Registro y reproducción de audio

Tecnología. Sonido. Fonógrafo. Casettes. CD (Compact Disc). Mini Disc. MP3

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DISPOSITIVOS DE REGISTRO Y REPRODUCCIÓN DE AUDIO

La posibilidad de repetir el mismo sonido una y otra vez, es algo relativamente reciente; no fue hasta 1877 cuando Thomas Edison inventó el primer dispositivo capaz de grabar audio. Los intentos de reproducir sonidos se remontan a la antigua Grecia, cuando empezaron a escribir en papel signos que representaban notas, para que cualquier persona pudiera reproducir una canción (una especie de formato MIDI). Más adelante se perfeccionaron las partituras, y hubo gente que inventó complicadas máquinas con instrumentos musicales que tocaban unas cuantas melodías (el formato MOD). Y al fin Edison consiguió grabar en formato WAV.

Desde este punto realizaremos un recorrido que nos permitirá observar la progresión de los soportes de registro de audio, de los analógicos hasta los digitales. Así comenzaremos con el fonógrafo, pasando por el gramófono, las cintas magnéticas, los discos compactos, el minidisc… hasta llegar a las últimas tecnologías como el silicon audio.

La primera grabación de sonido se debe a Thomas Edison en 1877. La primera frase que se reprodujo, “hello”, realmente se grabó en un repetidor telefónico, pero Edison se apresuró para inventar el fonógrafo, equipo algo más complejo. El sonido pasaba por la bocina a la boquilla central y provocaba la vibración del diafragma. El punzón de éste grababa surcos en una fina lámina de latón que recubría el tambor giratorio. El equipo contaba además con un segundo punzón y diafragma que podían acoplarse para reproducir la grabación. Edison concibió el fonógrafo sobre todo como máquina de dictado para las oficinas.

Este sistema fue mejorado por Emil Berliner en 1887 para crear el gramófono (fonógrafo de disco plano), que fue también un dispositivo puramente mecánico que usaba una aguja y un diafragma. La mayor mejora del gramófono fue el uso de discos con una ranura en espiral, aunque estaban hechos de baquelita y se rompían fácilmente. El instrumento comenzó a utilizarse ya para recoger la voz de los grandes cantantes e intérpretes de la época.

El inmenso éxito del gramófono desembocó en la exigencia de un mejor sonido. Hacia 1920, el anticuado ingenio mecánico comenzó a sustituirse por la grabación y reproducción eléctrica, en la que las vibraciones de la aguja se amplificaban mediante elementos electromagnéticos en lugar de la bocina. Sin embargo, se siguió utilizando el disco de 78 rpm hasta la aparición del primer disco de larga duración (LP, de vinilo) en 1948. Durante los años de la posguerra, la evolución del tocadiscos de alta fidelidad (hi-fi), y el sonido estereofónico supusieron un gran avance en la grabación y reproducción de sonido.

En 1942 verán la luz los audio casettes que todos conocemos, y todavía usamos en nuestra vida cotidiana. El audio casete se trata de una cinta electromagnética leída por una cabeza que decodifica la agrupación del metal y lo convierte en audio (o en video, en el caso de la videocasette)

En la década de 1960 se comenzó a investigar en el campo del audio digital, frente a los sistemas de audio analógicos, que poco a poco perderían la batalla. Los sistemas analógicos tienen la propiedad de toda señal analógica de tomar infinitos valores, y responder de manera distinta para cada valor dentro de ese rango infinito. Esto era un problema, ya que antes de sacar al mercado un producto debían hacerse muchísimas pruebas, y comprobar que funcionara bien en todos los rangos posibles y con todos los posibles factores extraños. Además era muy costoso. Sin embargo, los sistemas digitales sólo pueden tomar dos tipos de valores: 0 ó 1, por lo que cuando se quieren realizar las pruebas deberán comprobar sólo estos dos valores. El único punto crítico es el cambio de 0 a 1, pero es un problema más pequeño que el que se tenía con los analógicos. Además, ante cambios de temperatura o interferencias, es mucho más fácil corregir un error en señales digitales, que en señales analógicas.

