El audio de alta velocidad de bits es excesivo: La calidad del CD sigue siendo excelente

Todo el mundo quiere un audio excelente, pero a veces nuestras búsquedas de mejora nos llevan por algunos pasillos realmente oscuros y dumb tontos. Como sucede con muchas disciplinas, con la música un poco de conocimiento va un largo camino. Es posible que haya visto discusiones en línea en torno a la profundidad de bits y las frecuencias de muestreo, pero lo que probablemente no sepa es que no hay un ajuste mágico que haga que todo suene mejor. Esto se debe a que la música digital tal como es hoy en día ya ha dejado nuestros límites perceptivos en el espejo retrovisor. No necesitas archivos de alta calidad a menos que estés creando música que necesite una edición pesada.

Aunque 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 ser absorbido por el bombo de marketing si es más caro de lo que ya tienes. Si bien no tengo dudas de que formatos como MQA son tecnológicamente impresionantes, la mayoría realmente no podrá apreciar la mayor fidelidad. Las probabilidades de que su biblioteca actual esté perfectamente bien son casi del 100%.

Solo necesitas una frecuencia de muestreo de 44,1 kHz

Si has mirado en 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 puede notar que su DAC o un teléfono como el LG V30 admiten archivos con frecuencias de muestreo de hasta 384 kHz.

Eso es exagerado. Nadie en la Tierra verde de Dios va a saber o preocuparse por la diferencia porque nuestros oídos no son tan sensibles. ¿No me crees? Es hora de matemáticas. Para entender cuál es el límite de percepción humana para las frecuencias de muestreo, necesitamos identificar tres cosas:

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

Suena bastante simple, y lo es. El rango de audición humana más común alcanza los 20 kHz, que es de 20,000 períodos por segundo. Por el bien del argumento, expandamos ese rango a los límites superiores de lo que sabemos que es posible: 22 kHz. Si desea comprobar los límites de su audición, utilice esta herramienta para encontrar los límites superiores de su percepción. Solo asegúrate de no ajustar el volumen demasiado alto antes de hacerlo. Si tienes más de 20 años, ese número debería ser de 16 a 17 kHz, más bajo si tienes más de 30, y así sucesivamente.

Si su audición no puede alcanzar nada superior a 22.05 kHz, entonces el archivo de 44,1 kHz puede resolver el rango de frecuencias que puede escuchar.

Usando el teorema de muestreo de Nyquist-Shannon, sabemos que una frecuencia de muestreo que proporciona dos muestras por período es suficiente para reproducir una señal (en este caso, su música). 2 x 22.000 = 44.000, o algo menos de las 44.100 muestras por segundo que ofrece una frecuencia de muestreo de 44,1 kHz. Cualquier cosa por encima de ese número no le ofrecerá mucha mejora porque simplemente no puede escuchar las frecuencias que un aumento de la frecuencia de muestreo desbloquearía para usted.

Cualquier frecuencia de muestreo que supera el doble de la frecuencia será representado perfectamente (arriba). Es solo cuando la frecuencia de muestreo cae por debajo de ese punto donde surgen problemas (a continuación).

Además, las frecuencias que escuchas en el extremo más alto disminuyen con el tiempo a medida que envejeces, tienes infecciones de oído o estás expuesto a sonidos fuertes. Por ejemplo, no puedo oír nada por encima de 16 kHz. Esta es la razón por la que 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 su audición no puede alcanzar nada superior a 22,05 kHz, el archivo de 44,1 kHz puede resolver fácilmente el rango de frecuencias que puede oír.

El audio de 16 bits está bien para todos

El otro mito de la calidad de audio es que el audio de 24 bits desbloqueará algún tipo de nirvana audiófilo porque es mucho más denso en 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 están casi exclusivamente en el dominio de la grabación.

Aunque es cierto que un archivo de 24 bits tendrá mucho más rango dinámico que un archivo de 16 bits, 144dB de rango dinámico es suficiente para resolver un mosquito junto al lanzamiento de un cohete Saturn V. Si bien eso está muy bien, sus oídos no pueden escuchar esa diferencia en el sonido debido a un fenómeno llamado enmascaramiento auditivo. Tu fisiología hace que los sonidos sean más silenciosos y silenciados por los más fuertes, y cuanto más cercanos están en frecuencia entre sí: más enmascarados están por tu cerebro. Con mejoras como tramado, el audio de 16 bits puede «simplemente» resolver el mosquito antes mencionado junto a un despegue de motor a reacción de 120 dB. Sigue siendo una exageración dramática.

