HomeDivulgaciónAudio para operadores de vídeo (II)

Audio para operadores de vídeo (II)

audio

Siguiendo con nuestra serie de artículos sobre el audio y sus principios fundamentales continuaremos hablando sobre cómo se comporta el sonido cuando se propaga y también hablaremos sobre los micrófonos.
Ya sabemos cómo se produce el sonido y como se propaga en los diferentes medios elásticos pero cuando éste se produce, depende de donde esté ubicado el objeto que vibre, su apariencia sonora será totalmente distinta haciendo que la complejidad de los armónicos que componen ese sonido sea mayor o menor y por tanto su sonido totalmente distinto.
La complejidad armónica de un sonido la va a determinar el objeto que esté actuando como resonador y cuanto mayor es el grado de complejidad de un sonido más se asemejará este a un ruido.
Ondas senoidales puras, aquellas que solo contienen la frecuencia fundamental, son muy frecuente encontrarlas en laboratorios, en donde se crean de manera artificial,  pero sin embargo muy escasas o inexistentes en la naturaleza en donde la mayoría de los instrumentos musicales y sonidos se componen de una gran variedad de armónicos.
Cualquier sonido se compone de una frecuencia fundamental que define su altura tonal o afinación y una enorme cantidad de frecuencias múltiplos de la fundamental, llamados armónicos y que definen la textura del sonido. En la acústica, los armónicos y estructuras armónicas también juegan un papel determinante.
Una habitación genera ondas estacionarias y para determinar la frecuencia de cualquier onda estacionaria en base a un tamaño de habitación determinada se usa la siguiente fórmula F=V/2d donde:
f= Frecuencia fundamental de la onda estacionaria
v= velocidad del sonido
d= Dimensión de la habitación que está siendo considerada( longitud, alto o ancho)
Para mostrar la sucesión de estas frecuencias múltiplos de la fundamental, armónicos,  mostramos un ejemplo sobre un sonido cuya frecuencia fundamental sea de 150 hercios

n25_21

La mayoría de los músicos reconocen la relación musical entre los distintos armónicos. El segundo armónico es musicalmente idéntico pero sonando una octava superior, entre el segundo y tercer armónico existe una relación de 3:2 la cual, musicalmente hablando, se escucha como una quinta perfecta. Entre el tercer y cuarto armónico se produce una relación 4:3 y esta se percibe como una cuarta justa. El sonido de un instrumento musical puede contener frecuencias que no están relacionadas musicalmente y cuando esto sucede se las conoce como parciales. Cada sonido es único y está compuesto por combinaciones únicas de armónicos y parciales. Estas combinaciones hacen que el sonido tenga una característica de sonido y textura propia.
Podríamos introducirnos en un mundo apasionante sobre la acústica o la síntesis del sonido en donde el estudio del contenido armónico es fundamental, pero desviaría totalmente la atención de la orientación de este artículo donde lo que buscamos es saber manipular el audio adecuadamente y para este menester un conocimiento básico sobre los armónicos nos es suficiente.
Si analizamos el contenido armónico de un sonido desde un punto de vista subjetivo podríamos encontrar que:
–    La frecuencia fundamental define la afinación del sonido o instrumento.
–    El segundo armónico añade densidad y cuerpo al sonido.
–    El tercer armónico disminuye la amplitud y da un toque cristalino, definición.
–    El cuarto armónico es similar al segundo armónico en características
–    El quinto armónico y superiores proporcionan contraste y ataque al sonido.
Estas consideraciones han de tenerse muy presentes en todo proceso de grabación sonora y  también debemos de fijarnos en las características de determinados tipos de periféricos como previos o ecualizadores porque su diseño, en la mayoría de los casos, trabaja de una manera u otra el contenido armónico.
Todos los armónicos son ondas senoidales que al modularse entre sí construyen una forma de onda compleja. En este proceso en el que cada parcial o armónico es sumado o añadido interviene de manera decisiva su amplitud y fase.
Fue el matemático Joseph Fourier quien descubrió que las funciones discontinuas pueden descomponerse como la suma de una serie infinita  de funciones continuas. A partir de aquí, se estableció que todas las señales representadas como una función matemática pueden ser compuestas por una suma de funciones seno de varias frecuencias.
El teorema de Fourier sirvió de base para el desarrollo de la síntesis aditiva donde cada armónico es una onda senoidal generada por un oscilador y controlado en el tiempo mediante una envolvente.
Fundamentalmente encontraremos dos grupos, uno formado por aquellos que funcionan con tecnología basada en válvulas y que añaden un matiz cálido al sonido realzando los armónicos pares y otro en los que su construcción está basada en transistores realzando los armónicos impares y superiores consiguiendo así un sonido más cristalino y de mayor pegada y definición.
Ahora que ya sabemos algo más sobre cómo se produce el sonido y sobre sus características dinámicas y que también sabemos cómo se compone y se propaga podemos formularnos la siguiente pregunta ¿cuando el sonido se encuentra con un obstáculo durante su propagación, qué ocurre?
El material con el que se encuentre el sonido durante su propagación podrá actuar de dos formas, o bien repeliéndolo, en ese caso se producirá el fenómeno de la  reflexión/difracción del sonido, o atrapándolo, en este otro caso se producirá el fenómeno de la absorción del sonido. Ambos fenómenos juegan un papel decisivo en la acústica.
Al producirse el fenómeno de la reflexión y difracción del sonido  las características de las reflexiones generadas dependerán del material y textura que tenga el objeto sobre el que impacta.
Entendemos por reflexión/difracción del sonido el fenómeno resultante de la capacidad que tiene un objeto o material de reflejar el sonido cuando éste incide sobre él.

