Fundamentos de Audio y Vídeo Digital: Conceptos Técnicos Esenciales

Fundamentos de Audio y Acústica

Frecuencias y Espectro Sonoro

El rango de frecuencias audibles se clasifica en:

• Graves: 20-250 Hz
• Medios: 250 Hz - 4 kHz
• Agudos: 4-20 kHz

El Timbre y los Armónicos

El timbre de un sonido está determinado por sus armónicos.

Armónico: Es una frecuencia que aparece junto a la frecuencia principal llamada fundamental. La fórmula para calcularlo es: F_n = n × f₀, donde:

• F_n: Frecuencia del armónico.
• n: Número de armónico.
• f₀: Frecuencia fundamental.

Cualquier onda puede contener armónicos.

Propagación y Fenómenos Acústicos

Si se escucha el eco 2 segundos después (considerando una velocidad del sonido de 343 m/s), la distancia total recorrida es: d = v ⋅ t = 343 × 2 = 686 m.

• Efecto Larsen: Acoplamiento acústico o retroalimentación entre micrófonos y altavoces.
• Efecto Haas: Fenómeno donde el cerebro fusiona sonidos que llegan con un retardo inferior a 50 ms, interpretándolos como un único sonido más intenso.
• Enmascaramiento: Superposición de sonidos.

Medición y Análisis

Analizadores de audio: Equipos diseñados para analizar el comportamiento de los componentes frecuenciales del sonido.

Medida del sonido y magnitudes empleadas:

• Nivel de micrófono: -60 / -40 dBu
• Nivel de instrumento: -30 / -10 dBu
• Nivel de línea: -10 dBu
• Nivel de potencia: 0 / +10 V

Fundamentos de Imagen y Vídeo

Luz y Color

Espectro visible: Parte del espectro electromagnético que el ojo percibe como luz. Se encuentra entre los 380 nm y 780 nm.

Color: Reflexión de la luz blanca en los objetos. Los fotorreceptores en la retina interpretan el color; el ojo percibe aquellas radiaciones que un cuerpo no absorbe y refleja.

Existen dos tipos de mezcla:

• Aditiva (RGB): Basada en la suma de luces.
• Sustractiva: Basada en el reflejo del color en un objeto.

El matiz de color es el “tipo de color”.

Resolución y Percepción

• Resolución espacial: Dos puntos lo suficientemente alejados y pequeños se interpretan como un solo punto cuyo color es la mezcla.
• Resolución temporal: Una serie de imágenes diferentes proyectadas con la rapidez suficiente se interpretan como una imagen continua en movimiento.

Formatos y Submuestreo de Color

El Chroma Subsampling se define de la siguiente manera:

• 4:4:4: Sin subsampling; se toma 1 muestra de color por píxel.
• 4:2:2: Subsampling horizontal; por cada 4 muestras de Y (luminancia), se toman 2 de Cb y 2 de Cr (crominancia).
• 4:2:0: Subsampling horizontal y vertical; por cada bloque de 2x2 píxeles, se toma 1 muestra de Cb y 1 de Cr.

Estándares de resolución:

• SD: 640 x 480
• HD: 1280 x 720
• FHD: 1920 x 1080
• UHD: 3840 x 2160

El cálculo del tamaño (en bytes) se realiza mediante la fórmula: ancho × alto × número de bytes.

Compresión y Señal

• Compresión Intraframe (M-JPEG): Comprime cada fotograma de forma individual.
• Compresión Interframe (MPEG): Se basa en digitalizar solo algunos fotogramas clave.
• Diafonía (crosstalk): Fenómeno en el que la señal se cuela o interfiere en otro canal.