El audio con una alta tasa de bits es excesivo: La calidad del CD sigue siendo excelente

El audio con una alta tasa de bits es excesivo: La calidad del CD sigue siendo excelente
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No pagues más por algo que no necesitas.

Todo el mundo quiere un audio excelente, pero a veces nuestra búsqueda de mejoras nos lleva por pasillos realmente oscuros y… tontos. Como ocurre con muchas disciplinas, en la música un poco de conocimiento ayuda mucho. Es posible que hayas visto discusiones en línea sobre la profundidad de bits y las frecuencias de muestreo, pero lo que probablemente no sepas es que no existe una configuración mágica que haga que todo suene mejor. Esto se debe a que la música digital tal como es hoy ya ha dejado nuestros límites de percepción en el espejo retrovisor. No necesitas archivos de muy alta calidad a menos que estés creando música que necesite una gran edición.

Si bien no soy ajeno a dar malas noticias, como cualquier buen periodista muestro mi evidencia. La verdad del asunto es que los humanos simplemente no pueden percibir la diferencia entre los archivos en un momento determinado, y no deberías dejarte atrapar por la publicidad del marketing si es más caro de lo que ya tienes. Si bien no tengo ninguna duda de que formatos como MQA son tecnológicamente impresionantes, la mayoría no podrá apreciar la mayor fidelidad. Hay casi un 100% de posibilidades de que tu biblioteca actual esté perfectamente bien.

¿Qué es la tasa de bits de una canción?

En pocas palabras, la tasa de bits de un archivo o transmisión de audio es la cantidad de datos transferidos por segundo. Por supuesto, eso no nos dice cuál es la profundidad de bits o la frecuencia de muestreo, pero en términos generales, cuantos más datos tenga un archivo, más información se almacenará en su interior. Sin embargo, esto no necesariamente comunica los aspectos más importantes de un archivo digital: profundidad de bits y frecuencia de muestreo.

Cuando una canción se transcribe digitalmente a una señal digital, se muestrea a una velocidad determinada de períodos por segundo (frecuencia de muestreo), con una cierta cantidad de datos (profundidad de bits) por muestra. Luego puedes tomar estas cifras y encontrar la tasa de bits máxima teórica: cuanto mayor sea la profundidad de bits y/o la frecuencia de muestreo del archivo, mayor será la tasa de bits. Por ejemplo, un CD utiliza una señal de 16 bits que se muestrea a 44,1 mil veces por segundo (kHz). La tasa de bits de dicho archivo sería de 1411 kbps si no estuviera comprimido de ninguna manera.

Sin embargo, algunos MP3 y otros archivos digitales comprimidos pueden funcionar con velocidades de bits mucho más pequeñas al comprimir el audio. Para que los servicios de streaming funcionen, por ejemplo, los códecs con tasas de bits más bajas (por ejemplo, Opus, AAC) son apreciados por su capacidad de ofrecerle las canciones que desea sin aumentar sus cargos de datos cuando las escucha desde su teléfono. Desde que el MP3 apareció en escena, se han realizado cada vez más esfuerzos para reducir la tasa de bits sin afectar negativamente la calidad del audio.

Sólo necesitas una frecuencia de muestreo de 44,1 kHz en las canciones

Si has mirado la pestaña de información de tu reproductor de música, es posible que notes que algunas de tus canciones tienen frecuencias de muestreo de 44,1 kHz o 48 kHz. También puedes notar que tu DAC o un teléfono como el LG V30 admiten archivos con frecuencias de muestreo de hasta 384 kHz.

Eso es excesivo. Nadie en la Tierra verde de Dios sabrá ni se preocupará por la diferencia, porque nuestros oídos simplemente no son tan sensibles. ¿No me crees? Es hora de hacer algunas matemáticas. Para entender cuál es el límite de la percepción humana para las tasas de muestreo, necesitamos identificar tres cosas:

  • El límite de frecuencias que puedes escuchar.
  • ¿Cuál es la frecuencia de muestreo mínima necesaria para alcanzar ese rango (2 veces la frecuencia audible más alta en Hz)?
  • ¿La frecuencia de muestreo de tus archivos de música supera ese número?