DIFRACCIÓN Y REFLEXIÓN DEL SONIDO

En la difracción (A) dependiendo de su longitud de onda el sonido podrá envolver al objeto o bien atravesarlo o introducirse en él si éste tiene agujeros o fisuras, cuando el sonido es grave. Si el sonido fuera agudo entonces al impactar contra un obstáculo sería parcialmente rebotado y parte de él se introduciría o atravesaría el objeto. Siempre que este fenómeno ocurre el sonido resultante se comporta como una nueva fuente generadora de sonido repitiéndose el proceso frente a los nuevos obstáculos que se encuentre en su camino perdiendo en cada rebote parte de su energía.
En la reflexión (B) dependiendo de su longitud de onda el sonido podrá envolver o atravesar al objeto, en sonidos graves, o ser totalmente rebotado, en sonidos agudos. El sonido cuando es rebotado lo hace en sentido inverso de la fuente incidente. Es por esto que en los diseños acústicos se busca huir de superficies planas y paralelas evitando que se produzcan ondas estacionarias y previniendo así posibles problemas de fase.
Reflexión del sonido Si la superficie en la que el sonido incide es muy lisa y pulida la reflexión resultará muy definida y orientada y no generará más que una o muy pocas reflexiones y en este caso la intensidad con la que el sonido es reflejado o rebotado será prácticamente la misma con la que incidió.
Difracción del sonido Si la superficie del objeto en la que el sonido incide es desigual, rugosa y poco pulida, el sonido al impactar se descompondrá en múltiples ondas gemelas que tomarán distintas direcciones generando una mayor difusión del sonido.
En los estudios de grabación se eligen los materiales y la forma de las paredes para controlar la propagación del sonido y que la acústica del control de grabación sea perfecta.
Las salas de grabación de los estudios se suelen construir con paneles móviles haciendo que la acústica cambie a nuestra voluntad y permitiendo crear en el mismo recinto espacios más o menos reflectantes o ser totalmente absorbentes.
Entendemos por absorción del sonido el fenómeno resultante de la capacidad que tiene un objeto o material de retener el sonido cuando éste incide sobre él. Usamos la capacidad de absorción de los distintos elementos para generar situaciones acústicas asépticas, cámaras anecoicas, donde el sonido se escucha tal y como es generado.
El único lugar donde el sonido no es reflejado por ningún objeto es una cámara anecoica o en el vacío.
Cuando un sonido se produce en una sala o recinto, al encontrar un  objeto o pared rebota. Al ser rebotado, el sonido se divide en múltiples ondas que son reflejadas hacia distintos ángulos hasta llegar de nuevo al lugar de origen provocando una leve prolongación del sonido y que éste sea audible aún habiéndose extinguido el sonido original. Estas ondas reflejadas tendrán un retardo no superior a 50 ms, tiempo que corresponde a una distancia recorrida de 17 metros a la velocidad del sonido. A este efecto físico se le conoce como reverberación.
El tiempo que tarda el sonido en extinguirse se le denomina como tiempo de reverberación.
Cuando esta situación se produce en un recinto abierto o excesivamente grande en donde el sonido incide perpendicularmente  sobre un objeto o una montaña,  algo similar sucede. Al ocurrir en un espacio abierto o más grande y ser mayor la distancia recorrida a 17 metros el sonido regresa al punto de origen una vez extinguido el original y el sonido reflejado es claramente diferenciado. A este otro efecto se le denomina eco.
Existen en el mercado varios fabricantes que construyen materiales absorbentes para ser pegados en las paredes de un cuarto controlando su acústica y preparando y optimizando la sala para ser empleada como control o sala de grabación.
El coste de estos materiales es considerablemente menor que el de un diseño acústico a medida y sin embargo su eficacia es muy aceptable.
No debemos de confundir nunca lo que es acondicionamiento acústico con insonorización. Un cuarto puede estar perfectamente insonorizado y sin embargo su acústica no ser buena y viceversa.
