Trabajo de Grado presentado para optar al título de Ingeniero de Sonido

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1 Comparación objetiva y subjetiva de la sonoridad entre una mezcla de sonido envolvente 5.1 y binaural de un cortometraje usando el sistema de reproducción Opsodis Liliam Patricia Restrepo Cabanzo, liliam.restrepo@gmail.com Trabajo de Grado presentado para optar al título de Ingeniero de Sonido Asesor: Sebastian Lopera Gómez, Especialista (Esp) en Postproducción de audio. Universidad de San Buenaventura Colombia Facultad de Ingenierías Ingeniería de Sonido Medellín, Colombia 2017

2 Citar/How to cite [1] Referencia/Reference Estilo/Style: IEEE (2014) [1] L. P. Restrepo Cabanzo, Comparación objetiva y subjetiva de la sonoridad entre una mezcla de sonido envolvente 5.1 y binaural de un cortometraje usando el sistema de reproducción Opsodis., Trabajo de grado Ingeniería de Sonido, Universidad de San Buenaventura Medellín, Facultad de Ingenierías, Grupo de Investigación en Modelamiento y Simulación Computacional (GIMSC). Línea de investigación en Acústica y Procesamiento de Señales Bibliotecas Universidad de San Buenaventura Biblioteca Digital (Repositorio) Biblioteca Fray Alberto Montealegre OFM - Bogotá. Biblioteca Fray Arturo Calle Restrepo OFM - Medellín, Bello, Armenia, Ibagué. Departamento de Biblioteca - Cali. Biblioteca Central Fray Antonio de Marchena Cartagena. Universidad de San Buenaventura Colombia Universidad de San Buenaventura Colombia - Bogotá - Medellín - Cali - Cartagena - Editorial Bonaventuriana - Revistas -

3 Agradecimientos Agradezco principalmente a mis padres, Flor Alba Cabanzo y Raúl Darío Restrepo, y a mi hermana, Laura Marcela Restrepo, por ser mi apoyo incondicional durante todo mi proceso académico en los últimos años y durante mi vida, porque han estado siempre conmigo y son la razón de que aún haya mucho camino por recorrer. Son mi motor. A Luis Tafur, por ayudarme en un principio con el desarrollo de la idea del presente trabajo de grado. A Diana Ojeda, la directora del cortometraje, quién me dejó usar su cortometraje para el desarrollo de este proyecto, mil gracias. A mi asesor, Sebastián Lopera, por acompañarme y ayudarme en momentos de duda con mi proyecto. A los profesores que han aportado uno o muchos granitos de arena para el fortalecimiento de mis conocimientos durante mi carrera. A los estudiantes, compañeros y amigos que fueron parte de las pruebas subjetivas, gracias por su tiempo y disponibilidad. A Lariana, Paul y Evelyn por prestar sus voces para el doblaje del cortometraje. Y en general a todas las personas que de alguna u otra forma hicieron y hacen parte de este proceso académico y que ahora llamo amigos. Gracias.

4 TABLA DE CONTENIDO RESUMEN... 9 I. INTRODUCCIÓN II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA A. Antecedentes ) Antecedentes sistemas de Reproducción Multicanal ) Antecedentes Mezcla Binaural ) Antecedentes mediciones de sonoridad III. JUSTIFICACIÓN IV. OBJETIVOS A. Objetivo general B. Objetivos específicos V. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN VI. MARCO TEÓRICO A. Percepción del sonido B. Audición Binaural C. Sonoridad (Loudness) ) Medida de la Sonoridad a) Método de Zwicker b) Recomendación ITU-R BS Algoritmos para medir la sonoridad de los programas radiofónicos y el nivel de cresta de audio real c) Recomendación EBU R D. Diseño Sonoro ) Elementos de la Banda Sonora a) La palabra b) La música... 27

5 c) Efectos sonoros y ambientales d) El silencio E. Post-producción de Audio Envolvente ) Grabación de audio envolvente ) Dolby Digital ) Mezcla de audio envolvente ) Sistema de Reproducción F. Post-producción de Audio Binaural ) Grabación Binaural ) Mezcla de audio binaural ) Sistema de Reproducción Binaural Opsodis (Optimal Source Distribution) G. Conceptos de Estadística ) Población y muestra ) Medidas de tendencia central ) Medidas de dispersión VII. METODOLOGÍA A. Diseño sonoro del cortometraje ) Descripción técnica de los movimientos para cada plano ) Grabación de foley y efectos a. Grabación para Sonido Envolvente b) Grabación Binaural ) Doblaje a) Doblaje para audio envolvente b) Doblaje para audio binaural ) Montaje y Edición de Audio... 47

6 5) Mezcla de Audio a) Mezcla de audio envolvente b) Mezcla de audio binaural B. Medición de la sonoridad ) Medición Objetiva a) Desarrollo ) Prueba Subjetiva a) Definición del lugar para la prueba b) Nivel de Escucha c) Población y muestra d) Método de Evaluación VIII. RESULTADOS A. Medición Objetiva B. Resultados Pruebas Subjetivas ) Resultados Percepción de cambios de sonoridad ) Resultados Comparación Sonoridad entre 5.1 y Binaural IX. DISCUSIÓN A. Comparación objetiva de la sonoridad B. Comparación subjetiva de la sonoridad X. CONCLUSIONES REFERENCIAS ANEXOS... 74

7 LISTA DE TABLAS Tabla I. Técnicas estéreo y surround Tabla II. Perspectiva para cada escena del cortometraje Tabla III. Diagrama técnico de los planos del cortometraje Tabla IV. Selección de escenas para la medición de sonoridad Tabla V. Orden primera encuesta de la prueba subjetiva Tabla VI. Orden segunda encuesta prueba subjetiva Tabla VII. Escala de calificación Tabla VIII. Orden de escenas presentadas, tercera encuesta Tabla IX. Escala calificación en la tercera encuesta Tabla X. Comparación de sonoridad entre plugin y algoritmo implementado en matlab para Tabla XI. Comparación de sonoridad entre plugin y algoritmo implementado en matlab para binaural Tabla XII. Medidas de tendencia central para los niveles de sonoridad de muestras de audio Tabla XIII. Medidas de tendencia central para los niveles de sonoridad de muestras de audio binaural Tabla XIV. Medidas de tendencia central para la comparación de sonoridad entre 5.1 y binaural Tabla XV. Comparación de diferentes niveles de sonoridad entre 5.1 y binaural para una escena Tabla XVI. Coeficientes filtro previo en el algoritmo Tabla XVII. Coeficientes de ponderación en el algoritmo Tabla XVIII. Coeficientes de ponderación para cada canal de audio Tabla XIX. Diseño sonoro cortometraje. Documento técnico... 76

8 LISTA DE FIGURAS Fig. 1 Configuración sistema multicanal Fig. 2 Arreglo del "Equidome". Plano frontal Fig. 3 Curvas isofónicas Fig. 4 Diagrama de bloques del medidor de sonoridad multicanal Fig. 5 Configuración de parlantes típica de Dolby Digital AC Fig. 6. Cabeza binaural para grabación donde (1) es el plano horizontal y (2) el plano medio Fig. 7 Panoramizador Binaural de Logic Pro. Procesador psicoacústico capaz de simular posiciones arbitrarias de la fuente de sonido Fig. 8 Panorama 5 Wave Arts. Herramienta especializada para crear escenas de audio 3-D realista utilizando sonido estéreo regular Fig. 9 Desplazamiento por banda de frecuencia del Opsodis Fig. 10 Grabación de foley pasos niña Fig. 11 Grabación de foley para escenas de interrogación Fig. 12 Doblaje Maria Antonieta (niña) Fig. 13 Grabación doblaje joven Fig. 14 Grabación doblaje madre Fig. 15 Sesión de Mezcla Fig. 16 Sesión de mezcla binaural Fig. 17 Vista en planta de la sala de grabación Estudio A y configuración de la prueba Fig. 18 Montaje Prueba Subjetiva Sala de grabación Estudio A Fig. 19 Resultados de percepción de sonoridad en audio Fig. 20 Resultados de percepción de sonoridad en audio binaural Fig. 21 Resultados de comparación de sonoridad entre audio 5.1 y binaural... 63

9 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 9 RESUMEN El presente proyecto pretende evaluar y comparar la sonoridad de manera objetiva y subjetiva en un cortometraje entre la mezcla desarrollada para audio envolvente 5.1 y binaural. Para esto se propuso medir la sonoridad del cortometraje de acuerdo con la recomendación ITU-R BS que especifica los algoritmos para medir la sonoridad multicanal en un programa de audio y comparar estos resultados con pruebas subjetivas en individuos que tengan un conocimiento en el área audiovisual. A partir de esta comparación se buscó determinar si los individuos pueden identificar cambios de sonoridad entre las diferentes muestras de audio del cortometraje cuando se presentan en el sistema de reproducción Opsodis. La comparación objetiva entre el algoritmo utilizado en el presente trabajo y el plugin de medición de sonoridad arrojó diferencias entre -2 y -3 unidades de sonoridad entre ambos métodos de medición, mientras que en la comparación objetiva entre la mezcla de audio 5.1 y la mezcla binaural usando el algoritmo, se observaron diferencias de aproximadamente -1 unidad de sonoridad. Las pruebas subjetivas mostraron resultados donde los cambios de sonoridad, en mezcla de audio 5.1 y mezcla binaural, son percibidos por los individuos a partir de 2 unidades de sonoridad por encima y por debajo de un nivel de sonoridad de referencia. Palabras clave: Sonoridad, Sistema Opsodis, Binaural, Sonoridad objetiva, Sonoridad subjetiva

10 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 10 ABSTRACT This project intends to evaluate and compare the loudness in an objective and subjective way in a short film between de sound mix developed for surround sound 5.1 and binaural. For this purpose, it was proposed to measure loudness in the short film according to the Recommendation ITU-R BS that specifies the algorithms to measure multichannel audio program loudness and compare these results with subjective tests in individuals with knowledge in audiovisual area. From this comparison, we sought to determine if the subjects can identify loudness changes between different audio samples of the short film when played through the Opsodis sound reproduction system. The objective comparison between the algorithm used in this project and the loudness measurement plugin, showed differences between -2 and -3 loudness units in both measurement methods, whereas in the objective comparison between the 5.1 sound mix 5.1 and the binaural sound mix using the algorithm -, differences of approximately 1 loudness unit were observed. Subjective tests showed results where loudness changes, in 5.1 sound mix and binaural sound mix, are perceived by individuals from 2 loudness units above and below a reference loudness level. Keywords: Loudness, Opsodis System, Binaural, Objetive Loudness, Subjective Loudness

11 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 11 I. INTRODUCCIÓN Actualmente existen muchos tipos de reproducción sonora multicanal, entre ellas la más común es la estéreo usando dos fuentes de reproducción (canal izquierdo y canal derecho) que permite la percepción de espacialidad de una fuente entre los parlantes [1]. Otro sistema de reproducción muy utilizado, especialmente en la industria del cine es el de sonido envolvente 5.1 que consiste de seis fuentes de reproducción por pares de altavoces que generan una mejor impresión del espacio en el oyente [1]. Por otro lado, la reproducción binaural se ha limitado al uso de audífonos para brindar una percepción del campo sonoro de manera tridimensional sin embargo, el uso de audífonos restringe a la escucha individual y la simulación del espacio no es completamente fiel [2], pues la percepción de la distancia y localización de los sonidos puede cambiar. Frente a esto, recientemente se han hecho avances en la reproducción tridimensional usando arreglos de parlantes para optimizar la percepción acústica del espacio produciendo una representación mucho más realista sobre un área de escucha más grande [3]. El uso de técnicas grabación binaural han sido estudiadas pero no son muy abordados actualmente en proyectos audiovisuales debido a que su viabilidad se puede ver limitada por los sistemas de reproducción binaurales disponibles que no sea el uso de auriculares, mientras que la grabación de sonido envolvente 5.1 se realiza mediante técnicas tradicionales de grabación estéreo con la utilización de 2 o 3 micrófonos ubicados particularmente para dar una imagen sonora cuando se reproduce en un sistema de múltiples parlantes. En vista de que un sistema 5.1 puede acarrear dificultades en su implementación casera (debido a la cantidad de parlantes) y que la reproducción binaural se ve limitada a la escucha individual en audífonos, en el Instituto de investigación de vibraciones y sonido (Institute of sound and vibration research) se desarrolló un sistema de reproducción casero mucho más simple que consta de un parlante, que se compone internamente de otras unidades, que permite tanto la reproducción envolvente como la binaural. La tecnología es llamada Opsodis (Optical Source Distribution) y tiene la ventaja de presentar facilidades para la instalación casera además de brindar una experiencia tridimensional.

12 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 12 Por otra parte, la industria audiovisual, especialmente la radiodifusión en televisión, en temas operativos se enfoca principalmente en los niveles de señales a uno que equilibre el nivel general de la señal con la necesidad de mantener un volumen de audio consistente (sonoridad) en toda su programación [4]. La unión internacional de comunicaciones ha desarrollado algoritmos que permiten medir la sonoridad en programas multicanal para garantizar un nivel constante de audio y evitar molestias al oyente cuando por ejemplo cambia entre programación y percibe saltos de volumen o inconsistencias entre diferentes programas y canales que esté viendo. Teniendo en cuenta que la sonoridad es vital para los proyectos audiovisuales y con el fin de impulsar el desarrollo de éstos con técnicas binaurales para su difusión y viabilidad en un entorno comercial, se pretende hacer una comparación entre una mezcla de audio desarrollada de forma envolvente 5.1 y una mezcla de audio binaural en un cortometraje mediante la reproducción en el sistema Opsodis con el fin de evaluar y comparar la sonoridad, siendo éste un parámetro subjetivo.

