Sonido en HTML II, características del sonido digital

El sonido tiene una naturaleza ondulante, es decir, se propaga en forma de ondas analógicas desde el objeto que lo produce. Las características propias de cualquier sonido (desde el producido por un automóvil hasta una bella canción), sus diferentes tonos y notas dependen precisamente de las propiedades físicas de las ondas que lo forman.

Para poder viajar desde el emisor al receptor, las ondas de sonido precisan de un medio físico de soporte, ya sea el aire de la atmósfera, al agua, etc. Tanto es así que en el espacio exterior, donde no hay medio físico soporte, no se pueden transmitir sonidos.

Si representamos en un gráfico un sonido complejo, obtendremos la siguiente figura:

En la que podemos apreciar los diferentes valores de onda que va tomando el sonido.

Todos sabemos que los equipos informáticos no trabajan con datos analógicos, sino que lo hacen con datos digitales, formados por estados binarios. Por lo tanto, para representar un sonido, desde el punto de vista informático, es preciso capturarlo en una naturaleza binaria, para lo que se hace un muestreo del mismo, tomando determinados valores de las ondas y representando dichos valores en formato digital. En cada captura obtendremos un punto de la gráfica anterior.

Pero, ¿Cuántas muestras deberemos tomar?. Este es el verdadero meollo de la cuestión, ya que cuantas más muestras tomemos, más fiel será el sonido capturado respecto al original, con lo que tendrá más calidad.

Para medir el número de capturas utilizamos la frecuencia del muestreo. Como un Herzio es un ciclo por segundo, la frecuencia de una captura en Herzios representa el número de capturas que realizamos en un segundo. Así, una frecuencia de muestreo de 20 KHz (20 Kilo Herzios = 20000 Herzios) realizará 20000 capturas de puntos cada segundo.

El oído humano es captar de captar la asombrosa cantidad de 44000 sonidos por segundo, es decir, 44 KHz. Por lo tanto, para que un sonido digital tenga suficiente calidad deberá estar basado en una frecuencia similar a ésta. En general, el valor estándar de captura de sonidos de calidad es de 44,1 Khz (calidad CD), aunque hay capturadoras de sonido profesionales que llegan hasta los 100 Khz, con objeto de obtener un mayor número de puntos sobre la muestra, consiguiendo una calidad máxima.

Otro concepto del que habréis oído hablar en torno al sonido digital es el número de bits de una tarjeta de sonido. El origen de esta magnitud es que, a la hora de capturar el sonido, no sólo es importante el número de muestreos tomados, sino también la cantidad de información capturada en cada uno de esos muestreos.

Una vez capturado el sonido, para su posterior reproducción en un equipo informático es necesario mandar una serie de impulsos o posiciones a los altavoces para que creen el sonido a partir de ellos. ¿Cómo?. Bien, produciendo a partir de esas posiciones movimientos de las membranas de los altavoces, movimientos que transforman de nuevo el sonido digital en analógico, estado en el que es capaz de viajar por el aire y producir los estímulos necesarios en nuestros tímpanos, con lo que somos capaces de percibir el sonido “original”. Cuantas más posiciones de información se envíen a los altavoces, mejor calidad tendrá el sonido reproducido.

Con estas bases, se define el número de bits de un sonido digital como el número de impulsos de información (posiciones) que se envían a los altavoces para su transformación en ondas analógicas.

Las tarjetas de sonido actuales trabajan normalmente con 8 bits de información, con los que se pueden obtener 28=256 posiciones (ceros y unos binarios), aunque hay algunas de mayor calidad que son capaces de trabajar con capturas de 16 bits, que originan 216 = 65536 posiciones de información.

Como dato de referencia, los CDs actuales están basados en sonido grabado a 44 Khz y con un tamaño de muestra de 16 bits. Estas medidas se conocen con el nombre de sonido de calidad CD.

Por último, una vez que el sonido digital llega a nuestros oídos, impactan contra los tímpanos, verdaderas membranas especializadas que vuelven a transformar las ondas analógicas en impulsos eléctricos, que viajan hasta nuestro cerebro, donde son interpretados y producen las sensaciones auditivas que todos conocemos.

Una excepción al sonido anteriormente descrito, que podemos denominar "de datos de sonido", es el sonido sintetizado, en el que no se realiza ninguna captura de ondas sonoras reales, sino que es sonido totalmente digital, generado directamente en el equipo informático por en reproductor digital conocido con el nombre de MIDI (Music Instrument Digital Interface). Cuando se desea reproducir una nota musical concreta, se envía un comando MIDI al chip sintetizador, que se encarga de traducir ese comando en una vibración especial que produce la nota. Mediante este sistema es posible crear melodías bastante aceptables, aunque nunca tendrán la calidad ni riqueza de una onda sonora natural capturada.