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FUNDAMENTOS DE SONIDO Y PRODUCCIÓN DE AUDIO DIGITAL J. Pablo Aguilar Garduño 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. Objetivos del curso Objetivos particulares. 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. Presentar la producción de audio como una forma de expresión artística. Objetivos del curso Objetivos específicos. 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. Adquirir estructuras de pensamiento flexibles que les permitan desenvolverse exitosamente adaptándose a un entorno tecnológico en continua transformación. ¿Qué es un sistema de sonido? Es un arreglo funcional de componentes electrónicos e informáticos diseñado para amplificar, grabar, reproducir o transmitir sonidos. Modelo conceptual de un sistema de sonido Energía acústica Conversión de energía acústica en energía eléctrica Señal de audio Manipulación eléctrica de la señal de audio Señal de audio Conversión de energía eléctrica en energía acústica Energía acústica 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. 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. 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. La psicoacústica es una disciplina que considera la percepción, el reconocimiento de patrones, la memoria y la acústica. Representación del sonido como una onda. Características de las ondas senoidales. o o o o o o o Amplitud [dB] Frecuencia f [Hertz] Periodo T = 1/f [seg] Velocidad v = d/t [metros/seg] Longitud de onda = v/f [metros] Fase. Ejemplos. Características de ondas más complejas Se construyen ondas más complejas a partir de ondas senoidales. Características de ondas más complejas A D S R Se describe por una curva envolvente. (ADSR) ADSR: Ataque, Decaimiento, Sostenimiento, Relajación. Características de ondas más complejas La aportación que realiza cada onda armónica, es diferente para cada sonido. El Sonido Musical Intensidad / Sonoridad, volumen, amplitud El Sonido Musical Timbre / Estructura armónica, forma y color del sonido. El Sonido Musical Intensidad / Sonoridad, volumen, amplitud Timbre / Estructura armónica, forma y color del sonido. Tono / Frecuencia fundamental + contenido armónico + dinámica interna. Intensidad dinámica / envolvente. Espectros sonoros: muestran la manera en que se distribuye la energía entre los diferentes armónicos que construyen la señal. El sonido digital. Representación digital de una señal de audio. Frecuencia de muestreo (sampling frequency). Cuantificación (Quantizing). 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. Bits de cuantificación bits Valores de cuantificación posibles 1 2 2 2x2 =4 4 2x2x2x2 =16 8 2x2x2x2x2x2x2x2 =256 16 2x2x2x2x2x2x2x2x2x2x2x2x2x2x2x2 =65,536 El comportamiento del sonido. Reflexión. Al reflejarse el sonido en un obstáculo plano, el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión. Reflexión. Al reflejarse el sonido en un obstáculo plano, el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión. El comportamiento del sonido. Difracción. El sonido se “reconstruye” para rodear obstáculos. El comportamiento del sonido. Refracción. Al cambiar el medio en que se transporta, cambia también de dirección. El oído como transductor El rango dinámico del oído es 1013:1 Umbral de la audición: 0 db SPL Umbral de la sensación: 118 db SPL Umbral del dolor: 140 db SPL SPL: sound pressure level La percepción auditiva según muestran los experimentos de Fletcher-Munson es no lineal. Psicoacústica. 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. 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. 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. Psicoacústica. 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. 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. Para t menores a 30 mseg. Hay una fusión de sonidos. Imaginando con sonidos El espacio estereofónico Posición izquierda-derecha: Panorama Posición frente-atrás: Volumen Posición arriba-abajo: Frecuencia Lo que la gente encuentra en la música Emociones Estructuras. Teoría musical. Reacciones físicas. Salud. Imágenes. Espiritualidad. Estructuras de paisajes sonoros Voz Música Sonidos de la naturaleza Efectos de sonido creados Silencio Procesamiento de señales de audio Procesamiento analógico bocina micrófono Manipulación de voltaje sensor actuador Procesamiento digital micrófono bocina Convertidor A/D Almacenaje en memoria DSP Convertidor D/A DSP: digital signal processor sensor D: digital A: analógico actuador Comparación entre los diferentes tipos de procesamiento Análogo Digital Hiss y Humm Poco ruido de fondo. Amplio rango dinámico Compresión en saturación. Distorsión en saturación. Edición difícil. Edición muy fácil. 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. 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.