El Liceo Digital


I N F O R M Á T I C A

Informática y reproducción musical
La música digital


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El sonido de la música | Métodos de registración del sonido
Las expresiones binarias | Registración analógica del sonido
Registración digital del sonido | Elementos técnicos de la digitalización del sonido
La tecnología MIDI | Los formatos informáticos de audio
Tecnología del registro de audio en CD


 

El sonido de la música.

A los efectos de este tema, puede decirse que la música es una secuencia de sonidos, artificialmente producidos por el hombre mediante ciertos instrumentos - los instrumentos musicales - y dotada de una serie de componentes que la hacen agradable para el oído humano.

El sonido es una forma de energía que se manifiesta en forma ondulatoria, y que opera principalmente en el medio constituído por el aire; aunque también se transmite en medios sólidos, líquidos y gaseosos.

Los sonidos se originan en compresiones violentas del aire, a causa de golpes (percusiones, como una piedra que cae al suelo); y principalmente en vibraciones de elementos elásticos y tensos, como las cuerdas vocales o el elemento vibratorio de un instrumento musical. Ese elemento puede ser la cuerda de una guitarra o violín, la membrana de un tambor, el metal de un platillo o de un triángulo, o la lengüeta de un instrumento de viento (aunque existen instrumentos de viento sin lengüeta, en los cuales las vibraciones se producen de otra forma).

La vibración hace que el elemento elástico se mueva alternativamente en una dirección y en la contraria, con lo cual genera en el aire que lo rodea un movimiento ondulatorio, que se transmite en él igual que las ondas que causa sobre una superficie quieta de agua un pequeño objeto que caiga en ella.

Una vibración es un movimiento oscilante que se sucede en el tiempo, que por lo tanto genera una onda. La cantidad de veces que el elemento que vibra oscila en una unidad de tiempo, se denomina frecuencia, la cual es en buena medida determinante del tipo de sonido resultante.

El otro elemento característico de un sonido concreto, es el volumen o intensidad. Aunque una onda tenga siempre la misma frecuencia, su impulso para separarse del eje central puede ser una veces mayor que otro, lo que determina - si es mayor - un mayor volumen del sonido.

La frecuencia se mide en ciclos por segundo (o múltiplos de ciclos, cuando son altas, como kilociclos o megaciclos); y el volumen se mide en decibelios.

En definitiva, la frecuencia es un componente idéntico para todo tipo de ondas, y por lo tanto, el ciclo es su unidad básica.

Sin embargo, por una convención se utiliza la denominación “herzios” para referirse a los ciclos de las ondas de radio, en homenaje a Herz, su descubridor. Por eso, para definir la frecuencia de las ondas de radio, se emplea como unidad el kHrz (kiloherzio) el mHrz (megaherzio) y con el desarrollo de las bandas de radio de muy alta frecuencia (VHF y UHF) el gHrz (gigaherzio).

Para expresar la medida en frecuencia de otras oscilaciones, tales como las sonoras, es apropiado referirse a ciclos, kilociclos, etc.

A los efectos de la percepción humana del sonido, los sonidos de frecuencias más altas, o sea los agudos, se perciben mejor que los de frecuencias bajas, o sea los bajos; por lo cual, para obtener un mismo nivel de percepción, los sonidos bajos deben tener mayor volumen. Por eso, es corriente en los equipos de audio que los sonidos bajos sean separados y amplificados más que los medianos y agudos, a veces exagerándolos con la finalidad de lograr efectos de retumbe.

La música es una combinación de sonidos compleja, porque es resultado de la unión de los sonidos producidos por diversos instrumentos (incluyendo en ese concepto la voz humana), que suenan en forma organizada, coincidiendo o alternándose a lo largo de un cierto tiempo. Los sonidos de los instrumentos que originan la música, normalmente no son sonidos puros o simples, como los que genera el instrumento conocido como “diapasón”.

