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Audio

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Concepto:Una señal de audio es una señal analógica eléctricamente exacta a una señal sonora.

Audio. Una señal de audio es una señal analógica eléctricamente exacta a una señal sonora; normalmente está acotada al rango de frecuencias audibles por los seres humanos que está entre los 20 y los 20.000 Hz, aproximadamente (el equivalente, casi exacto a 10 octavas).

Formatos de audio

Un archivo de audio digital es un sonido o secuencia de sonidos que ha sido convertido a un formato numérico para poder ser almacenado en un ordenador. Podemos distinguir 3 tipos generales de formatos de audio:

  • Formatos de onda: guardan la información tal como ha sido captada por un micrófono, almacenando la amplitud del sonido y su frecuencia cada cierto período de tiempo. Este período de tiempo se conoce con el nombre de sampling rate del archivo de audio y es usualmente medido en el número de "muestras" que se toman de lo que escucha el micrófono cada segundo. Valores usuales son 11000 Hz, 22000 Hz y 44000 Hz. Mientras mayor sea este número, mejor es la calidad del sonido. En la red, los formatos más utilizados son los formatos de onda.
  • Formatos de secuencia: almacenan las notas, leyéndolas desde algún tipo de entrada MIDI (Music Instrument Digital Interfase); se graban varias secuencias y se colocan en determinados canales. Se deja al ordenador y a un estándar internacional (que define, por ejemplo, que en el canal 0 siempre va el piano), el definir la forma en que se tocará cada canal. El ejemplo típico es precisamente, MIDI (extensión .mid).
  • Formatos mixtos: almacenan al comienzo un ejemplo de cómo sonará cada canal, de manera similar a los formatos de onda de audio, y posteriormente graban una secuencia de las notas para cada canal. El ejemplo típico de este formato es MOD, el cual funciona en varios sistemas precisamente por su capacidad para generar una excelente calidad de sonido y al mismo tiempo ocupar un espacio de disco muy pequeño al hora de su almacenamiento.

Los archivos de audio poseen diferentes formatos dependiendo de con qué herramientas o aplicaciones y con qué fines fueron creados. Al trabajar con una determinada aplicación, el software asigna una extensión dependiendo del tipo de archivo que se haya creado, con el fin de poder luego identificarlo.

Principales formatos de audio -aunque algunos permiten reproducir vídeo- son:

  • Audio Interchange File Format (AIFF): creado por Apple se utiliza en los ordenadores Mac y las aplicaciones multimedia, pero no es muy común en la Web. Extensiones .aif(F) y .snd.
  • Audio for Unix (AU): Creado por la compañía Sun y es un formato muy popular para muestras, que no está demasiado comprimido. Es uno de los más antiguos en de Internet, sobre todo en plataformas Unix. Extensión .au, uLaw y MuLaw.
  • Audio-Video Interleaved (AVI): creado por Microsoft. No es un formato en sí mismo, sino un contenedor de audio/vídeo. Para visualizarlo se requiere tener instalados los codecs y el reproductor de Windows. Extensión .avi.
  • Director (DIR): archivos creados por Macromedia Director. Extensiones .dir y .dxr
  • MIDI: Music Instrument Digital Interfase. Este tipo de archivos se generan mediante la utilización de sintetizadores para PC. Los archivos MIDI representan notas y otra información de secuencia para que pueda sintetizarse la música. Extensión .mid.
  • MOD: este formato se originó en las plataformas Amiga, creadas por Commodore. Es otro tipo de formato para reproducir módulos digitales. A igual que MIDI, S3M, FAR o MTM, todos estos formatos contienen el modelo musical y una selección de muestras, para que la música del modelo pueda ser reproducida con el instrumento apropiado. Extensiones .mod y .dxr
  • MPEG Audio: creado por MPEG o Motion Pictures Experts Groups. Se trata de un estándar de formatos de compresión de audio que contempla 3 niveles diferentes de codificación-decodificación de la señal de audio (sólo MPEG-1 está terminado, los otros son aplicables, pero todavía en fase de ampliación)

Reproductores

Para la lectura de los distintos tipos de formatos de audio, se precisa de un reproductor o player que reproduce el sonido de audio y que suele incluir los llamados plug-ins o programas que permiten la audición desde los principales navegadores de la Web como Internet Explorer o Netscape. En el caso de MP3, además de por el ordenador, con un programa reproductor de MP3 podemos escuchar canciones y audio en formato MP3 en otros dispositivos independientes del ordenador, bien a través de un dispositivo portátil exprofeso para ello, o mediante cualquier otro reproductor que admita la lectura y reproducción de este tipo de archivos. En la actualidad, muchos reproductores de DVD o DTV –Digital TV- incluyen esta opción que se puede combinar con un equipo de Dolby Digital de sonido envolvente, e incluso existen teléfonos móviles que cuentan con esta posibilidad.

