PDF de programación - Módulo 3. Audio

Módulo 3. Audio



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Audio ::: Introducción
Multimedia y Web 2.0 ::: Edición 2012 ::: Formación del profesorado



1. Introducción



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Audio ::: Introducción
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1.1 Conceptos básicos del sonido digital

Frecuencia.
Es el número de vibraciones por segundo que da origen al sonido analógico. El espectro de un
sonido se caracteriza por su rango de frecuencias. Ésta se mide en Hertzios (Hz). El oído
humano capta sólo aquellos sonidos comprendidos en el rango de frecuencias 20 Hz y 20.000
Hz.

Tasa de muestreo (sample rate).
Un audio digital es una secuencia de ceros y unos que se obtiene del muestreo de la señal
analógica. La tasa de muestreo o sample rate define cada cuánto tiempo se tomará el valor
de la señal analógica para generar el audio digital. Esta tasa se mide en Hertzios (Hz). Por
ejemplo: 44100 Hz. nos indica que en un segundo se tomaron 44100 muestras de la señal
analógica de audio para crear el audio digital correspondiente. Un audio tendrá más calidad
cuanto mayor sea su tasa de muestreo. Algunas frecuencias estándares son 44100 Hz., 22050
Hz., y 11025 Hz.

Resolución (bit resolution)
Es el número de bits utilizados para almacenar cada muestra de la señal analógica. Una
resolución de 8-bits proporciona 256 (28) niveles de amplitud, mientras que una resolución de
16-bits alcanza 65536 (216). Un audio digital tendrá más calidad cuanto mayor sea su
resolución. Ejemplo: El audio de calidad CD suele ser un sonido de 44.100 Hz – 16 bits –
estereo.

Velocidad de transmisión (bitrate)
El bitrate define la cantidad de espacio físico (en bits) que ocupa un segundo de duración de
ese audio. Por ejemplo, 3 minutos de audio MP3 a 128kBit/sg, ocupa 2,81 Mb de espacio físico
(3min x 60 seg/min x 128 kBit/seg = 23040 kBits -> 23040 kBits x 1024 bits/Kbit : 8
bits/bytes : 1024 bytes/Kbytes : 1024 Kbytes/Mbytes = 2,81 MBytes ó Mb). Por ejemplo en los
audios en formato MP3 se suele trabajar con bitrates de 128 kbps (kilobits por segundo). El
audio tendrá más calidad cuanto mayor sea su bitrate y el archivo que lo contiene tendrá
mayor peso. Esta magnitud se utiliza sobre todo en el formato MP3 de audio más destinado a
la descarga por Internet.

CBR/VBR
Constant/Variable Bitrate. CBR indica que el audio ha sido codificado manteniendo el bitrate
constante a lo largo del clip de audio mientras que VBR varía entre un rango máximo y
mínimo en función de la tasa de transferencia.

Códec.
Acrónimo de "codificación/decodificación". Un códec es un algoritmo especial que reduce el
número de bytes que ocupa un archivo de audio. Los archivos codificados con un codec
específico requieren el mismo códec para ser decodificados y reproducidos. El códec más
utilizado en audio es el MP3.

Decibelio.
Unidad de medida del volumen o intensidad de un sonido. El silencio o ausencia de sonido se
cuantifica como 0 dB y el umbral del dolor para el oído humano se sitúa en torno a los 130-
140 dB.



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1.2 Formatos de archivos de audio

Las audios digitales se pueden guardar en distintos formatos. Cada uno se corresponde con
una extensión específica del archivo que lo contiene. Existen muchos tipos de formatos de
audio y no todos se pueden escuchar utilizando un mismo reproductor: Windows Media Player,
QuickTime, WinAmp, Real Player, etc. Aquí trataremos los formatos más utilizados y
universales: WAV, MP3 y OGG.

Formato WAV


 El formato WAV (WaveForm Audio File) es un archivo que desarrolló originalmente

Microsoft para guardar audio. Los archivos tienen extensión *.wav

 Es ideal para guardar audios originales a partir de los cuales se puede comprimir y

guardar en distintos tamaños de muestreo para publicar en la web.

 Es un formato de excelente calidad de audio.


Sin embargo produce archivos de un peso enorme. Una canción extraída de un CD (16
bytes, 44100 Hz y estéreo) puede ocupar entre 20 y 30 Mb.

 Compresión: Los archivos WAV se pueden guardar con distintos tipos de compresión.
Las más utilizadas son la compresión PCM y la compresión ADPCM. No obstante
incluso definiendo un sistema de compresión, con un audio de cierta duración se
genera un archivo excesivamente pesado.