Uno de los primeros formatos de sonido digital fue la Digital Audio Tape (DAT), creada en 1987. La DAT ofrece tres horas de sonido digital en un cartucho de la mitad del tamaño del casette convencional pero con el mismo formato de un disco compacto; es decir 44.1 kilohertzios, secuencia de muestreo y 16 bits. La DAT es la única forma de grabación estándar que no necesita de la compresión de datos. Por eso, cuando uno utiliza una DAT y busca un archivo o pista que queda al final, tiene que esperar a que la cinta se recorra hasta su totalidad. A diferencia del casette común, la DAT no tiene dos caras. Las grabadoras digitales convierten las señales de audio a datos digitales en la cinta magnética por medio de un microprocesador (un convertidor analógico-digital), el cual convierte de nuevo los datos en señales sonoras analógicas (mediante un convertidor digital-analógico), para su reproducción en el amplificador de cualquier sistema de sonido estereofónico. En las grabaciones digitales las ondas de sonido se someten a muestreo varios miles de veces por segundo, y se transforman en una serie de pulsos que corresponden a una configuración de números binarios que se graban en cinta. Los DAT's son capaces de almacenar y reproducir audio con una calidad que excede lo posible con CD's.

En los 80 también aparecerá un nuevo soporte de audio digital: el disco compacto (CD) aunque su popularización no tendrá lugar hasta entrados los años 90. Debido a su calidad superior de audio, facilidad de control y tamaño, los CD's son ahora el medio por excelencia para la distribución de música grabada y los efectos de sonido.

A pesar de que los discos que contienen audio grabado en forma permanente son los más comunes, en los últimos años están tomando fuerza los R-CD's (discos compactos re-grabables), con los que es posible grabar y reproducir material repetidamente en el mismo disco.

El diámetro de un CD de audio típico es cerca de cinco pulgadas (12,7 centímetros), pero los CD's tienen la capacidad de archivar más información que un disco de fonógrafo de 12 pulgadas LP en sus dos caras. Y la respuesta de frecuencia (el tono de sonido desde lo alto hasta bajo) y el rango dinámico (el rango de audio desde fuerte hasta suave que puede ser reproducido) son significativamente mejores.

En la manufactura de un CD una imagen de la data digital es estampada dentro de la superficie del disco en un proceso que es similar a la manera en que los discos LP (con sus señales analógicas) son producidos. La grabación de los datos se realiza creando agujeros microscópicos que dispersan la luz (pits) alternándolos con zonas que sí la reflejan (lands).Cuando un CD es tocado, un rayo láser es usado para iluminar el patrón digital microscópico codificado en la superficie. La luz reflejada (modificada por el patrón digital) es leída por una célula fotoeléctrica.

El ancho de la pista es de 1/60 del tamaño de la ranura de un disco LP, ó 1/50 del tamaño de un cabello humano. Si se "desenrollara" esta pista resultaría tener cerca de 5,7 Km. de largo. (Por supuesto el nuevo sistema DVD lleva todo esto aún más allá, pero esa es otra historia).

Más tarde, en 1992, encontraremos los DCC (digital compact cassette) creado por Philips, que utiliza un sistema llamado PASC (Precision Adaptative Sub Coding - subcodificación de precisión adaptativa) que, al no grabar la información de las frecuencias que no es capaz de percibir el oído humano normal, le permite almacenar más minutos de música en menos espacio. Su calidad es excelente, pero su precio muy elevado.

En 1994 la casa Sony patentará el MiniDisc (MD) de tamaño similar a los disquetes de 3,5 pulgadas, donde podemos grabar unos 70 minutos de música. Del mismo modo que el DCC, utiliza un sistema de compresión de datos que le permite ahorrar espacio a costa de una pequeña pérdida de calidad. En este caso, se llama ATRAC (Adaptative Transform Acoustic Coding - codificación acústica de transformación adaptativa) Aunque la empresa lo está promocionando de manera exhaustiva (fabricando incluso reproductores portátiles) hasta el momento no ha despegado, y parece difícil que lo haga, dado su elevado precio.

