Adam Molina / Autoridad de Android

Probablemente le hayan dicho que más grande es mejor, más es más y que el audio de 24 bits es mejor que el audio de 16 bits. Pero, ¿qué es el audio de alta resolución? ¿Es mejor que otros tipos de audio? Discutiremos qué cambia a medida que sube la escalera de la tasa de bits.

Lo que nuestros oídos pueden oír

comparación en el oído oído vacío

Rita El Khoury / Autoridad de Android

mi oído

Casi cualquier discusión sobre audio debe comenzar con el oído humano. Sabemos que el rango de frecuencia que podemos escuchar es de 20 Hz a 20 kHz, que disminuye con la edad. Eso significa que cualquier cosa más alta o más baja que eso es inaudible, pero hay otros factores en juego. También existe el concepto de enmascaramiento auditivo. Esto significa que los ruidos fuertes enmascaran los ruidos bajos. En una fiesta ruidosa, no escuchará a nadie más susurrando, incluso si está cerca. Incluso los auriculares más elegantes no cambian estos hechos básicos.

Como resultado, hay un límite de lo que podemos escuchar en cualquier grabación. En teoría, podríamos capturar y almacenar una gama más amplia de frecuencias, pero no nos serviría de mucho. Las tecnologías de grabación de sonido utilizan estos hechos para hacer reproducciones de alta calidad de prácticamente cualquier cosa.

Algunos conceptos básicos del audio digital

Recortar audio en Audacity 3

Al almacenar audio en una computadora, teléfono móvil u otro dispositivo, el dispositivo debe convertirlo de una señal analógica a una señal digital. Esto se hace usando un convertidor de analógico a digital (ADC), que registra las ondas de sonido y las muestra como una serie de números. Esa es una simplificación excesiva, pero es la idea básica que necesitamos aquí.

Para hacer que el audio digital funcione, necesitamos un método para hacer esa conversión. Si tomamos el valor de una onda de sonido en un punto en el tiempo y lo anotamos, llamado «muestreo», podemos usar esos valores para recrear la onda más adelante. Pero, ¿con qué frecuencia debemos hacer esto? ¿Qué intervalos de tiempo debemos usar para asegurarnos de capturar todos los detalles? Ahí es donde entra en juego lo que se conoce matemáticamente como el teorema de muestreo de Nyquist-Shannon.

Los cálculos y algoritmos detrás de Nyquist-Shannon son complejos. Sin embargo, sabemos que muestrear una onda de sonido en un rango de frecuencia limitado dos veces en un período determinado es suficiente para reproducirla perfectamente. Para estar seguros, vayamos un poco por encima del rango del oído humano. Algunas matemáticas básicas nos dicen que 2 x 22 000 Hz = 44 000 Hz. Tenga en cuenta ese número; volverá a aparecer más tarde.

Pero recuerda que toda la magia digital del mundo no puede cambiar lo que el oído humano es capaz de hacer.

La otra pieza de este rompecabezas es la tasa de bits. Son los números que ves flotando, siendo los de 16 o 24 bits los más comunes. La mayoría de los trompetistas alrededor del audio de alta resolución tienden a enfatizar demasiado este número. Pero, ¿qué es un poco? En su forma más básica, un poco (abreviatura de bisin digitalest) es lo que usan las computadoras para representar dos valores posibles: 0 o 1. Cuantos más bits tenga, más datos podrá incluir en ellos.

En cuanto al audio, 16 bits es más que suficiente para capturar los detalles para luego reconstruir las ondas de sonido. Debido a algunas tecnologías históricas, incluidas las primeras cintas de audio digital y discos compactos, obtenemos un estándar de 16 bits, 441,1 kHz. Notará que es un poco más alto que los 44 kHz que necesitamos, por lo que tenemos todas las partes necesarias para recrear audio de alta calidad. Si no nos cree, puede ver cuánto entró en pánico la propia industria discográfica con el audio digital de esta calidad. Si los consumidores pudieran grabar audio con estándares tan altos, se preocuparían, la piratería sería rampante.

Eso en realidad no sucedió, pero es cierto que 16 bits, 44,1 kHz es de excelente calidad. Entonces, ¿por qué se originó la alta resolución? ¿Es mejor y cómo funciona?

El audio de alta resolución dice hola

Aplicación Android de Deezer

Cuando el CD despegó a finales de los años 80 y 90, representaba una tecnología de vanguardia. Parece trivial en estos días, pero los componentes y la potencia informática incluidos para realizar la conversión de digital a analógico (DAC) requerida en los productos de audio para el hogar alguna vez fueron costosos y complejos. Sin embargo, no importó mucho, ya que los precios bajaron rápidamente y la experiencia de calidad de audio fue excelente.

La década de 1990 también vio el auge del formato de archivo de audio MP3, y en la década de 2000 obtuvimos iPods e iTunes, e incluso más tarde, los servicios de transmisión de audio como Spotify causaron sensación. Pero a medida que el poder de cómputo se volvió más barato y más accesible, el audio de alta resolución también surgió de Deezer, Qobuz, Tidal y más. Esa es la versión corta de cómo entramos en el panorama de los medios en el que nos encontramos ahora.

El audio de alta resolución también se conoce como audio «Ultra-HD», con audio de 16 bits y 44,1 kHz llamado «HD» o «calidad de CD». Los archivos de alta resolución pueden alcanzar los 24 bits y un rango de frecuencia de 192 kHz o más. ¿Qué significa eso para tu experiencia auditiva?

