Material Académico

Compresión de Audio

Carlos Franco-Galván Tecnología Musical , , , , ,

La compresión de audio consiste en manipular el rango dinámico de una señal de audio con objeto de volverla más uniforme.

¿Para qué comprimir?

Básicamente para poder restar volumen a las partes del sonido más fuertes (fortes) con objeto de disminuir el contraste con sus partes débiles (pianos). Esto nos permite aumentar el volumen general de la señal de audio sin riesgo a saturar en sus partes más fuertes.

¿En qué momentos se usa?

Es deseable en aquellos instrumentos que necesitan un ataque de forma regular y que en ocasiones el ejecutante no lo realiza como por ejemplo el bombo o la tarola en una batería. Inclusive puede ser el caso de cantantes que no dan todas sus notas con la misma intensidad.

En un compresor de audio se manipulan principalmente en cinco parámetros:

1. ¿A partir de que valor de amplitud vamos a comprimir?

2. ¿Qué tanto se va a comprimir?

3. ¿Qué tiempo debe ocurrir antes de que empiece a comprimir?

4. ¿Qué tiempo debe transcurrir para que deje de Comprimir?

5. ¿Qué valor se requiere en la amplitud final?

Contestaremos una a una las preguntas, la primera:

¿A partir de que valor de amplitud vamos a comprimir?

Es necesario establecer un valor de referencia a partir del cual el compresor va a comenzar a funcionar, este valor se conoce como “umbral” THRESHOLD y está dado en decibeles. A partir del valor que se establezca como Threshold es a partir de donde el sistema va a comprimir la amplitud de la señal, es decir valores arriba del THRESHOLD serán comprimidos y los valores por debajo quedarán intactos.

¿Qué tanto se va a comprimir?

El parámetro que establece el la relación de compresión se le llama RATIO y funciona de forma escalar, por ejemplo, si tenemos un valor pre-compresión de 10 dB y nuestro RATIO es 2:1, el valor pos-compresión será de 5 dB. Ver gráfica abajo.

¿Qué tiempo debe ocurrir antes de que empiece a comprimir?

Ningún sistema físico comienza a operar de forma instantánea, siempre transcurre un tiempo antes de que el sistema arranque. En el caso de un compresor el tiempo de arranque o ataque es mínimo y se mide en milisegundos, lo cual lo vuelve insignificante en términos humanos pero se vuelve significativo si consideramos que el sonido contiene frecuencias que si suceden en ese rango de tiempo. Por lo general el tiempo de arranque se le conoce como ATTACK TIME y tiene un rango de 10 ms a 50 ms.

¿Qué tiempo debe transcurrir para que deje de Comprimir?

Así como tiene que transcurrir un tiempo antes de que el sistema opere, también hay un tiempo necesario desde que el sistema deja de funcionar hasta que queda en reposo absoluto, este tiempo se le llama RELEASE TIME y al igual que el ATTACK se mide en ms, su rango normalmente es de 20 ms a 100ms aunque algunos sistemas tienen opción de dejar éste valor en automático para hacerlo menos susceptible de errores.

¿Qué valor se requiere en la amplitud final?

Es común que una señal después de comprimida tenga un nivel de atenuación tal que resulte difícil de escuchar, para ello se incorpora al sistema de compresión una ganancia de compensación que amplifica la señal una vez atenuada. Este valor se da también en dB y es recomendable ir compensando de 3 dB en 3 dB para poder escuchar una diferencia sin riesgo a amplificar demasiado.

Por lo general los programas de software que incorporan un sistema de compresión se explican a través de una gráfica similar a esta:

La gráfica explica que con una relación de compresión RATIO 1:1, la señal de entrada (Input level) es idéntica a la señal de salida (Output level) mientras que a medida que el RATIO va variando 2:1 o 4:1 la señal de salida decrece con respecto a la señal de entrada.

Trabajo de Instrumentos Virtuales parte 1

Carlos Franco-Galván Software Musical , , ,

Pasos a seguir para llevar a cabo el segundo trabajo de software Musical I:

Objetivos: Crear una breve pieza musical por medio de instrumentos virtuales utilizando el programa Sonar 8.

Introducción

En el medio musical es muy común utilizar pistas de acompañamiento con fines de estudio, presentación en vivo donde no es posible recurrir a más músicos e incluso para enriquecer producciones musicales en estudio de grabación.

El siguiente ejercicio servirá para conocer una herramienta de software que dentro de sus funciones está la de los instrumentos virtuales. En el caso concreto de SONAR se les llama sintetizadores virtuales.

Paso 1: Antes de comenzar el ejercicio es importante identificar los diferentes elementos del programa que se van a utilizar: Pistas, barra de desplazamiento de tiempo y sintetizadores virtuales.