En las salas de concierto, a pesar de su enorme tamaño, los diseñadores acústicos consiguen que en ellas no se produzca eco sino reverberación gracias al empleo de difusores y paneles que hacen que el sonido sea refractado, consiguiendo un tiempo de reverberación que suele oscilar entre 3 y 5 segundos.
Cuando un micrófono o persona se coloca junto a una fuente sonora, lo primero que percibe es la señal directa y a continuación escuchará el sonido reflejado.
A la diferencia entre sonido directo y sonido reflejado respecto del punto de escucha/captación lo denominamos como campo reverberante y jugando con el campo reverberante conseguiremos desarrollar numerosas técnicas de grabación.
En una grabación de sonido, independientemente de lo que estemos grabando, no solo tendremos presente el instrumento objeto de la grabación, sino que también habrá que tener en cuenta el campo reverberante del recinto donde éste se encuentre situado, pues dependiendo de la capacidad de reflexión y absorción de las paredes del recinto y de donde se sitúen los micrófonos respecto de la fuente sonora, el sonido registrado tendrá unas características u otras haciendo que éste sea idóneo para la toma o por el contrario nos juegue una muy mala pasada infringiendo al sonido unas características que lo harían inservible.
Cuando un sonido es reflejado al retornar hacia la fuente en sentido contrario y sumarse al sonido original de igual amplitud y frecuencia generará lo que conocemos como onda estacionaria y este efecto provocará que el sonido se atenúe o se amplifique dependiendo de la fase.
Llegado a este punto donde ya tenemos una clara idea de cómo se produce, propaga y comporta el sonido es hora de que empecemos a hablar sobre cómo éste debe de ser registrado.
Se emplean dos micrófonos para la grabación. Uno se sitúa muy cerca de la fuente sonora para captar la señal directa del piano mientras que el segundo micrófono se sitúa lejos para captar el ambiente de la sala, sonido reflejado.
Siempre que grabemos un sonido necesitaremos de un transductor que convierta las ondas mecánicas en ondas magnéticas y este dispositivo no es otro que un micrófono. El mecanismo contrario y que convierte una señal magnética en una señal mecánica es  un altavoz con lo que podemos decir que ambos son, en esencia, muy parecidos.
El funcionamiento del micrófono se asemeja al funcionamiento del oído humano donde una membrana capta las vibraciones y estas son convertidas a una señal magnética que es registrada sobre un soporte o convertida digitalmente a código binario.
Cuando tenemos que realizar una grabación no debemos de elegir un micrófono porque sí, sino que  debemos de pararnos a pensar por un momento qué y dónde vamos a realizar la grabación para así elegir el micrófono adecuado.Pero por mucho que pensemos en ello si no conocemos que tipos de micrófonos existen y para qué se aconsejan no llegaremos a conclusión alguna.
El micrófono es un instrumento creativo y una vez adquirida la técnica y conocimiento necesario podremos romper las reglas para usarlo de cualquier otra forma a la indicada sin incurrir en errores técnicos.
No siempre el micrófono adecuado consigue el sonido deseado y exige ser usado creativamente para conseguir un sonido artificial y no natural.
Para la captación de sonidos naturales es donde más emplearemos la técnica y donde más uso “tipo” haremos.
En ciertas ocasiones nos encontramos que un micrófono es usado por un personaje emblemático y todo el mundo relacionado le copia sin pararse a pensar si el micrófono es conveniente o no y limitándonos a usarlo más por su estética que por sus cualidades.
En los 50 el micrófono Shure SW55 creó toda una tendencia a raíz de ser usado por el Rey del Rock “Elvis Presley”. En este caso coincidía que tanto la tendencia creada por el cantante como las cualidades del micrófono estaban orientadas a ser usadas para el registro de voz y fue usado masivamente en conciertos, combates de boxeo, representaciones teatrales, radio, etc…
La firma Shure viene fabricando micrófonos desde 1930. El modelo Shure SW55 del tipo unidireccional fue uno de sus primeros micrófonos y llegó a ser el micrófono más famoso del mundo. Shure ha seguido construyendo e innovando en el área de los micrófonos hasta nuestros días y sus micrófonos SM 57 y SM 58 son todo un estándar. Actualmente otras empresas como AKG y Sennheiser se reparten junto con Shure el liderazgo como constructores de micrófonos y podemos decir que las tres son sinónimo de calidad, confianza y durabilidad en toda su gama de productos.
