16 Bit vs. 24 Bit Audio

Discusión de los misterios detrás de la profundidad de bits, frecuencias de muestreo y la calidad del sonido

por Tweak

Este artículo se va a mantener lo más simple posible. Sólo está diseñado para que la persona nueva se ponga al día en los temas y proporcionar un fuerte sentido de la perspectiva sobre lo que realmente importa. Vamos a hablar de la profundidad de bits y de las frecuencias de muestreo, de cómo éstas se traducen en requisitos de almacenamiento, y luego hablaremos de las diferencias subjetivas entre los dos métodos de grabación de tu música. En definitiva, cuál es la relación de las grabaciones de 24 bits con la «calidad de sonido» que todos queremos.

Cuando me aventuré por primera vez en el audio digital, era un mundo mucho más simple. Los productos que grababan y generaban audio digital eran todos de 16 bits. Los discos compactos, el principal método de distribución de música, tienen audio digital con una profundidad de bits de 16 bits y una frecuencia de muestreo de 44,1 kHz.

Por el camino, empezaron a aparecer productos con mayor profundidad de bits: una caja de ritmos de 18 bits, 20 y luego procesadores de efectos de 24 bits. Luego las grabadoras dieron el salto a los 24 bits. Hoy en día, tu interfaz de audio probablemente sea de 24 bits y te permita seleccionar la frecuencia de muestreo que desees, 44,1, 48, 88,2, 96 e incluso 192khz. Las grabadoras multipista varían entre 16/44.1 y 24/96. Cuando compras uno tienes que decidir qué camino tomar y acertar a la primera.

Entonces, ¿qué significan todos estos números y qué importancia tienen? Ahí es donde vamos a ir. Primero, tienes que tener estas definiciones bajo control.

En primer lugar, saber que estamos hablando de datos. Unos y ceros. Eso es lo que estamos creando, amigos. Todo es un juego de números. Lo que estamos haciendo es poner los números en un formato que suene bien.

La profundidad de bits se refiere al número de bits que tienes para capturar el audio. La forma más fácil de imaginar esto es como una serie de niveles, que la energía de audio se puede cortar en cualquier momento en el tiempo. Con audio de 16 bits, hay 65.536 niveles posibles. Con cada bit de mayor resolución, el número de niveles se duplica. Cuando llegamos a los 24 bits, tenemos 16.777.216 niveles. Recuerda que estamos hablando de un trozo de audio congelado en un único momento de tiempo.

Ahora vamos a añadir a nuestro amigo el tiempo en la imagen. La frecuencia de muestreo es el número de veces que se mide (muestrea) el audio por segundo. Así que en el estándar del libro rojo para los CDs, la frecuencia de muestreo es de 44,1 kHz o 44.100 rebanadas cada segundo. Entonces, ¿cuál es la frecuencia de muestreo de 96khz? Lo has adivinado. Son 96.000 cortes de audio muestreados cada segundo.

Así que vamos a poner todo junto ahora. Esto nos lleva a la tasa de bits, o la cantidad de datos por segundo que se requiere para transmitir el archivo, que luego se puede traducir en lo grande que es el archivo. Tu CD es de 16 bits, 44,1, es decir, 44.100 cortes, cada uno con 65.536 niveles. Una nueva interfaz de audio puede grabar 96.000 cortes por segundo con casi 17 millones de niveles por cada corte. Si piensas que son muchos datos, tienes razón, ciertamente lo son. La tasa de bits suele expresarse en Mbit/seg. Pero no hace falta que hagas todas estas cuentas. Yo lo haré por ti. No es un área importante en el proceso de grabación para desviarse. Lo que es importante para usted es cómo esto se traduce a su almacenamiento en el disco duro.

