Hace ya varias décadas que el audio digital se utiliza cotidianamente. La posibilidad de grabar, almacenar, manipular y reproducir sonido, entre otras acciones, a través de la codificación digital de señales de audios, ha multiplicado las oportunidades para quienes trabajan en industrias relacionadas con este fenómeno. Sin embargo, en los últimos años, sobre todo durante y una vez finalizada la pandemia, esto ha cobrado un nuevo impulso.
La posibilidad de comprar tecnología relativamente accesible provocó que más personas utilicen, ya sea por diversión o fines laborales, el audio digital. Un smartphone, un micrófono y alguna aplicación o software que permita grabar y editar, pueden ser suficientes para generar desde un podcast hasta contenido para redes sociales de alta calidad. Por ese motivo, es cada vez más común cruzarse con individuos con conocimientos en la gestión del sonido y dispositivos en sus casas con los cuales pueden llevar a cabo estas actividades.
De esta manera, el audio digital representa en la actualidad un abanico de grandes oportunidades. Ya sea para un músico o una banda que buscan dar a conocer su trabajo, pero no disponen de presupuestos para acceder a estudios tradicionales de grabación, un profesional con ganas de difundir conocimientos en plataformas y redes sociales o una persona con intenciones de divertirse, esta tecnología niveló las barreras de ingreso a la implementación del sonido y quienes quieran utilizarla pueden hacerlo de forma sencilla y sin gastar grandes sumas de dinero.
Qué es el audio digital
Cuando se habla de audio digital se hace referencia a la toma de una señal eléctrica que representa una onda sonora y su posterior codificación utilizando mecanismos digitales. Para lograr esto existen dos procesos que se basan en una secuencia de valores enteros: primero, se lleva a cabo un muestreo de las señales eléctricas y luego una cuantificación digital de las mismas.
Todo este proceso comienza con el muestreo. El mismo es necesario para fijar la amplitud de la señal eléctrica a intervalos regulares de tiempo. A esto se lo conoce como tasa de muestreo y se toman los 40000 Hz, un estándar que los profesionales del sonido utilizan como parámetro, como punto de referencia.
La segunda etapa de este camino requiere de una cuantificación de las señales eléctricas con las cuales se está trabajando. En la etapa anterior las muestras fueron fijadas pero es necesario convertirlas en un valor entero de rango finito y predeterminado. En la actualidad esto puede realizarse a través de una cuantificación lineal o una cuantificación logarítmica, lo que brinda varias posibilidades. De todas formas, el formato más usado de audio digital es el del CD de audio. Este se corresponde a 44,1 kHz de tasa de muestreo y una cuantificación lineal de 16 bits.
Cuál es el origen del audio digital
La grabación y reproducción de sonido por parte del ser humano se remonta a siglos atrás. Como aún no se podía aplicar la electricidad de forma masiva, las primeras máquinas desarrolladas para lograr estos objetivos eran analógicas. Más tarde, se empezó a utilizar la grabación electromagnética, lo que permitió comercializar discos a nivel global, aunque la misma seguía siendo analógica y no digital.
Compact Disc
Para finales de la década de 1970, dos grandes compañías que construyeron sus emporios en base al sonido, Philips y Sony, comenzaron a experimentar con el Compact Disc. Si bien la calidad del sonido no era la misma, era un formato mucho más pequeño y accesible para el público. Sin embargo, una crisis económica que azotó a todas las regiones a principios de la década de 1980 generó que su distribución se frenara.
Lectura y codificación digital
Durante los siguientes años, ambas empresas continuaron desarrollando avances y fue Sony la que se dedicó a estudiar y generar avances con la lectura y codificación digital. Al ver las posibilidades que ofrecía esta tecnología, muchos músicos se mostraron interesados en utilizarla. Como es el caso de Herbert Von Karajan, un prestigioso director de música clásica que hasta el día de hoy es reconocido por reconocer el potencial de estos nuevos formatos para alcanzar a la mayor cantidad de individuos posibles.
Formato MP3
Con el paso de los años, profesionales de otras áreas no relacionadas a la música comenzaron a trabajar con el audio digital. Fue así como en 1986, el director de tecnologías del instituto alemán Fraunhofer IIS, Karlheinz Brandenburg, desarrolló el formato MP3, clave para la popularización del sonido no analógico. En un primer momento, solo funcionaba para comprender audio pero diez años más tarde, en 1996, Brandenburg pudo utilizar la extensión .mp3 para guardar estos archivos en una computadora. Al ser el instituto el dueño de la patente, en el primer año de comercialización de esta tecnología, obtuvo 1.2 millones de euros. Mientras que la cifra generada durante la siguiente década fue de más de 26 millones de euros.
