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Audio Digital, las ventajas de un sistema de coma flotante.

Te aclaramos algunas dudas con respecto a los procesos de digitalización del sonido...

Un sistema de coma flotante solo puede existir en un dominio digital. Permite que un ingeniero controle/gane la etapa de su mezcla de una manera que no se pueda replicar usando analógico. En este post, voy a hablar sobre el punto flotante y sus ventajas en el ámbito digital.

Al comenzar mi viaje en este mundo del audio digital, estaba confundido por este concepto y me di cuenta de que era menos complejo de lo que realmente era. Ahora, voy a intentar descomponerlo, lo mejor que pueda, para que cualquier nivel de ingeniero pueda entenderlo.

Comenzaremos con el concepto de profundidad de bits.

En el ámbito digital, el audio se transmite como 1 y 0, que luego se combina para representar una señal de audio. Cuando grabamos audio desde un micrófono a un DAW, el audio se convierte (mediante convertidores A/D) de una señal física analógica (acústica eléctrica) a una representación digital de la señal (1 y 0). Esto le permite a tu DAW crear una representación de la señal de audio que luego usará.

La conversión de analógico a digital NUNCA SERÁ EXACTA … El análogo es infinitamente preciso dentro de su señal, pero cuando se convierte a un formato digital, la señal solo puede desglosarse en la medida de su marcha y sus especificaciones. SIN EMBARGO … en este punto de la tecnología, es imposible escuchar cualquier diferencia o degradación en la calidad del sonido. Solo sé que, en teoría, la señal digital nunca será una copia exacta de la señal analógica.

Más profundidad de bits significa más espacio libre e información que se puede almacenar en el ámbito digital. 1 bit = 6 dBFS Por lo tanto, 24 bit ofrecen 48 dB más de espacio libre que 16 bit. Sin embargo, no te dejes engañar, esa diferencia de 8 bits permite una precisión increíblemente mayor al representar la amplitud de audio.

“La forma más fácil de visualizar esto es como una serie de niveles, que la energía de audio se puede cortar en cualquier momento dado en el tiempo. Con audio de 16 bits, hay 65.536 niveles posibles. Con cada bit de mayor resolución, el número de niveles se duplica. En el momento en que llegamos a 24 bits, en realidad tenemos 16,777,216 niveles. Recuerda que estamos hablando de una porción de audio congelada en un solo momento”.

Esta imagen fue tomada de un gran artículo (www.tested.com) y muestra la cantidad de información que se puede obtener en la escala de audio de solo un par de bits. En resumen, la profundidad de bits determina la cantidad de bits que puede contener dentro de la pieza de audio (cuántos 1 y 0 se procesan).

Volviendo al proceso de audio. Una vez que tu convertidor A/D convierte la señal en tu DAW, puede crear una representación digital desde la cual puedes comenzar tu trabajo. Entonces, ahora que entendemos la importancia de la profundidad de bits, vamos a bucear un poco más (juego de palabras).

El sistema de bus interno de Pro Tools opera en un sistema de punto flotante de 32 bits. Esto es increíble porque eso significa que te permite alrededor de 1000 dB de margen interno dentro del sistema (más de 0 dBFS).

¿Por qué es esto importante?

Si recortas (Clipping) tus subgrupos o buses, no estás perdiendo ninguna información o calidad. Por ejemplo, imaginemos que tenemos una pista de audio kick drum con su pico más alto en -1 dBFS. Ahora digamos que aumentamos el fader de la pista de audio en 12 dB. El indicador de clip (siempre que no esté en la medición pre atenuación) se encenderá para mostrar que está recortando esa señal … sin embargo … técnicamente no lo está. Pro Tools (y muchos otros DAW) todavía almacenan esa información dentro del sistema, para permitirte recuperar esa información de audio adicional. Digamos que la pista de audio se está enviando al bus de mezcla. Inicialmente, mostrará que el audio está saturado (siempre que el fader del bus de mezcla esté en el nivel nominal). Pero, si bajas el fader en 12 dB (igual que la cantidad que se incrementó desde la pista de kick) entonces obtienes esa calidad de señal original sin distorsiones, diferencias, etc. Podrías pensar “DUUUHHH … lo aumentaste 12 dB en la pista y luego lo redujo 12 dB en el mixbus … obviamente es la misma señal. “Para responder eso, déjenme analizar cómo los sistemas sin punto flotante se verían afectados por esto.

