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Ahora resulta que menos es más (Grabación Digital). PDF Imprimir E-mail
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Escrito por Helio   
Domingo, 08 de Febrero de 2009 12:51

 

Hola amigos, ando liado procesando la infinidad de información que va apareciendo sobre las nuevas tecnologías en grabación. Desde hace ya unos años, se está hablando de la nueva tecnología de grabación digital de alta definición a 1Bit de muestreo Surprised

Tras empezar con técnicas realmente obsoletas, se llegó al modelo actualmente estandarizado a 16Bits/44,1Khz de muestro, que es el del CD de audio. Bien, ese modelo que mató y casi remató a los vinilos, lleva ya años siendo discutido, y puesto en duda. Al parecer todos los expertos coinciden en que su ubicación en el mercado queda para entretenimiento de masas fuera del campo profesional, como un sistema cutre-digital que aún teniendo las ventajas inherentes a la digitalización muestra sus enormes carencias, siendo una de las más destacadas su frialdad comparada con los viejos sistemas analógicos de alta calidad.

Bien, cuando aquí hablamos de digitalización del sonido, evidentemente, aunque hablemos de un producto de mercado tan implantado como el CD, no podemos olvidarnos de lo que interesa a muchos lectores de esta Web: La producción musical en estudios profesionales o caseros.

Si hacemos un poco de historia y recuperamos conceptos ya tratados, sabemos que los sistemas de almacenamiento analógicos tienen el grave problema del deterioro temporal: Cada vez que se reproduce un vinilo, sufre un desgaste, y lo mismo ocurre con una cinta magnetofónica casera o de estudio. Encima la cinta contiene información magnética, así que la proximidad de un transformador, o cualquier otro tipo de generador de campos magnéticos, como por ejemplo un simple imán de cocina, pasado por encima de una cinta, puede eliminar su contenido.

De ahí la revolución que supuso el paso a la digitalización que nos permite copiar de una copia, y así hasta el infinito sin degradación alguna, y sin desgaste en su calidad por mucho que se reproduzca un CD o una grabación en disco duro.

Pero volvamos a nuestro asunto inicial: la cantidad de bits (en un CD son 16) nos indican la cantidad de información de que disponemos, y cuando hablamos de 44'1khz hablamos de 44100 muestras de 16 bits por segundo. Bien, en los actuales estudios digitales, con las nuevas tarjetas y el abaratamiento de los medios de almacenamiento, ya ha sido posible pasarnos a 24 bits y 192 Khz de muestreo, es decir más información y 192.000 muestras por segundo... Estamos ante lo que podría parecer lo ideal, y ciertamente grabar con esa calidad, ya es algo notable.

 


 


A este concepto de 24/192 se le puede considerar un nuevo estándar de calidad, PERO sigue habiendo un grave problema de base: Se necesitan costosos conversores que conviertan la señal analógica que entre en la cadena de proceso, y de la calidad de esos conversores y sus componentes dependerá la calidad final del resultado: No podemos en ningún caso hablar de una buena grabación, aunque tengamos una tarjeta que alcance los 24/192, ya que si sus conversores son malos, la calidad seguirá siendo mala.

Tengamos en cuenta cual es exactamente la cadena de procesos por la que pasa una señal sonora cuando es convertida en un WAV, y aquí tenemos un gráfico esclarecedor:

 


 

 1º-La señal es procesada por un conversor A/D (Analógico a Digital) es decir un sistema que convierte en Bits esa señal acústica analógica procedente de un micro o un toma de línea.

2º-Esa señal pasa a luego por un filtro “decimador” es decir un filtro que elimina una parte muy importante de esos bits, para conservar solo los que considera relevantes (en función de la definición a la que estamos grabando). a más definición menos bits son descartados, pero bueno, el caso es que desaparecen muchísimos más de los que se generan en el conversor. Luego la información contenida en esos bits descartados se almacena en los 16 o 24 bits, de manera a conservar lo más "fielmente" la señal original. Esa es básicamente la función del filtro “decimador”.

3º-Finalmente el resultado de ese filtro decimador, se graba en el soporte digital.

Bien, eso es en cuanto a grabación, pero y en reproducción ???

Pues asistimos a un proceso prácticamente inverso tal como se aprecia en el mismo gráfico:

1º-Se toma la señal de un archivo digital de audio.