13 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 13 II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Una de las quejas más comunes de la población cuando están viendo televisión son los cambios de nivel de sonido que perciben cuando cambian entre programas, para dar solución a este interrogante, varias organizaciones internacionales han creado estándares y directrices que le permitan a los programadores regular la sonoridad, o intensidad de sonido, con que emiten toda su programación incluyendo anuncios comerciales o programación musical. Frente a esto, también se han desarrollado medidores de sonoridad como recurso para regular esta medida y evitar cambios abruptos en el nivel de sonido transmitido y tener un ajuste constante de nivel de volumen. Por otro lado, el avance en la creación de contenidos audiovisuales que se escuchen o se asemejen a la realidad, ha llevado a que de manera experimental se desarrollen proyectos audiovisuales con técnicas de grabación binaural pero debido a que su reproducción comúnmente es por medio de audífonos, este tipo de proyectos no son viables para la reproducción comercial, esto está cambiando con el desarrollo de tecnologías de reproducción como el Opsodis, para evitar el uso de auriculares y aun así disfrutar de un campo sonoro tridimensional. Debido a que el desarrollo de proyectos binaurales audiovisuales comienza a ser atractivo, también es necesario velar porque su reproducción sea correcta y compatible con los niveles de sonoridad ya establecidos para su difusión en el ámbito comercial, especialmente cuando se utiliza un sistema de sonido externo que permite reproducir formatos de audio envolvente 5.1 y binaural, enriqueciendo así la experiencia del espectadoral ver una pieza audiovisual, se acerque a una inmersión sonora tridimensional. A. Antecedentes 1) Antecedentes sistemas de Reproducción Multicanal La audición humana permite la localización y percepción de las fuentes sonoras desde todos los sentidos, por ello desde el siglo pasado se han desarrollado sistemas de

14 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 14 reproducción sonora que aborden la necesidad de emular la realidad para presentar una imagen sonora más real, precisa y natural. Los primeros formatos de audio multicanal fueron inicialmente desarrollados a inicios de los años 1950 para el cine; en ese entonces, el sonido estereofónico era aún nuevo para el público y fue promovido por la industria del cine que se veía amenazada por el crecimiento de la televisión - a la par con los nuevos formatos de largas pantallas para la imagen. El sonido para películas comenzó con un mínimo de cuatro canales o pistas de audio, estos canales de sonido eran grabados en las bandas del material magnético del film. Los proyectores estaban equipados con unidades de reproducción individuales y los cines se equipaban con amplificadores y parlantes adicionales. Las películas estéreo que se presentaban en cine tenían varios parlantes en el frente y había un canal adicional entre los parlantes traseros de los cines, éste último al principio fue conocido como el canal de efectos y era reservado para los efectos dramáticos ocasionales. Durante las décadas de 1960 y 1970, muchos continuaron experimentando con este canal de efectos hasta el punto de utilizarlo incluso para agregar sonidos de ambiente para envolver a la audiencia. Esta aplicación llegó a ser conocida como sonido envolvente y el canal de efectos como canal envolvente. Mientras la industria del cine se asociaba con la industria de la televisión y las pantallas se volvían más pequeñas, hacia finales de los años 80 los laboratorios de Dolby tomaron la aplicación del audio digital hacia el sonido de las películas de 35mm, desarrollando la configuración 5.1 que se compone de 5 canales de audio discretos de rango completo más un sexto canal para los efectos de baja frecuencia y hasta ahora es la configuración de parlantes que satisface mejor los requisitos para presentar una película [5]. A partir del sistema multicanal 5.1, se han venido desarrollando mejoras y nuevos sistemas que permitan una mejor localización del sonido. Estos sistemas han sido: 5.1, 6.1, y 7.1. Luego de estas mejoras, la corporación THX (California) desarrolló un sistema 10.2, y en Japón, los Laboratorios de Ciencia e Investigación Técnica NFK, desarrollaron un sistema de sonido multicanal 22.2 (22 altavoces) para una ultra-alta definición de vídeo, compuesto

15 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 15 de 3 líneas de parlantes ubicados en un cuarto de la siguiente manera: para la línea superior se posicionan 9 parlantes, en la línea media hay 10 parlantes y para la línea baja se colocan 3 parlantes. Este sistema fue desarrollado para reproducir una inmersión natural y tridimensional del campo sonoro manteniendo una mayor presencia y aproximación de la realidad, sin embargo es muy complejo y su uso es enfocado a cines [6]. Su configuración se puede apreciar en la Fig. 1. Fig. 1 Configuración sistema multicanal 22.2 Fuente: K. Hamasaki, S. Komiyama, H. Okubo, K. Hiyama y W. Hatano, «5.1 and 22.2 Multichannel Sound Productions Using an Integrated Surround Sound Panning System.,» de 117th Audio Engineering Society Convention - Paper 6226, 2004, pp Es evidente que con el aumento de los altavoces aumenta el tamaño del espacio dónde se utilizan estos sistemas, por lo que un sistema de 10 o 20 canales es difícil de implementar en salas caseras y si se pudiera utilizar sería complicado de instalar y la localización sonora mientras se reproduce el sonido es pobre. En vista de la necesidad de tener un sistema casero fácil de instalar pero que genere también una buena aproximación al audio 3D, en abril de 2012 se presentó un arreglo personal de altavoces llamado The Equidome, desarrollado por James Barbour en Australia, que es capaz de posicionar fuentes de sonido simultáneamente con una sensación realista de los sonidos por encima y alrededor del oyente. The Equidome es un sistema multicanal 12.2 que consta de 6 altavoces en el plano horizontal, 6 altavoces en un plano elevado y dos altavoces LFE (Low-frequency

16 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 16 effects, para bajas frecuencias menores a 120Hz) [7]. Todos los altavoces se ubican a una misma distancia del oyente y en un cuarto pequeño como se muestra en la Fig. 2. Fig. 2 Arreglo del "Equidome". Plano frontal Fuente: J. L. Barbour, «The Equidome, a Personal Spatial Reproduction Array,» de 132th Audio Engineering Society Convention - Paper 8598, 2012, pp ) Antecedentes Mezcla Binaural El desarrollo de proyectos relacionados con captura y mezcla de audio binaural vienen desde los años 70, inicialmente de manera musical con un disco realizado por Zucarelli Labs [8], utilizando por primera vez la holofonía. Luego de esto, en 1982, la banda Pink Floyd llevó a cabo un experimento parecido en su álbum The Final Cut para reproducir audio tridimensional a partir de sonido estéreo [9] y la banda concluyó que con el sistema binaural identificaban imágenes sonoras que permitían el posicionamiento de las fuentes sonoras. [10] Hacia los desarrollos de la mezcla binaural en proyectos audiovisuales se puede apreciar que en el año 2011, un estudiante perteneciente a un grupo de investigación de Madrid, Carlos García, realizó un proyecto que pretendía producir un video en 3D al igual que el audio tridimensional. Se dedicó a construir una cabeza artificial binaural y un prototipo para grabar imágenes tridimensionales y unir los dos objetos (cámara y cabeza) para grabar y filmar al mismo tiempo en 3 dimensiones [11].

17 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 17 El Opsodis (Optimal Source Distribution) es un sistema de reproducción sonora que ha sido investigado ampliamente desde 1996 hasta el presente en el desarrollo de sistemas de sonido 3D. En la universidad de Southampton se ha expuesto un proyecto con el objetivo de desarrollar algoritmos basados en el principio de Opsodis para simular el audio 3D. Lo que pretendía era adaptar la tecnología desarrollada por el Instituto de Investigación de vibraciones y sonido a productos de consumo casero como televisores, videojuegos e incluso para autos [12]. 3) Antecedentes mediciones de sonoridad La sonoridad es un parámetro subjetivo del sonido que depende de su intensidad y frecuencia, está relacionada con las curvas de sonoridad planteadas por Fletcher y Munson que especifica las combinaciones de nivel de presión sonora y las frecuencias de tonos puros continuos que son percibidos igualmente fuerte por oyentes humanos, donde el nivel de sonoridad se mide en fonios. La medición de este parámetro es realmente beneficioso en muchas áreas como la televisión, donde siguiendo el interrogante frente a la necesidad de un ajuste constante de la señal de audio, se han explorado varios métodos de medición objetiva, tales como los métodos de Zwicker, Moore y Glasberg [13] con el fin de aplicar estos modelos para la elaboración de medidores comerciales. Históricamente, los operadores de audio usaban sus oídos para equilibrar y controlar los niveles de sonido de radiodifusión, instintivamente normalizaban la sonoridad percibida de distintos programas, aunque era un ambiente de sonoridad normalizado esto llevó a años de quejas de los espectadores hacia las compañías de televisión por anuncios excesivamente ruidosos y en respuesta a esto es que la Unión Internacional de Telecomunicaciones, en el 2006, publicó una recomendación (ITU-R BS 1770) que establece los algoritmos para una medida estándar de la sonoridad que muestra una aproximación a la sonoridad que percibe el oído humano [14]. Es a partir que de esta recomendación que varias organizaciones internacionales como la Sociedad de Ingenieros de Audio (AES, Audio Enginnering Society) y la Unión Europea de Radiodifusión (EBU, European Broadcasting Union) se han dedicado a presentar estudios

18 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 18 y reglamentaciones vinculadas a la aplicación de las pautas sobre los parámetros recomendados al análisis y medición de la sonoridad.

19 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 19 III. JUSTIFICACIÓN El desarrollo de proyectos audiovisuales con técnicas binaurales aún está en proceso de experimentación, pero eso no quiere decir que no sea atractivo, especialmente cuando la reproducción de archivos de audio que han sido grabados o procesados bajo técnicas binaurales, emulan la sensación de escuchar de forma tridimensional y el campo sonoro se asemeja más a la realidad. Con el desarrollo de estos proyectos, también se abre la necesidad de que la reproducción sea cómoda y amable con el oyente. En un entorno donde los sistemas de reproducción caseros que permiten la sensación envolvente son atractivos para los oyentes, muchas veces se tornan difíciles de configurar o su implementación se ve dependiente del número de parlantes. Sin embargo recientemente se desarrolló un sistema de reproducción compatible con la reproducción de audio binaural. Con el desarrollo de estos sistemas de sonido, también es necesario evaluar los parámetros sonoros del material que se quiera reproducir. Uno de esos parámetros es la sonoridad, que hace referencia al nivel de intensidad percibida de una pieza sonora. Y como es precisamente el oyente quién se queja de los cambios abruptos de sonoridad entre diferentes programas de audio, su medición y regulación es de gran importancia en el medio comercial. Aunque la sonoridad ha sido estudiada para sistemas multicanal por entidades internacionales, hay poca información frente a la regulación y medición de ésta para proyectos y sistemas de reproducción binaural. Es por eso que se pretende utilizar los métodos y algoritmos ya recomendados, y aplicarlos para medir la sonoridad de una pieza sonora binaural.

20 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 20 IV. OBJETIVOS A. Objetivo general Comparar la sonoridad en un cortometraje entre una mezcla de audio desarrollada para sonido envolvente 5.1 y binaural usando el sistema de reproducción Opsodis, mediante el método de medición multicanal Leq(RLB) y prueba subjetiva, de acuerdo con la recomendación ITU-R BS B. Objetivos específicos Emplear técnicas de grabación y postproducción de sonido envolvente 5.1 y binaural para la sonorización de un cortometraje que serán comparadas mediante pruebas objetivas y subjetivas. Realizar pruebas objetivas que permitan establecer las diferencias de sonoridad entre el audio de un cortometraje en sonido envolvente 5.1 y binaural. Diseñar e implementar una prueba subjetiva para determinar si los individuos identifican las diferencias de sonoridad que se puedan presentar entre las distintas muestras de audio.

21 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 21 V. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN Una de las quejas más comunes de la población cuando están viendo televisión son los cambios de nivel de sonido que perciben cuando cambian entre programas, para dar solución a este interrogante, varias organizaciones internacionales han creado estándares y directrices que le permitan a los programadores regular la sonoridad con que emiten toda su programación incluyendo anuncios comerciales o programación musical. Frente a esto, también se han desarrollado medidores de sonoridad como recurso para regular esta medida y evitar cambios abruptos en el nivel de sonido transmitido y tener un ajuste constante de nivel de volumen. Por otro lado, el avance en la creación de contenidos audiovisuales que se escuchen o se asemejen a la realidad, ha llevado a que de manera experimental se desarrollen proyectos audiovisuales con técnicas de grabación binaural pero debido a que su reproducción comúnmente es por medio de audífonos, este tipo de proyectos no son viables para la reproducción comercial, esto está cambiando con el desarrollo de tecnologías de reproducción como el Opsodis, para evitar el uso de auriculares y aun así disfrutar de un campo sonoro tridimensional. Debido a que el desarrollo de proyectos binaurales audiovisuales comienza a ser atractivo, también es necesario velar porque su reproducción sea adecuada y compatible con los niveles de sonoridad ya establecidos para su difusión en el ámbito comercial.

22 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 22 VI. MARCO TEÓRICO A. Percepción del sonido El oído humano percibe una sensación producida por las ondas sonoras que se transmiten por un medio físico y se traducen en información en el cerebro sobre lo que se está escuchando. A su vez la audición humana ubica los sonidos que escuchamos, esto debido a que los humanos poseemos dos oídos ubicados a la misma altura que permiten determinar la localización de una fuente sonora en una determinada posición [2]. Sin embargo, existen tres factores importantes que se usan para identificar la posición de los sonidos que están alrededor del sujeto. El primero y probablemente el más importante es la diferencia de los tiempos de llegada del sonido a cada oído, seguida por las diferencias de nivel (intensidad) entre los oídos para sonidos de alta frecuencia, es decir, aquellos que superan los 2000 Hz, y finalmente están los efectos independientes de filtrado desde el oído externo [15] o en otras palabras, es el efecto producido por la combinación de varios sonidos de diferente intensidad en el que el sonido más fuerte enmascara (cubre) al más suave y por lo tanto sólo se escucharía el sonido de mayor intensidad. B. Audición Binaural La audición binaural se refiere a la percepción del sonido por los dos oídos, esto no sólo permite percibir la información de frecuencia e intensidad de una señal sonora sino también localizar de donde proviene dicha fuente sonora [16]. Las diferencias de tiempo y de intensidad que hay entre una señal de audio que llega a un oído y al otro, permiten que el cerebro localice la fuente sonora. Algunas de las ventajas de la audición binaural son [16]: Mejor entendimiento en los ambientes ruidosos. Localización de la fuente del sonido. Permite poder identificar mejor el tipo de sonido. Brinda una sensación de balance auditivo.