Existen dos clases globales de micrófonos, dinámicos y de condensador.
Los micrófonos dinámicos son unidades en las que un campo magnético hace que una membrana al vibrar produzca una señal eléctrica. Los micrófonos dinámicos se subdividen en dos tipos, de bobina móvil y de cinta.
En los de condensador su cápsula consiste en un pequeño capacitador hecho de dos placas, una fija y otra móvil que actúa   como membrana existiendo micrófonos de condensador de doble diafragma que permiten al técnico elegir entre diferentes patrones polares.
Dentro del grupo de micrófonos   de condensador hay distintos tipos.
Electret otro tipo de micrófonos de condensador pero que no requieren alimentación para funcionar porque en el proceso de fabricación sus placas son cargadas. Este tipo de micrófono no es tan sensible ni preciso como los otros micrófonos de condensador.
Válvulas son micrófonos exclusivamente de condensador que usan un circuito de pre amplificación de válvulas. Son muy requeridos por los técnicos por la característica cálida de su sonido. La circuitería de válvulas incrementa la amplitud del 2º y 4º armónico sobre el resto.
Transistores iguales características que los micrófonos de válvulas pero cambiando éstas por transistores que hacen posible mayor estabilidad, definición del sonido y en los que el sonido resultante es rico en armónicos impares.
En el mercado podemos encontrar todo tipo de micrófonos que seguro se ajustarán a cada una de nuestras necesidades.
Firmas como Sontronix fabrican el micrófono de cinta APOLLO, Sennheiser tiene numerosos modelos del tipo electret como es el e604 y el referente en el mercado en cuanto a tecnología de válvulas es el U147 de la firma alemana Neumman.
Los micrófonos dinámicos se usan principalmente para la captación del sonido en directo. Sus características de direccionabilidad y baja sensibilidad permiten atenuar realimentaciones o feedbacks impidiendo que el sonido que sale de los altavoces hacia el público sea nuevamente captado y que éste entre en bucle.
También son usados en estudios de Radio y TV para la captación de locutores en tertulias. El motivo no es otro que conseguir mayor aislamiento y diferenciación entre las distintas fuentes de sonido, una vez más esto es debido a sus características de baja sensibilidad y direccionabilidad.
En instrumentos de percusión, donde igualmente es importante el que una fuente de sonido esté lo más aislada posible de la otra, su uso es muy frecuente.
En todos estos casos si hubiéramos elegido un micrófono de condensador, mucho más sensible y con un patrón de captación más amplio, el resultado hubiera sido incorrecto.
El factor más importante para elegir un micrófono u otro es la sensibilidad.
Por sensibilidad entendemos el nivel de salida que produce un micrófono ante un nivel de presión de sonido. Un micrófono de alta sensibilidad producirá un nivel de salida más elevado que otro micrófono de baja sensibilidad cuando ambos son expuestos a una misma presión sonora. La ventaja de los micrófonos de alta sensibilidad es que requieren menor ganancia resultando en una señal que contendrá menor cantidad de ruido. La sensibilidad es un factor fundamental a tener en cuenta y que incide directamente en lo que a rango dinámico respecta. Aunque el micrófono se asemeja al oído humano, no existe un micrófono que iguale sus características siendo el oído humano infinitamente más sensible que ningún micrófono conocido.
Cardioides o direccionales, captan el sonido de forma direccional, exigiendo que el micrófono esté orientado hacia la fuente de sonido. son muy poco sensibles y permiten ser operados en situaciones donde la presión acústica de la fuente sonora es muy elevada,
Hipercardioides iguales en características a los micrófonos cardioides pero siendo su grado de captación muy reducido. Su uso está orientado a conseguir registros de sonido muy selectivas.. En Cine/Vídeo todos los micrófonos usados del tipo cañón pertenecen a este género.
