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BITRATE DE AUDIO
El bitrate de audio es la cantidad de datos o información medida en bits que se transmiten por segundo. Se mide en kilobits por segundo (kbps) y se utiliza para almacenar o transmitir audio digital.
Este bitrate determina tanto la calidad del archivo de audio como el tamaño que ocupa, ya que a mayor bitrate mayor calidad tendrá el archivo de audio y mayor tamaño ocupará.
Cuanto mayor sea el bitrate de audio mayores detalles se podrán percibir en ese archivo de audio.
El bitrate se calcula en función de la frecuencia de muestreo y la profundidad de bits.
FRECUENCIA DE MUESTREO
La frecuencia de muestreo indica cuántas muestras o extractos de sonido se toman por segundo. Se mide en Hertz (Hz) o Kilohertz (kHz). Ello afecta directamenta a la precisión con la que la música será reproducida: a mayor número de muestras por segundo, mayor naturalidad y precisión en la reproducción del sonido.
Su valor puede oscilar entre 8khz u 8000 muestras por segundo y 192kHz o 192.000 muestras por segundo.
44,1 kHz utilizado en el CD.
48 kHz utilizado en las producciones profesionales de vídeo.
96 kHz y 192 kHz utilizado en los formatos de audio de alta resolución.
PROFUNDIDAD DE BITS
La resolución o profundidad de bits es la cantidad de información de una muestra o extracto de sonido y determina la precisión, el detalle, la amplitud o rango dinámico con la que se representa cada muestra.
La resolución nos indica el número de bits que podemos utilizar para describir cada una de las muestras, que, a su vez, revela el número de variaciones o posibilidades que puede adoptar cada una de ellas.
Cuanta mayor profundidad de bits, mayor rango dinámico y menor ruido. La profundidad de bits se expresa en bits (8, 16, 24, 32).
Con 16 bits se obtienen 65.536 valores, mientras que con 24 bits se obtienen 16.777.216 valores, al subir la resolución hasta los 24 bits se incrementa la gama dinámica y mejora la relación señal/ruido.
Cuanto mayor sea la profundidad de bits y la frecuencia de muestreo, más parecido será el resultado al sonido máster original, aunque la onda digital nunca podrá tener el 100% de la forma de la onda analógica.
Al reducir la frecuencia de muestreo la reproducción pierde nitidez y será menos fiel al máster original.
Profundidad de bits y por qué es importante:
La forma más sencilla de describir la profundidad de bits (en términos de grabación de audio) es que representa el rango dinámico que puedes capturar sin distorsionar el audio. Determina el volumen del sonido que se puede grabar sin que se produzca saturación digital, pero también la altura de las grabaciones por encima del ruido de fondo, siempre presente. En otras palabras, grabar con profundidades de bits más altas no sólo permite grabar sonidos más fuertes sin riesgo de distorsión, sino que también significa que las grabaciones tendrán un ruido de fondo audible más bajo. Para comparar, veamos el rango dinámico que permiten las distintas profundidades de bits:
16 bits: aproximadamente 96 dB de rango dinámico.
24 bits: aproximadamente 144 dB de rango dinámico.
32 bits: aproximadamente 168 dB de rango dinámico.
FORMATOS DE ARCHIVO CONTENEDORES DE AUDIO
Tasa de bits en audio con pérdidas:
-MP3: Oscila entre 24 kbps y 320 kbps la calidad más alta en este formato. La compresión afecta a la calidad del sonido y a su distorsión.
-AAC: Puede variar desde 128 a 256 kbps, pero tiene una mejor calidad a menor bitrate en comparación con MP3 debido a su códec.
Tasa de bits en audio sin pérdidas:
-FLAC/ALAC : Normalmente, se utiliza un bitrate variable, ya que no hay pérdida de calidad, pero puede alcanzar entre 3000 kbps dependiendo de la complejidad del audio. Por ejemplo en archivos .flac de 24 bits y 192 kHz.
-WAV/AIFF : 1411 kbps para archivos de 16 bits/44.1 kHz, que es la calidad de un CD de audio.
