:50 La niña continúa su
interrogatorio a los vecinos
desde el otro lado de la mesa
8) 3:50 – 3:58 La madre interviene en medio
del interrogatorio, regañando a la
niña por la situación en que se
encuentra.
Momentáneamente la posición
del oyente cambia de los vecinos
a la niña
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 43 9) 3:58 – 4:24 La madre se disculpa con los
vecinos por el comportamiento
de su hija y se dirige a la silla
que ocupaba la niña hace unos
momentos. Sentada frente a los
vecinos, al igual que su hija,
comienza un interrogatorio hacia
ellos.
2) Grabación de foley y efectos
a. Grabación para Sonido Envolvente
Los efectos de Foley enunciados en el Anexo 2 fueron grabados individualmente en el
estudio A de la Universidad de San Buenaventura al igual que los estudios Reaktor en la
ciudad de Medellín. En ambos casos, el micrófono utilizado para la grabación fue un AKG
414 y un Sennheiser ME66, éste último utilizado únicamente en el estudio A. La grabación
se hizo en track monofónico (ver Fig. 10).
Posteriormente se realizó una edición preliminar ubicando cada uno de los efectos en
sincronía con la imagen.
Fig. 10 Grabación de foley – pasos niña
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 44
b) Grabación Binaural
La grabación de los efectos sonoros se realizó igualmente en el estudio A haciendo uso de
un prototipo de cabeza binaural, para esta grabación los canales son estéreo y el proceso de
captura de cada efecto se realizaba de acuerdo con la perspectiva planteada para cada
escena y realizando el movimiento de los objetos hacia la cabeza binaural con el fin de
evocar la acción tal cual la persona escucharía si estuviera inmersa en cada escena (ver Fig
11).
Fig. 11 Grabación de foley para escenas de interrogación
3) Doblaje
El idioma original del cortometraje “Love Thy Neighbor” es inglés, sin embargo junto a la
directora y en vista de la falta de las capturas originales, se tomó la decisión de realizar el
doblaje al español para los cuatro personajes de la historia y su eventual captura bajo
técnica binaural y técnicas para audio envolvente.
Inicialmente la grabación del doblaje de las voces se realizaría con técnicas cercanas y
técnica binaural simultáneamente con el fin de que no hubiera cambios en la intención de
cada personaje al hablar y eventualmente no se presentara una influencia mayor de una
técnica de grabación sobre la otra para la mezcla posterior del cortometraje. Debido a
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 45
inconvenientes frente a la disponibilidad de la cabeza binaural y la coordinación de tiempo
de las personas que grabarían las voces para el cortometraje, se tomó la decisión de realizar
la grabación con cada técnica de forma separada.
a) Doblaje para audio envolvente
La captura de voces en canales monofónicos se realizó en el estudio A de la Universidad de
San Buenaventura usando el micrófono Neumann KMS 105 y una pantalla anti-viento, a
continuación se detalla cada uno de los personajes del corto y las personas que ayudaron
con el doblaje:
• Maria Antonieta (niña): Evelyn Ramírez
• Joven predicador / Marioneta: Andrés Paul Zúñiga
• Madre: Lariana Martínez
El proceso de captura de doblaje (Fig. 12) tuvo especial cuidado debido a que debía tener
sincronía con los movimientos de labios y el tiempo estimado para cada frase además de
evocar las emociones de los personajes conforme a la historia del cortometraje.
Fig. 12 Doblaje Maria Antonieta (niña)
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 46
b) Doblaje para audio binaural
Al igual que la grabación para 5.1, la captura del doblaje se realizó en el estudio A. Con uso
de la cabeza binaural, el proceso de grabación fue algo diferente para cada personaje y de
acuerdo con cada escena. Se tomó como referencia la perspectiva de cada escena del
cortometraje con el fin de emular directamente desde la grabación la ubicación del
personaje y cómo el espectador escucharía, se realizaron tomas experimentales cambiando
la posición desde dónde se capturaría cada una de las voces, una descripción detallada de
cada personaje se evidencia a continuación
Joven Predicador:
• Escena 3: la perspectiva para este caso es desde la posición de la niña, en la que el
joven está frente a ella, la captura también emula esta posición haciendo la
grabación frente a la cabeza binaural, tal como se muestra en la Fig. 13.
Fig. 13 Grabación doblaje joven
Madre de la niña
• Escena 5: El inicio de esta escena es justo cuando la madre habla por primera vez,
la perspectiva se posiciona desde la niña, y dado que la madre habla desde un
ángulo elevado, la captura de este diálogo se realizó de la misma manera (Ver Fig.
14). Para el resto de la escena, la perspectiva regresa a ser frente al personaje, así
que la grabación de estos diálogos se realizó frente a la cabeza binaural.
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 47
Fig. 14 Grabación doblaje madre
El personaje de Maria Antonieta fue el único que no pudo doblarse con la cabeza binaural
debido a conflictos con la disponibilidad del prototipo de la cabeza binaural, es por eso que
durante los procesos de edición y mezcla sólo se utiliza el audio grabado con la técnica para
audio envolvente
4) Montaje y Edición de Audio
Durante este proceso y para ambas sesiones (5.1 y binaural) de audio se realizó la sincronía
de los efectos de foley y diálogos frente al video. Una vez hecho esto, se realizó la elección
de efectos de librería que apoyaran algunas acciones (ver Anexo 2) dentro del cortometraje
al igual que los ambientes que acompañan cada escena, que para el caso sólo se utilizaron 3
tipos de ambiente: un room tone para las escenas de interrogación donde destacaba el
silencio, ambiente residencial dentro de casa y ambiente residencial externo. Con uso de
estos ambientes, fue posible brindar la información de ubicación de cada escena y permiten
la inmersión dentro de la misma.
5) Mezcla de Audio
Una vez se tiene el material de audio (efectos sonoros, foley y voces) grabado y
sincronizado con la imagen se da inicio al proceso de post-producción para realizar la
mezcla de audio binaural y 5.1.
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 48
a) Mezcla de audio envolvente 5.1
Con el material editado se comenzó el proceso de mezcla en formato 5.1 con el software
Pro Tools 10 HD en el que se inicia una pre-mezcla de niveles y distribución espacial de los
sonidos de acuerdo con la imagen y de acuerdo a cada escena siempre respetando la idea
narrativa de la historia y la perspectiva planteada en el diseño sonoro. Luego, se realizó una
distribución de los sonidos en los diferentes canales de audio: las voces en los parlantes
centrales, los ambientes distribuidos en los parlantes surround al igual que la música y los
efectos sonoros se distribuyeron en los parlantes de acuerdo con la procedencia de la fuente
sonora en cada una de las escenas.
Con el fin de mantener la idea narrativa del cortometraje y la perspectiva en cada una de las
escenas, algunos sonidos fueron distribuidos de acuerdo con su procedencia, así:
• Escena 1
Los diálogos que para el caso son solo de la niña fueron ubicados en el parlante central con
porcentaje a los laterales. Los efectos de foley tuvieron automatización de espacialidad para
simular la acción de los objetos en la escena. La música fue mezclada en 5.1 pero no
llevando mucho porcentaje al canal LFE pues no era necesario.