  1. En una consola analógica, si realizara el mismo proceso, esencialmente estaría conduciendo el circuito de bus cuando aumente la pista de audio en 12 dB. La sobrecarga de los circuitos añadiría color, ruido, distorsión y posiblemente podría sobrecargar el circuito (no me malinterpretes, saturar una señal no siempre es algo malo en el mundo analógico #DriveThatTape). El punto es que la señal se cambiaría, ya sea para bien o para mal.
  2. En una DAW con un sistema de punto fijo (es decir, punto fijo de 24 bits), si aumentara la señal de los faders 12 dB y luego la redujera en 12 dB en el bus de mezcla, degradaría su señal de audio. Al igual que el sistema de coma flotante, aún podría ver que el indicador de clip parpadea en la pista inicial; sin embargo, cuando reduce la señal en el mixbus, no recupera esa información perdida. Si recorta esa pista, pierde información. Una vez que cruzas 0 dBFS, pierdes datos (1’s y 0’s).

El punto flotante está ahí para hacer una gran diferencia, lo sepa o no. SIN EMBARGO, hay algunos conceptos erróneos que creo que son muy importantes para explicar, para que no utilices mal esta dicha de un sistema.

El hecho de que Pro Tools te brinde una gran cantidad de headroom superior a 0 dBFS, eso no significa que no puedas obtener la degradación del audio. Aquí hay un par de escenarios.

Todavía puedes recortar la entrada/salida de los plug-ins. Los plug-ins no siempre pueden transmitir audio por encima de 0 dBFS. Dependiendo de sus especificaciones, si recortas la entrada o salida de un plug-in, puedes degradar la señal. Por lo tanto, incluso si PT no degrada su señal, el plug-in puede.

El punto flotante solo funciona hasta la última etapa, que es la conversión digital a analógica (convertidores D/A). El hardware no puede ejecutarse en una especificación de coma flotante, por lo que no podrá recuperar nada que supere su umbral. Por lo tanto, si tu último bus sujeta el convertidor, habrá perdido datos/ información. Cada vez que envíes un bus a equipos de hardware desde un sistema digital, debes asegurarte de que no supere los 0 dBFS porque su convertidor A/D no podrá procesar la información adicional (incluso si reduces la entrada o la salida). de la unidad de hardware). Entonces, básicamente, no recortes tus conversores.

Al grabar, el punto flotante no puede ayudarte a recuperar la información recortada. Si tuvieras que grabar una señal y clips entrando en Pro Tools, no puedes recuperar esa señal bajando el fader porque perdió información durante su conversión A/D. ¡El punto flotante solo hace la diferencia durante la mezcla y el proceso principal! Por lo tanto, no puedes saturar tu preamplificador esperando recuperar la señal si cortas los convertidores. Para superar ese obstáculo, lidiarías con el concepto de calibrar tus convertidores … del cual hablaré en un artículo futuro.

El punto flotante es como una nube que almacena tu información dentro de un DAW. Muchos DAW y controladores digitales ahora usan esto en sus mezcladores internos para evitar que el audio se recorte (es posible que tengas que seleccionar esto en las preferencias).


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Juan Oscar Morat

Ingeniero de Sonido, Grabación, Mezcla y Mastering. Licenciatura en Música. Docente de la catedra de Ingenieria de Sonido y Grabación en UTN. Chief Engineer en Elektriqus Studius Chief Engineer en SONY/ATV (Arista Record) Chief Engineer en Estudios del Gnomo.

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