Para comprender mejor el campo de música y tecnología es clave poder entender la naturaleza del sonido y sus características ya que al hacerlo podremos conocer cómo manipular dichas características y hacerlo de la manera deseada.
Tal como comenté en mi anterior entrada busco ir “enseñando” temas que voy aprendiendo en diferentes recursos educativos. Así pues, esta entrada hace parte de una serie de artículos que escribo como notas y reflexiones a la especialización de Coursera: Producción de Música Electrónica.
En este escrito no se entrará en detalles de cada una de las diferentes características que tiene el sonido, sino se dará una visión general de las mismas y en otras entradas se profundizará en los conceptos aquí mostrados.
Naturaleza del sonido
El sonido es un fenómeno físico que involucra la propagación de ondas. Este fenómeno tiene ciertas características que son de nuestro interés entender y que se explican brevemente a continuación:
Propagación
La propagación describe el movimiento del sonido en un medio. El sonido puede moverse por diferentes medios, tales como el agua, el aire, entre otros y estos medios afectan la velocidad de propagación del sonido; es decir, el tiempo que tarde la onda en llegar de un lado a otro.
La velocidad del sonido depende también de otros factores del entorno en que se propaga como la altura con respecto del nivel del mar o la temperatura. En todo caso, estos últimos factores no afectan sustancialmente la velocidad del sonido y, de esta manera, podemos por conveniencia aproximar que el sonido viaje a unos 340 m/s (metros por segundo). Esto es más o menos:
- El equivalente a 1 ft/msec
- 1 kilometro cada 3 segundos
- 1 milla cada 5 segundos.
Es de gran importancia entender lo anterior en la producción/creación de música electrónica pues nos sirve para manipular la sensación de espacio donde se está produciendo el sonido.
Un ejemplo de efecto usando este concepto es el delay.
Efecto de delay
Amplitud
Por amplitud entendemos cuánto aire se comprime mientras la onda se propaga. Este características nuestros oídos la perciben como el volumen: Un sonido fuerte o débil.
Existen varios tipos de ondas (ya hablaremos en otra entrada de esto). Es importante entender que el sonido en es aire es una onda longitudinal: se desplaza en la misma dirección del medio, a diferencia de la ondas transversales que se mueven en sentido perpendicular al medio.
La comprensión y rarefacción (extensión) de la onda nos ayuda a determina su amplitud. Técnicamente sería la distancia “entre la presión del aire que no ha sido alterado y la máxima presión causada por la onda“. Este concepto queda claro en la siguiente gráfica:
La amplitud se mide en decibeles. Hay varios tipos de decibeles y este tema merece en sí mismo una entrada. Para el alcance de este artículo quisiera mencionar sólo algunas generalidades:
- Los decibeles son una medida relativa que se usa de diferentes maneras
- En el aire se usan los DBSPL (del Inglés Decibles of Sound pressure level) en esta medida cero (0) hace referencia al umbral de audición, el sonido más suave que alcanzamos a escuchar
- En el mundo digital se usan los DBFS (full scale) en donde cero (0) es lo más ruidoso posible que puede representarse en el computador
- Por lo anterior, en DBSPL vamos a tender a ver números positivos y en DBFS negativos
Finalmente cabe resaltar que si bien amplitud y volumen son conceptos relacionas, no significan lo mismo: La amplitud es algo que medimos mientras que el volumen es nuestra percepción de la amplitud que también se ve afectada por otros factores como por ejemplo la duración del sonido o su frecuencia.
El concepto de amplitud se aplica en el manejo de la ganancias de las pistas, compresores, limitadores, entre otros.
Frecuencia
En una onda la frecuencia hace referencia a la rapidez con la que se mueve la onda y nuestra percepción es lo que llamamos el tono: Una frecuencia elevada la percibimos con un tono agudo mientras que un frecuencia baja con un tono grave.
La frecuencia se mide en Hertz (ciclos por segundo) y mide en un segundo cuántos periodos de onde hubo, tal como se muestra en la siguiente gráfica:
En música, por ejemplo, la nota La 4 tiene un frecuencia de 440hz, es decir que en un segundo hay 440 periodos.
El rango humano auditivo normalmente se encuentra entre 20hz a 20.000hz.
Con la manipulación de frecuencias creamos diferentes timbres jugando con una frecuencia fundamental (la frecuencia más baja) y una serie de armónicos (energía en diferentes frecuencias). Ya hablaremos en más detalle del timbre, de momento esta gráfica muestra un espectro armónico:
Vemos el uso de manipulación de frecuencias en los ecualizadores que son básicamente colecciones de filtros de las frecuencias de la señal que procesa.
Representación visual de las características del sonido
Una forma conveniente de entender intuitivamente las características arriba mencionadas y poder manipularlas es teniendo una representación gráfica del sonido.
Finalizaré está entrada con 3 herramientas para visualizar el sonido
Osciloscopio
Es tal vez la forma más habitual en que se representan las ondas. En el eje x encontramos la variable tiempo y en el eje y la amplitud de onda. Es una ayuda grande para ver la forma de la onda en el tiempo.
Puedes usar un osciloscopio en línea en este enlace.
Analizador de Espectro
Este visualizador nos permite ver la frecuencia fundamental y los armónicos de un sonido para analizar su timbre. En el eje horizontal podemos ver la frecuencia y en el vertical la amplitud. Por ejemplo, así se verían en el analizador de espectro una onda sinusoidal y una de sierra con la misma frecuencia: La misma nota pero percibimos diferente su timbre.
Espectrograma
En esta herramienta tenemos un panorama bastante completo de lo que escuchamos. Es similar al analizador de espectro en el tiempo. Es decir, vamos analizando las ondas que vamos escuchando durante el tiempo. Tiene así 3 dimensiones: en el eje horizontal podemos ver el tiempo, en el vertical las frecuencias y el color nos ayuda para ver las energías de dichas frecuencias.
Es todo de momento, como indicaba, esta es una primera visión general de diferentes conceptos que iremos trabajando y profundizando poco a poco. De todas maneras, si tienes alguna duda o comentario, déjamela en los comentarios y trataré de contestarla lo más pronto posible
¡Hasta pronto!
