Creación musical. Mastering - parte 2

Escribín sobre o feito de que o mastering no proceso de produción musical é o último paso no camiño desde a idea da música ata a súa entrega ao destinatario no número anterior. Tamén fixemos unha ollada ao audio gravado dixitalmente, pero aínda non discutín como este audio, convertido en conversores de voltaxe CA, se converte a forma binaria.

1. Todo son complexo, incluso un grao de complexidade moi elevado, en realidade consiste en moitos sons sinusoidais simples.

Rematei o artigo anterior coa pregunta, como é posible que nunha onda tan ondulada (1) se codifique todo o contido musical, aínda que esteamos a falar de moitos instrumentos que tocan partes polifónicas? Aquí está a resposta: isto débese ao feito de que calquera son complexo, aínda que sexa moi complexo, é realmente consta de moitos sons sinusoidais sinxelos.

A natureza sinusoidal destas formas de onda simples varía tanto co tempo como coa amplitude, estas formas de onda superpoñendo, engadindo, restando, modulándose entre si e, polo tanto, creando primeiro sons de instrumentos individuais e despois mesturas e gravacións completas.

O que vemos na figura 2 son certos átomos, moléculas que forman a nosa materia sonora, pero no caso dun sinal analóxico non hai tales átomos: hai unha liña par, sen puntos que marquen lecturas posteriores (a diferenza pódese ver en a figura en pasos, que se aproximan graficamente para obter o efecto visual correspondente).

Non obstante, dado que a reprodución de música gravada desde fontes analóxicas ou dixitais debe realizarse mediante un transdutor electromagnético mecánico, como un altofalante ou un transdutor de auriculares, a gran maioría da diferenza entre o audio analóxico puro e o audio procesado dixitalmente desenfoca. Na fase final, é dicir. ao escoitar, a música chega ata nós do mesmo xeito que as vibracións das partículas de aire provocadas polo movemento do diafragma no transdutor.

2. As moléculas que compoñen o noso son importan

díxito analóxico

Existen diferenzas audibles entre o audio analóxico puro (é dicir, gravado en analóxico nunha gravadora analóxica, mesturado nunha consola analóxica, comprimido nun disco analóxico, reproducido nun reprodutor analóxico e nun amplificador analóxico amplificado) e o audio dixital convertido de analóxico a dixital, procesado e mesturado dixitalmente e despois procesado de novo a forma analóxica, é iso xusto diante do amplificador ou practicamente no propio altofalante?

Na inmensa maioría dos casos, máis ben non, aínda que se gravamos o mesmo material musical de ambas as dúas formas e despois o reproducimos, as diferenzas seguramente serían audibles. Non obstante, isto deberase máis ben á natureza das ferramentas empregadas nestes procesos, ás súas características, propiedades e moitas veces limitacións, que ao feito mesmo de utilizar tecnoloxía analóxica ou dixital.

Ao mesmo tempo, asumimos que levar o son a unha forma dixital, é dicir. atomizados de forma explícita, non afectan significativamente ao propio proceso de gravación e procesamento, sobre todo porque estas mostras ocorren a unha frecuencia que -polo menos teoricamente- está moito máis aló dos límites superiores das frecuencias que escoitamos e, polo tanto, esta granularidade específica do son convertido. a forma dixital, é invisible para nós. Porén, dende o punto de vista do dominio do material sonoro, é moi importante, e diso falaremos máis adiante.

Agora imos descubrir como se converte o sinal analóxico a forma dixital, é dicir, cero-uno, é dicir. aquel no que a tensión só pode ter dous niveis: o nivel un dixital, que significa tensión, e o nivel cero dixital, é dicir. esta tensión é practicamente inexistente. Todo no mundo dixital é un ou cero, non hai valores intermedios. Por suposto, tamén existe a chamada lóxica difusa, onde aínda hai estados intermedios entre os estados "on" ou "off", pero non é aplicable aos sistemas de audio dixital.

3. As vibracións das partículas de aire provocadas por unha fonte sonora poñen en marcha unha estrutura moi lixeira da membrana.

