Guia Completa d'Àudio Digital: Conversió, Processament i Conceptes Clau

Conversió Analògic-Digital (A/D)

La conversió analògic-digital és el procés de transformar un senyal analògic continu en dades digitals que un ordinador pot processar. Consta de tres fases principals:

1. Mostreig (Freqüència de Mostreig / Sample Rate)

   • Prendrem mostres del senyal analògic cada cert temps.
   • Es mesura en Hertz (Hz), que indica el nombre de mostres per segon.
   • Segons el teorema de Nyquist, calen un mínim de 2 mostres per cada cicle de la freqüència més alta present en el senyal.
   • Exemple: Per gravar fins a 20 kHz, cal una freqüència de mostreig de mínim 40 kHz.

2. Quantificació: Mesura de Nivells de Voltatge

   Es mesuren els nivells de voltatge del senyal amb una escala de valors (vertical). Com més gran sigui l'escala (més bits), més precisió hi haurà per mesurar el senyal i, per tant, major capacitat per capturar els detalls del senyal digital.

3. Comparació i Codificació (Quantificació Final)

   • Un cop tenim les mostres, les comparem amb l'ona analògica original.
   • Busquem el valor digital més proper (el nivell més semblant dins l'escala de bits).
   • Això pot generar petites diferències, conegudes com a error de quantificació.
   • L'objectiu és representar el senyal de la forma més fidel possible, però amb valors digitals que l'ordinador pugui entendre i processar.

Conversió Digital-Analògic (D/A)

La conversió digital-analògic és el procés de transformar les dades digitals en un senyal analògic que es pugui escoltar per altaveus.

1. Reconstrucció del Senyal

   • A partir de les dades digitals, es generen nivells de voltatge.
   • Es segueix la mateixa temporalització (freqüència de mostreig) que es va utilitzar en la conversió A/D.
   • Es crea una ona que s'assembla a l'original analògica.

2. Sortida per Altaveus

   • El senyal digital convertit passa per un amplificador i els altaveus.
   • El resultat és un senyal continu, però no idèntic al senyal analògic original.
   • Pot tenir"esglaon" o falta de detall, sobretot si la resolució és baixa.

Conclusions Clau sobre Conversió d'Àudio

• Més resolució vertical (bits) = més detall en amplitud.
• Més freqüència de mostreig = més detall en el temps.
• Però: més qualitat = més dades = més espai de memòria necessari.

Dithering: Reducció de Profunditat de Bits

El dithering és un procés que s'aplica quan volem convertir dades d'àudio de diferents profunditats de bits, per exemple, de 24 a 16 bits. Consisteix a introduir soroll controlat per generar un resultat més natural i reduir l'error de quantificació.

Existeixen molts tipus de dither, i tots es basen en introduir soroll (dades aleatòries). S'aplica al final del procés, en l'última fase, per preparar el material d'àudio per a l'entrega final.

Automatització en Producció d'Àudio

L'automatització és la programació d'una mescla per poder actuar sobre tots els canvis sonors desitjats, pas a pas. S'empra, per exemple, quan volem pujar o baixar el volum a certes parts d'una peça musical que hem creat. Es pot aplicar:

• Sobre els canals de mescla.
• Sobre els busos auxiliars.
• Sobre els processadors.

Modes d'Automatització a Pro Tools

Els modes bàsics d'automatització a Pro Tools es troben a la finestra del mesclador, sota la paraula"AUT":

• Write (Escriptura inicial): Escriu l'automatització des de l'inici de la reproducció fins al final.
• Touch (Reescriptura fina): Només escriu l'automatització mentre es manté premut l'interruptor del paràmetre que es vol automatitzar. Quan es deixa de prémer, torna a la posició prèviament automatitzada.
• Latch (Reescriptura gruixuda): S'assembla al mode Touch, però amb la diferència que, per molt que es deixi de prémer, es continua escrivint l'automatització.
• Touch/Latch: Col·loca el volum de les pistes en mode Touch, i la resta de punts automatitzables en mode Latch.
• Read: Llegeix l'automatització i la reprodueix.
• Off: Desactiva l'automatització sense eliminar-la. Pot ser útil per verificar si s'ha exagerat en l'edició.

Filtre Passa-Baix (LPF) en Conversió A/D

El Low Pass Filter (LPF) és un filtre analògic que s'usa abans de la conversió A/D per evitar que passin freqüències per damunt del que estableix el teorema de Nyquist. Si no s'apliqués aquest filtre, aquestes freqüències podrien provocar l'efecte conegut com a 'aliasing', generant soroll de baixa freqüència que no era present en el so original.