• Escena 2
Durante esta escena la niña camina alrededor de los vecinos, en este caso, los diálogos
tuvieron una automatización a lo largo de los canales central, laterales y surround para
generar el movimiento y procedencia de la voz de acuerdo con la ubicación de la niña. La
automatización también se realizó con los efectos de foley (pasos).
• Escena 3
En esta escena hay un cambio de ambiente, pues se pasa del room tone a la sala de la casa y
luego al exterior, en este caso los ambientes tienen un rol importante porque son los
encargados de generar la espacialidad de los personajes. Sin embargo mantienen su
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 49
configuración en 5.0 generando la inmersión necesaria. Los diálogos se mantuvieron en los
canales centrales ya que la perspectiva no cambia y tampoco hay movimiento. Durante esta
escena se hace uso de música diegética proveniente del reproductor de la madre, para este
caso, el nivel fue un poco más bajo, además de una ecualización sobre este canal para
generar la sensación de escucha a través de audífonos. Los efectos también se ubicaron de
acuerdo con la procedencia del sonido.
• Escena 4
En esta escena se vuelve a la sensación de estar en una sala de interrogación, de nuevo el
ambiente es el principal elemento de inmersión, se generó espacialidad y mantiene su
configuración 5.0 en los canales de reproducción. Los diálogos, que para el caso son los de
la niña y la marioneta, se ubican en los canales centrales pues la perspectiva de la escena así
lo requiere, al igual que los efectos de foley.
• Escena 5
Los ambientes vuelven a cambiar, se hace un cambio de la sala de interrogación a la sala de
la casa, los niveles son automatizados ya que mientras que en la sala de interrogación el
ambiente es un poco más importante (debido a la fantasía de la niña), cuando se pasa a la
sala se vuelve a la realidad del día y el ambiente se torna un poco más bajo de lo usual. Los
diálogos, justo al inicio de la escena, durante la primera intervención de la madre se
ubicaron espacialmente de acuerdo con su procedencia, y luego se llevaron al canal central
para mantener la perspectiva general de la escena. Los efectos de sonido fueron ubicados
también de acuerdo a su procedencia en el espacio. La música da la información del efecto
dramático hacia el final de la escena hasta los créditos del cortometraje, al igual que en la
primera escena, se mezcló en 5.1 sin enviar un alto porcentaje de bajas frecuencias al canal
LFE. Una imagen general de la sesión de mezcla se puede observar en la Fig. 15.
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 50
Fig. 15 Sesión de Mezcla 5.1
b) Mezcla de audio binaural
Con el material editado se comenzó el proceso de mezcla en formato binaural con el
software Pro tools 10 HD en el que se inicia una pre-mezcla de niveles. En este caso se
procuró mantener los mismos niveles y ubicación de las fuentes tal como se realizó durante
la mezcla en 5.1. Se utiliza el canal de audio de la niña grabado para audio envolvente.
Ya que esta sesión es tipo estéreo, cada uno de los planos sonoros tuvo procesamiento con
el plug-in Panorama 5 tomando ventaja de sus atributos de reverberación que permitían la
sensación de ubicación y espacialidad de las fuentes sonoras.
• Escena 1
En el ambiente, la fuente fue ubicada en la posición del espectador para mantener la
sensación de inmersión en la escena. Los diálogos que para el caso son solo de la niña
fueron ubicados en la parte central, con algo de reverberación para mantener la idea
narrativa de la escena. Los efectos de foley también se ubicaron de acuerdo con el lugar de
procedencia de cada sonido.
• Escena 2
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 51
Los ambientes mantienen su posición al igual que la escena 1. Durante esta escena la niña
camina alrededor de los vecinos, frente a esto, desde la captura del diálogo ya se estaba
emulando el movimiento del personaje, en este caso se quiso dar prioridad a la grabación
experimental y no se utilizó en alto porcentaje el plug-in Panorama 5, esto con el fin de
comparar la captura con la automatización entre ambos formatos. Los efectos de foley
tampoco tuvieron un procesamiento en el plug-in, ya que la grabación de estos se realizó
desde la misma ubicación que tomaron en la escena.
• Escena 3
En esta escena hay un cambio de ambiente, sin embargo se trata de mantener la misma
posición anterior para continuar con la inmersión en la escena. Los diálogos se ubicaron en
posición frontal, pero sin reverberación pues ambos personajes hablan en un espacio
abierto. Los efectos también se posicionaron de acuerdo con la procedencia del sonido. Hay
un momento en el que se usa la música diegética, así que se utilizó el mismo track de la
mezcla 5.1, y se ubicó de acuerdo con la lejanía en que se escucharía.
• Escena 4
En esta escena se vuelve a la sensación de estar en una sala de interrogación, de nuevo el
ambiente mantiene su configuración anterior añadiendo un poco de reverberación. Los
diálogos, que para el caso son los de la niña y la marioneta, se ubican al frente del
espectador y se les agrega también reverberación para efectos de narrativa. Los efectos, que
ya están grabados según su posición, no tuvieron un procesamiento mayor del plug-in.
• Escena 5
Los ambientes cambian en cuanto al uso de reverberación, inicialmente están en la sala de
interrogación (reverberación) y luego a la sala de la casa (poca reverberación). El diálogo
de la madre, al inicio de la escena, se ubica en un ángulo elevado, se toma ventaja que
desde la captura se realizó la grabación de esta forma para evitar un procesamiento mayor
con el plug-in. Luego la fuente regresa a su posición al frente del espectador según la
perspectiva del resto de la escena.
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 52
Una imagen general de la sesión de mezcla se puede observar en la Fig. 16.
Fig. 16 Sesión de mezcla binaural
B. Medición de la sonoridad
Debido a que el presente trabajo se basó en la post-producción de un cortometraje y su
mezcla de audio fue realizada en formato 5.1 y binaural, la mejor aproximación para
evaluar la sonoridad del material es mediante el algoritmo presentado en la
Recomendación ITU-R BS 1770-4 [23].
1) Medición Objetiva
Con el fin de medir la sonoridad de manera sencilla y a bajo costo, se pretende usar el
software MATLAB_R2011a para implementar un algoritmo que permita evaluar la
sonoridad promedio del cortometraje en ambos formatos de audio.
a) Desarrollo
Una vez terminada cada una de las mezclas del cortometraje, y teniendo en cuenta que la
duración del cortometraje supera los 4 minutos, una sola medida no es suficiente para
detallar un nivel promedio de sonoridad, especialmente por la naturaleza del cortometraje.
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 53
Es por ello que se hace una división de escenas para luego medir la sonoridad y determinar
cómo varía el nivel en el tiempo y qué otros resultados puede aportar dicha medida. En
total se seleccionaron 10 escenas de aproximadamente 20 segundos de duración en cada
una, para evaluar los cambios de sonoridad que se puedan presentar cuando en cada
muestra hay contenido de diálogos, música, efectos y silencios.
La selección de escenas tanto para la mezcla 5.1 como la binaural se puede observar en la
tabla IV. Con la intención de comparar diferentes valores de sonoridad, siendo -23LUFS el
nivel de sonoridad de referencia de acuerdo a la EBU R-128 [25], se exportaron estas
escenas desde el software Protools 10HD a niveles de sonoridad en un rango entre -
18LUFS hasta -28LUFS, la herramienta utilizada para este fin fue el plug-in de la suite de
Waves, Waves Loudness Meter [49], que provee una medida precisa de sonoridad y cumple
con las especificaciones de la ITU (International Telecommunication Union), EBU
(European Broadcast Union) y ATSC (Advanced Television Systems Committee).