2º-Se pasa por un filtro de interpolación que no es otra cosa que un sistema de algoritmos, que “inventa” los bits que faltan en función de la resolución de la grabación. En este proceso, siempre hablamos de aproximaciones y  NUNCA de certezas, pues lo que no está grabado, no EXISTE, así que ese conversor tiene que inventar y reconstruir.

3º-Finalmente todos esos bits inventados se añaden a los de la grabación, y se llega al conversor D/A (digital a analógico).

Bien, sabemos a ciencia cierta que en todo ese proceso, hemos perdido información por el camino, y evidentemente, por muy buenos algoritmos A/D y/o D/A que usemos, el caso es que existen claras y evidentes diferencias entre la señal analógica entrante, y la señal analógica saliente. Tal como el gráfico anterior muestra, nuestra señal ha pasado por un proceso de tortura, compresión depilación, etc... hasta llegar a WAV, y luego, a partir de ese WAV se la intenta vestir de nuevo como si fuera el original, pero no lo es... Es como si a alguien le cortamos el pelo al cero al entrar en la cadena de procesos  y luego para compensar le ponemos una peluca al salir... 

Llegados a este punto, podemos pensar que son los gajes del oficio, que así es un sistema digital, y para de contar. Bueno, ciertamente, en el 99,9% de los casos es lo que hay, pero en el sonido profesional, ya hace décadas que se está trabajando en sistemas digitales de un solo bit de muestro (alucino), pero a muy altas frecuencias de muestreo, de manera a que la diferencia máxima entre una muestra y la siguiente sea tan poco diferente de la anterior que quepa en un solo bit. Es decir en un valor que apenas puede ser o un 0 o un 1. Puro sistema binario básico. Este sistema originalmente desarrollado por el Doctor Yoshio Yamasaki a finales de los años 80 en la Universidad Waseda de Japón, fue patentada en 1992. Prueba de la existencia de ese sistema, es que ha sido usado por Sony y Phillips desde hace años para publicar unos cuantos miles de títulos en un sistema llamado DSD (Direct-Stream-Digital Recording).

Ese sistema aparentemente es lo más parecido al analógico, y parece un invento digno de llamarse, el nuevo huevo de colón: Su funcionamiento es tan sencillo, como se puede ver a continuación.

Veamos el gráfico:

 


 

1º-El conversor Analógico/Digital convierte a 1Bit la señal analógica que le entra. Hace exactamente lo mismo que el conversor A/D de un sistema a 16Bits/44,1Khz.

2º-PERO ya no es necesario decimarla, ni convertirla, ni procesarla para nada de nada, porque no se eliminan bits innecesarios concentrando la información en 16 o 24 Bits. Todos los bits que han entrado se conservan para ser grabados en un formato especial sobre un soporte de disco duro, o tarjeta flash.

Para reproducir, ya no hay que inventarse los bits que faltan porque no falta ninguno, así que basta con un conversor Digital/Analógico decente, y tenemos una fidelidad inmejorable que no ha sufrido tortura alguna en todo el proceso.

Bien, podemos pensar: ¿Con lo fácil que parece, eso debe de consumir una enorme cantidad de espacio no ??? Pues SI, se consume espacio, pero no tanto como se cree, y si bien cuando esta tecnología se inventó los discos duros eran costosos y muy lentos, actualmente se puede acceder a dicha tecnología a un precio de mercado prácticamente similar al de un buen sistema a 24/192.

Por ejemplo en 2007, Korg ganó un premio a la innovación con una de sus grabadoras portátiles (La MR-1000) que en un disco de 40Gb es capaz de almacenar 7 horas de grabación continua a 1Bit con la máxima frecuencia de muestreo actualmente vigente en los sistemas de 1Bit, que es de 5,6Mhz (es decir 5,6 millones de muestras por segundo). Sin embargo, ese mismo disco duro, es capaz de almacenar 8 horas a 24 bits y 192Khz, así que el consumo de espacio, es apenas residual, si se compara con una grabación digital convencional.


 

 

 

 

Entonces viene la pregunta: ¿Porque tan poca diferencia?