El diapasón emite un sonido puro, consistente en una vibración de un único tipo o frecuencia, con una onda perfecta. Pero en el caso de los instrumentos, intervienen las vibraciones armónicas, que son el resultado del reflejo de las ondas primarias, que se superponen con las nuevas ondas primarias, (como ocurre en la caja de resonancia de un violín o de una guitarra).

En el caso de la voz humana, las vibraciones de las cuerdas vocales resuenan en las cavidades del sistema buco-respiratorio, dando por resultado carácterísticas propias de la voz de cada persona, que se agregan a las resultantes de las variaciones existentes entre las cuerdas vocales de cada uno.

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Métodos de registración del sonido.

En este caso, lo que nos interesa analizar no es tanto las características de los sonidos tal como son estudiados en la acústica, o sea la rama de la física que estudia el fenómeno del sonido; sino los elementos que se refieren a las técnicas de registro y reproducción del sonido mediante aparatos especiales para ese fin.

En este aspecto, se ha de distinguir esencialmente entre los sistemas analógicos y los sistemas binarios o digitales.

Los sistemas analógicos - que son los tradicionalmente empleados en los discos de “pasta” y en las emisiones de radio AM - se basan en lograr una configuración física que es una reproducción en otro medio, de las mismas vibraciones y formas de onda que tiene el sonido que se trata de registrar; y a la inversa, regeneran en el aire las vibraciones registradas a partir de la “lectura” de elementos que contienen una especie de copia de esas mismas vibraciones.

En los aparatos de registro y reproducción electrónica - y no puramente mecánica como eran los antiguos fonógrafos - existe un proceso intermedio en el cual el patrón de vibraciones es incorporado a una corriente eléctrica alterna, proceso que se llama “modulación”; y en forma similar se procede para la transmisión por radio, al incorporar esa modulación del sonido en una “onda portadora”.

En el caso de los sistemas digitales, se emplea un procedimiento de registración que transforma las vibraciones sonoras en eléctricas y éstas en expresiones binarias, a los efectos de registrarlas; y para reproducir el sonido reconvierte esas expresiones binarias en vibraciones, primero eléctricas y luego sonoras.

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Las expresiones binarias.

Tampoco es nuestro objeto ahora exponer detalladamente los fundamentos de la expresión binaria; pero es indispensable una referencia primaria a ella.

Básicamente, la codificación binaria se basa ella también en una especie de vibración, que se verifica a lo largo de períodos de tiempo; con la diferencia de que en este caso los períodos de tiempo son todos exactamente iguales, y la vibración consiste solamente en una alternativa equivalente a “si” y “no”, a “luz” y oscuridad”, “positivo” o “negativo”, o cualquier otra similar. En ese sentido, puede decirse que la oscilación binaria tiene una única frecuencia y un único volumen; pero mientras la oscilación ondular común tiene una cadencia regular, en el caso de las expresiones binarias es irregular.

La alternativa se expresa matemáticamente mediante los símbolos del uno y el cero. El resultado es lo que se llama una “onda cuadrada” en que cada período “sube” o “baja” bruscamente; en vez de la onda sinusoidal clásica, en que lo momentos de cresta o valle se producen de forma gradual.

Matemáticamente, existe una forma de expresión numérica, llamada “sistema octal”, en el cual las cantidades se expresan mediante agrupaciones de series de 8 posiciones de 1 y 0; por ejemplo, del formato 00110011. Una cadena de 8 posiciones binarias, como la anterior, es la “unidad binaria” en el sistema octal, y se denomina “bit” (binary digit).

Si se construye un cuadrado de 8 × 8 bits, se tiene la unidad de expresión informática, el “byte”. La cantidad de combinaciones posibles en un cuadro de 8 × 8 posiciones binarias de unos y ceros, es 256.

Con esas 256 posiciones, es posible construir agrupamientos de símbolos en correspondencia con cada una de ellas, llamadas códigos.

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El principal de ellos, corresponde al conjunto de caracteres alfanuméricos, es decir de los números, letras y otros símbolos de la escritura, (incluyendo los espacios vacíos). Este código - que es el que está en la base de la escrituración en informática en los computadores - se conoce como el Código ASCII (sigla de American Standard Code for Intercheange of Information).