Los rangos de frecuencia más altos no importan tanto

Comencemos con los rangos de frecuencia. Sabemos que la audición humana tiene un máximo de 20 kHz, por lo que el rango de frecuencia limitado de Nyquist-Shannon correspondiente es de 44 kHz, por lo que 16 bits, 44,1 kHz es más que suficiente para cubrir ese rango.

Por ejemplo, ¡a 192kHz podríamos subir a 96kHz! Pero nuestros oídos no pueden escuchar frecuencias tan altas, por lo que no significa mucho al final del día. Incluso si reproduce esas frecuencias a la perfección, nunca se acercará a ellas.

Pero los defensores del audio de alta resolución argumentarán que hacer más muestras significa más puntos de datos, y los resultados son menos «pasos de trampa» o curvas «más suaves». La respuesta corta a esto es que Nyquist-Shannon ya produce curvas de audio perfectamente suaves, pero echemos un vistazo más de cerca a esta afirmación.

Nyquist-Shannon nos permite imitar las ondas de sonido que ya fluyen.

Sí, un ADC produce una serie de números con valores finitos, no las suaves curvas que se encuentran en un disco de vinilo. Sin embargo, el DAC asociado no produce nada parecido a un gráfico de barras o una trampa. Si quieres verlo por ti mismo, conecta la salida de a a un osciloscopio. El resultado: ondas de sonido suaves y hermosas. Solo el DAC más económico realizaría una asignación uno a uno de los puntos de datos discretos a ciertos valores de sonido. Por el contrario, cualquier DAC de nivel de consumidor realizará las matemáticas de Nyquist-Shannon necesarias para reproducir perfectamente la onda de sonido tal como se grabó. Podría incluir incluso más puntos de datos, pero de todos modos terminarán en la misma curva de sonido recreada. No hará una diferencia al final del día.

Entonces, ¿por qué tantos servicios de audio de alta resolución nos muestran gráficos de representaciones digitales supuestamente «mejores»? En primer lugar, es genial para la comercialización. Tomó mucho tiempo describir todos los matices del audio digital arriba. Es mucho más rápido vender la idea de más es más que explicar la realidad que hay detrás de todo.

Más bits no significan un sonido más grande

Los auriculares con cancelación de ruido Sony WH 1000XM4 para iPad

Adam Molina / Autoridad de Android

De acuerdo, los rangos de frecuencia más altos realmente no marcan la diferencia, pero tener más bits disponibles debería ser bueno, ¿verdad? Sí, pero en realidad no. Es técnicamente cierto que capturar más datos por muestra conduce a un rango dinámico más amplio, la diferencia entre los sonidos suaves y fuertes en una canción determinada, pero tenemos que considerar nuevamente el molesto oído humano.

Como se mencionó, los sonidos más fuertes ahogan a los más suaves, por lo que incluso si un archivo contiene datos de sonidos a través de un rango de volúmenes, solo los más fuertes son perceptibles para nuestros oídos. Esto es tanto más cierto si están cerca unos de otros en términos de frecuencia.

Más bits no significan mucho para tus oídos, incluso si subes el volumen.

Pero, ¿y si subimos el volumen? Ahí es donde seguramente brillarán más bits, ¿verdad? Amplificamos los sonidos silenciosos y llegan a nuestros oídos. Excepto que los ruidos fuertes también se vuelven más fuertes. Además, hay un límite en cuanto a qué tan alto podemos escuchar música antes de que, literalmente, dañemos nuestra audición de forma permanente. Incluso si llevas la perilla a 11, de alguna manera tienes que escuchar música a este volumen durante un minuto y tener oídos perfectos como los de un micrófono. Es tu cerebro el que también enmascara mucho, así que aunque tus oídos captaran el sonido de las alas de un mosquito mientras, por ejemplo, un cañón se disparaba en un tramo determinado, nunca te darías cuenta. Y ahora tu audición está rota.

Entonces, en teoría, sí, un archivo de alta resolución de 24 bits puede tener un rango más dinámico que un archivo de 16 bits, pero nunca notará la diferencia.

¿Vale la pena el alto costo de la alta resolución?

Una mujer usa los audífonos inalámbricos audio technica ath m50xbt2 en una cafetería.

A pesar de todas las limitaciones matemáticas, físicas y psicológicas que nos muestran que el audio de alta resolución no vale mucho, ¿por qué cada vez más servicios de transmisión lo ofrecen? En definitiva, porque pueden cobrar más por ello.

Una respuesta un poco más honesta podría ser porque los servicios de transmisión han estado legítimamente por debajo de la calidad del CD durante un tiempo. Eso tiene sentido. Los tipos de formatos de archivo grandes y sin pérdidas necesarios para transmitir audio con calidad de CD a través de Internet consumen mucho ancho de banda y usan mucho espacio de almacenamiento. Pero como ambos se vuelven más baratos, es más fácil hacer el trabajo. Entonces, ¿por qué no afirmar que son mejores que los CD, que de todos modos son viejos?

Sin embargo, como investigamos anteriormente, la calidad del CD es lo suficientemente buena, y la industria discográfica lo sabe (y ha entrado en pánico antes). En resumen, el audio de alta resolución no hace daño, excepto tal vez su billetera, pero en realidad no ayuda.

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