Suena bastante simple y lo es. El rango más común de audición humana alcanza un máximo de aproximadamente 20 kHz, que son 20.000 periodos por segundo. Por el bien del argumento, ampliemos ese rango hasta los límites superiores de lo que sabemos que es posible: 22 kHz. Si quieres comprobar los límites de tu audición, utiliza esta herramienta para encontrar los límites superiores de tu percepción. Solo asegúrate de no poner el volumen demasiado alto antes de hacerlo. Si tienes más de 20 años, ese número debe ser de entre 16 y 17 kHz, menor si tienes más de 30, y así sucesivamente.

Si tu audición no puede alcanzar nada superior a 22,05 kHz, entonces el archivo de 44,1 kHz puede superar el rango de frecuencias que puedes escuchar.

Usando el teorema de muestreo de Nyquist-Shannon, sabemos que una frecuencia de muestreo que proporcione dos muestras por período es suficiente para reproducir una señal (en este caso, tu música). 2 x 22.000 = 44.000, o poco menos de las 44.100 muestras por segundo que ofrece una frecuencia de muestreo de 44,1 kHz. Cualquier valor superior a ese número no te ofrecerá muchas mejoras porque simplemente no podrás escuchar las frecuencias que una mayor frecuencia de muestreo desbloquearía para ti.

Además, las frecuencias que escuchas en el extremo más alto disminuyen con el tiempo a medida que envejeces, sufres infecciones de oído o te expones a sonidos fuertes. Por ejemplo, no puedo escuchar nada por encima de 16 kHz. Esta es la razón por la cual, para los oídos mayores, la música tiene menos distorsión audible si usas un filtro de paso bajo para eliminar el sonido que no puedes escuchar; hará que tu música suene mejor aunque técnicamente no sea tan “alta definición” como el archivo original. Si tu audición no puede alcanzar nada superior a 22,05 kHz, entonces el archivo de 44,1 kHz puede superar fácilmente el rango de frecuencias que puedes escuchar.

El audio de 16 bits está bien para todos los oyentes

El otro mito sobre la calidad del audio es que el audio de 24 bits desbloqueará una especie de nirvana audiófilo porque tiene mucha más densidad de datos, pero en términos de audio perceptivo, cualquier mejora se perderá en los oídos humanos. Capturar más datos por muestra tiene beneficios para el rango dinámico, pero los beneficios se encuentran prácticamente exclusivamente en el ámbito de la grabación.

Si bien es cierto que un archivo de 24 bits tendrá mucho más rango dinámico que uno de 16 bits, 144 dB de rango dinámico son suficientes para resolver un mosquito junto al lanzamiento de un cohete Saturn V. Aunque eso está muy bien, tus oídos en realidad no pueden escuchar esa diferencia en el sonido debido a un fenómeno llamado enmascaramiento auditivo. Tu fisiología produce sonidos más silenciosos amortiguados por otros más fuertes, y cuanto más cercanos están en frecuencia entre sí, más los enmascara tu cerebro. Con mejoras como el difuminado, el audio de 16 bits puede “simplemente” resolver el mosquito antes mencionado junto al despegue de un motor a reacción de 120 dB. Sigue siendo una exageración dramática.

Sin embargo, muchos audiófilos afirman que son los sonidos más bajos los que marcan la gran diferencia, y eso es parcialmente cierto. Por ejemplo, un rango dinámico más amplio le permite subir más el volumen sin generar ruido audible, y ese es el gran problema aquí. Mientras que los archivos de 24 e incluso 32 bits tienen su lugar en la cabina de mezclas, ¿ofrecen algún beneficio para los archivos MP3, FLAC u OGG?

