Conversión de analógico a digital
Los humanos no generamos o recibimos información digital directamente; todo proceso de grabación y reproducción de audio tiene, en sus extremos, la parte analógica. El canto de un ave, una orquesta, el discurso de un político o un grupo de rock, son ondas con frecuencia y amplitud.
De ahí que se deba realizar una conversión de analógico a digital (ADC por sus siglas en inglés) en cuatro niveles.
a) El primer nivel. Comprende un filtro conocido como antialiasing, el cual define una frecuencia límite. Todos los sonidos por debajo de esa frecuencia, que normalmente es el máximo audible por los humanos, se registrarán. Los sonidos que excedan el tope de frecuencia son descartados, para evitar errores o demasiada información.
b) El segundo nivel. Conocido como muestreo (sampling). es la toma de muestras o voltajes por unidad de tiempo (segundos) de la señal analógica. Una onda tiene crestas y valles, y el muestreo registra los puntos más significativos de su comportamiento.
La frecuencia de muestreo es la cantidad de “ejemplos” de la onda por segundo. El Principio de Nyquist establece que un buen muestreo debe considerar frecuencias del doble del límite de audición, siendo en el caso de los humanos, 20 mil por segundo (20 Khz).
Por ende, la frecuencia de muestreo ideal, para no perder información de la onda, debe ser al menos de 40 Khz. El audio digital de los discos compactos, por ejemplo, tiene frecuencia de muestreo de 44.1 Khz.
c) El tercer nivel. Es la cuantificación, en ésta se asignan valores numéricos a cada registro de la muestra. Como la información digital se apoya sólo en dos dígitos (el cero y el uno), cada punto de la muestra debe expresarse como una potencia de 2. Si por ejemplo, se usan sólo 2 bits para representar numéricamente el valor, sólo habría 4 valores distintos (00, 01, 10 y 11 que en decimal equivalen a 0, 1, 2 y 3) por lo que la cantidad de sonidos sería muy limitada.
En los discos compactos se usan cuantificaciones de 16 bits, esto es, 65536 valores distintos para cada punto de la muestra, lo que permite una calidad de sonido excelente.
Cuantificaciones de 24 y 32 bits se recomiendan para procesos profesionales.
d) El cuarto nivel, la codificación. Los dígitos binarios no se registran tal y como salen de la cuantificación, sino que se establece una regla o procedimiento para la grabación y reproducción, comprimiendo los datos para optimizar el espacio disponible en el medio donde se almacenará, y relacionando la lectura de los datos con la sincronía de reproducción.
Con el archivo de audio almacenado en algún medio, las computadoras pueden invertir el proceso, es decir, convertir de digital a analógico (DAC) para que sea entendible por los humanos. Cada canal de audio pasa por el proceso inverso, hasta convertirse de nuevo en ondas o variaciones de voltaje que llegan a las bocinas o audífonos, de esta manera se hace vibrar una membrana que estimula las moléculas del aire alrededor, las cuales son captadas por nuestros oídos e interpretadas por el cerebro.
Fuente: Apuntes de Animación Bidimensional de la U de Londres
