Rango dinámico - En el mundo digital

Transcripción

1 Rango dinámico - Se llama así a la diferencia en db entre el sonido más débil y el más fuerte. Por ejemplo, los sonidos más débiles en una orquesta (ppp, pianísimo) son de unos 30 dbspl y los sonidos más fuertes (fff, fortísimo) de unos 110 dbspl. El rango dinámico sería de 80 db, la diferencia entre ellos. Nuestro oído capta entre 0 y 120 dbspl, por lo que el rango dinámico en este caso es, lógicamente, 120 dbspl. En el mundo digital a veces se habla también de rango dinámico, dado por el número de bits del medio. En este caso tenemos dbfs (db Full Scale), siendo el número 0 dbfs correspondiente al nivel máximo. Se puede deducir que cada uno de los bits de resolución corresponde a 6 db de rango dinámico. Esto se deduce asumiendo que el ruido de cuantificación es una señal aleatoria uniformemente distribuida con una amplitud pico a pico de un nivel de cuantificación, es decir, haciendo que la tenga una amplitud con una relación de 2 n /1. De modo que sigue la siguiente fórmula: El CD (16 bits) tendrá un máximo de 96 db (aproximadamente el resultado de 16x6.02) entre el nivel máximo y el mínimo determinado por el denominado ruido de cuantificación. Un DVD-Audio (24 bits) y un SACD pueden dar 144 db (24x6.02 aproximadamente) de rango dinámico, superior a nuestro rango auditivo. El de un buen vinilo ronda los db y un buen casete los db.

2 Bits de resolución - La resolución que puede ofrecer una muestra digital, es decir, el número de niveles de voltaje que puede valer cada muestra. Al estar en este dominio, el número está relacionado con potencias de dos. El CD usa una profundidad de 16 bits, es decir, niveles diferentes. En los CD codificados con HDCD, es posible encontrar hasta 20 bits, es decir, más de un millón de niveles. En los DVD Audio y un equivalente en los SACD, se puede encontrar hasta 24 bits, lo cual son más de 16,7 millones de niveles. Cuando más alto sea el número de bits de cuantificación, menores serán la distorsión armónica y el ruido de cuantificación, así como el espacio necesario para almacenar la señal.

3 Bit rate - El número de bits que un sistema transfiere por segundo. En general, cuanto mayor es esta cifra, más alta calidad tiene la señal y más espacio es necesario para almacenarla. En los archivos de audio se habla de Kb/s, y en los de vídeo de Mb/s. En los CDs, por ejemplo, el ratio de bits está fijado en de 1411 Kb/s (44100 muestras/segundo x 16 bits x 2 canales). En los DVDs, el ratio del vídeo comprimido en MPEG-2 oscila en torno a los 8 Mb/s.

4 Frecuencia de muestreo - Es el número de muestras digitales tomadas cada segundo de una señal de audio digital. Para el CD, es siempre muestras por segundo (normalmente expresadas en Hz) Para el DVD, es típicamente , pero también puede ser e incluso Cuanto más alto sea el número, con más precisión se graba la señal analógica, más se extiende la respuesta de frecuencias, más espacio de almacenamiento ocupa la señal y más sencillos son los filtros de antialiasing y reconstrucción en los conversores analógicodigital y digital-analógico.

5 DTS - Digital Theatre System (Sistema de Cine Digital)Es un formato digital de compresión de sonido envolvente capaz de contener varios canales de audio. Aunque también usa métodos de codificación perceptual, emplea niveles mucho más bajos de compresión. Es comúnmente aceptado que el DTS es de mayor calidad que el Dolby Digital, debido a que su sistema de compresión posee menos pérdidas y disfruta de un bit rate mucho más alto, de 1536 kb/s o de 768 kb/s, aunque los defensores del sistema Dolby insisten en que el codec empleado por ellos es más eficaz. Sin embargo, una ventaja importante del DTS sobre Dolby Digital es su implementación en el cine. En vez de estar los datos grabados en el propio celuloide, el audio en DTS se graba en un CD por separado. A las cámaras de cine hay conectados reproductores de CD especiales que reproducen el disco perfectamente sincronizado con la película conforme a unas marcas de código de tiempo impresas en ella. La ventaja es que, al reproducir la misma película en los diferentes países, es posible emplear el mismo celuloide y solamente variar el CD con el sonido.