Hiperrealitat Sonora i Foley (Daniel Levitin)

Daniel Levitin proposa la noció d'hiperrealitat sonora per descriure sons que, tot i no correspondre's amb la font real, amplien la seva efectivitat en el context audiovisual. Dins del llenguatge sonor cinematogràfic, els percebem com a reals i esperem la seva representació sonora cinematogràfica, no el so real.

Exemples de sons hiperreals generats amb Foley:

• El so de les ales es pot simular enregistrant el moviment d'uns llençols o amb uns guants de làtex.
• El cop de puny es pot recrear clavant un ganivet en un vegetal i processant-lo posteriorment.
• La cigarreta cremant es pot simular deixant anar una bola de cel·lofana prèviament comprimida.

Solem treballar amb aquests efectes generant-los amb Foley no pas perquè sigui més còmode com a procés, sinó per la seva gran efectivitat dins del contracte audiovisual.

Conceptes de So en Producció Audiovisual

• Wildline: Fragment de text enregistrat dins del set de rodatge, però no mentre es filma l'escena, sinó posteriorment.
• Wildtrack: So enregistrat en les mateixes condicions (en el set de rodatge), però no en el moment de rodar.
• Roomtone: És el so ambient de l'espai on s'està rodant. En un doblatge, sovint s'usa per donar més veracitat acústica, afegint-lo a les veus enregistrades en estudi.

Especificacions d'Àudio CD

Un CD d'àudio estàndard té les següents especificacions: 2 canals, 44.1 kHz de freqüència de mostreig, 16 bits de profunditat i 2 bytes per mostra.

Avantatges de l'Àudio Digital

Les dades d'àudio digitals es poden emmagatzemar en un suport físic com un disc dur o una cinta magnètica, que, com qualsevol altre suport analògic, té una durabilitat i fragilitat. No obstant això, les dades digitals en si mateixes presenten avantatges significatius:

• Absolutes: En ser dades numèriques, els seus valors no haurien de canviar per l'envelliment del suport o el pas del temps. Es poden transferir amb integritat.
• Replicables: Es poden fer còpies idèntiques de les dades digitals, cosa que no permetia cap format analògic sense pèrdua de qualitat.
• Operables: Es poden fer edicions mitjançant operacions matemàtiques, com canvis de volum amb precisió absoluta.
• Comparables: Des de l'aproximació numèrica, es poden comparar senyals d'àudio per verificar la seva integritat.

Cinta Analògica vs. Entorn Digital

Treballar amb àudio analògic ens permet disposar d'una qualitat tímbrica i dinàmica diferent a la que ens dona l'entorn digital, que inevitablement redueix la quantitat d'informació que conté el so original.

Funcionament en un DAW: Insercions i Enviaments

En un DAW (Digital Audio Workstation), el so de les pistes arriba als canals de la taula de barreges.

Inserció (INSERT)

• És un punt intermedi on es col·loquen plugins (EQ, compressió, etc.).
• Modifiquen el senyal abans que arribi al control de volum del canal.
• L'efecte s'aplica directament sobre el senyal original.

Enviament (SEND)

• Permet enviar una còpia del senyal cap a un bus (ruta virtual).
• Aquest bus pot anar a un altre canal amb efectes (per exemple, una reverberació).
• Permet que molts canals comparteixin un sol efecte.
• L'efecte es barreja amb el senyal original (efecte en paral·lel).

Resolució de Problemes de Connexió de Micròfons

Aquí hi ha alguns problemes comuns i les seves solucions:

• El micròfon de condensador no funciona: Activar la Phantom Power a la gravadora o posar-li una pila.
• El guany no està ben ajustat: Corregir amb el control de guany del canal.
• Volum d'escolta (monitoratge) massa baix: Revisar el volum dels auriculars.
• No s'ha activat la monitorització: Cal prémer el botó REC del canal corresponent.
• El micro està connectat a un canal diferent del que està activat per gravar: Revisar les connexions.

Preguntes Freqüents sobre Àudio Digital

1. Quina diferència hi ha entre 1 pista estèreo i 2 pistes mono?

La principal diferència entre una pista estèreo i dues pistes mono es veu en termes de processament: a una pista estèreo, si poses un equalitzador, s'aplica a la dreta i a l'esquerra simultàniament. A dues pistes mono, has de posar-hi dos equalitzadors perquè són pistes independents.