Pistas: Pueden ser pistas de Audio o de MIDI (Si se desea conocer el significado de estos conceptos visiten el blog:www.tecnologiamusicalbuap.blogspot.com), en el caso de los sintetizadores virtuales no es necesario tener una pista de antemano ya que el SONAR la generará de forma automática una vez seleccionado el sintetizador virtual.

Sintetizador virtual: El sintetizador virtual es una función software que reproduce elementos de audio, casi siempre emulando instrumentos reales, a través de notas MIDI. Esto se hace con la finalidad de tener sonidos sintetizados de alta calidad dando realce a la pieza que se esté trabajando. Para este trabajo vamos a utilizar algunos de los que vienen integrados al SONAR.

Barra de desplazamiento: Todos los programas de edición de audio y MIDI funcionan con una base de tiempo que nos sirve de referencia para ubicarnos en algún punto específico del audio/MIDI con el que se esté trabajando. Esta base de tiempo suele estar dada en tiempo estándar, es decir horas, minutos, segundos o en compases musicales, como 4/4 o ¾. En el caso del MIDI es más práctico trabajar sobre compases ya que los valores rítmicos de las notas musicales son los mismos que se utilizan en el papel: redonda, negra, corchea, etc.

A continuación presentamos un video de cómo asignar un instrumento virtual en sonar y como poner las notas en él.

Trabajo a realizar

Ahora sí nos enfocaremos concretamente en el ejercicio que ustedes como estudiantes deberán realizar. Como se menciona en el objetivo, van a crear una pieza de doce compases utilizando tres instrumentos virtuales diferentes.

La pieza que haremos es una estructura clásica de blues: 4 compases en I grado, 2 compases en IV grado, dos compases en I grado, un compas en V, uno en cuarto y cerramos con dos compases de I.

Se van a utilizar tres instrumentos de trío de jazz: batería, bajo y piano. En primer lugar haremos la batería.

  1. 1. Utilizaremos un mismo compás que podemos copiar y pegar a lo largo de los once compases restantes. La rítmica será muy sencilla, sólo habrá bombo, tarola y platillos.

Observen cuidadosamente el video para que vean ustedes las instrucciones a seguir en el sonar. Nota 1: Los pasos a seguir son los mismos que en el video anterior sólo que ahora utilizaremos el sintetizador sesión drummer 2. Vean que para que este sintetizador funcione es importante cargar los parches que vienen incluidos en el programa. Estos se pueden cargar directamente desde el Session drummer tal como se muestra en el video. La forma en como se meten las notas es similar a la utilizada en el video anterior sólo hay que cuidar que las notas toquen el elemento de la batería que se desea escuchar. Ejemplo: bass drum, snare drum y hihat.

Atención usuarios Windows 7!!!

El procedimiento es distinto a como aparece en el video.

Para cargar los sonidos de la batería, hacer lo siguiente: En la ventana del “Session Drummer” -mostrada en figura-

hay que hacer click derecho en donde dice prog (arriba a la izquierda) ahí aparece una ventana dar click en “load program”, posteriormente aparece una ventana de abrir archivo, ahí se debe cargar cualquiera de los archivos .prog y de ahí se generan los sonidos correpsondientes.

Ahora procedemos a crear la línea de bajo de forma similar utilizando el instrumento Cakewalk TTS. Ver video 2 (Si la calidad del video es mala, dar click en la parte inferior derecha del vido donde dice Youtube)

Nota 2: Cuando se asigna una pista es importante revisar entradas y salidas de la misma. Cuando es una pista MIDI es también importante tomar en cuenta el canal y el banco que se utilizan ya que ahí es donde se elige el instrumento a utilizar. Vean en el video 3 como se selecciona el canal 1, el banco 15488 y el instrumento que en este caso es Fingered Bass.

Nota 3: Para cambiar los grados armónicos no es necesario escribir las notas correspondientes, podemos escribir toda la figura en I grado y para pasar al IV grado utilizar la función transponer, cuya traducción al español mexicano sería transportar. Hay que hacerlo por semitonos, son 5 semitonos entre I y IV y 7 semitonos entre I y V. El video 3 despejará sus dudas

.

Finalmente cabe meter la armonía de piano, para ello utilizamos nuevamente el Cakewalk TTS pero es importante cambiar el canal MIDI. De igual forma que con el bajo podemos hacer toda la armonía en I grado, copiarlo en los once compases siguientes y hacer la transposición en los puntos donde se hizo con el bajo.

Nota 4: Cuando estamos trabajando MIDI sólo podemos utilizar 16 canales simultáneamente, es decir un instrumento por canal. Como ya teníamos el bajo asignado al canal 1, el piano debe ir asignado al canal dos.

Una vez teniendo los tres instrumentos sonando hay que lograr un balance sonoro entre ellos para que uno no suene más fuerte que los demás, para ello utilizamos una consola virtual que viene en SONAR.