23 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 23 La localización se debe determinar a partir de una dirección y de una distancia, se establecen planos característicos a la hora de estudiar la localización, estos planos son el frontal, el medio y el horizontal [17]. C. Sonoridad (Loudness) La sonoridad puede ser definida como un atributo de un sonido que cambia a medida que la intensidad del sonido varía [18], y en otros términos puede decirse que la sonoridad es la percepción de la intensidad subjetiva del sonido. Al ser un parámetro subjetivo del sonido, la sonoridad también es una medida expresada en fonios, en donde un fonio es la sonoridad de un tono 1kHz a 40dBSPL [18]. Esto quiere decir que la sonoridad no sólo depende de la intensidad de un sonido, sino también de su frecuencia. El trabajo de Fletcher y Munson sobre la sonoridad los llevó a plantear unas curvas para crear una escala de sonoridad que se relacionara con la frecuencia y el nivel de presión sonora [19], que se puede apreciar en la Fig. 3. Fig. 3 Curvas isofónicas Fuente: H. Fletcher y W. Munson, «Loudness, Its Definition, Measurement and Calculation,» The Journal of the Acoustical Society of America, vol. V, pp , Agosto 1933.

24 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 24 Estas curvas han sido adoptadas como estándar internacional ISO 226:2003 y especifica las combinaciones de nivel de presión sonora y las frecuencias de tonos puros continuos que son percibidos igualmente fuerte por oyentes humanos, donde el nivel de sonoridad se mide en fonios que tienen el mismo valor numérico que el nivel de presión sonora en decibeles de un sonido de referencia [20]. 1) Medida de la Sonoridad La información de las curvas isofónicas aplica únicamente para tonos puros y cuando la fuente del sonido está directamente frente al oyente [20], sabiendo que los oídos reciben información sonora desde varias direcciones y que estas señales sonoras también puede ser música u otro tipo de programación, se evidencia la necesidad de medir o controlar el nivel de sonoridad en otras aplicaciones como transmisiones de radio o televisión donde el contenido de la señal de audio cambia constantemente entre música y diálogo, o una combinación de los dos, y también puede incluir efectos de sonido y ambiente. Estos cambios en el contenido de la señal pueden resultar en cambios dramáticos en la sonoridad percibida por el oyente [21]. a) Método de Zwicker Es un método para la medida de la sonoridad del ruido, propuesta por Eberhard Zwicker, y ha sido estandarizado en el estándar internacional ISO Este método consiste en la división en las bandas críticas del oído humana utilizando como aproximación a estas, las bandas de un tercio de octava y se debe saber si el espectro a estudiar es grabado en campo directo o difuso. Luego la sonoridad puede ser calculada manualmente usando alguna de las 10 tablas especificadas en el estándar ISO [22]. En el mismo estándar internacional también se incluye un método más simple diseñado por S.S Stevens, y se basa en el análisis por bandas de octava.

25 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 25 b) Recomendación ITU-R BS Algoritmos para medir la sonoridad de los programas radiofónicos y el nivel de cresta de audio real Considerando que un espectador u oyente desea que el nivel de sonoridad sea uniforme y teniendo en cuenta que en aplicaciones de radiodifusión y televisión, el contenido del material de audio puede cambiar entre música, la palabra y efectos sonoros, y que estos cambios pueden alterar la sonoridad subjetiva, esta recomendación especifica los algoritmos de audio con el propósito de determinar la sonoridad de los programas de audio que se transmiten. La base de la recomendación es un filtro de ponderación RLB (Revised Low-frequency B- curve) y una medida de la media cuadrática Leq. El filtro RLB era la mejor solución para señales mono continuas, sin embargo como los programas de emisión puede contener señales mono, estéreo y multicanal es necesario un valor de sonoridad único sin importar el número de canales de audio [23]. El diagrama de bloques que presenta el algoritmo para la medición de la sonoridad multicanal se puede observar en la Fig. 4. Fig. 4 Diagrama de bloques del medidor de sonoridad multicanal Fuente: International Telecommunication Union, ITU-R. BS Algorithms to measure audio programme loudness and true-peak audio level, Ginebra:ITU, El filtro previo tiene como objetivo eliminar los efectos acústicos de la cabeza, que ha sido modelada como esfera rígida, luego cada canal se somete a un filtro pasa altos RLB de acuerdo con la curva de ponderación B. Una vez cada canal haya pasado las etapas de

26 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 26 filtrado, se evalúa el valor cuadrático medio y finalmente se suman los canales para medir la sonoridad aplicando la ecuación (1): Sonoridad = 0, Log! G!. Z! [LKFS], (1) Donde G! corresponde a los coeficientes de ganancia de los canales y Z! es el valor cuadrático medio de cada canal. Los detalles de coeficientes de las etapas de filtro, coeficientes de ponderación de canales y la fórmula de Z! pueden verse en el Anexo 1. La sonoridad es indicada en unidades LKFS (Loudness K-weighted Full Scale) que es la sonoridad (el nivel) ponderada en K a escala completa. Este filtro de ponderación básicamente construye un puente entre la impresión subjetiva y la medida objetiva de la sonoridad [24]. c) Recomendación EBU R-128 La European Broadcast Union toma como base los algoritmos de la recomendación ITU 1770, pero tiene en cuenta cierto tipo de programas que pueden contener largas secuencias con bajo nivel de audio, es decir donde posiblemente se establezcan intervalos de silencio muy largos [25]. Esta recomendación no sólo propone que se use el nivel medio de sonoridad, sino también un rango de sonoridad y un nivel máximo de cresta real para normalizar las señales de audio en la radiodifusión, cumpliendo los límites técnicos en la cadena de la señal, al igual que las necesidades artísticas de cada programa o estación dependiendo de su género y la audiencia destino [25]. Allí, la escala LKFS fue reemplazada por LUFS (Loudness Unit relative to Full Scale) y se plantea un función de puerta (gating) para detener momentáneamente la medición cuando su nivel está 8LU (Loudness Unit) por debajo del nivel de sonoridad objetivo del programa [25]. La ventaja al aplicar esta puerta es que la medida de la sonoridad se vuelve más estable entre programas de diferentes géneros, por ejemplo permitiendo que una película,

27 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 27 programas de contenido musical y comerciales estén alineados en sonoridad [25]. El nivel objetivo de sonoridad es de -23LUFS al cual deben estar todos los programas. D. Diseño Sonoro El diseño de sonido es el proceso de creación y mezcla del audio para un determinado proyecto sonoro, en el ámbito audiovisual se busca una interacción entre la imagen y el sonido de forma coherente en la ubicación de las fuentes sonoras y en el momento adecuado de manera que el espectador se involucre en la escena que está viendo y obtenga la experiencia que se tiene por objetivo proporcionar cuando se crea un ambiente sonoro. La postproducción de sonido es la fase final de la elaboración de la banda sonora que consiste en seleccionar, organizar y manipular los diversos elementos sonoros que se utilizan en una producción audiovisual [26]. 1) Elementos de la Banda Sonora La banda sonora debe entablar una relación activa con la imagen [26], es por eso que hay varios elementos que la componen. a) La palabra Expresión verbal en forma de comentario, de voces o de diálogos sincronizados. Puede captarse mediante micrófonos en el lugar de rodaje o haciendo un doblaje en estudio, de manera que la voz se sincronice con la imagen a partir de lo grabado como sonido directo. El doblaje también se puede utlizar cuando una producción requiere el cambio del idioma original, técnicamente se conoce como ADR (Automated Dialogue Replacement - reemplazo automatizado de diálogos) [26]. b) La música Es un medio narrativo que aporta información a la imagen. La música puede surgir desde la misma acción al provenir de alguna fuente sonora presente en la pantalla (música diegética)

28 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 28 o puede parecer en la imagen sin que surja desde la acción, usualmente se inserta con el fin de conseguir efectos estéticos (música no diegética) [27]. c) Efectos sonoros y ambientales Sonidos que contribuyen a la sensación de realismo de la imagen ya que son específicos de cada escena y pueden ser obtenidos a través de librerías de sonido creados a partir de la grabación durante el rodaje o efectos previamente grabados y procesados. También en esta categoría se encuentra el Foley, que es la grabación de sonidos especificos en estudio después del rodaje y cuya sincronía con la acción es de gran importancia. Los ambientes son conocidos como wildtracks que son todos los ruidos homogéneos y no sincrónicos con la imagen que acompañan a la acción y definen el espacio [27]. d) El silencio El silencio está relacionado con algún sonido que es más fuerte que el silencio del que estamos conscientes, por ejemplo un room tone [28]. Se utiliza como pausa entre diálogos, ambientes, sonidos y música o como recurso de expresión pues puede añadir dramatismo, expectativa e interés [27]. E. Post-producción de Audio Envolvente El uso del audio envolvente o surround tiene la intención de envolver a la audiencia en el campo sonoro de un proyecto audiovisual mejorando su experiencia sensorial a través de la reproducción con parlantes que rodean al oyente [27]. 1) Grabación de audio envolvente En general, la grabación de sonidos para crear un espacio sonoro envolvente se realiza mediante técnicas tradicionales de grabación estéreo porque permiten dar espacialidad y profundidad a lo que se esté grabando para dar una imagen sonora completa con la utilización de 2 o 3 micrófonos durante la captura. Las técnicas usadas para la captura de sonido suelen ser las configuraciones par espaciado, técnica XY, ORTF, entre otras

29 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 29 técnicas [29], incluso se han configurado arreglos de más de 3 micrófonos para lograr mayor espacialidad y envolvimiento [29], un resumen de estas configuraciones puede apreciarse en la tabla I: TABLA I. TÉCNICAS ESTÉREO Y SURROUND Técnica de micrófono Configuración Posición XY 2 micrófonos cardioides con cápsulas coincidentes en un angulación de 90º- 135º Par Espaciado 2 micrófonos cardioides u onmidireccionales separados 1-3 metros. ORTF 2 micrófonos cardioides espaciados 17cm con un ángulo de 110º), Decca Tree 3 micrófonos omnidireccionales que forman un triángulo equilátero que apunta directamente la fuente sonora

30 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 30 Hamasaki Square 4 micrófonos bidireccionales cuyos lóbulos positivos apuntan al centro Nota: Facultad de Bellas Artes UNLP, «Técnicas de Microfoneo de Sala,» [En línea]. Available: 2) Dolby Digital 5.1 Dolby Digital también es conocido como AC-3. Se compone de 6 canales de audio discretos Izquierdo (Left), Central (Center), Derecho (Right), Izquierdo envolvente (Left Surround), Derecho envolvente (Right Surround) y Canal de Bajas frecuencias (Lowfrequency effects), el cual lleva el contenido por debajo de los 120Hz [30]. Usando la compresión AC-3, que es un sistema de codificación-decodificación que preserva la información en el rango audible humano entre 20Hz y 20KHz, eliminando la información redundante [30] y así los 6 canales son codificados en un sólo archivo de información para imprimirse a la película. Para la proyección, esta información es decodificada de nuevo a sus 6 canales originales y llevados por el sistema de reproducción apropiado. La mayoría de las películas digitales y DVDs son codificados usando este formato. 3) Mezcla de audio envolvente 5.1 La idea al mezclar el audio de un proyecto audiovisual de cualquier tipo bajo el 5.1 es darle al espectador una experiencia de inmersión de manera que sienta que se encuentra dentro del entorno que ve en la pantalla, no obstante la mezcla envolvente de audio tiende a hacerse de forma artística sin embargo se conservan cierto parámetros recomendados durante el proceso de mezcla frente a la distribución de los planos sonoros en el sistema de los 6 parlantes que conforman la reproducción 5.1 [31].

31 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 31 La principal función del canal central es proporcionar un anclaje de los elementos claves de la producción, especialmente los diálogos pero a su vez puede contener elementos como música o efectos sonoros específicos de manera muy sutil. En los canales laterales frontales se encuentra una pequeña divergencia junto con el canal central, pero son más enfocados a los efectos sonoros transientes o no transientes y en ocasiones a contenido musical. Los canales laterales traseros se centran en el contenido de sonidos de ambientes y efectos sonoros que permiten que el oyente sienta la envolvencia dentro del entorno de la imagen ya que proveen la información de la posición espacial. Ahora frente al canal de bajas frecuencias (LFE, Low-frequency effects), éste se ha referido como el canal de boom pues se usa para agregar efectos dramáticos con contenidos en bajas frecuencias [32]. La ubicación de estos elementos sonoros en los canales de audio para ser reproducidos en el sistema 5.1, se puede lograr con una de herramienta incluida en la versión 10HD del software Protools. Dicha herramienta permite realizar el paneo (panning), que se refiere a ubicar un sonido en un punto específico del campo sonoro controlando qué tanto debe reproducirse en cualquiera de los parlantes [33]. Aunque esto está abierto a interpretación y depende de qué tipo de narrativa tiene el contenido audiovisual, existen prácticas de paneo comunes para crear un buen ambiente sonoro. Usualmente en los canales frontales (Left, Center, Right) se ubican todo lo que provenga de una fuente monofónica como diálogos y foley (efectos sonoros), aunque éste último puede ser archivo estéreo y se ubicar en los canales principales estereofónicos (Left, Right) [33]. En los canales envolventes (Left Surround, Right Surround) se ubica todo lo que lleve a dar una sensación de un espacio amplio cuando se quiera rodear al oyente o crear una gran profundidad en el campo sonoro, de esta forma, se ubican los ambientes, efectos sonoros y música [33]. En cuanto al canal de baja frecuencia (LFE Low-Frequency Effect), en éste se ubica la música y efectos sonoros cuando sea necesario y apropiado, pues sólo se destina para reproducir baja frecuencia y depende del género que tenga el proyecto audiovisual [33].