Aplicando el Código ASCII, es posible representar mediante una especie de “cinta” constituída por un rectángulo resultante de adosar bits colocándolos en fila uno tras otro, una sucesión de símbolos, letras, números, signos, y espacios, con los cuales puede reproducir cualquier texto escrito; como si en vez de escribirlo en una hoja de papel se escribiera a lo largo de un rollo largo y angosto.

Para leerlo, basta saber que hay que separar esa “cinta” en fragmentos de 8 × 8, leer cada símbolo y en consecuencia sustituirlo por las letras, números, signos o espacios correspondientes; con lo que se tendrá el texto que ella representa.

La ventaja de este sistema, a los efectos del procesamiento informático o computarizado, es que mediante él es posible reducir todo documento escrito a una simple línea de momentos o instantes, en cada uno de los cuales hay un “1” o un “0”, y que si se combina con una medición de tiempo, puede subdividirse en “bites”, el agrupamiento de cada 8 de lo cuales puede ordenarse en un “byte”, y los sucesivos bytes en el texto.

Esa “línea” puede convertirse en una corriente eléctrica alterna, en la cual las variaciones de signo positivo se correspondan con el “1” binario, y el “0” sea la ausencia de corriente. Ello permite reducir los documentos a una sucesión de impulsos eléctricos que pasando a gran velocidad por las distintas partes de una computadora, pueden ser manejados de varias maneras (por ejemplo, si son números, para hacer operaciones aritméticas), y además, registrarlos mediante variaciones de imantación en un medio sólido, y luego reproducidos mediante la “lectura” de esas variaciones de su imantación.

Por lo tanto, el sistema binario de registro de sonidos, consiste en convertir los sonidos en una sucesión de bytes, y lograr registrarlos en un medio que permita su ulterior reproducción.

El sistema tradicional de reproducción magnética (como en las cintas de cassettes) se adapta tanto al método analógico como al binario; pero al desarrollarse el rayo láser, que es un haz de luz, el registro de sonido y su reproducción solamente puede hacerse por el sistema binario, a partir de la alternativa de “iluminado” u “obscuro”, en vez de la oscilación magnética que induce o no un potencial eléctrico.

 

La registración analógica del sonido.

El sistema analógico de registración y reproducción del sonido, es el que corresponde al invento del fonógrafo y de los discos tradicionales de surco.

Esencialmente, las vibraciones del sonido convertidas en variaciones físicas correspondientes, sobre un medio sólido.

Las variaciones de las ondas sonoras, son trasladadas tal cuales son, mediante un aparato, a una punta que corre sobre una sustancia relativamente blanda, en la cual traza un surco que va oscilando a derecha e izquierda en la misma frecuencia e intensidad del sonido que origina las vibraciones que la aguja recibe. Esos surcos, normalmente se dibujan sobre una superficie en forma circular, o de espiral, para poder colocar una gran longitud en un espacio reducido. Eso, es el disco de pasta tradicional.

Cuando el disco es colocado en un reproductor, la aguja funciona a la inversa; recoge las vibraciones del surco, y las transmite a un aparato que termina convirtiéndolas en vibraciones de una superficie elástica en contacto con el aire (el cono de un parlante) y hace oír el sonido originariamente grabado.

En la grabación analógica de base magnética, en vez de trazarse un surco físico sobre una superficie, las variaciones físicas del aire se trasladan incorporándolas en forma idéntica sobre una corriente eléctrica, y mediante ella se incorporan distintos grados de magnetización sobre una sustancia sensible adherida a una base sólida y elástica; la película sobre la cual está adherida. Es la cinta magnética de los grabadores de cinta, o de los cassettes. En un primer momento, en vez de la cinta plana se utilizó, como medio de base magnética, un alambre sumamente fino; en el primer grabador magnético, que fue el grabador de alambre. Las variaciones de magnetización son una reprodución idéntica en frecuencia e intensidad a las de las ondas sonoras registradas; por eso siempre se trata de un sistema analógico.