Ya una vez balanceada la mezcla, vamos a generar un archivo de audio a partir de nuestros sintetizadores virtuales. Los pasos son:

  1. S. Seleccionar Todo
  1. 2. Menú Archivo-Exportar audio. Las características del audio a exportar deben ser: archivo .wav a 16 bit y 44100 Hz en estéreo. Se elige la carpeta donde se desea exportar. (fíjense bien en cuál porque a veces extraviamos el archivo)
  1. 3. Reproducir el audio para ver si se exportó correctamente.

Ver video 7 con detalles.

Cualquier duda no dejen de preguntar a mi correo electrónico.

francocarlos@gmail.com

¡Suerte con el trabajo!

Síntesis Aditiva

Carlos Franco-Galván Tecnología Musical , , ,

Sintesis Aditiva

La síntesis aditiva consiste en hacer una suma de diferentes componentes armónicos cuyos valores son iguales a los de los armónicos que produce cierto instrumento acústico para crear un sonido nuevo o bien recrear sonidos de instrumentos acústicos.

Antes de entrar en detalle vale la pena especificar algunos conceptos, en primer lugar qué es síntesis.

En la música se denomina síntesis al proceso de crear sonidos nuevos a partir de características de sonidos acústicos por medio de procesos electrónicos digitales o analógicos.

En síntesis musical, cuando se habla de instrumento se refiere a un algoritmo que permite a una computadora producir un sonido.

Este algoritmo esta compuesto por elementos variables, dependiendo del sonido que se vaya a producir. Por ejemplo para un instrumento que haga un solo tono, hay tres elementos variables : amplitud, frecuencia y duración.

Normalmente el número de variables a manejar depende de la complejidad del timbre del sonido que se desea crear. Mientras más complejo es el timbre más variables hay que manejar, es por eso que en muchas ocasiones el sonido sintetizado de cierto instrumento difícilmente se llega a confundir con el instrumento real.

Debido a la complejidad que implica manejar todas las variables, los programas de síntesis emplean por lo general elementos previamente diseñados conocidos como Generadores Unitarios.

De este modo, el músico no necesita poner atención al detalle del funcionamiento de cada generador sino que puede interconectar dos o más generadores para producir sonidos.

Existe un modo aún más cómodo para manejar la síntesis que consiste en manejar paquetes compuestos por las interconexiones de estos generadores unitarios. De ahí se desprenden diferentes tipos de síntesis: aditiva, sustractiva, síntesis por análisis, síntesis por distorsión, síntesis granular.

Finalmente existe el modelado físico, en éste tipo de síntesis es importante conocer las características físicas de un instrumento musical para posteriormente ser reproducidas matemáticamente e implementadas en una computadora.

Hay algunos elementos básicos necesarios para hacer síntesis aditiva, ellos son el oscilador y el generador de envolvente. Como su nombre lo indica, hay que hacer una suma de varios osciladores que nos darán como resultado un sonido único. Como se ha mencionado anteriormente en este blog, todo sonido musical está compuesto en diferentes fracciones de tono llamados armónicos.

En la síntesis aditiva se pretende simular electrónicamente este fenómeno poniendo a cada oscilador a una frecuencia armónica distinta. Más adelante damos un ejemplo de ésto, a continuación se detalla la función del oscilador.

El oscilador

El elemento básico de un esquema de síntesis es el oscilador. Un oscilador es un sistema capaz de producir una señal periódica, esa señal es normalmente una forma de onda creada a partir de una secuencia de números. El oscilador tiene dos parámetros principales a controlar: frecuencia y amplitud.

Generadores de envolvente ( elemento ADSR)

Muchos instrumentos musicales electrónicos utilizan generadores de envolvente. Las cuales permiten moldear el sonido con respecto al tiempo. Tal como ocurre con los sonidos cuando suceden en un medio físico. Si graficamos la evolución de un tono con respecto al tiempo, vemos un comportamiento que involucra cuatro eventos: Ataque, decaimiento, sostenimiento y liberación. El acrónimo para denominar a un generador de envolvente toma las primeras letras de los nombres de estos conceptos en inglés.

Haciendo una analogía con elementos de la vida cotidiana pensemos que la síntesis es como una escultura. El oscilador es el mármol y el generador de envolvente es ell cinzel que nos permite moldearlo a la forma que queremos.

Ejemplo de utilización de Síntesis aditiva

Vamos a ejemplificar de manera conceptual la utilización de éste tipo de síntesis, este ejemplo bien puede implementarse en algún programa de cómputo como puede ser PD.

Generación de un sonido de piano a utilizando síntesis aditiva:

Paso 1

Para llevar a cabo la implementación es necesario conocer los valores de los diferentes parámetros que se van a implementar, en este caso los valores de ADSR y las frecuencias de los distintos armónicos que posee un sonido de piano.