El último sistema de grabación digital ideado hasta el momento es mucho más avanzado que los anteriores, y presenta considerables ventajas, dado que el soporte de la grabación no posee elementos mecánicos, fuente de problemas, imprecisiones y consumo eléctrico. El Silicon Audio (SA), como su nombre indica, está basado en chips de silicio, es decir, memoria en circuitos integrados, donde se consigue almacenar hasta 192 minutos de música con calidad CD en una sola tarjeta, del tamaño de las tarjetas telefónicas.

El sistema de compresión MPEG Layer 3 (Motion Picture Expert Group - grupo de expertos en imagen y cine) es el utilizado para reducir el tamaño de la información, sin perder calidad de sonido distinguible.

Existen dos tipos de tarjetas Silicon Audio: las RAM y las ROM; las primeras permiten escuchar y grabar música, mientras que las ROM sólo permiten escucharla (como un disco compacto).

Por último hablaré del formato mp3, puesto que a pesar de no ser un soporte de audio en sí, ha revolucionado la forma de escuchar el mundo. El fenómeno del MP3 explotó hace unos años y, como toda moda novedosa, trajo polémicas entre beneficiados (miles de usuarios de Internet), afectados (todo el mercado musical, que aduce pérdidas millonarias), e innovadores (aquellos que crearon programas totalmente originales para descargar música)

La tecnología del formato MP3 fue desarrollada en Alemania por científicos del instituto tecnológico de Fraunhofer en el año 1986. Luego en 1992 la Moving Picture Experts Group (MPEG) aprobó oficialmente la tecnología. Su nombre técnico es ISO MPEG Audio Layer 3. De este nombre deducimos que pertence a la familia de los MPEG y al esquema de audio 3.

La principal ventaja evidente fue el reducido tamaño y buena calidad en comparación con resto de los formatos en ese momento. Para establecer comparaciones, un CD de música de tracks es grabado a 44.1 KHz y tiene 16 bits con dos canales (estéreo), esto equivale a 176 Kb de datos por segundo. Por lo tanto una canción típica de 4' 30'' ocupa 47.520 KB o unos 47 MB. Bajar archivos tan grandes en las velocidades de internet de hace unos años no era tarea fácil; además en un CD normal no entrarían más de 14 o 15 canciones.

El formato de MP3 cambió todo esto, y redujo el tamaño de los archivos diez veces casi sin perder calidad por la compresión. Por lo tanto, el mismo archivo de 4' 30'', dependiendo de la forma de compresión, puede ocupar unos 4 MB y medio.

Rápidamente algunas empresas comenzaron a ver el negocio del MP3 fuera de Internet, y comenzaron a idear soportes que almacenaran y fueran capaces de leer este formato. El primero de ellos fue el Rio PMP300 de Diamond Multimedia, que permitía almacenar hasta 60 minutos de música en una tarjeta flash de 32 MB. En 1999, la empresa Saehan sacó al mercado un Walkman MP3; y así uno tras otro.

En junio de 2001 se presentó una mejora en el formato, y nació el MP3PRO, que utiliza un algoritmo de compresión es más poderoso y cada megabyte significan 2 minutos de canción.

A principios de 2002, se dieron a conocer otros formados de audio comprimidos comparables con el MP3: el Windows Media Audio (WMA) y el OGG Vorbis. Este último es un formato totalmente gratuito de código abierto y por lo tanto, no hay que pagar ningún canon a nadie por su utilización. En el caso de MP3, Thomson Multimedia cobra por su utilización siempre y cuando lucren con el formato; en el caso de una distribución libre, no cobran.

El volumen de ventas de música a nivel mundial comenzó a caer desde el año 2000. Muchos analistas dicen que las caídas se deben a la piratería, pero que la lucha de las discográficas está dando sus frutos. En EEUU y Reino Unido ha comenzado a incrementarse la venta nuevamente.

Pero esto no es todo, el mp4 ya está aquí, superando con creces el mp3. Este sirve para audio, imágenes, texto y video. Este tipo de archivos no necesita reproductor, el mismo archivo incorpora uno para ejecutarse. Los archivos ocupan un 30% menos que los MP3 (la compresión es de 16:1). Además, las canciones en MP4 sólo son distribuidas con previa autorización del artista.

Sólo el tiempo dirá hasta donde podemos llegar.