FUNDAMENTOS DE SONIDO Y PRODUCCIÓN DE AUDIO DIGITAL J. Pablo Aguilar Garduño.

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1 FUNDAMENTOS DE SONIDO Y PRODUCCIÓN DE AUDIO DIGITAL J. Pablo Aguilar Garduño

2 Objetivos del curso Objetivo General. Introducir al estudiante a los principios de la expresión sonora y adquirir los conceptos básicos acerca de la postproducción digital de sonido. Introducir al estudiante a los principios de la expresión sonora y adquirir los conceptos básicos acerca de la postproducción digital de sonido.

3 Objetivos del curso Objetivos particulares. Aprender a crear imágenes acústicas efectivas a partir de elementos sonoros espaciales, temporales, tonales y rítmicos. Aprender a crear imágenes acústicas efectivas a partir de elementos sonoros espaciales, temporales, tonales y rítmicos. Favorecer la conceptualización de paisajes sonoros a partir de experiencias sensoriales, emocionales y estéticas. Favorecer la conceptualización de paisajes sonoros a partir de experiencias sensoriales, emocionales y estéticas. Presentar la producción de audio como una forma de expresión artística. Presentar la producción de audio como una forma de expresión artística.

4 Objetivos del curso Objetivos específicos. Aprender a aplicar creativamente las diferentes herramientas tecnológicas disponibles para la grabación, mezcla y masterización digital de audio. Aprender a aplicar creativamente las diferentes herramientas tecnológicas disponibles para la grabación, mezcla y masterización digital de audio. Desarrollar el trabajo en equipo, rotando las diferentes responsabilidades que involucran una producción de audio real, para obtener una visión desde una perspectiva amplia, y la experiencia que los ayuda a desarrollar la capacidad para tomar decisiones. Desarrollar el trabajo en equipo, rotando las diferentes responsabilidades que involucran una producción de audio real, para obtener una visión desde una perspectiva amplia, y la experiencia que los ayuda a desarrollar la capacidad para tomar decisiones. Adquirir estructuras de pensamiento flexibles que les permitan desenvolverse exitosamente adaptándose a un entorno tecnológico en continua transformación. Adquirir estructuras de pensamiento flexibles que les permitan desenvolverse exitosamente adaptándose a un entorno tecnológico en continua transformación.

5 ¿Qué es un sistema de sonido? Es un arreglo funcional de componentes electrónicos e informáticos diseñado para amplificar, grabar, reproducir o transmitir sonidos. Es un arreglo funcional de componentes electrónicos e informáticos diseñado para amplificar, grabar, reproducir o transmitir sonidos.

6 Modelo conceptual de un sistema de sonido Conversión de energía acústica en energía eléctrica Manipulación eléctrica de la señal de audio Conversión de energía eléctrica en energía acústica Energía acústica Señal de audio Energía acústica

7 El sonido musical Sonido y física Lo que nuestros oídos escuchan es el efecto de su interacción con una clase de energía llamada energía acústica. Lo que nuestros oídos escuchan es el efecto de su interacción con una clase de energía llamada energía acústica. Se manifiesta por medio de variaciones de la presión del aire que nos rodea, que varía en el tiempo con respecto a un punto de equilibrio. Se manifiesta por medio de variaciones de la presión del aire que nos rodea, que varía en el tiempo con respecto a un punto de equilibrio.

8 El sonido musical Sonido y psicoacústica El análisis de lo que el fenómeno físico provoca en nosotros y cómo lo interpretamos, es atendido por la psicoacústica. El análisis de lo que el fenómeno físico provoca en nosotros y cómo lo interpretamos, es atendido por la psicoacústica. La psicoacústica es una disciplina que considera la percepción, el reconocimiento de patrones, la memoria y la acústica. La psicoacústica es una disciplina que considera la percepción, el reconocimiento de patrones, la memoria y la acústica.

9 Representación del sonido como una onda. Características de las ondas senoidales. oAmplitud [dB] oFrecuencia f [Hertz] oPeriodo T = 1/f [seg] oVelocidad v = d/t [metros/seg] oLongitud de onda = v/f [metros] oFase. oEjemplos.

10 Características de ondas más complejas Se construyen ondas más complejas a partir de ondas senoidales. Se construyen ondas más complejas a partir de ondas senoidales.

11 Características de ondas más complejas Se describe por una curva envolvente. (ADSR) Se describe por una curva envolvente. (ADSR) ADSR: Ataque, Decaimiento, Sostenimiento, Relajación. ADSR: Ataque, Decaimiento, Sostenimiento, Relajación. A DS R

12 Características de ondas más complejas La aportación que realiza cada onda armónica, es diferente para cada sonido. La aportación que realiza cada onda armónica, es diferente para cada sonido.

13 El Sonido Musical Intensidad / Sonoridad, volumen, amplitud Intensidad / Sonoridad, volumen, amplitud

14 El Sonido Musical Timbre / Estructura armónica, forma y color del sonido. Timbre / Estructura armónica, forma y color del sonido.

15 El Sonido Musical Intensidad / Sonoridad, volumen, amplitud Intensidad / Sonoridad, volumen, amplitud Timbre / Estructura armónica, forma y color del sonido. Timbre / Estructura armónica, forma y color del sonido. Tono / Frecuencia fundamental + contenido armónico + dinámica interna. Tono / Frecuencia fundamental + contenido armónico + dinámica interna. Intensidad dinámica / envolvente. Intensidad dinámica / envolvente. Espectros sonoros: muestran la manera en que se distribuye la energía entre los diferentes armónicos que construyen la señal. Espectros sonoros: muestran la manera en que se distribuye la energía entre los diferentes armónicos que construyen la señal.