Transformacións Primera Parte

Calquera sinal acústico, xa sexa voz, guitarra acústica ou batería, envíase ao ordenador en formato dixital, primeiro debe converterse nun sinal eléctrico alternativo. Isto adoita facerse con micrófonos nos que as vibracións das partículas de aire provocadas pola fonte sonora impulsan unha estrutura de diafragma moi lixeira (3). Este pode ser o diafragma incluído nunha cápsula de condensador, unha banda metálica nun micrófono de cinta ou un diafragma cunha bobina unida a el nun micrófono dinámico.

En cada un destes casos aparece un sinal eléctrico moi débil e oscilante na saída do micrófonoque, en maior ou menor medida, conserva as proporcións de frecuencia e nivel correspondentes aos mesmos parámetros das partículas de aire oscilantes. Así, trátase dunha especie de análogo eléctrico do mesmo, que se pode procesar máis en dispositivos que procesan un sinal eléctrico alternativo.

Primeira o sinal do micrófono debe ser amplificadoporque é demasiado débil para ser usada de ningún xeito. A tensión de saída de micrófono típica é da orde de milésimas de voltios, expresada en milivoltios, e moitas veces en microvoltios ou millonésimas de voltios. A modo de comparación, engademos que unha batería convencional tipo dedo produce unha tensión de 1,5 V, e esta é unha tensión constante que non está suxeita a modulación, o que significa que non transmite ningunha información sonora.

Non obstante, a tensión continua é necesaria en calquera sistema electrónico para ser a fonte de enerxía, que logo modulará o sinal de CA. Canto máis limpa e eficiente sexa esta enerxía, menos suxeita ás cargas e perturbacións actuais, máis limpo será o sinal de CA procesado polos compoñentes electrónicos. É por iso que a fonte de alimentación, é dicir, a fonte de alimentación, é tan importante en calquera sistema de audio analóxico.

4. Amplificador de micrófono, tamén coñecido como preamplificador ou preamplificador

Os amplificadores de micrófono, tamén coñecidos como preamplificadores ou preamplificadores, están deseñados para amplificar o sinal dos micrófonos (4). A súa tarefa é amplificar o sinal, moitas veces mesmo en varias decenas de decibelios, o que significa aumentar o seu nivel en centos ou máis. Así, na saída do preamplificador, obtemos unha tensión alterna directamente proporcional á tensión de entrada, pero superándoa centos de veces, é dicir. a un nivel de fraccións a unidades de voltios. Este nivel de sinal está determinado nivel de liña e este é o nivel operativo estándar nos dispositivos de audio.

Transformación segunda parte

Xa se pode pasar un sinal analóxico deste nivel proceso de dixitalización. Isto faise mediante ferramentas denominadas conversores ou transdutores analóxico a dixital (5). O proceso de conversión no modo PCM clásico, é dicir. A modulación de ancho de pulso, actualmente o modo de procesamento máis popular, está definida por dous parámetros: frecuencia de mostraxe e profundidade de bits. Como sospeita con razón, canto máis altos sexan estes parámetros, mellor será a conversión e máis preciso será o sinal que se enviará ao ordenador en formato dixital.

5. Conversor ou conversor de analóxico a dixital.

Norma xeral para este tipo de conversión mostraxe, é dicir, tomando mostras de material analóxico e creando unha representación dixital do mesmo. Aquí, interprétase o valor instantáneo da tensión no sinal analóxico e o seu nivel represéntase dixitalmente nun sistema binario (6).

Aquí, porén, é necesario lembrar brevemente os fundamentos das matemáticas, segundo os cales calquera valor numérico pode ser representado en calquera sistema numérico. Ao longo da historia da humanidade utilizáronse e aínda se utilizan varios sistemas numéricos. Por exemplo, conceptos como unha ducia (12 pezas) ou un centavo (12 ducias, 144 pezas) baséanse no sistema duodecimal.

6. Valores de tensión nun sinal analóxico e representación do seu nivel en forma dixital nun sistema binario

Para o tempo, usamos sistemas mixtos: sesaxesimal para segundos, minutos e horas, derivado duodecimal para días e días, sétimo sistema para días da semana, sistema cuádruple (tamén relacionado co sistema duodecimal e sesaxesimal) durante semanas nun mes, sistema duodecimal. para indicar os meses do ano, e despois pasamos ao sistema decimal, onde aparecen décadas, séculos e milenios. Creo que o exemplo do uso de diferentes sistemas para expresar o paso do tempo mostra moi ben a natureza dos sistemas numéricos e permitirá navegar de forma máis eficaz por cuestións relacionadas coa conversión.