El sistema analógico de registración sonora también se empleó en base a la luz, en el sonido de las películas de cine. En este caso, se trataba de un rayo de luz corriente (aún no se había inventado el rayo laser), que pasaba a través de un pequeño orificio y se proyectaba sobre la película que iba pasando frente a él, que tenía fotografiados distintos grados de negro o gris, reproduciendo analógicamente las vibraciones del sonido.

Esa luz, activaba con mayor o menos intensidad una “célula foto-eléctrica”; dispositivo que es capaz de generar una variable intensidad de energía eléctrica en función de la intensidad de la luz que recibe, y esa corriente eléctrica era procesada por amplificadores y parlantes, reproduciendo el sonido original.

Obviamente, esas variaciones eran análogas a las del sonido; y a partir de ellas, era posible reproducir en un parlante esas vibraciones y con ellas, hacer audible el sonido registrado.

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La registración digital del sonido.

La registración digital del sonido, se realiza mediante aparatos electrónicos e informáticos combinados, que reciben las vibraciones del sonido real a través de micrófonos o de otras fuentes análogas, las transforman en variaciones eléctricas y finalmente las convierten en registros de tipo binario.

La onda del sonido es contínua en el tiempo; pero el oído humano no es capaz de distinguir una onda discontínua, o interrumpida, si esas interrupciones ocurren a una gran velocidad.

Es algo similar a lo que ocurre con la proyección cinematográfica, en que las imágenes son fotografiadas en cuadros inmóviles sucesivos, a una cierta velocidad. Pero cuando se reproducen proyectándolas en una pantalla, el ojo humano no es capaz de captar las interrupciones; debido a que las diversas percepciones son retenidas por unos breves instantes de modo que al ser sustituídas por la siguiente, parecen ser un movimiento continuado e ininterrumpido.

En base a ello, para registrar un sonido en forma digital, se hace un “muestreo”; es decir, se toman imágenes “estáticas”, transformadas a codificación digital, a razón de fracciones de tiempo sumamente cortas. Esas registraciones “instantáneas” codificadas en forma digital, se copian en elementos físicos que las retienen; y cuando son “leídas” con la misma velocidad de muestreo con que fueron tomadas, originan en los aparatos reproductores un proceso que termina con vibraciones físicas de los elementos correspondientes del aparato, y que permiten volver a oír el sonido registrado.

Una de las ventajas principales de la reproducción digital, es que prescinde totalmente de elementos intermedios mecánicos. Eso elimina toda posibilidad de que se incorporen ruidos o sonidos adicionales al que está registrado; como ocurría con el ruido de la púa frotando sobre el disco o de la cinta frotándose sobre la cabeza lectora en los grabadores de cinta, cuando se empleaban los procedimientos analógicos, que se mezclaba con el sonido sustancial, tanto al registrarse como al reproducirse.

Por lo tanto, el sonido reproducido por registración digital, es exactamente igual al originario, sin ningún agregado o deformación; en la medida en que todos los elementos componentes de los aparatos utilizados en el proceso hayan sido capaces de captar y procesar exactamente los niveles y frecuencias componentes de ese sonido original.

Éste es el concepto máximo obtenible de “alta fidelidad”, que significa una absoluta identidad del sonido reproducido con el original. Sin embargo, es preciso señalar que esa identidad nunca es de hecho posible, porque el sonido no se reproduce en las mismas condiciones de lugar, ni en los mismos instrumentos que lo ejecutaron, dispuestos de la misma manera. Estrictamente, para reproducir con total fidelidad un concierto, sería preciso que sonaran en el mismo salón de concierto los mismos instrumentos, en las mismas condiciones de todo tipo, desde la cantidad de público asistente, hasta el grado de humedad del aire.

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Elementos técnicos de la digitalización del sonido.

Como se expresó, en realidad la registración digital del sonido consiste en la “copia” de sucesivos momentos instantáneos del sonido, de la misma forma que una película consiste en una sucesión de fotografías instantáneas de las imágenes producidas por el movimiento.