Experimento

Si bien un miembro Android Authority ya lo demostró con un osciloscopio y algunas investigaciones exhaustivas, vamos a realizar un experimento que tú puedes hacer tú mismo, o simplemente leer si no te importan los spoilers. Después de buscar en la web, encontré un par de archivos en Bandcamp que realmente se publicaron en archivos de 24 bits sin pérdidas. Muchos de los que encontré en supuestos sitios de “Audio HD” simplemente fueron convertidos a partir de 16 bits, lo que significa que eran idénticos en todos los sentidos excepto en el precio. A continuación, seguí este procedimiento:

  1. Haz una copia del archivo original de 24 bits.
  2. Ábrelo en el programa de edición de audio que prefieras (sugiero Audacity) e invierte el archivo; guardar como WAV de 16 bits/44,1 kHz.
  3. Abre tanto el archivo principal como el archivo recién editado y expórtalos como una sola pista.
  4. Abre la pista mezclada en cualquier programa que te permita ver lo que se llama espectrograma.
  5. Ríete de ti mismo por gastar mucho dinero en audio de alta resolución.

Básicamente, lo que acabamos de hacer aquí es tomar un archivo de 96 kHz/24 bits y luego restar todos los datos que puedes escuchar en una versión con calidad de CD. ¡Lo que queda es la diferencia entre los dos! Este es exactamente el mismo principio en el que se basa la cancelación activa de ruido. Este es el resultado que obtuve:

Bien, hay una pequeña diferencia en los tramos superiores del archivo, pero eso está fuera del alcance del oído humano. De hecho, probablemente deberías filtrar eso de todos modos. Entonces, mostremos lo que un humano realmente puede escuchar aplicando un paso bajo a 20 kHz solo para cubrir nuestras bases. Et listo: un pico final de… -85 dB en el mejor de los casos. Bien, estamos un poco bordeando los límites de la audibilidad aquí, pero aquí está el problema: para escuchar realmente cualquiera de estos datos adicionales, es necesario:

  • Escuchar música a un nivel que no es seguro escuchar durante más de 1 minuto (96+ dB).
  • Tener micrófonos para los oídos.

Si bien este último punto puede parecer un poco sarcástico, sabemos que tu cerebro filtra los sonidos que tienen una frecuencia similar entre sí. Entonces, cuando escuchas música, en realidad no escuchas todo el sonido a la vez, solo escuchas lo que tu cerebro ha separado para ti. Entonces, para poder escuchar la diferencia entre archivos de 24 bits/96 kHz y audio con calidad de CD: los sonidos individuales solo pueden ocupar un rango de frecuencia muy estrecho, ser muy fuertes y las otras notas que ocurren en el mismo período de tiempo deben variar mucho en términos de frecuencia.

No existe un nivel de escucha seguro para escuchar la diferencia entre estos archivos.

Si hemos aprendido algo de este fiasco de Yanny/Laurel, es que una voz humana no se ajusta a estos criterios . Entonces, en realidad, los lugares más probables donde podrás escuchar las diferencias entre los dos son en notas de baja frecuencia con armónicos algo apagados. Pero hay un problema: los humanos somos realmente malos para escuchar sonidos de baja frecuencia. Para escuchar estas notas con el mismo volumen que las notas de frecuencia más alta, necesitarás entre 10 y 40 dB de potencia adicional. Por lo tanto, esos picos de -87 dB en rangos de 20 a 90 Hz también pueden ser de -97 a -127 dB, lo que está fuera del rango del oído humano. No existe un nivel de escucha seguro para escuchar la diferencia entre estos archivos.

Genial, ¿eh? Siempre es bueno saber que cualquiera que venga y te diga que tu colección de música debe volver a comprarse porque no es lo suficientemente “alta definición” está claramente equivocado. Si eres un audiófilo en ciernes, lo que debes aprender de esto es relajarte: estamos en una época dorada del audio, la calidad del CD es más que suficiente, ¡simplemente disfruta de tu música! Si bien algunos pueden buscar un audio de mayor calidad, no es necesario si lo único que quieres es escuchar buena música.

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