6 Dolby Digital - Es un esquema de codificación ideado por los laboratorios Dolby como una manera de comprimir audio digital de modo que emplee menos espacio para almacenarlo. También se le conoce como AC-3.Originalmente fue desarrollado como un sistema de compresión para la televisión digital americana. Permitía introducir de manera codificada varios canales de sonido discretos (totalmente separados) en una película de celuloide de 35 mm estándar, y se ha hecho estándar en el DVD, cable digital, TV digital (DTV). El sistema de compresión utiliza codificación perceptual similar al DTS, MPEG (incluyendo el layer III o MP ) y los SDDS y ATRAC de Sony. Puede llevar hasta 5.1 canales de sonido, pero no tiene porqué emplear todos. El Dolby Digital 2.0 (estéreo) puede ser codificado con sonido Dolby Pro Logic. Los muestreos se realizan a 32, 44'1 o 48 khz, y el flujo de bits de Dolby Digital varía desde 32 hasta 640 Kb/s, pero en los DVDs se usan 384 kb/s y 448 kb/s. También el flujo de bits Dolby Digital incluye metadatos para controlar el rango dinámico del decodificador.

7

8 MLP - Meridian Lossless Packing. Estándar de audio digital usado en el DVD Audio. También conocido como PCM empaquetado o PPCM. Ofrece entre 1 y 6 canales y superioridad técnica sobre Dolby Digital y DTS, pues emplea un método de codificación sin pérdidas en vez de codificación perceptual. Con MLP se mantiene perfecta la señal, incluso tras haber pasado por sucesivos ciclos de codificación/decodificación. Con este sistema, es posible almacenar hasta 2 horas de audio de 6 canales 24 bits / 96 khz o 2 canales 24 bits / 192 khz. El índice de compresión logrado es aproximadamente 2:1. El sistema MLP es empleado en DVD-Audio o DVD-A, donde se puede almacenar alrededor de 2 horas de audio en 6 canales con calidad 24-bit/96KHz o alrededor de 2 horas en 24-bit/192KHz estéreo.

9 Dolby TrueHD - Es un codec de audio muy avanzado, que emplea codificación sin perdidas, basado en MLP. Se usa en los HD-DVD y en los discos Blu-ray.Originalmente soporta hasta 14 canales de audio, aunque se reduce a 8 canales en los discos HD-DVD y Bluray, de 24 bits y 96 khz, que da un total de hasta 18 Mbit/s (8 canales x 24 bits x 96 khz). Al igual que el Dolby Digital, incluye metadatos para la normalización del diálogo y el control del rango dinámico. Está soportado por el estándar HDMI 1.3 para su transmisión. Compite con el DTS-HD.

10 Dolby Digital Plus - Abreviado DD+, es una evolución del Dolby Digital desarrollada para ser la codificación básica de la HDTV y los discos HD-DVD y Blu-ray. Soporta hasta 13.1 canales en un único flujo de bits, y aumenta el bit rate de 640 Kb/s del Dolby Digital hasta 6144 Kb/s, aproximadamente 10 veces más, aunque se ve limitada a 3 Mbtis/s en HD-DVD y 1,7 Mbit/s en Blu-ray. La frecuencia de muestreo codificada es de 32, 44'1, 44 o 96 khz, y la resolución hasta 24 bits. Actualmente, el HDMI 1.3 es el único medio disponible para su transporte, dado que el estándar S/PDIF no soporta el ancho de banda de Dolby Digital Plus. Al igual que el Dolby Digital, es un sistema de compresión con pérdidas, por lo que es inferior a la alternativa de mayor calidad Dolby TrueHD.

11 Una tarjeta de sonido es un pequeño dispositivo hardware que permite a tu ordenador procesar sonido tanto de entrada como de salida por lo que puedes escuchar música y otros sonidos desde tu PC. El origen puede provenir desde el propio ordenador o puede ser generado por un elemento externo. Las tarjetas de sonido cogen señales de audio como micrófonos o teclados electrónicos y las transfieren en forma digital para su almacenamiento y uso. También convierten los datos digitales almacenados en los ficheros de audio, en señales de audio que tu ordenador puede entender y enviar a los altavoces.

12

13

14

15