Debido a que el software MATLAB no reconoce archivos multicanal a excepción de
archivos estéreo, es necesario extraer de cada muestra 5.1 los canales discretos (Left,
Center, Right, Left Surround, Right Surround, LFE) para la lectura de todos los canales por
cada muestra en la implementación del algoritmo.
TABLA IV. SELECCIÓN DE ESCENAS PARA LA MEDICIÓN DE SONORIDAD
ESCENAS
Posición en tiempo (minutos: segundos)
1 2 3 4 5
1a 1b 2a 2b 3a 3b 4a 4b 5a 5b
0:07-0:27
0:30-0:50
1:04-1:24
1:29-1:49
1:52-2:09
2:18-2:39
2:55-3:15
3:17-3:37
3:37-3:58
4:01-4:22
Si bien el algoritmo ya ha sido planteado en la ITU-R BS 1770 [23], la implementación de
la medida la realiza cada fabricante o empresa, en la Tesis de Maestría en Tecnología
Informática [50], Víctor M.S Acuña plantea un código en Matlab que, siguiendo el
algoritmo planteado por la recomendación, permite la evaluación de la sonoridad para
audios mono y estéreo.
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 54
La implementación de este código en el presente trabajo requirió, para el caso de la mezcla
5.1, la lectura de cada canal de audio por separado tal como lo indica la recomendación
ITU-R BS 1770 [23]. El código en Matlab se puede detallar en el Anexo 4.
Los pasos de implementación en Matlab son los siguientes:
1. Lectura de cada canal de audio.
2. Prefiltrado de cada canal para eliminar los efectos acústicos de la cabeza.
3. Filtro RLB en cada canal.
4. Valores cuadrático medio de cada canal de audio.
5. Ponderación para cada canal según la ITU-R BS 1770.
6. Medida de la sonoridad de acuerdo con la ecuación (1).
Para el caso de la mezcla binaural, no es necesario extraer los canales de audio discretos
puesto que Matlab lee directamente el archivo estéreo, de acuerdo con esto, la
implementación en el software es más sencilla pero mantiene las mismas etapas planteadas.
Este código se puede apreciar en el Anexo 5.
El procesamiento en el software se realizó para las escenas de la Mezcla en 5.1 y la Mezcla
Binaural. Cabe resaltar que el algoritmo presentado en la ITU-R BS 1770 no se tiene en
cuenta el canal de bajas frecuencias (LFE), por lo que fue descartado durante la medición
de la sonoridad.
2) Prueba Subjetiva
El diseño de la prueba subjetiva está basado en los métodos para la evaluación subjetiva
recomendados en la ITU-R BS. 1116-3 [51].
a) Definición del lugar para la prueba
La prueba se desarrolló en la sala de grabación del estudio A de la Universidad de San
Buenaventura Medellín, éste se acondicionó con paneles absorbentes con el objetivo de
cumplir con los parámetros descritos en la recomendación ITU-R BS. 1116-3 [51] y evitar
reflexiones presentes al momento de la realizar la prueba. Este espacio cuenta con un nivel
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 55
de ruido de fondo bajo de 20,5 dB, además comprende un área de 115.96 𝑚! y un
volumen de 82.38 𝑚! [52].
b) Nivel de Escucha
Para garantizar que un nivel de escucha fuera de 𝐿!"# = 78 ± 0.25 𝑑𝐵𝐴 [51], se
aseguró que la muestra de audio de referencia a -23LUFS proporcionara este nivel de
presión sonora cuando se reproducía por el sistema Opsodis. Esto se realizó con la medida
del nivel de presión sonora observado en el sonómetro ubicado en el punto de escucha
cuando se calibró el nivel del volumen saliente mientras se reproducía la muestra de audio
de referencia en el Opsodis.
c) Población y muestra
Teniendo en cuenta que este proyecto tiene como objetivo medir un parámetro en un
material audiovisual, se define una población compuesta por estudiantes de Ingeniería de
Sonido de la Universidad de San Buenaventura a partir del octavo semestre que se
encontraran cursando o ya habían cursado materias relacionadas con audiovisuales (Foley y
Doblaje, Montaje y Edición, Banda Sonora), de manera que se garantizaba un conocimiento
previo en mezcla de audio frente a proyectos audiovisuales. Para este proyecto, se
aproximó la población a 80 estudiantes.
De acuerdo a la ecuación (3) para el cálculo de la muestra en una población finita,
asumiendo:
Nivel de confianza de 95%, 𝑍 = 1,960
Error máximo del 10% (𝐸 = 0,1)
𝑃 = 0,5 𝑄 = 0,5
El tamaño de la muestra para la realización de la prueba subjetiva comprende 44
individuos.
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 56
d) Método de Evaluación
El esquema de la posición del sistema de reproducción frente al oyente se puede apreciar en
la Fig. 17, el opsodis se ubicó a una altura de 0.8m del suelo y a una distancia de 2m del
receptor.
Fig. 17 Vista en planta de la sala de grabación Estudio A y configuración de la prueba.
Fuente: S. Bayer Cano y M. Yepes Correa, «Estudio Comparativo de Prototipos de Pabellón Auditivo para Captura Binaural,» Trabajo de Grado, Ingeniería de Sonido, Facultad de Ingenierías, Universidad de San Buenaventura, Medellin, 2014
Antes del inicio de cada prueba, a cada individuo se le explicó el objetivo y cómo sería el
desarrollo de la prueba respondiendo a cualquier inquietud que tuviera, una vez pasada esta
etapa, se les entregaba a los participantes el consentimiento informado, para comenzar con
la prueba subjetiva (Ver Anexo 6). En la Fig. 18 se puede ver el montaje para el desarrollo
de la prueba.
Fig. 18 Montaje Prueba Subjetiva Sala de grabación Estudio A
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 57
El desarrollo de la prueba para la presentación de las muestras de audio fue a través de la
comparación de éstas frente a una referencia. La prueba se dividió en 3 tests:
• Tests 1 y 2: Se presentaban 1 lista de 12 muestras en cada test, en la que el primer
estímulo corresponde a la referencia de -23LUFS y los 11 siguientes corresponden
a muestras de audio con niveles de sonoridad diferentes en un rango entre -18LUFS
y -28LUFS. Se escogieron 2 escenas diferentes del cortometraje con contenido de
música, diálogo, silencio y ambiente. El primer test correspondía a la percepción de
la sonoridad para una escena mezclada en configuración envolvente 5.1, mientras
que el segundo test correspondía a una escena mezclada de forma binaural. El
orden y escena que se presentó en los test se evidencia en las tablas V y VI.