Figura en 8 o doble cardioide es un micrófono de condensador con dos cápsulas cardioides montadas una espalda a la otra y cuyo patrón polar al representarlo gráficamente toma forma de 8. No debe de confundirse con un micrófono estéreo.
Omnidireccionales los micrófonos de este tipo tienen una respuesta de sensibilidad que permite captar el sonido de forma uniforme en 360º, su principal inconveniente es que por su alta sensibilidad tiene la capacidad de captarlo todo, tanto lo que queremos como el ruido ambiente o residual que no queremos.
Debemos de saber bien cómo se comporta un micrófono respecto a su direccionabilidad. El oído humano escucha de forma omni direccional en un rango esférico de 360º. Los micrófonos tienen distintos patrones polares de captación del sonido para tratar de asemejarse al modelo de escucha humano, pudiendo ser de varios tipos, como podemos ver en la imagen.
El oído humano tiene unas cualidades increíbles de protección frente a la amplitud del sonido protegiéndose ante éste si su intensidad es elevada. También permite focalizar la atención para distinguir y aislar cualquier sonido por débil que este sea y por muy enmascarado que esté por sonidos más fuertes y que lo hagan prácticamente imperceptible.
En la grabación del sonido nos acercaremos a estas cualidades del oído humano haciendo uso no solo de los micrófonos sino además de todo tipo de artilugios que nos permitan controlar el sonido y su dinámica.
Los micrófonos dinámicos son muy poco sensibles y los de condensador altamente sensibles.
Para comprender los dos mayores problemas que surgen con el uso de un micrófono de baja y alta sensibilidad imaginemos una orquesta sinfónica interpretando una pieza que contenga un pasaje extremadamente suave y otra extremadamente fuerte. Si para captar el pasaje suave usamos un micrófono de muy baja sensibilidad necesitaremos preamplificar la señal hasta tal punto que ésta será audible. Si usamos un micrófono muy sensible para captar un pasaje fuerte la señal llegará a saturar o estará a un nivel muy cercano a la saturación exigiéndonos tener que atenuar la señal. En las mesas y previos más Pro tenemos la posibilidad de atenuar -20db la señal si esto nos ocurriera.
En cada caso particular hay que ver lo que nos interesa para así elegir uno u otro y obtener la mejor dinámica y relación señal/ruido.
La cabeza dummy de la firma Neumman es, hasta la fecha, el micrófono más parecido al oído humano. Se emplea en numerosas facetas de medición acústica de alta precisión y también es utilizado para  la grabación de sonidos binaurales.
Mediante esta técnica de grabación somos capaces de conseguir que el sonido se registre o grabe de manera muy similar a como el ser humano lo escucha. Para poder apreciar las cualidades de los sonidos binaurales es necesario escucharlos mediante auriculares. Hasta la fecha el único altavoz capaz de reproducir con fidelidad las características envolventes de estos sonidos son los construidos por Hugo Zucarelli científico que lleva años desarrollando e investigando sobre la técnica de la Holofonía.
La característica principal de los sonidos holofónicos o binaurales reside en que, a pesar de ser escuchados mediante dos altavoces o auriculares, puedan darnos una sensación de sonido envolvente aún mayor que con un sistema Dolby Sourround 5.1
Hemos contado cómo se produce el sonido, también hemos relatado sobre cómo a lo largo de la historia se han ido creando maquinarias que nos permitían captar y registrar el sonido y de la importancia que la dinámica jugaba en este punto. En el artículo de hoy hemos conocido un poco más sobre las cualidades del sonido y también qué es un micrófono y qué tipos hay. En el próximo artículo hablaremos de cómo controlar la señal captada por un micrófono para conseguir la relación señal/ruido o la dinámica más adecuada, cómo usar un preamplificador y qué tipos hay. Veremos, además, cómo está estructurado un canal de audio y qué ruta sigue la señal  en él, todo ello para comenzar a hablar sobre cómo grabar el sonido en cualquier plataforma.

TXT: Mr Scramble

Sony F350, alta cali
Canon añade a la EO
Rate This Article: