Conceptos Fundamentales del Sonido Digital y Audio

Explorando los Componentes Clave del Audio Digital

Frecuencia

Es el número de vibraciones por segundo que da origen al sonido analógico. El espectro de un sonido se caracteriza por su rango de frecuencias. Esta se mide en Hertzios (Hz). El oído humano capta solo aquellos sonidos comprendidos en el rango de frecuencias entre 20 Hz y 20 000 Hz.

Tasa de Muestreo (Sample Rate)

Un audio digital es una secuencia de ceros y unos que se obtiene del muestreo de la señal analógica. La tasa de muestreo o sample rate define cada cuánto tiempo se tomará el valor de la señal analógica para generar el audio digital. Esta tasa se mide en Hertzios (Hz). Por ejemplo, 44 100 Hz nos indica que en un segundo se tomaron 44 100 muestras de la señal analógica de audio para crear el audio digital correspondiente. Un audio tendrá más calidad cuanto mayor sea su tasa de muestreo. Algunas frecuencias de muestreo estándares son 44 100 Hz, 22 050 Hz y 11 025 Hz.

Resolución (Bit Depth o Bit Resolution)

Es el número de bits utilizados para almacenar cada muestra de la señal analógica. Una resolución de 8 bits proporciona 256 (2⁸) niveles de amplitud, mientras que una resolución de 16 bits alcanza 65 536 (2¹⁶) niveles. Un audio digital tendrá más calidad cuanto mayor sea su resolución. Ejemplo: El audio de calidad CD suele ser un sonido de 44 100 Hz, 16 bits y estéreo.

Velocidad de Transmisión (Bitrate)

El bitrate define la cantidad de espacio físico (en bits) que ocupa un segundo de duración de ese audio. Por ejemplo, 3 minutos de audio MP3 a 128 kbps (kilobits por segundo) ocupan aproximadamente 2,81 MB de espacio físico. Este cálculo se puede desglosar así: 3 minutos × 60 segundos/minuto × 128 kbit/segundo = 23 040 kbit. Para convertir estos kilobits a Megabytes (considerando 1 kbit = 1024 bits, 1 KB = 1024 Bytes, 1 MB = 1024 KB para este tipo de cálculo de tamaño de archivo): (23 040 kbit × 1024 bits/kbit) / (8 bits/byte) / (1024 bytes/KB) / (1024 KB/MB) ≈ 2,81 MB. En los audios en formato MP3, es común trabajar con bitrates como 128 kbps. El audio tendrá más calidad cuanto mayor sea su bitrate, y consecuentemente, el archivo que lo contiene tendrá mayor peso. Esta magnitud se utiliza sobre todo en formatos de audio comprimido como el MP3, especialmente destinado a la descarga y transmisión por Internet.

CBR/VBR (Constant Bitrate / Variable Bitrate)

CBR (Constant Bitrate) o Tasa de Bits Constante, indica que el audio ha sido codificado manteniendo el bitrate fijo a lo largo de todo el clip. Por otro lado, VBR (Variable Bitrate) o Tasa de Bits Variable, permite que el bitrate fluctúe entre un rango máximo y mínimo según la complejidad del audio en cada momento, buscando optimizar la relación entre calidad y tamaño del archivo.

Códec

Códec es el acrónimo de 'codificador/decodificador'. Un códec es un algoritmo o programa especial que comprime (codifica) los datos para reducir el tamaño del archivo de audio y los descomprime (decodifica) para su reproducción. Los archivos codificados con un códec específico requieren el mismo códec (o uno compatible) para ser decodificados y reproducidos correctamente. El códec más popular y utilizado en audio es el MP3.

Decibelio (dB)

El decibelio (dB) es la unidad de medida utilizada para expresar el nivel de presión sonora o, de forma más general, la relación entre dos valores de una magnitud física; en acústica, se refiere comúnmente al volumen o la intensidad de un sonido. El silencio absoluto o la ausencia teórica de sonido se cuantifica como 0 dB (aunque el umbral de audición humano está ligeramente por encima), y el umbral del dolor para el oído humano se sitúa en torno a los 130-140 dB.