TABLA V. ORDEN PRIMERA ENCUESTA DE LA PRUEBA SUBJETIVA
Escena 1a - Muestra de audio 5.1
Nº muestra de audio 0 (Ref) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Sonoridad (LUFS) -23 -18 -22 -26 -21 -19 -24 -20 -28 -23 -27 -25
TABLA VI. ORDEN SEGUNDA ENCUESTA PRUEBA SUBJETIVA
Escena 2a - Muestra de audio Binaural
Nº muestra de audio 0 (Ref) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Sonoridad (LUFS) -23 -20 -19 --26 -22 -24 -27 -18 -25 -23 -28 -21
Durante los 2 primeros tests se le solicitó al estudiante que evaluara la percepción
de la sonoridad según la siguiente escala de apreciación (remítase al Anexo 7 para
ver las instrucciones de la prueba):
TABLA VII. ESCALA DE CALIFICACIÓN
Apreciación Calificación
Menos fuerte 1
Igual 2
Más fuerte 3
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 58
• Test 3: La tercera parte de la prueba subjetiva buscaba comparar la sonoridad entre
las dos mezclas de audio, 5.1 y binaural, para determinar si el individuo notaba
diferencias o no entre ellas. Se presentaron las 10 escenas seleccionadas en el
cortometraje, por pares y a niveles de sonoridad diferentes pero en cada par
permanecía la sonoridad, el orden y codificación en que se realizó la prueba se
aprecia en la tabla VIII:
TABLA VIII. ORDEN DE ESCENAS PRESENTADAS, TERCERA ENCUESTA
Escena 1b 3a 5b 4a 5a 2b 3b 2a 1a 4b
Par 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Sonoridad
LUFS -25 -20 -23 -23 -26 -21 -18 -23 -28 -23
X Binaural Binaural Binaural 5.1 5.1 Binaural 5.1 5.1 Binaural 5.1
Y 5.1 5.1 5.1 Binaural Binaural 5.1 Binaural Binaural 5.1 Binaural
A los participantes se les solicitó comparar la sonoridad de cada par de escenas de
acuerdo a la escala:
TABLA IX. ESCALA CALIFICACIÓN EN LA TERCERA ENCUESTA
Apreciación Calificación
Diferente 1
Igual 2
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 59
VIII. RESULTADOS
A continuación se presentan los resultados presentados por la medición objetiva y subjetiva
de la sonoridad para el cortometraje según la ITU-R BS1770-4 implementando el algoritmo
allí planteado.
A. Medición Objetiva
Se realizó una comparación entre la sonoridad medida desde el plug-in Waves Loudness
Meter y la sonoridad medida desde el algoritmo implementado en el presente trabajo, las
comparaciones se realizaron tanto para la mezcla de audio desarrollada para envolvente 5.1
como para la mezcla binaural y se realizó por muestras de audio de acuerdo con la
selección de escenas que puede verse en tabla IV. Los resultados de estas medidas se
presentan en las tablas X y XI:
TABLA X. COMPARACIÓN DE SONORIDAD ENTRE PLUGIN Y ALGORITMO IMPLEMENTADO EN MATLAB PARA 5.1
Sonoridad medida en Matlab - Muestras 5.1
Sonoridad WLM Plugin (LUFS) Esc 1a Esc 1b Esc 2a Esc 2b Esc 3a Esc 3b Esc 4a Esc 4b Esc 5a Esc 5b
-18 -19,62 -21,04 -19,22 -21 -17,89 -20,3 -19,18 -16,86 -17,24 -20,7 -19 -20,62 -22,04 -21,15 -23,59 -20,54 -22,7 -20,18 -22,5 -21,86 -21,79 -20 -21,41 -23,04 -22,45 -24,38 -21,75 -21,5 -21,28 -23,3 -22,96 -22,88 -21 -22,52 -24,04 -23,15 -25,38 -22,25 -22,5 -21,88 -23,9 -23,96 -23,58 -22 -23,62 -25,04 -24,15 -26,18 -23,75 -23,5 -22,57 -24,6 -25,36 -25,58 -23 -24,42 -26,04 -25,65 -26,78 -24,25 -24,1 -23,77 -26,5 -26,36 -26,58 -24 -25,52 -27,04 -26,75 -28,38 -24,02 -25,5 -24,78 -27,3 -27,16 -27,08 -25 -26,42 -28,04 -27,55 -29,58 -26,25 -26,5 -26,48 -28,2 -27,96 -27,58 -26 -27,52 -29,04 -28,15 -30,08 -27,34 -27,6 -26,78 -29,2 -29,16 -28,88 -27 -28,42 -30,04 -29,35 -31,28 -28,35 -29,3 -28,18 -30,3 -30,26 -29,88 -28 -29,52 -31,04 -30,45 -32,38 -29,65 -30,3 -29,28 -31,3 -30,96 -30,58
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 60
TABLA XI. COMPARACIÓN DE SONORIDAD ENTRE PLUGIN Y ALGORITMO IMPLEMENTADO EN MATLAB PARA BINAURAL
Sonoridad medida en Matlab - Muestras Binaural
Sonoridad WLM Plugin (LUFS) Esc 1a Esc 1b Esc 2a Esc 2b Esc 3a Esc 3b Esc 4a Esc 4b Esc 5a Esc 5b
-18 -19,80 -21,8 -18,84 -22,52 -21,2 -20,83 -19,37 -20,6 -21 -21,79
-19 -21,89 -22,1 -19,84 -23,72 -22 -21,93 -20,77 -22,06 -21,99 -22,69
-20 -23,19 -23,1 -21,24 -24,62 -22,9 -22,93 -21,37 -22,66 -23,29 -23,68
-21 -24,29 -24,11 -22,24 -25,82 -24 -23,83 -22,57 -23,86 -23,69 -24,58
-22 -25,19 -25,01 -23,04 -26,82 -24,9 -24,83 -23,67 -25,86 -24,99 -25,58
-23 -26,09 -26,11 -24,34 -27,9 -25,9 -25,93 -24,67 -25,76 -25,69 -26,98
-24 -27,29 -27,2 -25,24 -29,02 -27 -27,04 -25,67 -26,96 -26,79 -27,78
-25 -28,59 -28,01 -26,14 -30,22 -28,2 -27,63 -26,67 -27,96 -27,59 -28,88
-26 -29,59 -29,01 -27,34 -31,22 -29,1 -28,73 -27,57 -28,86 -28,99 -29,98
-27 -30,69 -30,11 -28,34 -32,12 -29,9 -29,63 -28,77 -30,06 -29,59 -30,98
-28 -31,39 -31,51 -29,34 -33,12 -30,8 -30,74 -29,67 -30,96 -20,59 -32,08
B. Resultados Pruebas Subjetivas
Se presentan los resultados obtenidos de las pruebas subjetivas, en dónde se evalúa la
percepción de cambios de sonoridad y la comparación de la misma entre muestras de audio
envolvente 5.1 y binaural. Los resultados están representados con medidas de tendencia
central y diagramas de barras donde se aprecia los porcentajes sobre cada prueba.
1) Resultados Percepción de cambios de sonoridad
En las Fig. 19 y Fig. 20 se presentan los diagramas de barras que corresponden al
porcentaje de percepción de cambios de sonoridad frente a la referencia de -23LUFS, en
muestras de audio 5.1 y binaural. En las tablas XII y XIII se observan las medidas de
tendencia central y dispersión.