A partir de ese momento, el fenómeno del audio digital comenzó a expandirse por todo el mundo. Dispositivos como los MP3 y luego los MP4 permitían almacenar una considerable cantidad de música en elementos pequeños y sencillos de transportar. Además, al ver el potencial económico, otras empresas desarrollaron más estándares que diversificaron el uso del sonido digital, un fenómeno que en la actualidad se ha impuesto en todo el mundo.
Tamaño de las muestras
Para digitalizar un sonido es necesario utilizar un dispositivo que lleve a cabo ese proceso. Para esto, se puede implementar desde un micrófono hasta un sintetizador o un DAT. Además, se requiere de una tarjeta de sonido que tome la información generada y la ingrese al sistema que la digitalizará. A esto se lo denomina muestra y la misma debe tener un tamaño específico para que el proceso se realice con éxito.
Cuando se genera un sonido para digitalizarlo se toma una muestra del mismo por segundo. Al mismo tiempo, se almacena esta información y a cada muestra por segundo que es recopilada se la denomina frecuencia de muestreo. Por otro lado, a la cantidad de información que se guarda se la conoce comúnmente como tamaño de muestra y se la resume de la siguiente manera: bits/muestra. Para facilitar los procesos, los valores de las muestras se suelen plasmar en números enteros.
Los expertos en el tema coinciden en que las tres frecuencias de audio más utilizadas son: Calidad de radio: 11025 Hz – Calidad telefónica: 20050 Hz – Calidad de CD: 44100 Hz. Por otro lado, el tamaño de la muestra varía entre 8 y 16 bits. En esa línea, es importante que el tamaño de la muestra sea grande, ya que esto permitirá una mejor representación del sonido original. Es decir, entre más información se almacene, más fiel será la reproducción.
Formatos de archivo de audio digital
Durante las últimas décadas se han desarrollado distintos formatos de archivo de audio digital para almacenar y reproducir estos sonidos. Algunos de ellos ofrecen mejor calidad, otros ahorran espacio de memoria y están los que se basan en el código abierto. MP3, AAC y WAV son algunos de los más utilizados a escala global, aunque no son los únicos.
“Si vas a oír grabaciones de voz o si escuchas música de forma ocasional y no tienes inconveniente en que los archivos no estén optimizados, puedes optar por un formato comprimido para ahorrar espacio en tu biblioteca musical”, explican desde Adobe al realizar un análisis de los mejores formatos de audio digital. Y agregan: “En cambio, si tienes unos oídos más capacitados y un equipo de audio caro, te interesará más la compresión sin pérdida de información, dada su combinación de ahorro de espacio y fidelidad. Por otro lado, si vas a grabar o manipular el audio, o si lo vas a agregarlo a un video, escoge siempre la compresión sin pérdida de datos o sin compresión. Sean cuales sean tus necesidades, hay un formato de archivo de audio para ti”.
Formatos con pérdida de datos
Algunos formatos de audio digital eliminan información al momento de la reproducción. Por ese motivo, se los denomina “con pérdida de datos”. Si bien puede parecer una desventaja, en realidad no lo es, ya que un oído estándar no notará la diferencia y el tamaño del archivo será menor, por lo que ocupará menos espacio de almacenamiento. Estas opciones no son utilizadas por expertos, como los ingenieros de sonido, pero sí por usuarios comunes que solo buscan escuchar música o reproducir un audio. Finalmente, es preciso señalar que existen algoritmos de compresión de audios que según la pérdida de información o no realizarán el proceso de una determinada manera.
MP3
Dentro de los formatos con pérdida de sonido, el MP3 es el más conocido a nivel global. Por lo general es compatible con la mayoría de los dispositivos y los tamaños de los archivos son mucho menores a otros estándares. “Los archivos MP3 solo pueden tener una profundidad de 16 bits, algo con lo que no conviene trabajar. Para grabar y mezclar, hay que trabajar como mínimo con una de 24 bits”, explica el productor, mezclador e ingeniero de sonido Gus Berry, dando a entender que es un buen formato para el consumidor promedio, pero no para un individuo especializado en sonido.