Sonido digital

El sonido digital se mide por la frecuencia de muestreo, esto es, hay que medir cuántas veces es digitalizado el sonido durante un determinado período de tiempo. Las frecuencias de muestreo se indican en kilohercios (kHz), que indican el número de veces que se muestrea el sonido por segundo. Por ejemplo, la calidad de sonido CD se obtiene con 44,1 kHz, ó 44.100 muestras por segundo. En el caso de sonido estéreo, se necesitan dos canales de 8 bits cada uno; a 16 bits por muestra, esto da lugar a 705.600 bits de datos de un CD, produciendo un sonido de alta calidad. Si transmitiéramos de esta forma el sonido a través de la red, la transmisión de esta enorme cantidad de datos ocuparía casi la mitad del ancho de banda de la red.

Como los usuarios medios de la Web no disponen de tamaño ancho de banda, se precisa disminuir la frecuencia de muestreo para crear sonido digital que pueda ser enviado a través de la Web. Una frecuencia de muestreo de 8 kHz en mono, produciría unos buenos resultados para aplicaciones sencillas como lenguaje hablado. Hay que tener en cuenta que el hardware de reproducción consiste, por lo general, en la utilización de una simple tarjeta de sonido y un pequeño altavoz. Un audio de baja calidad no precisa de más de 64.000 bits de datos por segundo, pero el usuario debe esperar a que se descargue el sonido y es casi imposible el sonido continuo.

Los CDs de audio, al igual que los sistema DAT (de datos), utilizan la digitalización de la señal mediante PCM (Pulse Code Modulation) o modulación por impulsos codificados, que es una de las formas más simples de codificar y que se se ha utilizado y se utiliza comúnmente en telefonía. Sin embargo, gran parte de la información de audio que almacenan estos sistemas de codificación puede desecharse, puesto que el oído humano no es capaz de percibir ciertas frecuencias dentro de lo que se denomina una determinada banda crítica. La digitalización añade ruido a la señal y para evitar esto, es preciso utilizar un mayor número de bits en el muestreo y la cuantificación que son las 2 fases de las que se compone un proceso de digitalización. Para obtener sonido de alta calidad se utilizan frecuencias de 44,1 kHz en el caso del CD, y hasta 48 kHz en el caso de DAT. En lo relativo a la cuantificación, cuantos más bits se utilicen más fina será la resolución.

A 44,1 kHz y utilizando 16 bits para cuantificar la señal (sonido de alta fidelidad), uno de los dos canales de un CD produce más de 700 kbits/s. Gran parte de esa información es innecesaria y ocupa un ancho de banda que puede liberarse a costa de aumentar el sistema decodificador y perder algo de calidad. Esto es lo que hacen los diferentes estándares existentes de audio, combinando en dosis diferentes el ancho de banda, el grado de complejidad del sistema decodificador y la pérdida de calidad.

Soportes de audio

Hay que recordar que en 1982 sale al mercado el primer CD de música y ese misma año se comercializan los reproductores, por lo que el audio digital tiene un corto período de desarrollo, y más aún la posibilidad de escuchar música o audio a través de la red. Los principales soportes de audio digital son los siguientes: · CD-A: Compact Disc Audio o Disco compacto de Audio. Se trata de audio de muy buena calidad en soporte digital y se basa en una grabación digital sin procesado posterior, es decir, se almacena en el disco compacto toda la información generada en la grabación, sin compresión. En un CD normal de 650 Mb, esto nos da unos 74 minutos de tiempo máximo por CD, así pues, cabe toda la información que contenían los añorados discos de vinilo o LPs de larga duración. · CD-R: Recordable Compact Disc o Disco Compacto Grabable. Es un disco compacto virgen que no admite reescritura. · CD-RW: Rewritable Compact Disc o Disco Compacto Regrabable. Es un disco compacto virgen que admite reescritura. · HDCD: High-Definition Compatible Digital, proceso de codificación de audio desarrollado por la compañía Pacific Microsonics para la mejora de los CDs de audio estándar. Su implantación se ha visto truncada por la introducción de los nuevos formatos de audio como el SACD y el DVD Audio. · SACD: Super Audio Compact Disc. Es un formato de audio de alta definición en soporte CD que ha sido promovido por Sony y Philips que usa el sistema SDS o Direct Stream Digital para generar la señal digital. En el CD se puede almacenar la información estéreo tradicional, pero hay espacio para incorporar información de canales adicionales. · DVD Audio: Se trata de un formato de audio de alta definición en soporte DVD que trabaja con una resolución de 24 bits y una frecuencia de muestreo de 192 kHz, muy por encima de los 16 bits/44 kHz del CD Audio. · VCD: Video Compact Disc. Es un formato de vídeo en soporte CD con prestaciones y de calidad muy inferiores a los del DVD, pero de extensa implantación.


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