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 61
TABLA XII. MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL PARA LOS NIVELES DE SONORIDAD DE MUESTRAS DE AUDIO 5.1
-
18LUFS -
19LUFS -
20LUFS -
21LUFS -
22LUFS -
23LUFS -
24LUFS -
25LUFS -
26LUFS -
27LUFS -
28LUFS Media 2,64 2,89 2,91 2,84 2,25 2,14 1,93 2,27 1,55 1,45 1,16
Mediana 3 3 3 3 2 2 2 2 1 1 1 Moda 3 3 3 3 2 2 2 2 1 1 1
Desviación estándar 0,685 0,321 0,291 0,37 0,686 0,554 0,625 0,624 0,663 0,589 0,37
Varianza 0,469 0,103 0,085 0,137 0,471 0,307 0,391 0,389 0,44 0,347 0,137
TABLA XIII. MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL PARA LOS NIVELES DE SONORIDAD DE MUESTRAS DE AUDIO BINAURAL
-
18LUFS -
19LUFS -
20LUFS -
21LUFS -
22LUFS -
23LUFS -
24LUFS -
25LUFS -
26LUFS -
27LUFS -
28LUFS Media 3 2,84 2,89 2,82 2,02 2,09 1,32 1,55 1,32 1,16 1,34
Mediana 3 3 3 3 2 2 1 2 1 1 1 Moda 3 3 3 3 2 2 1 2 1 1 1
Desviación estándar 0 0,37 0,321 0,39 0,628 0,473 0,471 0,504 0,471 0,37 0,479
Varianza 0 0,137 0,103 0,152 0,395 0,224 0,222 0,254 0,222 0,137 0,23
Fig. 19 Resultados de percepción de sonoridad en audio 5.1
13,6% 11,4% 9,1%
15,9%
47,7%
68,2%
61,4%
54,5%
36,4% 36,4%
15,9%11,4%
0,0% 0,0% 0,0%
13,6%9,1%
22,7%
9,1%
54,5%59,1%
84,1%
75,0%
88,6% 90,9%
84,1%
38,6%
22,7%
15,9%
36,4%
9,1%4,5%
0,0%0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
-18LUFS' -19LUFS' -20LUFS' -21LUFS' -22LUFS' -23LUFS' -24LUFS' -25LUFS' -26LUFS' -27LUFS' -28LUFS'
Percepción de diferencias en Sonoridad de muestras de audio 5.1
Igual
Menos fuerte Más fuerte
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 62
Fig. 20 Resultados de percepción de sonoridad en audio binaural
2) Resultados Comparación Sonoridad entre 5.1 y Binaural
Los resultados de las pruebas de comparación entre la sonoridad de las muestras de audio
5.1 y las muestras de audio binaural en las escenas del cortometraje, se presentan en la Fig.
21 y la tabla XIV muestra las medidas de tendencia central y dispersión.
0,0% 0,0% 0,0% 0,0%
18,2%
6,8%
68,2%
45,5%
68,2%
84,1%
65,9%
0,0%
15,9%11,4%
18,2%
61,4%
77,3%
31,8%
54,5%
31,8%
15,9%
34,1%
100,0%
84,1%88,6%
81,2%
20,5%15,9%
0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0%0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
-18LUFS' -19LUFS' -20LUFS' -21LUFS' -22LUFS' -23LUFS' -24LUFS' -25LUFS' -26LUFS' -27LUFS' -28LUFS'
Percepción de diferencias de Sonoridad en muestras de audio binaural
Menos fuerte Igual
Más fuerte
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 63
Fig. 21 Resultados de comparación de sonoridad entre audio 5.1 y binaural
TABLA XIV. MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL PARA LA COMPARACIÓN DE SONORIDAD ENTRE 5.1 Y BINAURAL
ESC 3b ESC 3a ESC 2b ESC 2a ESC 4a ESC 4b ESC 5b ESC 1b ESC 5a ESC 1a
-18LUFS -20LUFS -21LUFS -23LUFS -23LUFS -23LUFS -23LUFS -25LUFS -26LUFS -28LUFS
Media 1,02 1,34 1,39 1,25 1,45 1,27 1,25 1,41 1,43 1,5 Mediana 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1,5
Moda 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Desviación estándar 0,151 0,479 0,493 0,438 0,504 0,451 0,438 0,497 0,501 0,506
Varianza 0,023 0,23 0,243 0,192 0,254 0,203 0,192 0,247 0,251 0,256
97,7%
65,9%61,4%
75,0%
54,5%
72,7% 75,0%
59,1% 56,8%
50,0%
2,3%
34,1%38,6%
25,0%
45,5%
27,3% 25,0%
40,9% 43,2%
50,0%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
ESC 3b '-18LUFS'
ESC 3a '-20LUFS'
ESC 2b '-21LUFS'
ESC 2a '-23LUFS'
ESC 4a '-23LUFS'
ESC 4b '-23LUFS'
ESC 5b '-23LUFS'
ESC 1b '-25LUFS'
ESC 5a '-26LUFS'
ESC 1a '-28LUFS'
Comparación entre 5.1 y binaural
Diferente
Igual
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 64
IX. DISCUSIÓN
A. Comparación objetiva de la sonoridad
De acuerdo con los niveles de sonoridad medidos en el algoritmo y la medida realizada en
el plug-in Waves Loudness Meter, se aprecian unas diferencias para cada muestra de audio
entre -2 y -3 unidades de sonoridad, en ambas mezclas de audio. Esto se debe
principalmente al procesamiento interno que posee el plugin, pues se puede asumir que a
pesar de que tiene configuración para trabajar bajo la ITU-R BS1770 también cuenta con
variables diferentes a las planteadas en este trabajo, tal es el caso de una puerta (gating)
adicional que previene que durante secuencias de silencio, por ejemplo, se exceda el nivel
de sonoridad del programa de audio, de manera que el usuario no perciba cambios abruptos
de nivel que generen malestar cuando está reproduciendo dicho programa.
Ahora bien, si se comparan los niveles de sonoridad entre las muestras de audio 5.1 y
binaural, se encuentra un comportamiento similar. Cabe anotar que en ninguna de las
implementaciones del algoritmo en Matlab se añadió esta puerta adicional porque ésta no
estaba planteada inicialmente en la ITU-R BS1770 y es debido a esto las diferencias que se
presentan en las mediciones de sonoridad.
Por otro lado, si se observa la tabla XV donde se aprecia la comparación de los niveles de
sonoridad entre una muestra de audio envolvente 5.1 y una muestra binaural, de una escena
específica del cortometraje, las diferencias entre ellas sólo son de aproximadamente 1
unidad de sonoridad o menos, esto quiere decir que no hay diferencias significativos entre
los niveles de sonoridad entre la mezcla de audio 5.1 y la mezcla binaural.
TABLA XV. COMPARACIÓN DE DIFERENTES NIVELES DE SONORIDAD ENTRE 5.1 Y BINAURAL PARA UNA ESCENA
Sonoridad (LUFS) Esc 2a - 5.1 Esc 2a – Binaural
-19,22 -18,84 -21,15 -19,84 -22,45 -21,24 -23,15 -22,24
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 65
-24,15 -23,04 -25,65 -24,34 -26,75 -25,24 -27,55 -26,14 -28,15 -27,34 -29,35 -28,34 -30,45 -29,34
B. Comparación subjetiva de la sonoridad
La norma técnica para la entrega de programas de televisión de la BBC establece un nivel
de sonoridad objetivo de -23LUFS y en circunstancias excepcionales puede variar en
acuerdo con los programadores [53]. Con base en esto, se toma como referencia el nivel de
sonoridad de -23LUFS para analizar los resultados presentados en este trabajo.