La duración de cada “instante”, o lo que es lo mismo, la cantidad de “instantes” por segundo (tomado como unidad de tiempo) que son recogidos en el formato binario de las oscilaciones sonoras, se llama “frecuencia de muestreo”. La duración de cada “instante” debe ser sumamente breve, por lo cual las frecuencias por segundo se miten el miles de veces o “instantes por segundo”. Se habla de kiloherz, pero no en el sentido con que en esa unidad se miden oscilaciones de ondas sinusoidales, sino por la cantidad de veces que se toma un muestra en cada segundo.

La frecuencia de muestreo que se utiliza en las técnicas de registro y reproducción sonora por el sistema digital, es básicamente de 44.1 kiloherz por segundo. Es decir que, si en las películas cinematográficas de utilizan 24 fotogramas por segundo, en la registración digitalizada se utilizan 44.100 trozos de sonido por segundo.

La frecuencia también depende de que el registro binario se realice en “bloques” de 8 bits de ancho, de 16 bits, o de 32 bits. Este “ancho de banda” de la “cinta” de información binaria, depende de la capacidad de los equipos utilizados; pero es obvio que si en la misma unidad de tiempo es posible “leer” 16 bits de ancho en vez de 8, la cantidad de información recogida es el cuadrado de la anterior; por lo que con mucho menos velocidad de muestreo se obtendrá el mismo o todavía un mejor resultado en cuanto a la cantidad de información leída y a la calidad del sonido registrado.

La posibilidad de “leer” anchos de banda de 16 o 32 bits, depende fundamentalmente de la velocidad de operación del sistema oscilador electrónico interno del aparato empleado, que es el que determina la cantidad de divisiones que es posible hacer en la unidad de tiempo; por ejemplo, en un segundo.

La diferencia se deriva de que una muestreo más alto origina una mejor calidad de reproducción, pero también emplea mucho más recursos físicos de “memoria” para la registración, y por lo tanto no solamente hay un problema de costo, sino de cantidad de información, y por tanto de tiempo de registración, posible en una misma medida de memoria, como el disco CD.

Con una muestra de 8 bits, se obtienen 256 unidades que describen el rango dinámico y amplitud de onda, para cada intervalo de muestreo; mientras que si se utiliza una muestra de 16 bits, las unidades pasan a ser 65536; y a 32 bits, 65536². La demanda de espacio se duplica cuando, además, se utiliza un sistema estereofónico de dos canales; lo cual hace que se requiera aproximadamente un Megabite de memoria, para almacenar solamente 11 segundos de sonido stéreo.

Naturalmente, la aparición de computadores con discos duros de gran capacidad, ya no medida en decenas de megabytes sino en decenas de gigabytes, y de unidades de computación de muy superior velocidad, ha permitido mejorar mucho la accesibilidad del procesado de sonido a los computadores personales.

Por otro lado, existen técnicas de compresión de la información binaria, que permiten reducir el espacio para el almacenamiento del sonido, a un octavo del normal. Pero estas técnicas significan pérdida de información y consiguientemente, de fidelidad en la reproducción. Para los efectos de la compresión, los valores recogidos en la muestra son redondeados al entero más cercano (proceso denominado “cuantización”); y que, en los casos de sonidos de alta frecuencia o con muchos armónicos, significa que se “achata” la onda sonora, perdiéndose fidelidad.

En los sistemas de procesamiento de sonido computarizados, se utiliza una frecuencia de muestreo de 22.02 kiloherz, con una muestra de 8 bits, lo que da un grado de fidelidad musical similar al que se obtiene en la radio de Amplitud Modulada.

Las necesidades de espacio para el almacenamiento se calculan aproximadamente dividiendo la frecuencia de muestreo entre la cantidad de bits, lo que da la cantidad de bits requeridos por cada segundo del sonido almacenado.