 El formato WAV se suele utilizar para fragmentos muy cortos (no superiores a 3-4
segundos), normalmente en calidad mono y con una compresión Microsoft ADPCM 4
bits.

 El formato MP3 (MPEG 1 Layer 3) fue creado por el Instituto Fraunhofer y por su
extraordinario grado de compresión y alta calidad está prácticamente monopolizando
el mundo del audio digital.

 Es ideal para publicar audios en la web. Se puede escuchar desde la mayoría de

reproductores.
La transformación de WAV a MP3 o la publicación directa de una grabación en formato
MP3 es un proceso fácil y al alcance de los principales editores de audio.

 Tiene un enorme nivel de compresión respecto al WAV. En igualdad del resto de
condiciones reduciría el tamaño del archivo de un fragmento musical con un factor
entre 1/10 y 1/12.



 Presentan una mínima pérdida de calidad.


Formato MP3



Formato OGG


 El formato OGG ha sido desarrollado por la Fundación Xiph.org.
 Es el formato más reciente y surgió como alternativa libre y de código abierto (a

diferencia del formato MP3).

 Muestra un grado de compresión similar al MP3 pero según los expertos en música la

calidad de reproducción es ligeramente superior.

 No todos los reproductores multimedia son capaces de leer por defecto este formato.

En algunos casos es necesario instalar los códecs o filtros oportunos.

 El formato OGG puede contener audio y vídeo.


Mención especial merece el formato MIDI. No es un formato de audio propiamente dicho por
lo que se comentan aparte sus características.



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Formato MIDI


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 El formato MIDI (Musical Instrument Digital Interface = Interface Digital para
Instrumentos Digitales) en realidad no resulta de un proceso de digitalización de un
sonido analógico. Un archivo de extensión *.mid almacena secuencias de dispositivos
MIDI (sintetizadores) donde se recoge qué instrumento interviene, en qué forma lo
hace y cuándo.

 Este formato es interpretado por los principales reproductores del mercado: Windows







Media Player, QuickTime, etc.
Los archivos MIDI se pueden editar y manipular mediante programas especiales y
distintos de los empleados para editar formatos WAV, MP3, etc. El manejo de estos
programas suele conllevar ciertos conocimientos musicales.
Los archivos MIDI permiten audios de cierta duración con un reducido peso. Esto es
debido a que no guardan el sonido sino la información o partitura necesaria para que
el ordenador la componga y reproduzca a través de la tarjeta de sonido.
Se suelen utilizar en sonidos de fondo de páginas HTML o para escuchar composiciones
musicales de carácter instrumental.

 El formato MIDI no permite la riqueza de matices sonoros que otros formatos ni la

grabación a partir de eventos sonoros analógicos.



1.3 Optimización de archivos de audio

Para optimizar el peso del archivo de audio será necesario utilizar un editor para reducir
alguno o algunos de los siguientes parámetros:


1) Tasa de muestreo. Definir valores inferiores: 44100 Hz., 22050 Hz., 11025 Hz, etc.
2) Resolución. Establecer resoluciones más pequeñas: 32-bits, 16-bits, 8-bits, 4-bits, etc.
3) Duración. En ocasiones se puede utilizar un fragmento más corto que reproducido en
bucle cubre el tiempo suficiente de acompañamiento musical. A éstos se les llama
loops.

4) Calidad estéreo/mono. La reducción a calidad “mono” reduce considerablemente el
peso del archivo. Por otra lado la calidad de reproducción “mono” para la mayoría de
audios y de público es apenas perceptible.

5) Formato. Es preferible utilizar el formato MP3 en lugar del WAV por su potente factor

de compresión y su aceptable calidad de audio.

6) Factor de compresión. El formato WAV admite distintos factores de compresión: PCM

y ADPCM.


En los siguientes capítulos de este documento se describirán los procedimientos necesarios
para realizar estas tareas sobre un audio original utilizando el editor Audacity.


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Audio ::: Primeros pasos con Audacity
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2. Primeros pasos
con Audacity



Audio ::: Primeros pasos con Audacity
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2.1 ¿Qué es Audacity?

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Es un programa libre y de código abierto para
grabar y editar sonidos. Existe versiones para
Windows, Linux, Mac, etc.
(http://audacity.sourceforge.net/)



2.2 Instalación del programa en Windows

Paso 1. Instalación de Audacity

Descarga y ejecuta el instalador de Audacity para Windows: audacity-win-unicode-
1.3.13.exe. El programa se instalará en la carpeta de Archivos de programa y se creará un
icono de acceso directo en el escritorio.

En el sitio web oficial del proyecto Audacity podrás encontrar la versión más reciente o que
se