Inicialmente para el caso de la percepción de la sonoridad en muestras de audio 5.1, los
individuos perciben cambios de mayor sonoridad a partir de 2LUFS por encima de -
23LUFS, esto puede apreciarse ya que más del 80% de la población identificaba una mayor
sonoridad entre -18LUFS y -21LUFS respecto a la referencia. Por otro lado, el más del
50% de los individuos identificaban cambios de menor sonoridad entre -26LUFS y -
28LUFS respecto a la referencia, mientras que en el rango entre -22LUFS y -25LUFS, los
individuos no encontraban diferencias de sonoridad frente a la referencia de -23LUFS,
especialmente en -24LUFS y -25LUFS donde más del 50% de la muestra relacionaban
estos niveles con el de la referencia.
Con base en esto, para un material audiovisual cuya mezcla de audio está desarrollada para
envolvente 5.1, cambios de mayor sonoridad son percibidos fácilmente a partir de
2dBLUFS por encima de la referencia, esta misma diferencia es menos notoria cuando los
cambios son a menor sonoridad respecto a la referencia. Para éste último, los cambios de
menor sonoridad comienzan a ser percibidos a partir de 3dBLUFS por debajo de la
referencia.
Si se analiza el mismo comportamiento para la percepción de la sonoridad en muestras de
audio binaural, hay una tendencia similar para la identificación de cambios de mayor
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 66
sonoridad, pues más del 80% de la muestra comenzaba a sentir mayor sonoridad en el
rango entre -18LUFS y -21LUFS, mientras que en -22LUFS más del 60% no encontraba
diferencias de sonoridad entre dicho nivel y el de referencia de -23LUFS. Sin embargo, más
del 60% de la muestra encuestada identificaba cambios de menor sonoridad frente a la
referencia a partir de 1dBLUFS, pues es en el rango entre -24LUFS y -28LUFS donde se ve
esta tendencia.
Aunque en ambos casos – 5.1 y binaural -, se es más sensible a percibir cambios a mayor
sonoridad a partir de aproximadamente 2dBLUFS por encima de un nivel de referencia, no
sucede lo mismo en cambios a menor sonoridad, donde para un programa mezclado para
reproducirse en envolvente 5.1 hay una menor sensibilidad a identificar estos cambios que
en un programa mezclado para reproducirse de forma binaural, esto puede deberse a que un
el audio binaural es más fiel a cómo escucha el ser humano, permitiendo identificar
diferencias de nivel más fácilmente.
Ahora bien, los resultados frente a la comparación de la sonoridad entre las muestras de
audio 5.1 y binaural, arrojaron un panorama diferente, pues mientras la identificación de
cambios de sonoridad es similar en ambos casos, cuando se le preguntó a la población si
notaban diferencias entre las dos muestras de audio – cuando ambos estímulos se
encontraban a igual sonoridad – más del 50% de los individuos decía que ambos eran
diferentes el uno del otro. Para tratar de entender el porqué de esto, se realizó una medida
adicional para evaluar el nivel de presión sonora en ambos formatos de audio y determinar
si había un cambio o no entre ambas medidas. Para esto, se utilizó un estímulo de ruido
rosa a -23LUFS en envolvente 5.1 y binaural, esto se reprodujo en el Opsodis y se midió el
nivel de presión sonora en el punto de escucha. Esta medición dio como resultado que hay
una diferencia de 3dBSPL entre las dos muestras de audio. Con base en esto, se puede decir
que cuando se reproducen muestras de audio 5.1 y binaural a una misma sonoridad teórica,
a través del sistema de reproducción Opsodis, la intensidad con que se percibe cada una es
diferente.
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 67
X. CONCLUSIONES
En el proceso de grabación, el posicionamiento de los micrófonos y de los objetos de
acuerdo a la ubicación y/o acción que toman dentro de la escena mediante técnica binaural
permite una gran aproximación a lo que sucede en una escena en particular sin necesidad de
utilizar plug-ins para el procesamiento futuro, ya que desde la grabación se está capturando
la espacialidad y la ubicación del mismo. Si bien la implementación de técnicas de
grabación binaural, especialmente con diálogos, ayuda a dar información de la espacialidad
y posición, ésta debe hacerse en lugares controlados para evitar que sonidos parásitos
puedan interferir con la captura final del sonido.
Duante la mezcla de audio, es muy importante la posición y movimiento de las fuentes
sonoras, pues es esto lo que ayudó a generar el campo sonoro envolvente para el oyente. En
cuanto a la mezcla binaural, cuando se utilizaron los audios monofónicos o estéreos y se
procesaron con plug-ins para la simulación tridimensional, la reverberación fue una
herramienta de gran ayuda para generar esa profundidad y distancia de objetos en el
espacio, creando así un ambiente mucho más real para el oyente.
Es claro que la reproducción binaural se acerca mucho más a la realidad de lo que
escuchamos frente a la imagen que vemos. A pesar de que la reproducción multicanal
emula casi fielmente lo mismo, si se quiere dar una mayor sensación de inmersión, es
necesario la inclusión de más parlantes, lo que se traduce en más costos, a diferencia de un
sistema de reproducción binaural tal como el opsodis, sin embargo esta reproducción es
dependiente de la posición de escucha, pues ésta debe ser adecuada para proveer un mejor
sensación de envolvimiento.
La implementación del algoritmo para medir la sonoridad utilizado en el presente trabajo,
resulta de gran ayuda para comparar diferentes tipos de programas de audio en cuanto a su
nivel de volumen constante, sin embargo resulta limitante para programas audiovisuales
que tengan cambios significativos en el tiempo o que son señales complejas donde un
elemento como el silencio, aunque es importante para la narrativa, puede afectar
considerablemente la medida de la sonoridad.
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 68
Aunque los cambios de sonoridad son percibidos en general a partir de 2dBLUFS por
encima y por debajo de un nivel de sonoridad de referencia, esta identificación se percibe
mucho más fácilmente en proyectos cuya mezcla de audio es binaural, a diferencia de la
mezcla de audio 5.1 donde estos cambios suelen ser menos percibidos especialmente en
niveles menores que el de referencia, esto también puede estar relacionado al modo de
configuración interno en el sistema de reproducción ya que existe una diferencia de presión
sonora entre ambos formatos de audio cuando se reproducen con el mismo nivel de
sonoridad en el sistema Opsodis.
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 69
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COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 74
ANEXOS
Anexo 1. Coeficientes y valores de ponderación en el algoritmo presentado en la
recomendación ITU-R BS.1770-4
Filtro previo para eliminar los efectos acústicos de la cabeza
TABLA XVI. COEFICIENTES FILTRO PREVIO EN EL ALGORITMO
𝑏! 1.53512485958697
𝑎! -1.69065929318241 𝑏! −2.69169618940638
𝑎! 0.73248077421585 𝑏! 1.19839281085285
Segunda etapa de la curva de ponderación
TABLA XVII. COEFICIENTES DE PONDERACIÓN EN EL ALGORITMO
𝑏! 1.0
𝑎! −1.99004745483398 𝑏! −2.0
𝑎! 0.99007225036621 𝑏! 1.0
Valor cuadrático medio de la señal a partir de la fórmula:
𝑧! =!!