AAC
Otro formato de audio digital ampliamente divulgado es el AAC, por sus siglas en inglés Advanced Audio Coding (codificación de audio avanzada). Si bien hay pérdida de datos en la transmisión de un dispositivo a otro, la calidad es mejor a la del MP3 y no requiere mucho espacio de almacenamiento. De hecho, con este formato se necesita menos de 1MB por minuto. Estas características lo han vuelto muy popular y cada vez hay más personas que lo utilizan dado que se utiliza en plataformas como Youtube, Android y Apple Music.
Ogg Vorbis
A primera vista, el ogg Vorbis no es un formato que suene conocido. Sin embargo, es el códec de audio libre y de código abierto que usa Spotify, por lo que la mayoría de las personas lo reproducen a diario. Si bien hay pérdida de datos a la hora de reproducir el archivo, la transmisión es más eficiente que la del MP3 y el sonido es más fiel al original.
Formatos sin pérdida de datos
Dentro del ecosistema de audios digitales existen formatos sin pérdida de datos. Algunos de ellos son FLAC, ALAC y WAV y su mayor beneficio es que al descomprimirlos mantienen su tamaño original. Por lo tanto, la calidad del sonido es mucho mejor en comparación a los formatos con pérdida de sonido, aunque se requiere de mayor espacio para almacenarlos porque contienen más información.
Por lo general, estos formatos son utilizados por profesionales del sonido que requieren mayores estándares de calidad para poder llevar a cabo su labor. Para un usuario promedio, no es recomendable usarlos, ya que no se notará la diferencia de calidad y se perderá espacio de almacenamiento en el dispositivo.
FLAC
FLAC son las siglas de Free Lossless Audio Codec, o códec de audio libre sin pérdidas. La mayor ventaja de este formato es que permite la compresión de los archivos sin pérdida de información. Además, es libre y de código abierto.
ALAC
El formato ALAC fue desarrollado por Apple y su nombre completo es Apple’s Lossless Audio Codec. El mismo ofrece la posibilidad de comprimir un archivo sin pérdidas de datos pero solo es compatible con los dispositivos creados por la empresa de origen.
WAV
Dentro de los formatos de audio digital sin pérdida de sonido, el WAV es uno de los más populares. Conocido como Waveform Audio File, es ampliamente implementado por ingenieros de sonido en todo el mundo.
El formato WAV (Waveform Audio File, es decir, archivo de audio de forma de onda) conserva todos los datos originales, por lo que es perfecto para los ingenieros de sonido. “WAV tiene un rango dinámico y una profundidad de bits mejores”, asegura la productora y mezcladora de sonido Lo Boutillette. Por otro lado, Berry coincide con ella: “Ofrece la mejor calidad posible. Puede tener una profundidad de 24 o 32 bits y una velocidad de ejemplificación de hasta 192 kHz, e incluso superior en la actualidad”. Si estás colaborando con otros profesionales y tienes que intercambiar los archivos con ellos en repetidas ocasiones, el formato WAV mantendrá los códigos de tiempo, lo cual puede ser especialmente útil en proyectos de video en los que es muy importante lograr una sincronización exacta”.
AIFF
El formato AIFF, por sus siglas en inglés Audio Interchange File Format, fue creado originalmente por Apple. En este caso, puede usarse en los ordenadores Mac, pero también en PCs. Su mayor ventaja es la posibilidad de conservar el sonido sin pérdida de información, aunque ocupa más espacio que otro tipo de formatos y, como no contienen códigos de tiempo, no es funcional para llevar a cabo acciones como editar y mezclar un audio.
DSD
El DSD es un sistema de gran calidad de sonido que incluso requiere de sistemas de audio de alta gama para poder implementarlo de forma correcta. Sus siglas comprimen el nombre Direct Stream Digital y en pocas palabras es un formato de audio descomprimido de alta resolución que codifica el sonido a través de la modulación de densidad de pulsos. En comparación a un CD, tiene una velocidad de ejemplificación 64 veces superior y el tamaño de los archivos es bastante más grande.
PCM
En el caso de PCM, Pulse-Code Modulation, tiene la capacidad de captar ondas analógicas y convertirlas en bits digitales para grabar un sonido en un CD o un DVD. Actualmente está en desuso por la creación de sistemas mejores como el DSD pero durante muchos años fue utilizado en todo el mundo.