No caso da conversión de analóxico a dixital, seremos os máis habituais converter valores decimais en valores binarios. Decimal porque a medida de cada mostra adoita expresarse en microvoltios, milivoltios e voltios. Entón este valor expresarase no sistema binario, é dicir. usando dous bits que funcionan nel - 0 e 1, que denotan dous estados: sen tensión ou a súa presenza, apagado ou conectado, actual ou non, etc. Así, evitamos a distorsión e todas as accións fanse moito máis sinxelas na implementación mediante a aplicación de a chamada modificación dos algoritmos cos que estamos a tratar, por exemplo, en relación a conectores ou outros procesadores dixitais.

Vostede é cero; ou un

Con estes dous díxitos, ceros e uns, podes expresar cada valor numéricoindependentemente do seu tamaño. Como exemplo, considere o número 10. A clave para comprender a conversión de decimal a binario é que o número 1 en binario, igual que en decimal, depende da súa posición na cadea numérica.

Se 1 está ao final da cadea binaria, entón 1, se no segundo desde o final - entón 2, na terceira posición - 4, e na cuarta posición - 8 - todo en decimal. No sistema decimal, o mesmo 1 ao final é 10, o penúltimo 100, o terceiro 1000, o cuarto XNUMX é un exemplo para entender a analoxía.

Entón, se queremos representar 10 en forma binaria, necesitaremos representar un 1 e un 1, polo que, como dixen, sería 1010 en cuarto lugar e XNUMX en segundo, que é XNUMX.

Se necesitamos converter voltaxes de 1 a 10 voltios sen valores fraccionarios, é dicir. usando só números enteiros, é suficiente un conversor que poida representar secuencias de 4 bits en binario. 4 bits porque esta conversión de número binario requirirá ata catro díxitos. Na práctica quedará así:

0 0000

1 0001

2 0010

3 0011

4 0100

5 0101

6 0110

7 0111

8 1000

9 1001

10 1010

Eses ceros ao principio dos números do 1 ao 7 simplemente rellenan a cadea ata os catro bits completos para que cada número binario teña a mesma sintaxe e ocupe a mesma cantidade de espazo. Na figura 7 móstrase de forma gráfica tal tradución de números enteiros do sistema decimal a binario.

7. Converte números enteiros do sistema decimal a sistema binario

Tanto a forma de onda superior como a inferior representan os mesmos valores, agás que a primeira é comprensible, por exemplo, para dispositivos analóxicos, como os medidores de nivel de tensión lineal, e a segunda para os dispositivos dixitais, incluídos os ordenadores que procesan datos nesta linguaxe. Esta forma de onda inferior parece unha onda cadrada de recheo variable, é dicir. diferente relación de valores máximos a valores mínimos ao longo do tempo. Este contido variable codifica o valor binario do sinal que se vai converter, de aí o nome "modulación de código de pulso" - PCM.

Agora volvemos a converter un sinal analóxico real. Xa sabemos que se pode describir mediante unha liña que representa niveis que cambian suavemente, e non existe unha representación saltante destes niveis. Non obstante, para as necesidades de conversión de analóxico a dixital, debemos introducir tal proceso para poder medir o nivel dun sinal analóxico de cando en vez e representar cada mostra medida en formato dixital.

Supoñíase que a frecuencia á que se farían estas medicións debería ser polo menos o dobre da frecuencia máis alta que unha persoa pode escoitar, e dado que é de aproximadamente 20 kHz, polo tanto, a máis alta. 44,1 kHz segue sendo unha frecuencia de mostra popular. O cálculo da taxa de mostraxe está asociado a operacións matemáticas bastante complexas, o que, nesta fase do noso coñecemento dos métodos de conversión, non ten sentido.

Máis é mellor?

Todo o que mencionei anteriormente pode indicar que canto maior sexa a frecuencia de mostraxe, é dicir. medindo o nivel dun sinal analóxico a intervalos regulares, canto maior sexa a calidade da conversión, porque é -polo menos nun sentido intuitivo- máis preciso. É realmente certo? Sabémolo dentro dun mes.