𝑦!!!! 𝑑𝑡 (5)
Donde 𝑦! es la señal ponderada por el filtro RLB y T es el intervalo de medición
TABLA XVIII. COEFICIENTES DE PONDERACIÓN PARA CADA CANAL DE AUDIO
Canal Ponderación Gi
Izquierdo (GL) 1.0 (0 dB)
Derecho (GR) 1.0 (0 dB)
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 75
Central (GC) 1.0 (0 dB)
Izquierdo envolvente (GLs) 1.41 (~ +1.5 dB)
Derecho envolvente (GRs) 1.41 (~ +1.5 dB)
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 76
Anexo 2. Documento Técnico para el Diseño Sonoro del cortometraje “Love Thy
Neighbor”
TABLA XIX. DISEÑO SONORO CORTOMETRAJE. DOCUMENTO TÉCNICO
Doblaje (D) Convenciones y Descripción Foley (F)
Librería (L)
Escena 1. Sala de Interrogación
2. Otro plano, Sala de
Interrogación
3. Sala de la casa
4. Segundo escena, sala de la casa
5. Sala de Interrogación
6. Sala de la casa con la madre
7. Sala de Interrogación con la madre
Diálogos Niña (D) Niña (D) Niña se voltea abrir. Joven en
la puerta.
Niña se dirige de
nuevo a la interrogació
n. Joven
Niña y marioneta
Madre regañando a la niña
Madre en modo de acusación
Ambiente Cuarto vacío (L)
Cuarto vacío (L)
Sala de Hogar(L);
Barrio residencial de
día(L)
Sala de Hogar(L)
Cuarto vacío(L)
Sala de Hogar(L)
Cuarto vacío(L)
Música No diegética (iniciando la escena)
Diegética - Incidental No Diegética
Efectos
Silla(f); Plato de galletas(F); Papeles de evidencia(F); Presencias(F); Jarra de café sobre mesa(F)
Verter café en taza(F); Pasos
sobre cerámica(F);
Golpe en mesa(F);
Ropa(F); Golpe en la puerta (L)
Silla(F); Pasos(F); Abrir
puerta(L); Ropa(F); Entrega
Folleto(F); Camándula(F)
Golpes en la
ventana(F); Pasos(F);
Sentarse en la silla(F)
Grabadora(F-L);
Movimiento de marioneta(F);
Golpe(F)
Pasos(F); Entrega
de plato(F);
Juguete en silla(F-L); Ropa(F); Sentarse
en silla(F)
Silla(F); Papeles(F)
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 77
Anexo 3. Adaptación del libreto del Cortometraje “Love Thy Neighbor”
LOVE THY NEYGHBOR (CORTOMETRAJE)
DIRECCIÓN: DIANA OJEDA
PERSONAJES
Maria Antonieta (niña)
Marioneta de la niña
Madre
Joven
(Vecinos)
- PRIMERA ESCENA -
Maria Antonieta se da vuelta para comenzar su interrogatorio a los
vecinos que acaban de mudarse al barrio
MARIA ANTONIETA
(Con tono acusativo)
Con que… Bob
Su nombre es Bob, no?
(Después de un silencio)
¿Qué les parece el barrio?
Ah!, ah, ah, ah, ah
¿Qué estaban haciendo al frente de mi casa?
(La vecina le acerca un plato de galletas)
¿Esas son pasas?
(La vecina asiente)
No me gustan las pasas
¡A lo que venimos!
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 78
(Golpeando un papel sobre la mesa)
¿Eso le parece conocido, Bob?
Parece que esto tomará más tiempo
- SEGUNDA ESCENA -
Continúa el interrogatorio de Maria Antonieta hacia los vecinos dejando
en contexto lo que está pasando
MARIA ANTONIETA
(Camina detrás de los vecinos y golpea la mesa)
No les parece extraño que hace 48 horas ustedes
llegaron al barrio y al mismo tiempo mi juguete
desapareció! Lucy
(Se sienta en la silla)
Puede explicar eso?
Ah!
(Se oyen golpes en la puerta)
Esto aún no ha terminado
- TERCERA ESCENA –
Maria Antonieta se dispone a abrir la puerta y se encuentra con un
joven allí
(Abre la puerta)
JOVEN
Hola pequeña, ¿están tus padres en casa?
MARIA ANTONIETA
(Se voltea a ver a su madre)
Mi madre se encuentra indispuesta
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 79
JOVEN
Oh.
Mi nombre es Harley Jones. Has oído la palabra del
Salvador
La palabra dice que ames a tus vecinos, y el Señor
llegará
Así que, Déjame preguntarte, ¿sabes dónde estará
tu Salvador?
MARIA ANTONIETA
Señor, déjeme preguntarle.
¿Sabe quién se robó las galletas del tarro de
galletas?
JOVEN
(Dudando)
No
MARIA ANTONIETA
Eso pensé.
¡Que tenga buen día!
¡Buen día señor!
(Golpes en la ventana)
JOVEN
¡Volveré con respuestas!
- CUARTA ESCENA –
Volvemos a la sala de interrogación
MARIA ANTONIETA
¿Dónde estábamos?
Ah sí...
(Maria Antonieta reproduce una grabación)
¿Lo escuchamos de nuevo?
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 80
(Los vecinos ríen al escuchar la grabación)
No quería hacer esto, pero no me dejan otra
opción.
(Maria Antonieta se vuelve a sí misma a hablar con su marioneta)
¡¿Detective, detective?!
MARIONETA (DETECTIVE)
Sólo admítanlo, sé que fueron ustedes.
¡Si no confiesan ahora mismo!
(Maria Antonieta interrumpe al detective)
MARIA ANTONIETA
Calla, debemos ser profesionales.
Yo me encargo de esto
(Golpeando la mesa)
¡Sé que fueron ustedes, si no lo admiten ahora
mismo!...
- QUINTA ESCENA –
La madre interrumpe a su hija en medio del interrogatorio
MADRE
Maria Antonieta Rodríguez!
¿Qué estás haciendo?
(Maria Antonieta regañada se va a un cuarto aparte)
- SEXTA ESCENA -
MADRE
(Hacia los vecinos)
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 81
Perdón, lo sacó de su padre.
¿Esas son pasas?
(La madre pone el plato de galletas en una mesa y se dirige a la
silla, allí encuentra el juguete y se da vuelta a los vecinos)
MADRE
(Poniendo otros papeles sobre la mesa y con tono acusativo)
Esto le parece conocido, (pausa) ¿Bob?!