Dispositivos y soportes digitales
Más allá de aquellos sistemas y formatos que permiten almacenar y reproducir audios digitales, también es necesario contar con dispositivos y soportes que permitan llevar a cabo estas acciones. En las últimas décadas, los avances tecnológicos generaron grandes cambios y el paso de soportes físicos como los CDs y DVDs a digitales, como plataformas y redes sociales, se llevó a cabo a gran velocidad.
CDs
Durante mucho tiempo, los CDs fueron el soporte físico más utilizado para almacenar y reproducir audios digitales. Por su reducido tamaño, en general no superan los 12 cm de diámetro, y poco peso, las personas pueden transportarlos de forma sencilla y sin mayores complicaciones. Según los estándares de mercado, un CD promedio puede almacenar hasta 80 minutos de sonidos o 700 MB de información. Además, se llegaron a lanzar algunas versiones regrabables por lo que se podía eliminar archivos almacenados para sumar otros nuevos. En la actualidad, esto puede ser poco en comparación a otros soportes y por ese motivo los CDs han perdido terreno entre los consumidores.
DVD de audio
Si bien no fueron ampliamente difundidos, los DVD de audio tuvieron un cierto apogeo, sobre todo entre aquellos con más experiencia en el trabajo del sonido. Esto se debió a que tenían una mayor resolución, de hasta 24 bits, y una frecuencia de muestreo de 192 kHz.
Reproductores de audio digital
Durante las últimas décadas, distintas compañías desarrollaron dispositivos para reproducir audio digital. Entre los más conocidos se encuentran los reproductores de CDs y los de MP3, que durante varios años se podían observar con frecuencia en la calle de la mano de usuarios que almacenaban y transportaban en ellos su música preferida.
Los avances tecnológicos permitieron llegar a reproductores basados en Flash, los cuales podían almacenar hasta 64 GB de información al utilizar una tarjeta de memoria. Al tener puertos USB, se pueden conectar a un ordenador para transmitir datos entre ambas máquinas y al ser de fácil acceso y más pequeños que sus predecesores, su popularidad creció con rapidez.
Finalmente, varias empresas lograron desarrollar dispositivos reproductores de audio digital con discos duros. El ejemplo más conocido es el del iPod de Apple y la mayor ventaja es su capacidad de almacenar hasta 180 GB de información. Al ser más sensibles a los golpes que aquellos basados en Flash y tener un precio mayor, no fueron tan ampliamente aceptados entre los consumidores.
Plataformas para audio digital
En la actualidad, la digitalización de los dispositivos y soportes genera que la distribución global del audio digital se realice a través de plataformas. Spotify, Apple Music, Youtube y SoundCloud, entre otras opciones, son las más utilizadas por miles de millones de personas alrededor del mundo. La facilidad de uso y el acceso gratuito o por montos mensuales accesibles, ha generado que estas plataformas se impongan y en la actualidad las bandas y músicos las utilizan para promover su trabajo. Lo mismo ocurre con otros creadores de contenido que han encontrado en formatos como los podcasts y los audiolibros, espacios para llegar a sus oyentes de una manera rápida y sencilla.
Ventajas del sonido digital
En la actualidad, el sonido digital se ha impuesto en el consumo generalizado de audio por las ventajas que ofrece. Industrias como la música, la radiofonía e incluso la editorial con los audiolibros, han encontrado en este sistema procesos más sencillos y económicos de grabación y distribución de su contenido.
Alto consumo
El primer beneficio que ofrece el sonido digital es el alto consumo que tiene. Según distintos informes, en España 6 de cada 10 personas escuchan audio digital mientras que en la Argentina, esa cifra aumenta al 86% de la población. Por otro lado, un informe de Statista destaca que el 55% de la población en Brasil escucha podcasts y con esa cifra es el país con más penetración de estos formatos en el mundo.
De todos los rangos etáreos
Por otro lado, el audio digital es consumido por personas de todos los rangos etáreos. Según informes de la IAB (Interactive Advertising Bureau) la distribución de la audiencia de estos formatos es muy equitativa. Por ejemplo, un 14% tiene más de 65 años, la misma cifra que supone la franja entre 16 y 24 años, por lo que es posible segmentar diferentes tipos de contenido en función del target al que se busca llegar.