Tasa de bits en audio de alta resolución:
Audio de alta resolución que destaca por ser de 24 bits/96 kHz o 192kHz . Puede tener bitrates muy altos, generalmente superiores a 4,000 kbps, dependiendo del formato y la tasa de muestreo.
Calcular tasa bits: Bitrate (kbps) = Frecuencia de muestreo (Hz) × Profundidad de bits × Número de canales ÷ 1000.
Ejemplo calidad de un CD: 44.100 Hz x 16 bits x 2 canales (estéreo) / 1000 = 1411 kbps.
Ejemplo calidad de audio en alta resolución:
- 24 bits / 96 kHz: 96.000 x 24 x 2= 4.608.000 bits/seg. 4.608 kbps.
- 24 bits / 192 kHz: 192.000 x 24 x 2= 9.216.000 bits/seg. 9.216 kbps.
TAMAÑO DE ARCHIVOS CONTENEDORES:
La utilización de según qué calidades de audio generan archivos de tamaños extremadamente diferentes. A mayor bitrate, mayor peso en los archivos.
Una hora de música en Hi-Res 24-Bit a 192 kHz ocupa unos 2 GB (gigabytes), mientras que esa misma hora en calidad CD ocupa 635 MB (megabytes).
En el caso del streaming, ese peso y por lo tanto la calidad del archivo son elegidos en función del bitrate posible en la conexión internet. Con un bitrate teórico máximo de 13 Mb/s, una ADSL será suficiente para un streaming en calidad CD (a 1.411 Mb/s o menos gracias al formato FLAC). Para el streaming en Hi-Res, con un bitrate requerido medio de 9,2 Mb/s, vemos que la conexión ADSL puede no ser suficiente. Será preferible una conexión por fibra óptica o bien una conexión híbrida ADSL + 4G, que permita un bitrate de varias decenas de Mb/s. Para el streaming en un smartphone, algunas plataformas optan por el formato MP3 con un bitrate entre 96 y 160 kb/s.
Formatos Físicos:
Vinilo: Sonido analógico, recoge de manera fiel el audio grabado por los micrófonos. Presentado en 1948 por la empresa Columbia Records. El rango dinámico es de alrededor de 70 dB.
Compact Disc (CD): 16 bits/44.1 kHz para un bitrate de 1.411 kbps. Desarrollado por Philips y Sony, presentado en 1980. Se eligió la resolución de 16 bits y una frecuencia de muestreo de 44,1 kHz ya que según el teorema de Nyquist Shannon es necesario el doble de la frecuencia máxima audible por el ser humano (20Hz a 20kHz) para obtener un sonido de calidad. Proporciona un rango dinámico de 98 dB. La capacidad de un disco CD es de 700 MB. El CD de Audio no permite registrar material sonoro multicanal.
Super Audio Compact Disc (SACD): La tasa de bits (bitrate) es de 5.6 Mbps para audio estéreo sin comprimir, utilizando la frecuencia de muestreo de 2.822 kbps. Puede ofrecer 6 canales de audio. Desarrollado por Philips y Sony, presentado en 1999. La respuesta de frecuencia alcanza los 100kHz. Proporciona un rango dinámico de 120 dB. La capacidad de un disco SACD es de 4,7 GB. El SACD permite registrar material sonoro multicanal.
DVD-Audio: Formato de audio de alta definición. Desarrollado por Pioneer y Panasonic (Matsushita). El rango dinámico que puede alcanzar el DVD-A con 24 bits es de unos 144 dB. Permite registrar material sonoro multicanal de hasta 6 canales. También admite las frecuencias de muestreo de 44,1kHz, 48 kHz, 96kHz y 192kHz entre otras. La resolución admitida es de 16, 20 y 24 bits.
Blu-ray Disc Audio: La frecuencia de muestreo en audio de Blu-ray puede ser de 48 kHz, 96 kHz o 192 kHz. La tasa de bits oscila entre 4 y 18 Mbps para formatos como Dolby TrueHD o DTS-HD Master Audio o Dolby Atmos (24.1.10 canales). La resolución admitida es de 16, 20 y 24 bits. Rango dinámico con 24 bits es de unos 144 dB.
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