32 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 32 4) Sistema de Reproducción 5.1 Al igual que los 6 canales de audio para el formato Dolby Digital, el sistema de reproducción 5.1 consta también de 6 parlantes (Left, Center, Right, Left Surround, Right Surround, LFE - Subwoofer) configurados como se observa en la Fig. 5. Fig. 5 Configuración de parlantes típica de Dolby Digital AC-3 Fuente: R. Tozzol, Protools Surround Sound Mixing, 2ª edición ed., Milwaukee: Hal Leonard Books, 2011 F. Post-producción de Audio Binaural Con el surgimiento y reciente desarrollo de productos audiovisuales en 3D, se busca que la grabación y mezcla binaural sea una mejor herramienta para obtener un sonido real y coherente frente a la imagen, de manera que el oyente se pueda situar dentro del campo sonoro con diferentes fuentes localizadas en el espacio [35]. El audio binaural tiene su base en la localización de las fuentes sonoras, esta posición es proporcionada por las diferencias interaurales de tiempo y de intensidad, donde la cabeza humana siendo un obstáculo entre los oídos, actúa como una sombra acústica [36] 1) Grabación Binaural Una exitosa experiencia de audio 3D se da sólo si se escucha mediante audífonos en vez de altavoces y la razón es que cuando se usan audífonos, el oído izquierdo escucha las señales que éste debería escuchar y lo mismo se aplica al oído derecho. La técnica binaural utiliza

33 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 33 dos micrófonos omnidireccionales a ambos lados de una cabeza artificial creando así una imagen estéreo bastante fiel en cuanto a proveer información sobre la distancia y dirección de las fuentes sonoras [37]. En la Fig. 6 se puede apreciar un sistema de grabación binaural donde (1) representa el plano horizontal y (2) el plano medio [38]. Fig. 6. Cabeza binaural para grabación donde (1) es el plano horizontal y (2) el plano medio Fuente: 2) Mezcla de audio binaural Poco es lo que se ha estudiado sobre la mezcla de sonido binaural enfocado a la postproducción para proyectos audiovisuales, sin embargo se deben tener en cuenta los mismo principios usados para la mezcla envolvente, ya que el propósito es recrear la audición humana dentro de un entorno. Es por ello que es importante reconocer la dirección y posición de las distintas fuentes sonoras para generar el sentido de espacialidad que se desea proyectar. Varias herramientas se han desarrollado para imitar la respuesta o percepción del oído humano de manera que sean capaces de interpretar la información de la posición de una fuente de sonido (delante, detrás, arriba, abajo, izquierda o derecha de la posición de escucha) por medio de una señal estéreo normal, tal es el caso de la herramienta Panorámica Binaural de Logic Pro [39] o el plug-in de Wave Arts Panorama 5 que reproduce la localización psicoacústica del sonido permitiendo panear los sonidos en tres dimensiones [40]. Ambas herramientas muestran una interfaz que permite ubicar y

34 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 34 caracterizar las fuentes sonoras mediantes controles de paneo, tal como se ilustra en las Fig. 7 y Fig. 8 respectivamente. Fig. 7 Panoramizador Binaural de Logic Pro. Procesador psicoacústico capaz de simular posiciones arbitrarias de la fuente de sonido Fuente: J. A. Torres Viveros, «Aplicación de técnica de grabación y mezcla binaural para audio comercial y/opublicitario,» Proyecto de Grado, Carrera de Estudios Musicales, Facultad de Artes, Pontificia Universidad Javeriana, Bogotá D.C, Fig. 8 Panorama 5 Wave Arts. Herramienta especializada para crear escenas de audio 3-D realista utilizando sonido estéreo regular Fuente: httsp://goo.gl/rfculq

35 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 35 3) Sistema de Reproducción Binaural Opsodis (Optimal Source Distribution) Es un sistema de reproducción en forma de barra que se compone de un arreglo de 3 pares de altavoces que puede crear una imagen sonora en tres dimensiones. El sistema divide la información en las bandas de frecuencia en cada par de transductores e incluye unos filtros especiales de cancelación del efecto de crosstalk [41]. Los parlantes en el arreglo tienen diferente angulación entre ellos y la distribución de las frecuencias se da así: el par de parlantes en el centro se encargan de reproducir las altas frecuencias y presentan poca angulación, los pares de parlantes en los extremos reproducen las bajas frecuencias y tienen una mayor angulación para evitar la pérdida en dichas frecuencias y los parlantes que están en medio de cada arreglo se encargan de reproducir las frecuencias medias, de esta forma presenta en su totalidad respuesta estable [42], un diagrama de esto puede observarse en la Fig. 9. Fig. 9 Desplazamiento por banda de frecuencia del Opsodis Fuente: T. Takeuchi, «3D Sound Reproduction with 'OPSODIS' and its commercial applications,» Institute of Sound and Vibration Research, University of Southampton, Southampton. G. Conceptos de Estadística La estadística permite hacer una clasificación y ordenación de datos obtenidos de alguna observación con el fin de realizar una interpretación de los datos, hacer comparaciones y sacar conclusiones.

36 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 36 1) Población y muestra La población es el conjunto de todos los individuos que porten información sobre el fenómeno que se estudia, por lo general se clasifican en poblaciones finitas e infinitas. La muestra es una parte representativa de la población seleccionado para ser estudiado [43]. Una población infinita es considerada cuando consta de más de 100,000 individuos [44], donde la muestra n está dada por la ecuación (2): n =!!.!.!!! (2) Y la población finita corresponde a aquella que consta de menos de 100,000 habitantes [44], donde la muestra n está dada por la fórmula (3): n =!!.!.!.!!!.!!!!!!.!.! (3) De ambas ecuaciones, N es el tamaño de la población, P es la proporción que se espera encontrar, en caso de desconocerse (P=0,5); Q = 1 P; E es el margen de error permitido y Z es la desviación del valor medio que se acepta para lograr el nivel de confianza deseado [43]. Este valor viene dado por la distribución normal, donde los valores más frecuentes son: Nivel de confianza 90%; Z = 1,645 Nivel de confianza 95%; Z = 1,96 Nivel de confianza 99%; Z = 2,575 2) Medidas de tendencia central Son valores únicos que intentan describir un conjunto de datos a partir de las posiciones centrales en ese conjunto. Las medidas más comúnmente usadas son: media, moda y mediana.

37 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 37 Media aritmética: Es la medida más utilizada, se calcula mediante la suma de todo los valores del conjunto de datos y éste se divide entre la cantidad de los datos recolectados. A pesar de que minimiza el error en la predicción de un valor en el conjunto de datos, su resultado se puede ver afectado por valores extremos causando una medida no tan conveniente Mediana: representa el punto central de una serie de datos ordenados de forma ascendente o descendente. Su cálculo no se ve afectado por los valores extremos, por lo que resulta más útil. Hay dos formas de calcularla, pues depende del número de datos. Para un número impar de datos ordenados de menor a mayor o de mayor a menor: la mediana es el valor que queda justo al centro, y para un número par de datos se busca la media aritmética entre los dos valores centrales. Moda: esta medida es el valor que se repite con mayor frecuencia dentro del conjunto de datos y no depende de valores extremos. [46] 3) Medidas de dispersión La dispersión es una medida para describir la variabilidad de un conjunto de valores respecto a su media, de esa forma entre menos disperso sea un conjunto más cerca está del valor medio encontrado [47] Dispersión estándar: es la medida que representa la distancia promedio de los datos de la media en un grupo o población. Entre más pequeña sea esta, más cercana está la población a la media [47]. Su cálculo se evidencia en la ecuación (4) σ = (!!!!)!!!! (4) Donde n es la cantidad total de datos, x es la media y x! es cada dato del conjunto [48] La varianza mide la mayor o menor dispersión de los valores de la variable respecto a la media aritmética, se calcula elevando al cuadrado la dispersión estándar. Cuanto mayor sea, habrá más dispersión [48].

38 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 38

39 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 39 VII. METODOLOGÍA A. Diseño sonoro del cortometraje Se escogió el cortometraje, Love thy Neighbor, y se comenzó a desarrollar el diseño sonoro plasmado en un documento técnico (ver Anexo 2), a partir de la elección de los efectos sonoros (foley y librería), música, ambientes y doblaje de las voces de los personajes de manera que se analizara la importancia de cada uno de los sonidos de acuerdo con el plano y narrativa de la historia, para la eventual captura de los mismos mediante técnicas tradicionales de grabación estéreo y la técnica de grabación binaural. Se tomó la decisión de dividir el corto en 5 escenas de manera que en cada una de ellas se plasmara una idea diferente para la perspectiva del espectador a medida que vea el cortometraje y pueda sentirse inmerso en cada situación. Debido a que el idioma original del cortometraje es inglés y al no poder tener acceso a las grabaciones originales del mismo, se planteó un libreto con el doblaje al español (ver Anexo 3), donde se especifican los personajes, la situación de cada escena y los diálogos. La tabla II resume el enfoque sobre el cual se tomó la decisión de manejar la perspectiva para cada escena del cortometraje. TABLA II. PERSPECTIVA PARA CADA ESCENA DEL CORTOMETRAJE ESCENA LUGAR RESUMEN PERSPECTIVA DEL ESPECTADOR 1 Sala de Interrogación Maria Antonieta se da vuelta para comenzar su interrogatorio a los Vecinos (frente a Maria Antonieta) vecinos que acaban de mudarse al barrio 2 Sala de Interrogación Continúa el interrogatorio, y Maria Antonieta pasea por detrás de los vecinos dejando en contexto lo que Vecinos (Se emula el movimiendo de la niña por detrás de los vecinos) está pasando 3 Sala de la casa Alguien golpea la puerta y Maria Maria Antonieta Antonieta se dispone a abrir la (Frente al joven que tocaba la puerta cuando encuentra un joven en puerta) la puerta 4 Sala de Continúa el interrogatorio y Maria Vecinos

40 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 40 Interrogación Antonieta tiene algo más a su favor, una grabación del juguete como evidencia 5 Sala de la casa La madre interrumpe a su hija en medio del interrogatorio, se disculpa con los vecinos y algo inesperado sucede (Frente a Maria Antonieta) Maria Antonieta (en el momento en que entra la madre) Vecinos (frente a la madre) 1) Descripción técnica de los movimientos para cada plano Personajes: niña (Maria Antonieta), vecinos, madre, marioneta, joven Lugar en que se desarrolla el cortometraje: sala de una casa. En la tabla III, se presenta un diagrama que muestra en detalle cada plano del cortometraje, en donde la perspectiva del plano o el punto del oyente están representado por el círculo negro. TABLA III. DIAGRAMA TÉCNICO DE LOS PLANOS DEL CORTOMETRAJE Plano/Duración Descripción del plano (minuto:segundo) 1) 0:00 1:04 El plano general ubica a un niña sentada frente a una mesa, frente a ella se encuentran dos personas Diagrama

41 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 41 2) 1:05 1:25 La niña está de pie al lado derecho de los vecinos mientras vierte un poco de café en una taza, comienza a hablar a medida que camina por detrás de los vecinos hasta llegar el lado izquierdo de ellos donde finaliza momentáneamente su diálogo 3) 1:25 1:42 La niña camina hacia su posición inicial frente a los vecinos al otro lado de la mesa donde continúa con su diálogo 4) 1:42 1:47 Se oyen unos golpes en una puerta, la niña se levanta de su silla y se dirige a abrir la puerta.

42 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 42 5) 1:47 2:38 En la puerta la niña habla con el joven predicador por un momento. 6) 2:38 2:50 La niña despide al joven predicador y cierra la puerta, luego regresa a su silla frente a la mesa, y desde afuera el joven golpea la ventana, la niña lo ignora y vuelve a su posición inicial. 7) 2:50 3:50 La niña continúa su interrogatorio a los vecinos desde el otro lado de la mesa 8) 3:50 3:58 La madre interviene en medio del interrogatorio, regañando a la niña por la situación en que se encuentra. Momentáneamente la posición del oyente cambia de los vecinos a la niña

43 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 43 9) 3:58 4:24 La madre se disculpa con los vecinos por el comportamiento de su hija y se dirige a la silla que ocupaba la niña hace unos momentos. Sentada frente a los vecinos, al igual que su hija, comienza un interrogatorio hacia ellos. 2) Grabación de foley y efectos a. Grabación para Sonido Envolvente Los efectos de Foley enunciados en el Anexo 2 fueron grabados individualmente en el estudio A de la Universidad de San Buenaventura al igual que los estudios Reaktor en la ciudad de Medellín. En ambos casos, el micrófono utilizado para la grabación fue un AKG 414 y un Sennheiser ME66, éste último utilizado únicamente en el estudio A. La grabación se hizo en track monofónico (ver Fig. 10). Posteriormente se realizó una edición preliminar ubicando cada uno de los efectos en sincronía con la imagen. Fig. 10 Grabación de foley pasos niña

44 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 44 b) Grabación Binaural La grabación de los efectos sonoros se realizó igualmente en el estudio A haciendo uso de un prototipo de cabeza binaural, para esta grabación los canales son estéreo y el proceso de captura de cada efecto se realizaba de acuerdo con la perspectiva planteada para cada escena y realizando el movimiento de los objetos hacia la cabeza binaural con el fin de evocar la acción tal cual la persona escucharía si estuviera inmersa en cada escena (ver Fig 11). Fig. 11 Grabación de foley para escenas de interrogación 3) Doblaje El idioma original del cortometraje Love Thy Neighbor es inglés, sin embargo junto a la directora y en vista de la falta de las capturas originales, se tomó la decisión de realizar el doblaje al español para los cuatro personajes de la historia y su eventual captura bajo técnica binaural y técnicas para audio envolvente. Inicialmente la grabación del doblaje de las voces se realizaría con técnicas cercanas y técnica binaural simultáneamente con el fin de que no hubiera cambios en la intención de cada personaje al hablar y eventualmente no se presentara una influencia mayor de una técnica de grabación sobre la otra para la mezcla posterior del cortometraje. Debido a

45 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 45 inconvenientes frente a la disponibilidad de la cabeza binaural y la coordinación de tiempo de las personas que grabarían las voces para el cortometraje, se tomó la decisión de realizar la grabación con cada técnica de forma separada. a) Doblaje para audio envolvente La captura de voces en canales monofónicos se realizó en el estudio A de la Universidad de San Buenaventura usando el micrófono Neumann KMS 105 y una pantalla anti-viento, a continuación se detalla cada uno de los personajes del corto y las personas que ayudaron con el doblaje: Maria Antonieta (niña): Evelyn Ramírez Joven predicador / Marioneta: Andrés Paul Zúñiga Madre: Lariana Martínez El proceso de captura de doblaje (Fig. 12) tuvo especial cuidado debido a que debía tener sincronía con los movimientos de labios y el tiempo estimado para cada frase además de evocar las emociones de los personajes conforme a la historia del cortometraje. Fig. 12 Doblaje Maria Antonieta (niña)

46 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 46 b) Doblaje para audio binaural Al igual que la grabación para 5.1, la captura del doblaje se realizó en el estudio A. Con uso de la cabeza binaural, el proceso de grabación fue algo diferente para cada personaje y de acuerdo con cada escena. Se tomó como referencia la perspectiva de cada escena del cortometraje con el fin de emular directamente desde la grabación la ubicación del personaje y cómo el espectador escucharía, se realizaron tomas experimentales cambiando la posición desde dónde se capturaría cada una de las voces, una descripción detallada de cada personaje se evidencia a continuación Joven Predicador: Escena 3: la perspectiva para este caso es desde la posición de la niña, en la que el joven está frente a ella, la captura también emula esta posición haciendo la grabación frente a la cabeza binaural, tal como se muestra en la Fig. 13. Fig. 13 Grabación doblaje joven Madre de la niña Escena 5: El inicio de esta escena es justo cuando la madre habla por primera vez, la perspectiva se posiciona desde la niña, y dado que la madre habla desde un ángulo elevado, la captura de este diálogo se realizó de la misma manera (Ver Fig. 14). Para el resto de la escena, la perspectiva regresa a ser frente al personaje, así que la grabación de estos diálogos se realizó frente a la cabeza binaural.