En el formato .WAV que se utiliza para los CD, el muestreo es a 11.05 kiloherz a 8 bits, por lo cual para cada segundo de sonido se necesitan 11.05 kilobytes.

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La tecnología MIDI.

La expresión MIDI es sigla de Musical Instrument Digital Interfase; que se refiere a la posibilidad de operar sobre los registros de sonido por representación digital, utilizándolos para procesos no solamente de almacenar, sino además de transformarlos y de transferirlos, no ya a equipos reproductores convencionales, sino también al mismo tipo de instrumentos electrónicos que se utilizan para generar sonidos musicales sintetizados.

Una vez que un sonido captado por medios analógicos es transformado en información binaria, es posible utilizarlo para “verlo” representado en pantallas de monitores, reconocer allí todas sus propiedades caracterizantes, dividirlo en trozos, combinarlo y hacer toda clase de operaciones; como eliminar algunas gamas (para filtrar ruidos como los que arrastra la reproducción por medios mecánicos mediante discos o cintas magnéticas), uniformizar deformaciones que pudieran existir, etc. eliminar sonidos parásitos (como el del que tose en un concierto, o el ladrido de un perro), y aún extraer sonidos colaterales e independizarlos, como se aplica en la célebre película “La conversación”.

Una de las más notables posibilidades que permite el procesamiento de sonido digitalizado, consiste en analizar fragmentos de sonido producido por una persona al hablar, para sistematizar los rasgos que determinan sus características personales; al mismo tiempo que analizar las formas en que se generan los sonidos vocales de la palabra.

A partir de allí, utilizando un banco con esa información, es posible elaborar desde el teclado expresiones que quedarán transformadas en sonidos vocales, tal como si esas palabras hubieran sido dichas por la persona en cuestión; es decir, sintetizar la palabra humana, y e incluso hacer que hable o cante alguien ya fallecido.

La forma en que los instrumentos electrónicos generan sus sonidos, permite asimismo anticiparse a su conversión final en sonido audible, para registrarlos y eventualmente darles las características finales propias de determinados instrumentos no electrónicos.

Otra posibilidad, consiste en generar artificialmente los sonidos de diversos instrumentos simulados electrónicamente como en los sintetizadores, fusionarlos en un archivo digitalizado, y proceder a registrarlos, por ejemplo en un CD, sin que nunca hayan sido realmente ejecutados.

La tecnología MIDI fue desarrollada a principios de la década de 1980; de modo que sus standards hacen intercambiables los registros y procesos realizados con aparatos MIDI de diferentes fabricantes.

Los archivos de computadora que utilizan estos standares, se distinguen por la desinencia .MID y tienen la característica de que ocupan bastante menos espacio de memoria que otros formatos de registro musical, como los .WAV.

Para componer archivos MIDI, se utiliza un secuenciador electrónico y un sintetizador de sonidos, que emplean programas de software apropiados, como el Midisoft o el Studio que corre sobre Windows.

También se utiliza un teclado de los corrientemente empleados en música electrónica, que si está adecuado a la tecnología MIDI puede llegar a operar 16 canales de datos musicales, lo que permite grabar diferentes instrumentos, uno por uno, y luego reproducirlos simultáneamente en cada uno de esos canales como si fueran una orquesta.

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Los formatos informáticos de audio.

Los sonidos convertidos en información digital, se registran en dispositivos de memoria de computadora, generalmente el disco duro, o en memorias externas de CD o DVD (dispositivo que además de sonido realiza similares operaciones con imágenes de presentación como en la TV o en cine).

Pero para reproducir esa información en los equipos apropiados, es necesario disponer de un software que se atenga a los parámetros utilizados, por ejemplo, para el muestreo y todas las demás operaciones efectuadas durante el proceso de registro. Todos esos elementos, conforman lo que se denomina el “formato”, sin ajustarse al cual el registro no podrá ser adecuadamente interpretado.

Existen distintos formatos, provenientes de los distintos fabricantes; aunque la necesidad de una gran uniformidad en este sentido, hace que predominen ampliamente algunos de ellos.