Mediciones
Una tercera ventaja del audio digital, sobre todo en plataformas como Spotify y Apple Music, es la posibilidad de medir el alcance de los archivos compartidos. Al obtener cifras referidas a la cantidad de personas que reprodujeron el contenido y por cuánto tiempo lo hicieron, es posible entender qué prefieren las audiencias para poder generar más información o música en relación con sus gustos. Además, permite presentar los resultados a empresas u organizaciones para conseguir fondos que permitan ampliar el trabajo y la difusión del trabajo realizado.
Fidelidad de los usuarios, baja saturación publicitaria y la oportunidad de programar la salida de los contenidos, son otras de las ventajas que ha generado el audio digital para quienes trabajan con él. Por todas estas características ha logrado imponerse en la sociedad y si bien el audio analógico se sigue utilizando, cada vez pierde más mercado entre los usuarios.
Cómo funcionan las ondas sonoras
Las ondas sonoras surgen cuando se produce la vibración de las moléculas de un medio. Este puede ser sólido, líquido o gaseoso porque el sonido se propaga en forma de onda longitudinal a través de cualquiera de estos estados de la materia. En el caso de que sea un medio sólido, también puede diseminarse como onda transversal.
En esa línea, el sonido es una vibración que se propaga. Luego de que un cuerpo vibrante se active, las vibraciones viajan gracias a un medio elástico que les permite diseminarse por el espacio. Precisamente a esto se lo denomina onda sonora y en el caso de los animales es necesario la presencia de un sentido llamado audición para que capte estas ondas sonoras que fueron producidas por una fuente. Una fuente del sonido son las cuerdas vocales aunque también lo pueden ser un parlante o la membrana de un también.
Sonido analógico vs. sonido digital
La primera gran diferencia entre el sonido analógico y el sonido digital es el tiempo. Mientras que el primero de ellos es continuo, el segundo no lo es. Además, el sonido analógico requiere de procesos electrónicos para ser almacenado y reproducido. Mientras que el digital toma la señal analógica y la codifica a través de un sistema binario compuesto por 1 y 0.
Otra gran distinción entre ambos sonidos es el proceso de almacenamiento. El sonido analógico está limitado en relación con el espacio de guardado por sus características técnicas, mientras que los digitales pueden ser infinitos. Por otro lado, la manipulación de los archivos de audio digital es mucho más sencilla y veloz en comparación a los analógicos, por lo que su utilización y distribución es más ágil.
En cuanto a la calidad del sonido, los debates entre los expertos nunca terminan. Por lo general, se piensa que el sonido analógico conserva más calidad, ya que imita mejor a la fuente original del mismo. Sin embargo, en la actualidad el sonido digital ha alcanzado elevados estándares de calidad e incluso su reproducción y multiplicación se puede llevar a cabo sin perder información en el proceso. En definitiva, sobre este aspecto infiere más el gusto de cada persona que los aspectos técnicos en sí mismos.
Traspaso de un formato a otro
Existe la posibilidad de tomar un audio y realizar una conversión de analógico a digital a partir de un traspaso de la señal analógica a un sistema binario de 0 y 1. A este procedimiento se lo denomina sampling y se requiere de un dispositivo llamado sampler para ser realizado con éxito.
Un ejemplo de esto ocurre cuando se toma un micrófono. Este dispositivo toma las vibraciones emitidas por la fuente a través de la membrana de metal que lo recubre. Luego, las vibraciones se convierten en electricidad y son transportadas hasta un ordenador a través de un cable. Para poder finalizar el proceso, el ordenador debe contar con una placa de sonido que lleva a cabo el traspaso. Básicamente, toma las vibraciones eléctricas, las convierte en una secuencia de 0 y 1 y a partir de ese momento quedan digitalizadas.
De todas formas, el proceso no termina allí
Una secuencia de audio en 0 y 1 no es perceptible por el oído humano porque el mismo no está preparado para eso, sino que requiere de vibraciones analógicas. Por ese motivo, es indispensable poder realizar el proceso contrario y llevar el audio digital a un formato analógico a la hora de reproducirlo. Para esto, el ordenador toma la secuencia de 0 y 1, la lee y pasa a reproducir el sonido de cada muestra a una velocidad que se equipara a la que se tomó. De esa manera, el oído humano es capaz de captar esos audios sin inconvenientes.