47 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 47 Fig. 14 Grabación doblaje madre El personaje de Maria Antonieta fue el único que no pudo doblarse con la cabeza binaural debido a conflictos con la disponibilidad del prototipo de la cabeza binaural, es por eso que durante los procesos de edición y mezcla sólo se utiliza el audio grabado con la técnica para audio envolvente 4) Montaje y Edición de Audio Durante este proceso y para ambas sesiones (5.1 y binaural) de audio se realizó la sincronía de los efectos de foley y diálogos frente al video. Una vez hecho esto, se realizó la elección de efectos de librería que apoyaran algunas acciones (ver Anexo 2) dentro del cortometraje al igual que los ambientes que acompañan cada escena, que para el caso sólo se utilizaron 3 tipos de ambiente: un room tone para las escenas de interrogación donde destacaba el silencio, ambiente residencial dentro de casa y ambiente residencial externo. Con uso de estos ambientes, fue posible brindar la información de ubicación de cada escena y permiten la inmersión dentro de la misma. 5) Mezcla de Audio Una vez se tiene el material de audio (efectos sonoros, foley y voces) grabado y sincronizado con la imagen se da inicio al proceso de post-producción para realizar la mezcla de audio binaural y 5.1.

48 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 48 a) Mezcla de audio envolvente 5.1 Con el material editado se comenzó el proceso de mezcla en formato 5.1 con el software Pro Tools 10 HD en el que se inicia una pre-mezcla de niveles y distribución espacial de los sonidos de acuerdo con la imagen y de acuerdo a cada escena siempre respetando la idea narrativa de la historia y la perspectiva planteada en el diseño sonoro. Luego, se realizó una distribución de los sonidos en los diferentes canales de audio: las voces en los parlantes centrales, los ambientes distribuidos en los parlantes surround al igual que la música y los efectos sonoros se distribuyeron en los parlantes de acuerdo con la procedencia de la fuente sonora en cada una de las escenas. Con el fin de mantener la idea narrativa del cortometraje y la perspectiva en cada una de las escenas, algunos sonidos fueron distribuidos de acuerdo con su procedencia, así: Escena 1 Los diálogos que para el caso son solo de la niña fueron ubicados en el parlante central con porcentaje a los laterales. Los efectos de foley tuvieron automatización de espacialidad para simular la acción de los objetos en la escena. La música fue mezclada en 5.1 pero no llevando mucho porcentaje al canal LFE pues no era necesario. Escena 2 Durante esta escena la niña camina alrededor de los vecinos, en este caso, los diálogos tuvieron una automatización a lo largo de los canales central, laterales y surround para generar el movimiento y procedencia de la voz de acuerdo con la ubicación de la niña. La automatización también se realizó con los efectos de foley (pasos). Escena 3 En esta escena hay un cambio de ambiente, pues se pasa del room tone a la sala de la casa y luego al exterior, en este caso los ambientes tienen un rol importante porque son los encargados de generar la espacialidad de los personajes. Sin embargo mantienen su

49 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 49 configuración en 5.0 generando la inmersión necesaria. Los diálogos se mantuvieron en los canales centrales ya que la perspectiva no cambia y tampoco hay movimiento. Durante esta escena se hace uso de música diegética proveniente del reproductor de la madre, para este caso, el nivel fue un poco más bajo, además de una ecualización sobre este canal para generar la sensación de escucha a través de audífonos. Los efectos también se ubicaron de acuerdo con la procedencia del sonido. Escena 4 En esta escena se vuelve a la sensación de estar en una sala de interrogación, de nuevo el ambiente es el principal elemento de inmersión, se generó espacialidad y mantiene su configuración 5.0 en los canales de reproducción. Los diálogos, que para el caso son los de la niña y la marioneta, se ubican en los canales centrales pues la perspectiva de la escena así lo requiere, al igual que los efectos de foley. Escena 5 Los ambientes vuelven a cambiar, se hace un cambio de la sala de interrogación a la sala de la casa, los niveles son automatizados ya que mientras que en la sala de interrogación el ambiente es un poco más importante (debido a la fantasía de la niña), cuando se pasa a la sala se vuelve a la realidad del día y el ambiente se torna un poco más bajo de lo usual. Los diálogos, justo al inicio de la escena, durante la primera intervención de la madre se ubicaron espacialmente de acuerdo con su procedencia, y luego se llevaron al canal central para mantener la perspectiva general de la escena. Los efectos de sonido fueron ubicados también de acuerdo a su procedencia en el espacio. La música da la información del efecto dramático hacia el final de la escena hasta los créditos del cortometraje, al igual que en la primera escena, se mezcló en 5.1 sin enviar un alto porcentaje de bajas frecuencias al canal LFE. Una imagen general de la sesión de mezcla se puede observar en la Fig. 15.

50 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 50 Fig. 15 Sesión de Mezcla 5.1 b) Mezcla de audio binaural Con el material editado se comenzó el proceso de mezcla en formato binaural con el software Pro tools 10 HD en el que se inicia una pre-mezcla de niveles. En este caso se procuró mantener los mismos niveles y ubicación de las fuentes tal como se realizó durante la mezcla en 5.1. Se utiliza el canal de audio de la niña grabado para audio envolvente. Ya que esta sesión es tipo estéreo, cada uno de los planos sonoros tuvo procesamiento con el plug-in Panorama 5 tomando ventaja de sus atributos de reverberación que permitían la sensación de ubicación y espacialidad de las fuentes sonoras. Escena 1 En el ambiente, la fuente fue ubicada en la posición del espectador para mantener la sensación de inmersión en la escena. Los diálogos que para el caso son solo de la niña fueron ubicados en la parte central, con algo de reverberación para mantener la idea narrativa de la escena. Los efectos de foley también se ubicaron de acuerdo con el lugar de procedencia de cada sonido. Escena 2

51 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 51 Los ambientes mantienen su posición al igual que la escena 1. Durante esta escena la niña camina alrededor de los vecinos, frente a esto, desde la captura del diálogo ya se estaba emulando el movimiento del personaje, en este caso se quiso dar prioridad a la grabación experimental y no se utilizó en alto porcentaje el plug-in Panorama 5, esto con el fin de comparar la captura con la automatización entre ambos formatos. Los efectos de foley tampoco tuvieron un procesamiento en el plug-in, ya que la grabación de estos se realizó desde la misma ubicación que tomaron en la escena. Escena 3 En esta escena hay un cambio de ambiente, sin embargo se trata de mantener la misma posición anterior para continuar con la inmersión en la escena. Los diálogos se ubicaron en posición frontal, pero sin reverberación pues ambos personajes hablan en un espacio abierto. Los efectos también se posicionaron de acuerdo con la procedencia del sonido. Hay un momento en el que se usa la música diegética, así que se utilizó el mismo track de la mezcla 5.1, y se ubicó de acuerdo con la lejanía en que se escucharía. Escena 4 En esta escena se vuelve a la sensación de estar en una sala de interrogación, de nuevo el ambiente mantiene su configuración anterior añadiendo un poco de reverberación. Los diálogos, que para el caso son los de la niña y la marioneta, se ubican al frente del espectador y se les agrega también reverberación para efectos de narrativa. Los efectos, que ya están grabados según su posición, no tuvieron un procesamiento mayor del plug-in. Escena 5 Los ambientes cambian en cuanto al uso de reverberación, inicialmente están en la sala de interrogación (reverberación) y luego a la sala de la casa (poca reverberación). El diálogo de la madre, al inicio de la escena, se ubica en un ángulo elevado, se toma ventaja que desde la captura se realizó la grabación de esta forma para evitar un procesamiento mayor con el plug-in. Luego la fuente regresa a su posición al frente del espectador según la perspectiva del resto de la escena.

52 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 52 Una imagen general de la sesión de mezcla se puede observar en la Fig. 16. Fig. 16 Sesión de mezcla binaural B. Medición de la sonoridad Debido a que el presente trabajo se basó en la post-producción de un cortometraje y su mezcla de audio fue realizada en formato 5.1 y binaural, la mejor aproximación para evaluar la sonoridad del material es mediante el algoritmo presentado en la Recomendación ITU-R BS [23]. 1) Medición Objetiva Con el fin de medir la sonoridad de manera sencilla y a bajo costo, se pretende usar el software MATLAB_R2011a para implementar un algoritmo que permita evaluar la sonoridad promedio del cortometraje en ambos formatos de audio. a) Desarrollo Una vez terminada cada una de las mezclas del cortometraje, y teniendo en cuenta que la duración del cortometraje supera los 4 minutos, una sola medida no es suficiente para detallar un nivel promedio de sonoridad, especialmente por la naturaleza del cortometraje.

53 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 53 Es por ello que se hace una división de escenas para luego medir la sonoridad y determinar cómo varía el nivel en el tiempo y qué otros resultados puede aportar dicha medida. En total se seleccionaron 10 escenas de aproximadamente 20 segundos de duración en cada una, para evaluar los cambios de sonoridad que se puedan presentar cuando en cada muestra hay contenido de diálogos, música, efectos y silencios. La selección de escenas tanto para la mezcla 5.1 como la binaural se puede observar en la tabla IV. Con la intención de comparar diferentes valores de sonoridad, siendo -23LUFS el nivel de sonoridad de referencia de acuerdo a la EBU R-128 [25], se exportaron estas escenas desde el software Protools 10HD a niveles de sonoridad en un rango entre - 18LUFS hasta -28LUFS, la herramienta utilizada para este fin fue el plug-in de la suite de Waves, Waves Loudness Meter [49], que provee una medida precisa de sonoridad y cumple con las especificaciones de la ITU (International Telecommunication Union), EBU (European Broadcast Union) y ATSC (Advanced Television Systems Committee). Debido a que el software MATLAB no reconoce archivos multicanal a excepción de archivos estéreo, es necesario extraer de cada muestra 5.1 los canales discretos (Left, Center, Right, Left Surround, Right Surround, LFE) para la lectura de todos los canales por cada muestra en la implementación del algoritmo. Posición en tiempo (minutos: segundos) TABLA IV. SELECCIÓN DE ESCENAS PARA LA MEDICIÓN DE SONORIDAD 0:07-0:27 ESCENAS a 1b 2a 2b 3a 3b 4a 4b 5a 5b 0:30-0:50 1:04-1:24 1:29-1:49 1:52-2:09 2:18-2:39 2:55-3:15 3:17-3:37 3:37-3:58 4:01-4:22 Si bien el algoritmo ya ha sido planteado en la ITU-R BS 1770 [23], la implementación de la medida la realiza cada fabricante o empresa, en la Tesis de Maestría en Tecnología Informática [50], Víctor M.S Acuña plantea un código en Matlab que, siguiendo el algoritmo planteado por la recomendación, permite la evaluación de la sonoridad para audios mono y estéreo.