Por ejemplo, cuando a la vez Philips y Sony desarrollaron simultaneamente el CD, tuvieron en cuenta la enseñanza adquirida con el desarrollo de los sistemas de grabación de video, y la contienda entre los sistemas de formato VHS y Bethamax. En consecuencia, antes de lanzar la producción del CD, llegaron a acuerdos que uniformaron los parámetros y que, de hecho, debieron ser seguidos por todos los demás fabricantes. Ulteriormente, esos parámetros fueron adoptados en el formato .WAV de los archivos de sonido de Windows; que es el que permite digitalizar grabaciones de audio analógicas - de discos, cintas o casettes - mediante un programa procesador de sonido, y trasladarlas a CD audibles con los equipos corrientes.

Los equipos de computación MacIntosh, registran los archivos de sonido digitalizado mediante un formato que se individualiza con la desinencia .IFF, sigla de Audio Interchange File Format. El sistema operativo e interfase Windows, utiliza el formato .WAV. Otros procesadores de audio, incluso los programas de operación telefónica, utilizan formatos propios, como el .VOC.

En general, los formatos de audio utilizan un proceso de digitalización del sonido que se denomina PCM, sigla de “Pulse codification modulation”. La modulación consiste en la superposición de las ondulaciones sonoras sobre una onda electrónica que las transporta, la “portadora”, similar al que se realiza en las ondas de radio. El sistema de “pulse modulation” - que es anterior a la tecnología digital y se empleó originariamente para la transmisión radial múltiple en un mismo canal de frecuencia - consiste básicamente, también, en dividir la emisión de la portadora en sucesivos períodos de tiempo sumamente breves, y modular en cada uno de ellos un contenido distinto; como ser cada uno de los canales de una emisión estéreo.

La diferencia principal que existe entre los diversos formatos de archivos informáticos de audio, es que además de la información “musical” en sí misma, en el archivo deben almacenarse - para ser tomados y aplicados a la hora de reproducirlo - datos tales como si el sonido es estéreo o monoaural, la cantidad de bits y la frecuencia del muestreo; lo cual los diversos formatos almacenan en distintas ubicaciones dentro del archivo. El programa reproductor, debe tener las mismas reglas acerca de dónde recoger esa información, ya que de otra manera no las ubicará y no podrá “leer” y reproducir la información sustancial del archivo sonoro.

De tal manera, existen programas que poseen registrada la forma en que esa información es colocada en cada uno de los distintos formatos del mercado; lo que les permite convertir un archivo de sonido de un formato en otro, empleando la misma información sonora sustancial.

En los CD, la información codificada en forma digital, se registra en “pistas”, o áreas concéntricas, utilizando el formato acordado inicialmente entre Philips y Sony, llamado CDA, coincidente con el .WAV. De modo que para registrar en CD las pistas de sonido en forma que puedan reproducirse en un reproductor corriente de CD, deberá hacerse siempre en formato .WAV.

Pero han sido ulteriormente desarrollados otros formatos de registración de información sonora digital, especialmente con el objeto de disminuir los requerimientos de memoria y, especialmente - y a consecuencia de ello - posibilitar su transmisión vía Internet, sin que ello signifique que ese proceso insuma tiempos excesivos.

Sin embargo, los archivos de esos formatos, aunque registrados en CD, solamente podrán ser reproducidos en computadoras que operen con el correspondiente software, o en aparatos reproductores especialmente fabricados para reconocer esos formatos, tales como los reproductores de MP3.

Los requisitos de calidad de sonido aplicados en los CD, básicamente mediante muestreo a 44.1 kiloherz y 16 bits por segundo, determinan que en el tamaño escogido para el standard de los CD sea posible almacenar algo más de 70 minutos y 740 Megabytes.

Se ha dicho que esa dimensión fue resultante de que, durante el proceso de negociación de los standards de los CD entre Philips y Sony, la esposa del Presidente de esta última compañía consideró que el CD debería ser capaz de albergar la más extensa de las sinfonías de Beethoven, lo que como consecuencia condujo a esos standars.