En este caso los tome prestados del sitio web:http://www.zytrax.com/tech/audio/digital-sound.html a quién agradezco de antemano. Todos los sonidos se tomaron a partir de la nota Do central (C4) de un piano Steinway en la Universidad de Iowa.

Los valores de la envolvente:

Parámetro Amplitud (dB) tiempo (segundos)
Ataque (Attack) 0.9 0.3
Decaimiento (Decay) 0.5 0.4
Sostenimiento (Sustain) 0.3 0.5
Liberación (Release) 0.1 0.8


Los valores de los armónicos son:

Armónico
Frequency
dB
1er (Fundamental)
262
1.2
2°
525
-4
3°
788
-16
4°
1051
-16
5°
1317
-19
6°
1583
-17
7°
1849
-14



A partir de aquí ya podemos implementar el sintetizador en algún programa como PD. Como se muestra en la figura abajo. Ahí tenemos un generador de envolvente, que va a modificar las amplitudes de cada oscilador. En la figura se muestran el oscilador 1 y 2 y se asume que van conectados del 3 al 7. Las salidas de cada oscilador se suman entre sí produciendo un solo sonido.


Como vimos en este ejemplo es necesario tener siente osciladores conectados cada uno con su respectiva frecuencia y amplitud, esto nos da 14 parámetros a manipular más los 4 del generador de envolvente son 18 parámetros. En la práctica resulta difícil manipular 18 variables a la vez por lo que normalmente en un sintetizador se van pre-cargando los respectivos valores de antemano.

Podemos concluir que aún con sus limitaciones prácticas la síntesis aditiva es sólo una de las formas de hacer síntesis y resulta útil en determinadas aplicaciones.



Posiciones de la pentatónica

Carlos Franco-Galván Bajo Eléctrico , ,





Aquí se presentan las 5 posiciones diferentes de la escala pentatónica. Éstas posiciones aplican para tonalidades mayores o menores, la diferencia está en que si se desea armonizar un modo menor, la posición para iniciar será la número 5, de ahí la siguiente es la número 1, luego la número 2 etc. hasta llegar a la 4.

Si deseamos por otro lado utilizar la escala pentatónica en modo mayor, se debe empezar por la posición número 1 y de ahí ubiar las siguientes hasta la 5.
Los patrones son los mismos en modo menor y en modo mayor, con sólo memorizar uno de los modos ya se tienen ambos. La única diferencia está en la posición con la cual se inicia.
He aquí un ejemplo con el destacado bajista Billy Sheehan:

Escalas pentatónicas para bajo

Carlos Franco-Galván Bajo Eléctrico , ,
La escala pentatónica resulta muy útil para crear líneas de bajo, solos e improvisaciones. Existen dos tipos de escala pentatónica: mayor y menor.

A continuación presentamos un video de Billy Sheehan mostrando el uso de las escalas pentatónicas:



Para poder practicar las escalas con mayor facilidad, revisen la entrada del blog llamada “Posiciones de la pentatonica”. Ahí están imágenes de las 5 posiciones diferentes de la pentatónica mayor y las 5 posiciones diferentes de la pentatónica menor.
Un tip: No es necesario memorizar los 10 patrones, si observan las posiciones cuidadosamente podemos ver que éstas son iguales. La diferencia radica en que la pentatónica mayor inicia con ésta posición:


Y la Pentatónica menor empieza con ésta:

Lección 2: Primeros ejercicios del método de Patitucci

Carlos Franco-Galván Bajo Eléctrico , ,
El ejercicio de “La araña” presentado en el método de John Patitucci: “Electric Bass” es para digitación de la mano izquierda en el instrumento. Se recomienda empezar con el metrónomo a 60 bpm y a partir de ahí ir subiendo la velocidad de acuerdo a los progresos del bajista. Ver páginas 5 y 6 del método.

La siguiente parte del método ataca el problema de la independencia de los dedos de la mano izquierda. Esto se hace mediante el uso de “hammers”. El “Hammer” consiste en martillar la cuerda únicamente usando la mano izquierda. La mano derecha no interviene para nada. ver página 7 del método.

A continuación dejo el enlace de un video en youtube donde el mismísimo John Patitucci se encarga de demostrar el ejercicio.

Lección 1: Ejercicio de calentamiento-Escala cromática

Carlos Franco-Galván Bajo Eléctrico , ,
Este primer ejercicio es pan de cada día para los guitarristas, para los bajistas es muy útil para desarrollar agilidad en la mano derecha. Es relativamente sencillo de realizar por lo que se recomienda para quiénes toman el bajo por primera ocasión.

Aquí tenemos un video del ejercicio.