54 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 54 La implementación de este código en el presente trabajo requirió, para el caso de la mezcla 5.1, la lectura de cada canal de audio por separado tal como lo indica la recomendación ITU-R BS 1770 [23]. El código en Matlab se puede detallar en el Anexo 4. Los pasos de implementación en Matlab son los siguientes: 1. Lectura de cada canal de audio. 2. Prefiltrado de cada canal para eliminar los efectos acústicos de la cabeza. 3. Filtro RLB en cada canal. 4. Valores cuadrático medio de cada canal de audio. 5. Ponderación para cada canal según la ITU-R BS Medida de la sonoridad de acuerdo con la ecuación (1). Para el caso de la mezcla binaural, no es necesario extraer los canales de audio discretos puesto que Matlab lee directamente el archivo estéreo, de acuerdo con esto, la implementación en el software es más sencilla pero mantiene las mismas etapas planteadas. Este código se puede apreciar en el Anexo 5. El procesamiento en el software se realizó para las escenas de la Mezcla en 5.1 y la Mezcla Binaural. Cabe resaltar que el algoritmo presentado en la ITU-R BS 1770 no se tiene en cuenta el canal de bajas frecuencias (LFE), por lo que fue descartado durante la medición de la sonoridad. 2) Prueba Subjetiva El diseño de la prueba subjetiva está basado en los métodos para la evaluación subjetiva recomendados en la ITU-R BS [51]. a) Definición del lugar para la prueba La prueba se desarrolló en la sala de grabación del estudio A de la Universidad de San Buenaventura Medellín, éste se acondicionó con paneles absorbentes con el objetivo de cumplir con los parámetros descritos en la recomendación ITU-R BS [51] y evitar reflexiones presentes al momento de la realizar la prueba. Este espacio cuenta con un nivel

55 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 55 de ruido de fondo bajo de 20,5 db, además comprende un área de m! y un volumen de m! [52]. b) Nivel de Escucha Para garantizar que un nivel de escucha fuera de L!"# = 78 ± 0.25 dba [51], se aseguró que la muestra de audio de referencia a -23LUFS proporcionara este nivel de presión sonora cuando se reproducía por el sistema Opsodis. Esto se realizó con la medida del nivel de presión sonora observado en el sonómetro ubicado en el punto de escucha cuando se calibró el nivel del volumen saliente mientras se reproducía la muestra de audio de referencia en el Opsodis. c) Población y muestra Teniendo en cuenta que este proyecto tiene como objetivo medir un parámetro en un material audiovisual, se define una población compuesta por estudiantes de Ingeniería de Sonido de la Universidad de San Buenaventura a partir del octavo semestre que se encontraran cursando o ya habían cursado materias relacionadas con audiovisuales (Foley y Doblaje, Montaje y Edición, Banda Sonora), de manera que se garantizaba un conocimiento previo en mezcla de audio frente a proyectos audiovisuales. Para este proyecto, se aproximó la población a 80 estudiantes. De acuerdo a la ecuación (3) para el cálculo de la muestra en una población finita, asumiendo: Nivel de confianza de 95%, Z = 1,960 Error máximo del 10% (E = 0,1) P = 0,5 Q = 0,5 El tamaño de la muestra para la realización de la prueba subjetiva comprende 44 individuos.

56 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 56 d) Método de Evaluación El esquema de la posición del sistema de reproducción frente al oyente se puede apreciar en la Fig. 17, el opsodis se ubicó a una altura de 0.8m del suelo y a una distancia de 2m del receptor. Fig. 17 Vista en planta de la sala de grabación Estudio A y configuración de la prueba. Fuente: S. Bayer Cano y M. Yepes Correa, «Estudio Comparativo de Prototipos de Pabellón Auditivo para Captura Binaural,» Trabajo de Grado, Ingeniería de Sonido, Facultad de Ingenierías, Universidad de San Buenaventura, Medellin, 2014 Antes del inicio de cada prueba, a cada individuo se le explicó el objetivo y cómo sería el desarrollo de la prueba respondiendo a cualquier inquietud que tuviera, una vez pasada esta etapa, se les entregaba a los participantes el consentimiento informado, para comenzar con la prueba subjetiva (Ver Anexo 6). En la Fig. 18 se puede ver el montaje para el desarrollo de la prueba. Fig. 18 Montaje Prueba Subjetiva Sala de grabación Estudio A

57 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 57 El desarrollo de la prueba para la presentación de las muestras de audio fue a través de la comparación de éstas frente a una referencia. La prueba se dividió en 3 tests: Tests 1 y 2: Se presentaban 1 lista de 12 muestras en cada test, en la que el primer estímulo corresponde a la referencia de -23LUFS y los 11 siguientes corresponden a muestras de audio con niveles de sonoridad diferentes en un rango entre -18LUFS y -28LUFS. Se escogieron 2 escenas diferentes del cortometraje con contenido de música, diálogo, silencio y ambiente. El primer test correspondía a la percepción de la sonoridad para una escena mezclada en configuración envolvente 5.1, mientras que el segundo test correspondía a una escena mezclada de forma binaural. El orden y escena que se presentó en los test se evidencia en las tablas V y VI. TABLA V. ORDEN PRIMERA ENCUESTA DE LA PRUEBA SUBJETIVA Escena 1a - Muestra de audio 5.1 Nº muestra de audio 0 (Ref) Sonoridad (LUFS) TABLA VI. ORDEN SEGUNDA ENCUESTA PRUEBA SUBJETIVA Escena 2a - Muestra de audio Binaural Nº muestra de audio 0 (Ref) Sonoridad (LUFS) Durante los 2 primeros tests se le solicitó al estudiante que evaluara la percepción de la sonoridad según la siguiente escala de apreciación (remítase al Anexo 7 para ver las instrucciones de la prueba): TABLA VII. ESCALA DE CALIFICACIÓN Apreciación Calificación Menos fuerte 1 Igual 2 Más fuerte 3

58 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 58 Test 3: La tercera parte de la prueba subjetiva buscaba comparar la sonoridad entre las dos mezclas de audio, 5.1 y binaural, para determinar si el individuo notaba diferencias o no entre ellas. Se presentaron las 10 escenas seleccionadas en el cortometraje, por pares y a niveles de sonoridad diferentes pero en cada par permanecía la sonoridad, el orden y codificación en que se realizó la prueba se aprecia en la tabla VIII: TABLA VIII. ORDEN DE ESCENAS PRESENTADAS, TERCERA ENCUESTA Escena 1b 3a 5b 4a 5a 2b 3b 2a 1a 4b Par Sonoridad LUFS X Binaural Binaural Binaural Binaural Binaural 5.1 Y Binaural Binaural 5.1 Binaural Binaural 5.1 Binaural A los participantes se les solicitó comparar la sonoridad de cada par de escenas de acuerdo a la escala: TABLA IX. ESCALA CALIFICACIÓN EN LA TERCERA ENCUESTA Apreciación Calificación Diferente 1 Igual 2

59 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 59 VIII. RESULTADOS A continuación se presentan los resultados presentados por la medición objetiva y subjetiva de la sonoridad para el cortometraje según la ITU-R BS implementando el algoritmo allí planteado. A. Medición Objetiva Se realizó una comparación entre la sonoridad medida desde el plug-in Waves Loudness Meter y la sonoridad medida desde el algoritmo implementado en el presente trabajo, las comparaciones se realizaron tanto para la mezcla de audio desarrollada para envolvente 5.1 como para la mezcla binaural y se realizó por muestras de audio de acuerdo con la selección de escenas que puede verse en tabla IV. Los resultados de estas medidas se presentan en las tablas X y XI: Sonoridad WLM Plugin (LUFS) TABLA X. COMPARACIÓN DE SONORIDAD ENTRE PLUGIN Y ALGORITMO IMPLEMENTADO EN MATLAB PARA 5.1 Sonoridad medida en Matlab - Muestras 5.1 Esc 1a Esc 1b Esc 2a Esc 2b Esc 3a Esc 3b Esc 4a Esc 4b Esc 5a Esc 5b ,62-21,04-19, ,89-20,3-19,18-16,86-17,24-20, ,62-22,04-21,15-23,59-20,54-22,7-20,18-22,5-21,86-21, ,41-23,04-22,45-24,38-21,75-21,5-21,28-23,3-22,96-22, ,52-24,04-23,15-25,38-22,25-22,5-21,88-23,9-23,96-23, ,62-25,04-24,15-26,18-23,75-23,5-22,57-24,6-25,36-25, ,42-26,04-25,65-26,78-24,25-24,1-23,77-26,5-26,36-26, ,52-27,04-26,75-28,38-24,02-25,5-24,78-27,3-27,16-27, ,42-28,04-27,55-29,58-26,25-26,5-26,48-28,2-27,96-27, ,52-29,04-28,15-30,08-27,34-27,6-26,78-29,2-29,16-28, ,42-30,04-29,35-31,28-28,35-29,3-28,18-30,3-30,26-29, ,52-31,04-30,45-32,38-29,65-30,3-29,28-31,3-30,96-30,58

60 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 60 TABLA XI. COMPARACIÓN DE SONORIDAD ENTRE PLUGIN Y ALGORITMO IMPLEMENTADO EN MATLAB PARA BINAURAL Sonoridad medida en Matlab - Muestras Binaural Sonoridad WLM Plugin (LUFS) Esc 1a Esc 1b Esc 2a Esc 2b Esc 3a Esc 3b Esc 4a Esc 4b Esc 5a Esc 5b ,80-21,8-18,84-22,52-21,2-20,83-19,37-20, , ,89-22,1-19,84-23, ,93-20,77-22,06-21,99-22, ,19-23,1-21,24-24,62-22,9-22,93-21,37-22,66-23,29-23, ,29-24,11-22,24-25, ,83-22,57-23,86-23,69-24, ,19-25,01-23,04-26,82-24,9-24,83-23,67-25,86-24,99-25, ,09-26,11-24,34-27,9-25,9-25,93-24,67-25,76-25,69-26, ,29-27,2-25,24-29, ,04-25,67-26,96-26,79-27, ,59-28,01-26,14-30,22-28,2-27,63-26,67-27,96-27,59-28, ,59-29,01-27,34-31,22-29,1-28,73-27,57-28,86-28,99-29, ,69-30,11-28,34-32,12-29,9-29,63-28,77-30,06-29,59-30, ,39-31,51-29,34-33,12-30,8-30,74-29,67-30,96-20,59-32,08 B. Resultados Pruebas Subjetivas Se presentan los resultados obtenidos de las pruebas subjetivas, en dónde se evalúa la percepción de cambios de sonoridad y la comparación de la misma entre muestras de audio envolvente 5.1 y binaural. Los resultados están representados con medidas de tendencia central y diagramas de barras donde se aprecia los porcentajes sobre cada prueba. 1) Resultados Percepción de cambios de sonoridad En las Fig. 19 y Fig. 20 se presentan los diagramas de barras que corresponden al porcentaje de percepción de cambios de sonoridad frente a la referencia de -23LUFS, en muestras de audio 5.1 y binaural. En las tablas XII y XIII se observan las medidas de tendencia central y dispersión.

61 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 61 TABLA XII. MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL PARA LOS NIVELES DE SONORIDAD DE MUESTRAS DE AUDIO LUFS - 19LUFS - 20LUFS - 21LUFS - 22LUFS - 23LUFS - 24LUFS - 25LUFS - 26LUFS - 27LUFS - 28LUFS Media 2,64 2,89 2,91 2,84 2,25 2,14 1,93 2,27 1,55 1,45 1,16 Mediana Moda Desviación estándar 0,685 0,321 0,291 0,37 0,686 0,554 0,625 0,624 0,663 0,589 0,37 Varianza 0,469 0,103 0,085 0,137 0,471 0,307 0,391 0,389 0,44 0,347 0,137 TABLA XIII. MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL PARA LOS NIVELES DE SONORIDAD DE MUESTRAS DE AUDIO BINAURAL - 18LUFS - 19LUFS - 20LUFS - 21LUFS - 22LUFS - 23LUFS - 24LUFS - 25LUFS - 26LUFS - 27LUFS - 28LUFS Media 3 2,84 2,89 2,82 2,02 2,09 1,32 1,55 1,32 1,16 1,34 Mediana Moda Desviación estándar 0 0,37 0,321 0,39 0,628 0,473 0,471 0,504 0,471 0,37 0,479 Varianza 0 0,137 0,103 0,152 0,395 0,224 0,222 0,254 0,222 0,137 0,23 100% 90% Percepción de diferencias en Sonoridad de muestras de audio ,9% 88,6% 84,1% 84,1% 80% 70% 60% 50% 40% 75,0% 47,7% 38,6% 68,2% 61,4% 59,1% 54,5% 54,5% 36,4% 36,4% 36,4% Igual Menos fuerte Más fuerte 30% 20% 10% 0% 22,7% 15,9% 13,6% 13,6% 11,4% 11,4% 9,1% 9,1% 0,0% 0,0% 0,0% 22,7% 15,9% 15,9% 9,1% 9,1% 4,5% 0,0% -18LUFS'-19LUFS'-20LUFS'-21LUFS'-22LUFS'-23LUFS'-24LUFS'-25LUFS'-26LUFS'-27LUFS'-28LUFS' Fig. 19 Resultados de percepción de sonoridad en audio 5.1

62 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD % 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Percepción de diferencias de Sonoridad en muestras de audio binaural 100,0% 88,6% 84,1% 84,1% 81,2% 77,3% 68,2% 68,2% 65,9% 61,4% 54,5% 45,5% 34,1% 31,8% 31,8% 20,5% 18,2% 18,2% 15,9% 15,9% 15,9% 11,4% 0,0% 6,8% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% -18LUFS'-19LUFS'-20LUFS'-21LUFS'-22LUFS'-23LUFS'-24LUFS'-25LUFS'-26LUFS'-27LUFS'-28LUFS' Fig. 20 Resultados de percepción de sonoridad en audio binaural Menos fuerte Igual Más fuerte 2) Resultados Comparación Sonoridad entre 5.1 y Binaural Los resultados de las pruebas de comparación entre la sonoridad de las muestras de audio 5.1 y las muestras de audio binaural en las escenas del cortometraje, se presentan en la Fig. 21 y la tabla XIV muestra las medidas de tendencia central y dispersión.