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 82
Anexo 4. Implementación de código en Matlab para la medida de la sonoridad de la
mezcla de audio 5.1 [50]
function SonoridadS=Surround(L,C,R,Ls,Rs) Left=wavread(L); Central=wavread(C); Right=wavread(R); LeftS=wavread(Ls); RightS=wavread(Rs);
%Etapa 1 de prefiltrado de la señal - Efectos acústicos de la cabeza
%Coeficientes CoefA= [1 -1.69065929318241 0.73248077421585]; CoefB= [1.53512485958697 -2.69169618940638 1.19839281085285];
%Primer filtro de ecualizacion Lfilt= filter(CoefB,CoefA,Left(:)); Cfilt= filter(CoefB,CoefA,Central(:)); Rfilt= filter(CoefB,CoefA,Right(:)); Lsfilt= filter(CoefB,CoefA,LeftS(:)); Rsfilt= filter(CoefB,CoefA,RightS(:));
%Etapa 2 de prefiltrado de la señal - Filtro RLB %Coeficientes
CoefA1= [1 -1.99004745483398 0.99007225036621]; CoefB1= [1 -2 1];
%Filtrado LfiltK= filter(CoefB1,CoefA1,Lfilt(:)); CfiltK= filter(CoefB1,CoefA1,Cfilt(:)); RfiltK= filter(CoefB1,CoefA1,Rfilt(:)); LsfiltK= filter(CoefB1,CoefA1,Lsfilt(:)); RsfiltK= filter(CoefB1,CoefA1,Rsfilt(:));
%yi LfiltK1= LfiltK.^2; CfiltK1= CfiltK.^2; RfiltK1= RfiltK.^2; LsfiltK1= LsfiltK.^2; RsfiltK1= RsfiltK.^2;
%Valores cuadráticos ZL=mean(LfiltK1); ZC=mean(CfiltK1);
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 83 ZR=mean(RfiltK1); ZLS=mean(LsfiltK1); ZRS=mean(RsfiltK1);
%Ponderación G %Coeficientes Gi
GL=1; GC=1; GR=1; GLS=1.41; GRS=1.41;
%Cálculo Sonoridad LK=-0.691+10*log10((ZL*GL)+(ZC*GC)+(ZR*GR)+(ZLS*GLS)+(ZRS*GRS)); SonoridadS=LK;
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 84
Anexo 5 - Implementación de código en Matlab para la medida de la sonoridad de la
mezcla de audio binaural [50]
function SonoridadB = Binaural(mezcla) audio=wavread(mezcla);
%Etapa 1 de prefiltrado de la señal - Efectos acústicos de la cabeza
%Coeficientes CoefA=[1 -1.69065929318241 0.73248077421585]; CoefB=[1.53512485958697 -2.69169618940638 1.19839281085285];
%Etapa 2 de prefiltrado de la señal - Filtro RLB %Coeficientes
CoefA1= [1 -1.99004745483398 0.99007225036621]; CoefB1= [1 -2 1];
%Primer filtro de ecualizacion Lfilt= filter(CoefB,CoefA,audio(:,1)); Rfilt= filter(CoefB,CoefA,audio(:,2));
%Filtrado LfiltK= filter(CoefB1,CoefA1,Lfilt(:)); RfiltK= filter(CoefB1,CoefA1,Rfilt(:)); %yi LfiltK1= LfiltK.^2; RfiltK1= RfiltK.^2; %Valores cuadráticos ZL=mean(LfiltK1); ZR=mean(RfiltK1); %Cálculo Sonoridad LK=-0.691+10*log10(ZL+ZR); SonoridadB=LK;
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 85
Anexo 6. Consentimiento Informado para la prueba subjetiva
EVALUACIÓN SUBJETIVA DE LA SONORIDAD EN UN CORTOMETRAJE
Objetivo general: Evaluar la sonoridad de un cortometraje mediante la reproducción de las
mezclas de audio en 5.1 y binaural en el sistema de reproducción Opsodis
Introducción: El diseño de la prueba está basado en los métodos de evaluación
recomendados por la EBU (evaluación subjetiva de la calidad de audio) al igual que los
métodos para la evaluación subjetiva recomendados en la ITU-R BS. 1116-3. Este estudio
busca evaluar la sonoridad de dos mezclas de audio desarrolladas en envolvente 5.1 y
binaural; respectivamente para un cortometraje.
Dicha evaluación se realizará al comparar muestras de audio de las mezclas de audio
desarrolladas bajo las condiciones planteadas anteriormente, mediante la reproducción de
las mismas en el sistema de reproducción Opsodis.
Para esta evaluación se utilizarán diferentes tipos de muestras de audio, las cuales fueron
grabadas y mezcladas en el estudio A de la Universidad de San Buenaventura. La prueba
incluye fragmentos de audio con contenido de diálogos, ambientes, efectos sonoros y
música.
Nota: La participación en este estudio es estrictamente voluntaria y no remunerada. Toda
la información recolectada en la presente prueba subjetiva se mantendrá en absoluta
reserva y ninguna persona será identificada en los resultados de la presente investigación.
COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD… 86
Agradezco su participación
Una vez informado sobre el objetivo y procedimientos que se llevarán a cabo en esta
investigación, acepto participar en el presente estudio a cargo de Liliam Patricia Restrepo
Cabanzo, estudiante de la Universidad de San Buenaventura.
Adicionalmente se me informó que:
• Mi participación en esta investigación es completamente libre y voluntaria, estoy en
libertad de hacer preguntas en cualquier momento de la prueba y puedo retirarme de
ella cuando así lo decida.
• No recibiré beneficio personal de ninguna clase por la participación en esta
investigación.
• Toda la información obtenida y los resultados de la prueba subjetiva serán tratados
confidencialmente
Hago constar que el presente documento ha sido leído y entendido por mí en su integridad
de manera libre y espontánea.
Firma del participante
Documento de identidad
Firma del investigador Documento de identidad:
DESARROLLO DE UN MODELO DE GESTIÓN DE CALIDAD BASADO EN LA NORMA ISO 9001... 87
Anexo 7. Instrucciones de la prueba subjetiva
Esta prueba la constituyen 3 encuestas, en las cuales usted escuchará un número determinado de
muestras de audio correspondientes a varias escenas seleccionadas de un cortometraje. Estas
muestras de audio han sido mezcladas en formato envolvente 5.1 y binaural.
Recomendaciones:
Tenga en cuenta que podrá repetir estas muestras de audio las veces que considere necesario. En
caso de tener preguntas durante la prueba, no dude en hacérselas saber a quién dirige la prueba.
En caso que desee tomar un receso durante la prueba, lo puede hacer en cualquier momento y
continuar con la misma.
Durante las 2 primeras encuestas a usted se le presentará una lista de 12 muestras de audio. En
cada lista, el primer estímulo corresponde a la referencia, y el resto de muestras de audio
corresponden a los estímulos que usted evaluará respecto al primero.
Escuche cuidadosamente los estímulos y valore la sonoridad respecto a la referencia, en una
escala de 1 a 3 donde:
Apreciación Calificación
Menos fuerte 1
Igual 2
Más fuerte 3
Tenga en cuenta que la sonoridad es un atributo vinculado a la intensidad del sonido
ENCUESTA 1
Muestra de audio 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Sonoridad
DESARROLLO DE UN MODELO DE GESTIÓN DE CALIDAD BASADO EN LA NORMA ISO 9001... 88
ENCUESTA II
Muestra de audio 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Sonoridad
Durante esta tercera encuesta, a usted se le presentarán 10 escenas del cortometraje, cada escena
se reproducirá dos veces, X y Y, con un pausa de 3 segundos entre cada una. Usted deberá
calificar la sonoridad de la muestra X frente a la muestra Y, de acuerdo a la siguiente tabla:
Apreciación Calificación
Diferente 1
Igual 2
Tenga en cuenta que la sonoridad es un atributo vinculado a la intensidad del sonido
ENCUESTA III
Par nº 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Sonoridad