SONIDO DIGITAL Profesor: Tec. Francisco Blanco Uría Realizador de Sonido Editor de TV y Video TELEVISION UNIVERSITARIA.

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1 SONIDO DIGITAL Profesor: Tec. Francisco Blanco Uría Realizador de Sonido Editor de TV y Video TELEVISION UNIVERSITARIA

2 Contenido NOCIONES DE SONIDO 1 CONVERSIÓN ANALÓGICO DIGITAL 2 3 TIPOS DE FORMATO 4 COMPRESIÓN

3 TELEVISION UNIVERSITARIA Nociones de Sonido QUÉ ES EL SONIDO El sonido es una vibración mecánica de las partículas del aire, que en contacto con el tímpano, se transmite al oído. A través del oído interno y el nervio auditivo, el cerebro interpreta estas vibraciones. Lo que el cerebro interpreta es lo que oímos. Infrasonido Sonido Ultrasonido

4 TELEVISION UNIVERSITARIA El Sonido. Características Intensidad Frecuencia Timbre Tiempo

5 TELEVISION UNIVERSITARIA LA FRECUENCIA: Es el número de oscilaciones o ciclos por segundo. La unidad de medida es el Hertzio o ciclo (Hz). Características

6 TELEVISION UNIVERSITARIA LA INTENSIDAD: es la fuerza, volumen o nivel del sonido. Los sonidos pueden ser fuertes o débiles. La intensidad puede variar según la cercanía o lejanía a la fuente de sonido.

7 Características TELEVISION UNIVERSITARIA La intensidad del sonido se mide en decibelios (dB). El oído humano percibe sonidos desde 0 dB hasta 130 dB (umbral del dolor).

8 Características TELEVISION UNIVERSITARIA EL TIMBRE. Es aquella cualidad que nos permite diferenciar uno u otro sonidos. Por ejemplo dos sonidos pueden tener la misma frecuencia e intensidad, pero nunca el mismo timbre.

9 TELEVISION UNIVERSITARIA Ruido y Silencio El ruido es un sonido no deseado o que interfiere con alguna actividad o con el descanso. El silencio es ausencia de sonido. Sin embargo, que no haya sonido, no siempre quiere decir que no haya comunicación.

10 Espectro TELEVISION UNIVERSITARIA El espectro es la representación de las frecuencias que componen una señal de audio. 32 63 125 250 500 1K 2K 4K 8K 16K

11 TELEVISION UNIVERSITARIA Sonido Digital Por Sonido Digital entendemos la grabación (digitalización) de sonido real, ya sea procedente de voces, instrumentos musicales acústicos o electrónicos, grabaciones, etc., en el ordenador, en forma de ficheros informáticos.

12 TELEVISION UNIVERSITARIA Señal Eléctrica Analógica Representación gráfica de una onda senoidal o sinusoidal alterna con una frecuencia de 3 Hz (hertz) o ciclos por segundo. Cada ciclo está formado por: amplitud de onda (A), siendo positiva (+) cuando la sinusoide alcanza su máximo valor de tensión o voltaje de pico (por encima de “0” volt) y negativa (–) cuando decrece (por debajo de “–0 ” volt). El valor máximo que toma la señal eléctrica de una onda sinusoidal recibe el nombre de “cresta” o “pico” (P), mientras que el valor mínimo o negativo recibe el nombre de “vientre” o “valle” (V). La distancia existente entre una cresta o pico y el otro, o entre un valle o vientre y el otro se denomina “período” (T).

13  En una señal eléctrica analógica, los valores de tensión positivos y negativos pueden mantenerse con un valor constante, o también pueden variar en una escala que va de "0" volt, hasta el valor máximo que tenga fijado, pasando por valores intermedios. Sin embargo, en la señal digital, a diferencia de la analógica, solamente existen dos condiciones: hay voltaje o no hay voltaje y su variación no ocurre de forma continua, sino de forma discreta, a intervalos de tiempo determinados. Señal Eléctrica Analógica TELEVISION UNIVERSITARIA

14 Señal Digital Sin embargo, en la señal digital, a diferencia de la analógica, solamente existen dos condiciones: hay voltaje o no hay voltaje y su variación no ocurre de forma continua, sino de forma discreta, a intervalos de tiempo determinados.