63 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD % 90% 97,7% Comparación entre 5.1 y binaural 80% 70% 60% 50% 40% 30% 65,9% 34,1% 61,4% 38,6% 75,0% 25,0% 54,5% 45,5% 72,7% 27,3% 75,0% 25,0% 59,1% 40,9% 56,8% 43,2% 50,0% 50,0% Diferente Igual 20% 10% 0% 2,3% ESC 3b '-18LUFS' ESC 3a '-20LUFS' ESC 2b '-21LUFS' ESC 2a '-23LUFS' ESC 4a '-23LUFS' ESC 4b '-23LUFS' ESC 5b '-23LUFS' ESC 1b '-25LUFS' ESC 5a '-26LUFS' Fig. 21 Resultados de comparación de sonoridad entre audio 5.1 y binaural ESC 1a '-28LUFS' TABLA XIV. MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL PARA LA COMPARACIÓN DE SONORIDAD ENTRE 5.1 Y BINAURAL ESC 3b ESC 3a ESC 2b ESC 2a ESC 4a ESC 4b ESC 5b ESC 1b ESC 5a ESC 1a - -18LUFS -20LUFS -21LUFS -23LUFS -23LUFS -23LUFS -25LUFS -26LUFS -28LUFS 23LUFS Media 1,02 1,34 1,39 1,25 1,45 1,27 1,25 1,41 1,43 1,5 Mediana ,5 Moda Desviación estándar 0,151 0,479 0,493 0,438 0,504 0,451 0,438 0,497 0,501 0,506 Varianza 0,023 0,23 0,243 0,192 0,254 0,203 0,192 0,247 0,251 0,256

64 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 64 IX. DISCUSIÓN A. Comparación objetiva de la sonoridad De acuerdo con los niveles de sonoridad medidos en el algoritmo y la medida realizada en el plug-in Waves Loudness Meter, se aprecian unas diferencias para cada muestra de audio entre -2 y -3 unidades de sonoridad, en ambas mezclas de audio. Esto se debe principalmente al procesamiento interno que posee el plugin, pues se puede asumir que a pesar de que tiene configuración para trabajar bajo la ITU-R BS1770 también cuenta con variables diferentes a las planteadas en este trabajo, tal es el caso de una puerta (gating) adicional que previene que durante secuencias de silencio, por ejemplo, se exceda el nivel de sonoridad del programa de audio, de manera que el usuario no perciba cambios abruptos de nivel que generen malestar cuando está reproduciendo dicho programa. Ahora bien, si se comparan los niveles de sonoridad entre las muestras de audio 5.1 y binaural, se encuentra un comportamiento similar. Cabe anotar que en ninguna de las implementaciones del algoritmo en Matlab se añadió esta puerta adicional porque ésta no estaba planteada inicialmente en la ITU-R BS1770 y es debido a esto las diferencias que se presentan en las mediciones de sonoridad. Por otro lado, si se observa la tabla XV donde se aprecia la comparación de los niveles de sonoridad entre una muestra de audio envolvente 5.1 y una muestra binaural, de una escena específica del cortometraje, las diferencias entre ellas sólo son de aproximadamente 1 unidad de sonoridad o menos, esto quiere decir que no hay diferencias significativos entre los niveles de sonoridad entre la mezcla de audio 5.1 y la mezcla binaural. TABLA XV. COMPARACIÓN DE DIFERENTES NIVELES DE SONORIDAD ENTRE 5.1 Y BINAURAL PARA UNA ESCENA Sonoridad (LUFS) Esc 2a Esc 2a Binaural -19,22-18,84-21,15-19,84-22,45-21,24-23,15-22,24

65 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 65-24,15-23,04-25,65-24,34-26,75-25,24-27,55-26,14-28,15-27,34-29,35-28,34-30,45-29,34 B. Comparación subjetiva de la sonoridad La norma técnica para la entrega de programas de televisión de la BBC establece un nivel de sonoridad objetivo de -23LUFS y en circunstancias excepcionales puede variar en acuerdo con los programadores [53]. Con base en esto, se toma como referencia el nivel de sonoridad de -23LUFS para analizar los resultados presentados en este trabajo. Inicialmente para el caso de la percepción de la sonoridad en muestras de audio 5.1, los individuos perciben cambios de mayor sonoridad a partir de 2LUFS por encima de - 23LUFS, esto puede apreciarse ya que más del 80% de la población identificaba una mayor sonoridad entre -18LUFS y -21LUFS respecto a la referencia. Por otro lado, el más del 50% de los individuos identificaban cambios de menor sonoridad entre -26LUFS y - 28LUFS respecto a la referencia, mientras que en el rango entre -22LUFS y -25LUFS, los individuos no encontraban diferencias de sonoridad frente a la referencia de -23LUFS, especialmente en -24LUFS y -25LUFS donde más del 50% de la muestra relacionaban estos niveles con el de la referencia. Con base en esto, para un material audiovisual cuya mezcla de audio está desarrollada para envolvente 5.1, cambios de mayor sonoridad son percibidos fácilmente a partir de 2dBLUFS por encima de la referencia, esta misma diferencia es menos notoria cuando los cambios son a menor sonoridad respecto a la referencia. Para éste último, los cambios de menor sonoridad comienzan a ser percibidos a partir de 3dBLUFS por debajo de la referencia. Si se analiza el mismo comportamiento para la percepción de la sonoridad en muestras de audio binaural, hay una tendencia similar para la identificación de cambios de mayor

66 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 66 sonoridad, pues más del 80% de la muestra comenzaba a sentir mayor sonoridad en el rango entre -18LUFS y -21LUFS, mientras que en -22LUFS más del 60% no encontraba diferencias de sonoridad entre dicho nivel y el de referencia de -23LUFS. Sin embargo, más del 60% de la muestra encuestada identificaba cambios de menor sonoridad frente a la referencia a partir de 1dBLUFS, pues es en el rango entre -24LUFS y -28LUFS donde se ve esta tendencia. Aunque en ambos casos 5.1 y binaural -, se es más sensible a percibir cambios a mayor sonoridad a partir de aproximadamente 2dBLUFS por encima de un nivel de referencia, no sucede lo mismo en cambios a menor sonoridad, donde para un programa mezclado para reproducirse en envolvente 5.1 hay una menor sensibilidad a identificar estos cambios que en un programa mezclado para reproducirse de forma binaural, esto puede deberse a que un el audio binaural es más fiel a cómo escucha el ser humano, permitiendo identificar diferencias de nivel más fácilmente. Ahora bien, los resultados frente a la comparación de la sonoridad entre las muestras de audio 5.1 y binaural, arrojaron un panorama diferente, pues mientras la identificación de cambios de sonoridad es similar en ambos casos, cuando se le preguntó a la población si notaban diferencias entre las dos muestras de audio cuando ambos estímulos se encontraban a igual sonoridad más del 50% de los individuos decía que ambos eran diferentes el uno del otro. Para tratar de entender el porqué de esto, se realizó una medida adicional para evaluar el nivel de presión sonora en ambos formatos de audio y determinar si había un cambio o no entre ambas medidas. Para esto, se utilizó un estímulo de ruido rosa a -23LUFS en envolvente 5.1 y binaural, esto se reprodujo en el Opsodis y se midió el nivel de presión sonora en el punto de escucha. Esta medición dio como resultado que hay una diferencia de 3dBSPL entre las dos muestras de audio. Con base en esto, se puede decir que cuando se reproducen muestras de audio 5.1 y binaural a una misma sonoridad teórica, a través del sistema de reproducción Opsodis, la intensidad con que se percibe cada una es diferente.

67 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 67 X. CONCLUSIONES En el proceso de grabación, el posicionamiento de los micrófonos y de los objetos de acuerdo a la ubicación y/o acción que toman dentro de la escena mediante técnica binaural permite una gran aproximación a lo que sucede en una escena en particular sin necesidad de utilizar plug-ins para el procesamiento futuro, ya que desde la grabación se está capturando la espacialidad y la ubicación del mismo. Si bien la implementación de técnicas de grabación binaural, especialmente con diálogos, ayuda a dar información de la espacialidad y posición, ésta debe hacerse en lugares controlados para evitar que sonidos parásitos puedan interferir con la captura final del sonido. Duante la mezcla de audio, es muy importante la posición y movimiento de las fuentes sonoras, pues es esto lo que ayudó a generar el campo sonoro envolvente para el oyente. En cuanto a la mezcla binaural, cuando se utilizaron los audios monofónicos o estéreos y se procesaron con plug-ins para la simulación tridimensional, la reverberación fue una herramienta de gran ayuda para generar esa profundidad y distancia de objetos en el espacio, creando así un ambiente mucho más real para el oyente. Es claro que la reproducción binaural se acerca mucho más a la realidad de lo que escuchamos frente a la imagen que vemos. A pesar de que la reproducción multicanal emula casi fielmente lo mismo, si se quiere dar una mayor sensación de inmersión, es necesario la inclusión de más parlantes, lo que se traduce en más costos, a diferencia de un sistema de reproducción binaural tal como el opsodis, sin embargo esta reproducción es dependiente de la posición de escucha, pues ésta debe ser adecuada para proveer un mejor sensación de envolvimiento. La implementación del algoritmo para medir la sonoridad utilizado en el presente trabajo, resulta de gran ayuda para comparar diferentes tipos de programas de audio en cuanto a su nivel de volumen constante, sin embargo resulta limitante para programas audiovisuales que tengan cambios significativos en el tiempo o que son señales complejas donde un elemento como el silencio, aunque es importante para la narrativa, puede afectar considerablemente la medida de la sonoridad.

68 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 68 Aunque los cambios de sonoridad son percibidos en general a partir de 2dBLUFS por encima y por debajo de un nivel de sonoridad de referencia, esta identificación se percibe mucho más fácilmente en proyectos cuya mezcla de audio es binaural, a diferencia de la mezcla de audio 5.1 donde estos cambios suelen ser menos percibidos especialmente en niveles menores que el de referencia, esto también puede estar relacionado al modo de configuración interno en el sistema de reproducción ya que existe una diferencia de presión sonora entre ambos formatos de audio cuando se reproducen con el mismo nivel de sonoridad en el sistema Opsodis.

69 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 69 REFERENCIAS [1] F. Melchior y S. Sports, "Spatial Audio Reproduction: From Theory to Production," de 128th Convention of AES, 2010, pp [2] R. Rodríguez Mariño, "Técnicas de Sonido Binaural en la Postproducción Audiovisual," Tesis de Máster, Escuela Politécnica Superior de Gandia, Universidad de Valencia, Gandia, [3] W. G. Gardner, "3-D Audio Using Loudspeakers," Tesis de Doctorado, School of Architecture and Planning, Program in Media Arts and Sciences, Massachusetts Institute of Technology, Massachusetts, [4] S. G. Norcross y M. C. Lavoie, "Subjective Evaluation of Gating Methods for Use with the ITU-R BS.1770 Loudness Algorithm," de 129th Audio Engineering Society Convention - Paper 8176, 2010, pp [5] Dolby Laboratories, "Surround Sound Past, Present, and Future: A history of multichannel audio from mag strip to Dolby Digital," [En línea]. Available: [6] K. Hamasaki, S. Komiyama, H. Okubo, K. Hiyama y W. Hatano, "5.1 and 22.2 Multichannel Sound Productions Using an Integrated Surround Sound Panning System.," de 117th Audio Engineering Society Convention - Paper 6226, 2004, pp [7] J. L. Barbour, "The Equidome, a Personal Spatial Reproduction Array," de 132th Audio Engineering Society Convention - Paper 8598, 2012, pp [8] T. Amyes, Técnicas de postproducción de audio en vídeo y film, Madrid: Radio Television Española (RTVE), [9] J. Hurtado Londoño, "Generación de sonido binaural a partir de una entrada monofónica," Tesis de Maestría, Facultad de Ingeniería Electrónica, Pontificia Universidad Javeriana, Bogotá, [10] PinkFloyd.org, "Interview with Roger Waters," [En línea]. Available:

70 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 70 [11] C. García Saura, "Video en 3D con Sonido Binaural," Proyecto de Investigación, Jóvenes Investigadores 2011, INJUVE, Madrid, [12] University of Southampton, "Research project: Development of 3-channel OPSODIS 3D sound reproduction system," [En línea]. Available: [13] P. Webster y O. Jiříček, "A Brief Comparison of Loudness Evaluation Models," de Akustické listy, 2014, pp [14] H. Robjohns, "The End Of The Loudness War?," [En línea]. Available: [15] H. Robjohns, "Stereo Microphone Techniques Explained," [En línea]. Available: [16] B. C. J. Moore, An Introduction to the Psychology of Hearing, 6ª edición ed., Cambridge: Emerald Group Publishing Limited, [17] L. Armenta Flores, "Diseño y Construcción de una Cabeza Binaural," Tesis Profesional, Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Instituto Politécnico Nacional, México, D.F., [18] M. Florentine, A. N. Popper y R. R. Fay, Loudness, Boston: Springer, [19] H. Fletcher y W. Munson, «Loudness, Its Definition, Measurement and Calculation,» The Journal of the Acoustical Society of America, vol. V, pp , Agosto [20] International Organization for Standardization [ISO], ISO, ISO 226 Acoustics Normal equal-loudness-level contours, Ginebra:ISO, [21] G. A. Soulodre, M. C. Lavoie y S. G. Norcross, "The Subjective Loudness of Typical Program Material," de 115th Audio Engineering Society Convention - Paper 5892, New York, 2003, pp [22] E. B. Brixen, Audio Metering. Measurements, Standards and Practice, 2ª edición ed., Oxford: Focal Press, [23] International Telecommunication Union [ITU], ITU-R. BS Algorithms to measure audio programme loudness and true-peak audio level, Ginebra:ITU, 2015.