Bueno, la respuesta es evidente: Sacar 5,6 millones de muestras por segundo, supone almacenar mucha más información que si sacamos 192 mil muestras por segundo, estamos de acuerdo. Pero no es lo mismo almacenar esos 5,6 millones de muestras del tamaño de 1 solo bit como en el caso de este sistema, que almacenar 24 bits 192 mil veces por segundo, ya que cada muestra consume 24 veces más espacio.Aquí aparece el gráfico del fabricante indicando la capacidad de esta grabadora:


 Es evidente que no es lo mismo grabar en calidad CD (60 horas de espacio en 40Gb) que grabar a 1Bit a 5,6 Mhz (7h en el mismo disco), pero claro está si con un puerto USB 2, sacamos el contenido de esa grabadora y la metemos en un disco duro externo de 1Terabyte (es decir un millón de Kb o dicho de otro modo: 1.000 gigas), el cual cuesta apenas 100€ actualmente, podemos hablar de precios ridiículos para un almacenamiento de tan alta calidad. 

 Actualmente, se está muestreando a 1Bit y con un notable éxito a una frecuencia de 2,8Mhz, es decir a 2,8 millones de muestras por segundo, y en una grabadora como la MR-1000 podemos almacenar en su disco duro de 40Gb, hasta 14 horas con esa nueva frecuencia. Lo cual ya nos da mejores resultados que un sistema tradicional a 24/192.

La total y completa utilidad de ese nuevo sistema de grabación se ubica todavía en el futuro, aunque cada día más cercano. Así que en una buena estrategia de anticipación, Korg ha sacado al mercado 3 grabadoras a 1Bit de muestreo: Una portátil, estilo Walkman que permite trabajar a 2,8 Mhz, otra transportable y pensada para grabaciones de conciertos, tomas de sonidos en el campo, etc... con un disco de 40Gb, y otro modelo en forma de Rack que tiene las mismas prestaciones que la estación transportable. A continuación tenemos el Korg MR1 (Tamaño Walkman), Luego el MR-1000, y posteriormente el rack MR-2000s. 

 

 

 

 

 

Todos esos aparatos tienen salida USB 2 que permite volcar las grabaciones en cualquier ordenador provisto de puerto USB. Además, con cada aparato, se regala un Software, que permite convertir las grabaciones de 1 bit a cualquier formato conocido actual: Desde 24/192 a mp3 pasando por cualquier otro formato intermedio, como 16/44,1, 24/48, etc...

 Os adjunto unos gráficos obtenidos por osciloscopio donde queda patente la diferente respuesta que da a la salida un sistema digital  cuando se graba una onda cuadrada, en las diferentes definiciones conocidas:

 

 

 

En el primer recuadro a la izquierda, tenemos una onda cuadrada y el resultado tras ser grabada y reporducida en formato CD (16 bits a 44'1Khz de muestreo), tal vez sonará parecida, pero cualquier parecido visual de la onda con la realidad es mera coincidencia... 

El el segundo recuadro (a su derecha), se aprecia que la onda ya esta en consonancia con la onda cuadrada, aunque sigue siendo curva (típico del conversor D/A que inventa lo que no existe).  Es una grabación a 24 bits / 92Khz de muestreo.

Si miramos los dos recuadros debajo de este texto, tenemos a la izquierda, lo mejor que se puede conseguir con un sistema actual considerado el estandard de la industria de alta calidad: 24 bits a 192 Khz de muestreo, y a su derecha, el resultado del una grabación a 1Bit y 5,6 Mhz de muestreo... dejando claro, que aunque no sea un sistema perfecto, es de lejos el que más se le acerca. Es evidente que una onda cuadrada no va a salir nunca, porque en el mundo real analógico es algo que no existe, pero el concepto de fidelidad es algo que siempre se busca... Smile

 

 

En conclusión:

La idea básica que se está barajando a nivel de mercado, es que dentro de un tiempo todo se hará ya a 1Bit, y con estos nuevos sistemas que ya salen a precios de mercado muy asequibles, se puede grabar y almacenar pistas de manera a convertirlas a cualquier formato actual (para trabajar con ellas), mientras se almacenan los máster originales a 1bit, de manera a disponer de datos a altísima definición para su futuro uso en los nuevos estudios.

Como ejemplo práctico de precios al consumo, podemos decir que un MR-1000 sale de PVP por 1250€ (sin  tener en cuenta el descuento que nos puede hacer el distribuidor) mientras una grabadora profesional de similares características en 24/192 no baja de los 1000€ o incluso alcanza los 1500€ (eso ya depende de la marca), por lo que podemos deducir, que estamos al alcance de esa tecnología a un precio totalmente equiparable al de los estándares habituales del mercado.

(Todas las Imágenes e información han sido sacados de artículos ubicados en las páginas Web de Letusa.es y Korg.es)

Última actualización el Domingo, 08 de Febrero de 2009 20:00
 

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