16 El sonido digital. Representación digital de una señal de audio. Frecuencia de muestreo (sampling frequency). Frecuencia de muestreo (sampling frequency). Cuantificación (Quantizing). Cuantificación (Quantizing).

17 El sonido digital. El teorema de Nyquist establece que para lograr una adecuada representación digital de una señal, debe realizarse un muestreo con una frecuencia al menos dos veces mayor a la frecuencia más alta a representar. El teorema de Nyquist establece que para lograr una adecuada representación digital de una señal, debe realizarse un muestreo con una frecuencia al menos dos veces mayor a la frecuencia más alta a representar.

18 Bits de cuantificación bits Valores de cuantificación posibles 12 2 2x2 =4 4 2x2x2x2 =16 8 2x2x2x2x2x2x2x2 =256 16 2x2x2x2x2x2x2x2x2x2x2x2x2x2x2x2 =65,536

19 El comportamiento del sonido. Reflexión. Reflexión. Al reflejarse el sonido en un obstáculo plano, el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.

20 Reflexión. Reflexión. Al reflejarse el sonido en un obstáculo plano, el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.

21 El comportamiento del sonido. Difracción. Difracción. El sonido se “reconstruye” para rodear obstáculos.

22 El comportamiento del sonido. Refracción. Refracción. Al cambiar el medio en que se transporta, cambia también de dirección.

23 El oído como transductor El rango dinámico del oído es 10 13 :1 El rango dinámico del oído es 10 13 :1 Umbral de la audición: 0 db SPL Umbral de la sensación: 118 db SPL Umbral del dolor: 140 db SPL SPL: sound pressure level

24 La percepción auditiva según muestran los experimentos de Fletcher-Munson es no lineal. La percepción auditiva según muestran los experimentos de Fletcher-Munson es no lineal.

25 Psicoacústica. Batidos. Batidos. Cuando escuchamos dos sonidos de frecuencias cercanas y cuya diferencia de amplitud es menor a 6 dB, el oído genera un “batido” cuya frecuencia baja mientras más se acercan, y se detiene cuando f1=f2 Tonos combinados o diferenciales. Tonos combinados o diferenciales. Si F1-f2 es menor o igual a 50 Hertz entonces se generan dos tonos: uno de frecuencia igual a la suma de las frecuencias originales, y el otro de frecuencia igual a la resta. Enmascaramiento. Enmascaramiento. Es un fenómeno que se presenta para sonidos de frecuencias cercanas y cuya diferencia de amplitud es mayor a 6 dB, el sonido de mayor potencia “enmascara” al de menor, por esto ecualizamos, pues el fenómeno incluye a los armónicos de la señal original.

26 Psicoacústica. Percepción de la dirección. Percepción de la dirección. Diferencias de intensidad del sonido en cada oído. Diferencias en el tiempo de llegada. Efectos del oído externo. Percepción del espacio. Percepción del espacio. Sonido directo Reflexiones tempranas (t = 50 mseg). Reverberancia (t mayor a 50 mseg). RT60: tiempo para la disminución de la reverberancia en 60 dB. Efecto Haas o efecto de precedencia. Efecto Haas o efecto de precedencia. Para t menores a 30 mseg. Hay una fusión de sonidos.

27 Imaginando con sonidos El espacio estereofónico Posición izquierda-derecha: Panorama Posición izquierda-derecha: Panorama Posición frente-atrás: Volumen Posición frente-atrás: Volumen Posición arriba-abajo: Frecuencia Posición arriba-abajo: Frecuencia

28 Lo que la gente encuentra en la música EmocionesEstructuras. Teoría musical. Reacciones físicas. Salud.Imágenes.Espiritualidad.

29 Estructuras de paisajes sonoros VozMúsica Sonidos de la naturaleza Efectos de sonido creados Silencio

30 Procesamiento de señales de audio Manipulación de voltaje Procesamiento analógico sensor micrófono bocina actuador Procesamiento digital sensor actuador Convertidor A/D Almacenaje en memoria DSP Convertidor D/A micrófono bocina DSP: digital signal processor D: digitalA: analógico

31 Comparación entre los diferentes tipos de procesamiento AnálogoDigital Hiss y Humm Poco ruido de fondo. Amplio rango dinámico Compresión en saturación. Distorsión en saturación. Edición difícil. Edición muy fácil.

32 Etapas del proceso de postproducción digital de sonido Adquisición de material sonoro: grabación, importación de audio de CD, conversión al formato digital estándar. Reducción de ruido. Edición.Mezcla. Masterización y copiado para distribución.

33 Bibliografía Davis, Gary, Jones, Ralph. “Sound reinforcement handbook”. Second edition. U.S.A.,, 1990. Hal Leonard Corporation. Des Lyver. “ Principios básicos del sonido para vídeo”. 2003. GEDISA. ISBN: 8474326834. Greenwald, Ted. “The musician’s home recording handbook”. First edition. U.S.A., 1992. GPI Books. Iglesias Simón, Pablo. “Postproducción digital de sonido por computadora”. Primera edición. México, 2002. Alfaomega Grupo Editor. López Roldán, Ricardo. “Edición de audio con Adobe Audition”. Primera edición. México, 2007. Alfaomega Grupo Editor. Valenzuela, José “Chilitos”. “Audio digital. Conceptos y aplicaciones”. 1996. U.S.A., Miller Freeman Books.