2. Quina diferència hi ha entre una pista i un canal?

Una pista és per on es grava l'àudio, i un canal és per on passa i es processa. És similar a com una gravadora és per gravar i una taula de mescles és per processar. Una pista estèreo es pot convertir en mono si escollim, dins l'arxiu estèreo, la pista dreta o l'esquerra.

3. Quina diferència hi ha entre inserir (efecte insert) i enviar (efecte send)?

Quan inserim un efecte, aquest només el fa servir el canal específic. Quan enviem, parlem d'un efecte compartit pels canals que s'hi connectin.

4. Què passa quan premo Bypass?

Quan premem Bypass, sentim el senyal sense l'aplicació de l'efecte. Això permetrà veure si l'efecte que hi estem posant és exagerat o no.

5. L'efecte de porta de soroll s'insereix o es comparteix?

La porta de soroll (noise gate) s'insereix perquè cada àudio necessitarà la seva pròpia configuració. En canvi, la reverberació, el delay o el chorus, poden ser compartits entre diversos canals.

6. A partir de quants Hertz hi ha informació sonora?

Abans dels 100 Hz, generalment no hi ha informació sonora rellevant per a la veu humana. La veu masculina pot començar al voltant dels 90 Hz, mentre que la femenina sol començar als 120 Hz.

7. Què és millor per reduir el soroll, equalitzar o comprimir?

La millor opció per reduir el soroll és gravar el so de la millor manera possible des del principi.

8. En un enviament, puc posar un plugin?

No. El plugin el posarem al canal de retorn de l'enviament, sempre als inserts d'aquest canal de retorn.

9. Quina diferència hi ha entre les dades MIDI i les dades d'àudio?

Les dades MIDI no sonen fins que no són convertides a dades d'àudio, ja que només emmagatzemen dades numèriques (instruccions). Tenen codis de temps diferents i no contenen informació sonora real.

10. Gestió del Buffer de Memòria en Àudio Digital

La reproducció i enregistrament d'àudio digital requereix un flux continu de dades, que consumeix recursos del processador i activa la conversió AD/DA. Per mantenir aquest flux, s'usa una petita part de la RAM anomenada buffer, que guarda temporalment una quantitat de mostres abans de processar-les. Aquest procés introdueix un retard temporal entre el que entra i el que surt de l'ordinador, conegut com a latència.

Mida del Buffer i Incidència:

• Buffer gran: Processa més dades i permet més plugins, però augmenta la latència.
• Buffer petit: Baixa latència (ideal per gravar), però amb menys capacitat de processament.

Quan i per què modificar la mida del buffer:

• Per gravar: Utilitzar un buffer petit per minimitzar la latència.
• Per mesclar: Utilitzar un buffer gran per tenir més capacitat per a efectes i plugins.

Problemes si no es fa una bona gestió:

• Amb un buffer petit en mescla: poden aparèixer errors, talls o sobrecàrrega del sistema.
• Amb un buffer gran en gravació: la latència alta dificulta tocar o cantar sincronitzat.

11. Formats WAV vs. MP3: Qualitat i Compressió

El format WAV és un format d'àudio lossless (sense pèrdua de qualitat), mentre que el format MP3 és lossy (amb pèrdua de qualitat), ja que ha estat comprimit per reduir la seva mida.

12. Preamplificador: Funció i Controls Essencials

Un preamplificador és un dispositiu electrònic que amplifica un senyal molt dèbil (com el d'un micròfon o instrument) fins a un nivell 1.000 vegades més fort, anomenat nivell de línia. És imprescindible amb micròfons, ja que aquests treballen amb microvolts i no poden operar correctament sense amplificació.

On es troba un preamplificador:

• En cada canal d'entrada d'una taula de barreges.
• A les interfícies d'àudio.
• A les gravadores.

Nota: Un preamplificador no és una interfície d'àudio ni té USB per si mateix.

Controls principals:

• GAIN: Controla el nivell d'amplificació.
• Phantom On/Off: Activa o desactiva l'alimentació fantasma per a micròfons de condensador.
• Fase (Phase): Inverteix la polaritat del senyal.

Alguns preamplificadors poden incloure EQ o compressor, però no són necessaris per ser considerat un preamplificador.

13. So Acusmàtic segons Tasos Fratzolas

Parlem d'acusmàtica quan escoltem quelcom sense veure la font sonora. Per exemple, qualsevol escena en la qual sabem que s'apropa la policia gràcies al so de les sirenes dels seus cotxes seria considerat un cas de so acusmàtic. Un altre exemple podria ser el so d'un tren que s'escolta des de dins d'un túnel, sense veure'l.