15 TELEVISION UNIVERSITARIA Conversion ADC Analogic Digital Converter 1.Onda sonora o acústica (voz, música, efectos, etc.). 2. Micrófono. 3. Onda senoidal analógica que se obtiene después que el micrófono convierte los sonidos en señales eléctricas de audiofrecuencia. 4. ADC (Analogic to Digital Converter–Conversor Analógico Digital). 5. Señal digital formada por ceros y unos ( 0 - 1 ), obtenida después que la señal analógica es procesada por el ADC. 6.Salida de la señal de audio digitalizada, lista para ser grabada.

16 TELEVISION UNIVERSITARIA Conversión Analógico Digital 1 Muestreo 3 Codificación 2 Cuantización

17 TELEVISION UNIVERSITARIA Muestreo de la señal analógica Para convertir una señal analógica en digital, el primer paso consiste en realizar un muestreo (sampling) de ésta, o lo que es igual, tomar diferentes muestras de tensiones o voltajes en diferentes puntos de la onda senoidal.

18 TELEVISION UNIVERSITARIA Muestreo de la señal analógica La frecuencia a la que se realiza el muestreo se denomina frecuencia de muestreo y se mide en kilohertz (kHz). En el caso de una grabación digital de audio, a mayor cantidad de muestras tomadas, mayor calidad y fidelidad tendrá la señal digital resultante. Frecuencias de muestreo más utilizadas para audio digital son las siguientes: 24 000 muestras por segundo (24 kHz) 30 000 muestras por segundo (30 kHz) 48 000 muestras por segundo (48 kHz) 44 100 muestras por segundo (44,1 kHz) (Calidad de CD)

19 Condición de NYQUIST www.themegallery.com El ingeniero sueco Harry Nyquist formuló el siguiente teorema para obtener una grabación digital de calidad: “La frecuencia de muestreo mínima requerida para realizar una grabación digital de calidad, debe ser igual al doble de la frecuencia de audio de la señal analógica que se pretenda digitalizar y grabar”. Es decir, que la tasa de muestreo se debe realizar, al menos, al doble de la frecuencia de los sonidos más agudos que puede captar el oído humano que son 20 mil hertz por segundo (20 kHz). Por ese motivo se escogió la frecuencia de 44,1 kHz como tasa de muestreo para obtener “calidad de CD”, pues al ser un poco más del doble de 20 kHz, incluye las frecuencias más altas que el sentido del oído puede captar.

20 TELEVISION UNIVERSITARIA Cuantización de la señal analógica La cuantización representa el componente de muestreo de las variaciones de valores de tensiones o voltajes tomados en diferentes puntos de la onda sinusoidal, que permite medirlos y asignarles sus correspondientes valores en el sistema numérico decimal, antes de convertir esos valores en sistema numérico binario.

21 Codificación de la señal en código binario TELEVISION UNIVERSITARIA Después de realizada la cuantización, los valores de las tomas de voltajes se representan numéricamente por medio de códigos y estándares previamente establecidos. Lo más común es codificar la señal digital en código numérico binario. La codificación permite asignarle valores numéricos binarios equivalentes a los valores de tensiones o voltajes que conforman la señal eléctrica analógica original.

22 Bits de Resolución TELEVISION UNIVERSITARIA El término resolución de un sonido digital indica el número de bits que se han utilizado para almacenar cada muestra La resolución determina el número de posibles valores diferentes, o rango, que cada muestra de sonido puede tomar Así, un sonido digitalizado a 8 bits posee 256 niveles posibles, mientras que un sonido a 16 bits presenta 65.536 niveles posibles.

23 Bits de Resolución TELEVISION UNIVERSITARIA Señal eléctrica analógica. La misma señal digitalizada a 8 bits. Observe la forma escalonada resultante del muestreo de este ejemplo, en el que se puede apreciar gráficamente la pérdida de calidad o respuesta de frecuencia en el sonido. Otra vez la misma señal, pero esta vez digitalizada a 16 bits. Como se podrá observar en este último ejemplo, el muestreo de la señal digital realizado a mayor resolución, se asemeja mucho más a la forma que tiene originalmente la onda del sonido de la señal eléctrica analógica.

24 Ventajas de la conversión analógico digital TELEVISION UNIVERSITARIA Se guarda y procesa mucho más fácilmente que la analógica. Posibilita almacenar grandes cantidades de datos en diferentes soportes Permite detectar y corregir errores con más facilidad. Las grabaciones no se deterioran con el paso del tiempo como sucede con las cintas analógicas. Permite realizar regrabaciones sucesivas sin que se pierda ninguna generación y, por tanto, calidad. Permite la compresión para reducir la capacidad de almacenamiento. Facilita la edición visual de las imágenes y del sonido en un ordenador o computadora personal, utilizando programas apropiados. No introduce ruidos en la transmisión.