Así es como se ve un archivo de música de 24 bits antes de eliminar cualquier dato. La frecuencia es el eje Y, el tiempo es el eje X, y la intensidad es el color.

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

Hey niños, ¡prueben esto en casa!

Mientras que mi colega Rob de Android Authority ya lo demostró con un osciloscopio y algunas investigaciones, vamos a realizar un experimento que puedes hacer tú mismo, o simplemente leer si no te molestan los spoilers. Después de recorrer la web, encontré un par de archivos en Bandcamp que en realidad se lanzaron en archivos sin pérdida de 24 bits. Muchos de los que encontré en supuestos sitios de «Audio HD» simplemente se convirtieron de 16 bits, lo que significa que eran idénticos en todos los sentidos, excepto en el precio. A continuación, seguí este procedimiento:

  1. Hacer una copia del archivo original de 24 bits
  2. Abrir en el programa de edición de audio de su elección (sugiero Audacity), e invertir el archivo; guardar como WAV de 16 bits/44,1 kHz
  3. Abrir el archivo padre y el archivo recién editado, y exportarlo como una pista
  4. Abrir la pista mixta en cualquier programa que le permita ver lo que se llama espectrograma
  5. usted mismo gastando mucho dinero en audio de alta resolución

Esencialmente, lo que acabamos de hacer aquí es tomar un archivo de 96 kHz/24 bits, luego restar todos los datos que pueda escuchar en una versión de sí mismo 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:

Mientras que esos pequeños bits morados son visibles en el espectrograma, están muy por debajo del umbral de audibilidad en presencia de música.

Está bien, así que hay un poco de diferencia en los alcances superiores del archivo, pero eso está fuera del alcance de la audición humana. De hecho, probablemente deberías filtrar eso de todos modos. Así que vamos a mostrar lo que un humano puede escuchar aplicando un pase bajo a 20 kHz solo para cubrir nuestras bases. Et voila: un pico final de… -85 dB en el mejor de los casos. De acuerdo, estamos un poco bordeando los bordes de la audibilidad aquí, pero aquí está el problema: para escuchar realmente cualquiera de estos datos adicionales, necesita:

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

Mientras que ese último punto puede parecer un poco sarcástico, sabemos que su cerebro filtra los sonidos que están cerca en frecuencia a los demás (ver: enmascaramiento auditivo, vinculado arriba). Así que cuando escuchas música, en realidad no escuchas todo el sonido a la vez, solo escuchas lo que tu cerebro ha separado para ti. Por lo tanto, para escuchar la diferencia entre los archivos de 24 bits/96 kHz y el 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 Hay nivel de escucha para oír la diferencia entre estos archivos.

Si hemos aprendido algo de este fiasco de Yanny / Laurel, una voz humana no se ajusta a estos criterios (Nota del editor: Es «Laurel»). Así que, en realidad, los lugares más probables en los que podrías escuchar las diferencias entre los dos son las notas de baja frecuencia con armónicos algo apagados. Pero hay un problema: los humanos son realmente malos para escuchar sonidos de baja frecuencia. Para escuchar estas notas con la misma intensidad que las notas de mayor frecuencia, necesitará entre 10 y 40 dB de potencia adicional. Por lo tanto, esos picos a-87dB en rangos de 20-90Hz también pueden ser de -97 a-127dB, que está fuera del rango de audición humana. No hay 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 tiene que volver a comprarse porque no es lo suficientemente «de alta definición», está claramente equivocado. Si eres un audiófilo en ciernes, lo que necesitas sacar de esto es relajarte: estamos en una época dorada de audio aquí: la calidad de CD es más que suficiente, ¡solo disfruta de tu música! Si bien algunos pueden buscar audio de mayor calidad, no es necesario si todo lo que quieres hacer es escuchar buena música.

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