71 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 71 [24] TC Electronic, "What Is Loudness And Why Is It Important?," [En línea]. Available: [25] European Broadcast Union [EBU], EBU R-128 Loudness Normalisation and Permitted Maximun Level of Audio Signals, Ginebra:EBU, [26] A. Ayala Coca, Manual de Postproducción, Córdoba: Galisgamdigital, [27] H. Wyatt y T. Amyes, Audio Post Production for Television and Film: An introduction to technology and techniques, 3ª edición. ed., Oxford: Focal Press, [28] D. Sonnenschein, Sound Design: The Expressive Power of Music, Voice and Sound Effects in Cinema, Michigan: Michael Wiese Productions, [29] Facultad de Bellas Artes UNLP, "Técnicas de Microfoneo de Sala," [En línea]. Available: [30] Dolby Laboratories, "Dolby Digital 5.1," [En línea]. Available: [31] P. White y H. Robjohns, "Surround Sound Mixing," [En línea]. Available: [32] Producers & Engineers Wing Surround Sound Recommendations Comittee, Recommendations For Surround Sound Production, Santa Monica: The National Academy of Recording Arts & Sciences, [33] M. Scetta, Gardner's guide to Audio Post Production, Washington D.C: GGC Publishing, [34] R. Tozzol, Protools Surround Sound Mixing, 2ª edición ed., Milwaukee: Hal Leonard Books, [35] J. Liaño, "Grabación biaural. Introducción y aplicaciones," Revista de Acústica, vol. 43, pp , [36] H. Fastl y E. Zwicker, Psychoacoustics: Facts and Models, 3ª edición ed., München: Springer, [37] Y. Moncisbays Romero, "Sonido Binaural: Evolución Histórica y Nuevas Perspectivas con los Paisajes Sonoros," Tesis de Maestría, Faculdade de Engenharia, Universidade

72 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 72 do Porto, Porto, [38] Head Acoustics, "HMS IV - Why Artificial HEAD Measurement Technology?," [En línea]. Available: [39] J. A. Torres Viveros, "Aplicación de técnica de grabación y mezcla binaural para audio comercial y/opublicitario," Proyecto de Grado, Carrera de Estudios Musicales, Facultad de Artes, Pontificia Universidad Javeriana, Bogotá D.C, [40] Waves Arts, "Panorama: Go beyond the limitations of conventional stereo.," [En línea]. Available: httsp://goo.gl/rfculq. [41] T. Takeuchi, "3D Sound Reproduction with 'OPSODIS' and its commercial applications," Institute of Sound and Vibration Research, University of Southampton, Southampton. [42] A. Mesa Guitérrez, "Comparación de Mezclas de Audio de Escenas de un Documental para Audio Binaural y 5.1, reproducidos por el sistema OPSODIS Marantz RC002ES, por medio de pruebas subjetivas," Proyecto de Grado, Ingeniería de Sonido, Facultad de Ingenierías, Universidad de San Buenaventura, Medellin, [43] R. R. Pagano, Estadística para las ciencias del comportamiento, 7ª edición ed., México: Thomson, [44] M. R. Spiegel y L. J. Stephens, Estadística, 4ª edición ed., México D.F: Mc Graw- Hill, [45] Psyma, " Cómo determinar el tamaño de una muestra?," [En línea]. Available: [46] Laerd Statistics, "Measures of Central Tendency," [En línea]. Available: [47] J. M. Becerra Espinosa, "Estadística Descriptiva," [En línea]. Available: [48] Laerd Statistics, "Standard Deviation," [En línea]. Available: [49] Waves, WLM Loudness Meter User Guide, Tel-Aviv.

73 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 73 [50] V. M. S. Acuña, "Medición de la Sonoridad en Audio Digital," Tesis de Maestría, Facultad en Tecnología Informática, Universidad Abierta Interamericana, Buenos Aires, [51] International Telecommunication Union [ITU], ITU-R BS : Methods for the subjective assessment of small impairments in audio systems, Ginebra:ITU, [52] S. Bayer Cano y M. Yepes Correa, "Estudio Comparativo de Prototipos de Pabellón Auditivo para Captura Binaural," Trabajo de Grado, Ingeniería de Sonido, Facultad de Ingenierías, Universidad de San Buenaventura, Medellin, [53] British Broadcasting Corporation [BBC], Technical Standards for Delivery of Television Programmes to BBC, Londres:BBC, 2014.

74 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 74 ANEXOS Anexo 1. Coeficientes y valores de ponderación en el algoritmo presentado en la recomendación ITU-R BS Filtro previo para eliminar los efectos acústicos de la cabeza TABLA XVI. COEFICIENTES FILTRO PREVIO EN EL ALGORITMO b! a! b! a! b! Segunda etapa de la curva de ponderación TABLA XVII. COEFICIENTES DE PONDERACIÓN EN EL ALGORITMO b! 1.0 a! b! 2.0 a! b! 1.0 Valor cuadrático medio de la señal a partir de la fórmula: z! =!!! y!!! dt (5) Donde y! es la señal ponderada por el filtro RLB y T es el intervalo de medición TABLA XVIII. COEFICIENTES DE PONDERACIÓN PARA CADA CANAL DE AUDIO Canal Izquierdo (GL) Derecho (GR) Ponderación Gi 1.0 (0 db) 1.0 (0 db)

75 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 75 Central (GC) 1.0 (0 db) Izquierdo envolvente (GLs) Derecho envolvente (GRs) 1.41 (~ +1.5 db) 1.41 (~ +1.5 db)

76 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 76 Anexo 2. Documento Técnico para el Diseño Sonoro del cortometraje Love Thy Neighbor TABLA XIX. DISEÑO SONORO CORTOMETRAJE. DOCUMENTO TÉCNICO Doblaje Foley Librería (D) (F) (L) Convenciones y Descripción Escena 1. Sala de Interrogación 2. Otro plano, Sala de Interrogación 3. Sala de la casa 4. Segundo escena, sala de la casa 5. Sala de Interrogación 6. Sala de la casa con la madre 7. Sala de Interrogación con la madre Diálogos Niña (D) Niña (D) Ambiente Cuarto (L) vacío Cuarto vacío (L) Niña se voltea abrir. Joven en la puerta. Sala de Hogar(L); Barrio residencial de día(l) Niña se dirige de nuevo a la interrogació n. Joven Sala de Hogar(L) Niña y marioneta Cuarto vacío(l) Madre regañando a la niña Sala de Hogar(L) Madre en modo de acusación Cuarto vacío(l) Música No diegética (iniciando la escena) Diegética - Incidental No Diegética Efectos Silla(f); Plato de galletas(f); Papeles de evidencia(f); Presencias(F); Jarra de café sobre mesa(f) Verter café en taza(f); Pasos sobre cerámica(f); Golpe en mesa(f); Ropa(F); Golpe en la puerta (L) Silla(F); Pasos(F); Abrir puerta(l); Ropa(F); Entrega Folleto(F); Camándula(F) Golpes en la ventana(f); Pasos(F); Sentarse en la silla(f) Grabadora(F- L); Movimiento de marioneta(f); Golpe(F) Pasos(F); Entrega de plato(f); Juguete en silla(f-l); Ropa(F); Sentarse en silla(f) Silla(F); Papeles(F)

77 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 77 Anexo 3. Adaptación del libreto del Cortometraje Love Thy Neighbor LOVE THY NEYGHBOR (CORTOMETRAJE) DIRECCIÓN: DIANA OJEDA PERSONAJES Maria Antonieta (niña) Marioneta de la niña Madre Joven (Vecinos) - PRIMERA ESCENA - Maria Antonieta se da vuelta para comenzar su interrogatorio a los vecinos que acaban de mudarse al barrio MARIA ANTONIETA (Con tono acusativo) Con que Bob Su nombre es Bob, no? (Después de un silencio) Qué les parece el barrio? Ah!, ah, ah, ah, ah Qué estaban haciendo al frente de mi casa? (La vecina le acerca un plato de galletas) Esas son pasas? (La vecina asiente) No me gustan las pasas A lo que venimos!

78 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 78 (Golpeando un papel sobre la mesa) Eso le parece conocido, Bob? Parece que esto tomará más tiempo - SEGUNDA ESCENA - Continúa el interrogatorio de Maria Antonieta hacia los vecinos dejando en contexto lo que está pasando MARIA ANTONIETA (Camina detrás de los vecinos y golpea la mesa) No les parece extraño que hace 48 horas ustedes llegaron al barrio y al mismo tiempo mi juguete desapareció! Lucy (Se sienta en la silla) Puede explicar eso? Ah! (Se oyen golpes en la puerta) Esto aún no ha terminado - TERCERA ESCENA Maria Antonieta se dispone a abrir la puerta y se encuentra con un joven allí (Abre la puerta) JOVEN Hola pequeña, están tus padres en casa? MARIA ANTONIETA (Se voltea a ver a su madre) Mi madre se encuentra indispuesta

79 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 79 JOVEN Oh. Mi nombre es Harley Jones. Has oído la palabra del Salvador La palabra dice que ames a tus vecinos, y el Señor llegará Así que, Déjame preguntarte, sabes dónde estará tu Salvador? MARIA ANTONIETA Señor, déjeme preguntarle. Sabe quién se robó las galletas del tarro de galletas? No JOVEN (Dudando) MARIA ANTONIETA Eso pensé. Que tenga buen día! Buen día señor! (Golpes en la ventana) JOVEN Volveré con respuestas! - CUARTA ESCENA Volvemos a la sala de interrogación MARIA ANTONIETA Dónde estábamos? Ah sí... (Maria Antonieta reproduce una grabación) Lo escuchamos de nuevo?

80 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 80 (Los vecinos ríen al escuchar la grabación) No quería hacer esto, pero no me dejan otra opción. (Maria Antonieta se vuelve a sí misma a hablar con su marioneta) Detective, detective?! MARIONETA (DETECTIVE) Sólo admítanlo, sé que fueron ustedes. Si no confiesan ahora mismo! (Maria Antonieta interrumpe al detective) MARIA ANTONIETA Calla, debemos ser profesionales. Yo me encargo de esto (Golpeando la mesa) Sé que fueron ustedes, si no lo admiten ahora mismo!... - QUINTA ESCENA La madre interrumpe a su hija en medio del interrogatorio MADRE Maria Antonieta Rodríguez! Qué estás haciendo? (Maria Antonieta regañada se va a un cuarto aparte) - SEXTA ESCENA - MADRE (Hacia los vecinos)

81 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 81 Perdón, lo sacó de su padre. Esas son pasas? (La madre pone el plato de galletas en una mesa y se dirige a la silla, allí encuentra el juguete y se da vuelta a los vecinos) MADRE (Poniendo otros papeles sobre la mesa y con tono acusativo) Esto le parece conocido, (pausa) Bob?!

82 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 82 Anexo 4. Implementación de código en Matlab para la medida de la sonoridad de la mezcla de audio 5.1 [50] function SonoridadS=Surround(L,C,R,Ls,Rs) Left=wavread(L); Central=wavread(C); Right=wavread(R); LeftS=wavread(Ls); RightS=wavread(Rs); %Etapa 1 de prefiltrado de la señal - Efectos acústicos de la cabeza %Coeficientes CoefA= [ ]; CoefB= [ ]; %Primer filtro de ecualizacion Lfilt= filter(coefb,coefa,left(:)); Cfilt= filter(coefb,coefa,central(:)); Rfilt= filter(coefb,coefa,right(:)); Lsfilt= filter(coefb,coefa,lefts(:)); Rsfilt= filter(coefb,coefa,rights(:)); %Etapa 2 de prefiltrado de la señal - Filtro RLB %Coeficientes CoefA1= [ ]; CoefB1= [1-2 1]; %Filtrado LfiltK= filter(coefb1,coefa1,lfilt(:)); CfiltK= filter(coefb1,coefa1,cfilt(:)); RfiltK= filter(coefb1,coefa1,rfilt(:)); LsfiltK= filter(coefb1,coefa1,lsfilt(:)); RsfiltK= filter(coefb1,coefa1,rsfilt(:)); %yi LfiltK1= LfiltK.^2; CfiltK1= CfiltK.^2; RfiltK1= RfiltK.^2; LsfiltK1= LsfiltK.^2; RsfiltK1= RsfiltK.^2; %Valores cuadráticos ZL=mean(LfiltK1); ZC=mean(CfiltK1);

83 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 83 ZR=mean(RfiltK1); ZLS=mean(LsfiltK1); ZRS=mean(RsfiltK1); GL=1; GC=1; GR=1; GLS=1.41; GRS=1.41; %Ponderación G %Coeficientes Gi %Cálculo Sonoridad LK= *log10((ZL*GL)+(ZC*GC)+(ZR*GR)+(ZLS*GLS)+(ZRS*GRS)); SonoridadS=LK;

84 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 84 Anexo 5 - Implementación de código en Matlab para la medida de la sonoridad de la mezcla de audio binaural [50] function SonoridadB = Binaural(mezcla) audio=wavread(mezcla); %Etapa 1 de prefiltrado de la señal - Efectos acústicos de la cabeza %Coeficientes CoefA=[ ]; CoefB=[ ]; %Etapa 2 de prefiltrado de la señal - Filtro RLB %Coeficientes CoefA1= [ ]; CoefB1= [1-2 1]; %Primer filtro de ecualizacion Lfilt= filter(coefb,coefa,audio(:,1)); Rfilt= filter(coefb,coefa,audio(:,2)); %Filtrado LfiltK= filter(coefb1,coefa1,lfilt(:)); RfiltK= filter(coefb1,coefa1,rfilt(:)); %yi LfiltK1= LfiltK.^2; RfiltK1= RfiltK.^2; %Valores cuadráticos ZL=mean(LfiltK1); ZR=mean(RfiltK1); %Cálculo Sonoridad LK= *log10(ZL+ZR); SonoridadB=LK;

85 COMPARACIÓN OBJETIVA Y SUBJETIVA DE LA SONORIDAD 85 Anexo 6. Consentimiento Informado para la prueba subjetiva EVALUACIÓN SUBJETIVA DE LA SONORIDAD EN UN CORTOMETRAJE Objetivo general: Evaluar la sonoridad de un cortometraje mediante la reproducción de las mezclas de audio en 5.1 y binaural en el sistema de reproducción Opsodis Introducción: El diseño de la prueba está basado en los métodos de evaluación recomendados por la EBU (evaluación subjetiva de la calidad de audio) al igual que los métodos para la evaluación subjetiva recomendados en la ITU-R BS Este estudio busca evaluar la sonoridad de dos mezclas de audio desarrolladas en envolvente 5.1 y binaural; respectivamente para un cortometraje. Dicha evaluación se realizará al comparar muestras de audio de las mezclas de audio desarrolladas bajo las condiciones planteadas anteriormente, mediante la reproducción de las mismas en el sistema de reproducción Opsodis. Para esta evaluación se utilizarán diferentes tipos de muestras de audio, las cuales fueron grabadas y mezcladas en el estudio A de la Universidad de San Buenaventura. La prueba incluye fragmentos de audio con contenido de diálogos, ambientes, efectos sonoros y música. Nota: La participación en este estudio es estrictamente voluntaria y no remunerada. Toda la información recolectada en la presente prueba subjetiva se mantendrá en absoluta reserva y ninguna persona será identificada en los resultados de la presente investigación.