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Tecnología de registro de audio en CD.

Los fundamentos de la tecnología de CD, son la base binaria de los registros informáticos de sonido, y el sistema de lectura y reproducción mediante rayos láser.

El rayo láser, es un haz de luz que ha sido “amplificado” y unificado, con la consecuencia de que adquiere la propiedad de difundirse exclusivamente en una dirección, con una capacidad muy superior de propagación respecto de la luz común. Para ello, se utiliza generalmente el rubí, lo que determina el característico color rojo de los rayos láser.

Mediante el rayo láser, es posible operar en escalas infinitamente pequeñas, tanto en cuanto a la sección circular del haz de luz, como respecto de las distancias de su desplazamiento (lo que ha permitido, por ejemplo, emplearlo en cirugía oftalmológica para cortar “fetas” infinitamente pequeñas del tejido del cristalino, y moldearlo para corregirle defectos de la visión).

En lo que ahora interesa, el dispositivo de lectura de los CD se basa en que un rayo láser es proyectado con total precisión en puntos sumamente pequeños de una placa de plástico que posee una superficie reflectiva en la que existen “orificios” microscópicos. De manera que cuando el rayo cae sobre una zona reflectiva es devuelto y captado por un sensor; y cuando cae en una zona no reflectiva el sensor no recibe el reflejo del rayo.

Mediante ello, resulta obvio que a lo largo de las unidades de tiempo, es posible formar una secuencia binaria, que reproduce la incorporada al archivo en que se encuentra registrada la información binaria de la secuencia musical registrada en el disco. Esa información es ulteriormente procesada por un software, y transformada en impulsos eléctricos capaces de activar los sistemas magnéticos de reproducción sonora, típicamente los parlantes de un sistema de audio.

A los efectos de la “grabación” del disco, existen dos procedimientos, uno que es adecuado a la preparación de matrices que permiten la ulterior fabricación de gran cantidad de copias, y otro que permite la copia, uno por uno, desde un disco grabado a otro virgen.

El primer procedimiento, es el método de fotoresistencia. Se prepara la matriz en un disco de vidrio, recubierto de una capa de una sustancia que tiene la propiedad de alterarse al recibir un impulso luminoso, procedente de un rayo laser que fluctúa conforme a las variaciones binarias procedentes de la lectura, en la secuencia de tiempo, de un archivo de sonido digitalizado.

Naturalmente, el disco va girando a velocidad constante, por lo cual se exponen sucesivos puntos a la luz del rayo láser, y cuando se completa una circunferencia, o “surco”, el software que gobierna el sistema pasa a otra contigua, y así sucesivamente.

La sustancia fotosensible adherida al disco, opera igual que la capa sensible de una película fotográfica o de cine; de modo que al término de la grabación, es sometida a un proceso de revelado similar al de la fotografía.

De esta manera se obtiene un “master” o disco original, mediante el cual, por un ulterior procedimiento de prensado sobre los discos CD de plástico que contienen una capa sensible, es posible “copiar” el master en forma instantánea, lo que permite producir una gran cantidad de copias en muy corto tiempo. También es posible, por el mismo procedimiento de la grabación original, hacer copias del “master” para multiplicar la fabricación de copias del CD; o para mantener intacto el master inicial.

El procedimiento de copia individual, llamado DRAW (sigla de Direct Reading After Write) se sirve de un proceso similar al de la grabación de un master, por medio de un software que primero recoge en un archivo registrado en el disco duro de la computadora la información musical binaria (y toda la adicional necesaria, como los parámetros de muestreo, etc., así como puede recoger además texto y aún imágenes).

Luego, al colocar en el aparato grabador un disco virgen, esos archivos son leídos y consiguientemente se produce en el disco virgen una alteración similar por efecto del rayo láser que fluctúa en sus emisiones en correspondencia con la información binaria que a través del software recibe del archivo de sonido; cuya información queda registrada en el disco virgen y puede en consecuencia reproducirse en forma prácticamente infinita.

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