Espacio necesario para de audio digital estéreo

Profundidad de bits	Tasa de muestreo	Tasa de bits	Tamaño del archivo de un minuto estéreo	Tamaño del archivo de una canción de tres minutos
16	44,100	1.35 Mbit/seg	10,1 megabytes	30,3 megabytes
16	48.000	1.46 Mbit/seg	11,0 megabytes	33 megabytes
24	96.000	4.39 Mbit/seg	33,0 megabytes	99 megabytes
archivo mp3	128 k/bit rate	0.13 Mbit/Seg	0,94 megabytes	2,82 megabytes

Así que ya ves cómo grabar a 24/96 triplica el tamaño de tu archivo. Tomemos una canción multipista de 3 minutos y sumemos los números. Para que lo anterior quede más claro, he incluido las especificaciones del archivo MP3 estándar.

Requerimientos del disco duro para una canción multipista de 3 minutos

Profundidad de bits/velocidad de muestreo	número de pistas mono	tamaño por pista mono	tamaño por canción	canciones por disco duro de 20 gigabytes	canciones por disco duro de 200 gigabytes
16/44.1	8	15,1 megas	121 megas	164	1640
16/48	8	16.5megs	132 megs	150	1500
24/96	8	49.5 megas	396 megas	50	500
16/44,1	16	15.1 megs	242megs	82	820
16/48	16	16.5 megas	264 megas	74	740
24/96	16	49.5 megas	792 megas	24	240

Tenga en cuenta que estos tamaños no cuentan las tomas externas que pueda haber grabado pero que no haya eliminado y que suponen un método de grabación lineal desde el principio hasta el final de la canción para cada pista. Tampoco tienen en cuenta el tamaño de los sectores del disco duro, que dejará mucho espacio vacío en la unidad. El kilometraje del mundo real puede variar.

Así que debería notar dos cosas ahora:

1. La grabación a 24/96 ofrece una resolución de audio muy superior, más de 250 veces a la de 16/44.1

2. La grabación a 24/96 ocupa aproximadamente 3 1/4 veces más espacio que la grabación a 16/44.1

Fin de la discusión técnica. ¿Sigues conmigo? Vamos a entrar en materia.

¿Deberías grabar con una profundidad de bits y una frecuencia de muestreo elevadas?

Ahora pasemos al lado subjetivo de cómo suena la música con estas diferentes profundidades de bits y frecuencias de muestreo. Nadie puede cuantificar realmente cuánto mejor va a sonar una canción grabada a 24/96. El hecho de que un archivo de 24/96 tenga 250 veces más resolución de audio no significa que vaya a sonar 250 veces mejor; ni siquiera sonará con el doble de calidad. En realidad, es posible que tus amigos sin inclinación musical ni siquiera noten la diferencia. Tú probablemente sí, pero no esperes nada espectacular. ¿Puedes oír la diferencia entre un MP3 y un archivo wave? Si es así, probablemente oirá la diferencia entre las distintas frecuencias de muestreo. Por ejemplo, la diferencia entre 22,05 kHz y 44,1 kHz es muy clara para la mayoría de los amantes de la música. Un oído entrenado puede distinguir la diferencia entre 32khz y 44.1. Pero cuando se comparan 44,1 y 96kHz la cosa se vuelve realmente subjetiva. Pero intentemos ser un poco objetivos aquí.

o 32 bits flotantes si están disponibles

Hablemos de la frecuencia de muestreo y de la teoría de Nyquist. Esta teoría dice que el umbral superior real de una pieza de audio digital alcanzará la mitad de la frecuencia de muestreo. Por lo tanto, si está grabando a 44.1, las frecuencias más altas generadas serán alrededor de 22kHz. Es decir, 2 khz más de lo que puede oír un ser humano con un oído excelente. Ahora entramos en el verdadero vudú. Los audiófilos han afirmado desde el comienzo del audio digital que los discos de vinilo en un sistema analógico suenan mejor que el audio digital. De hecho, se pueden encontrar pruebas de que los equipos de grabación y reproducción analógicos pueden medirse hasta 50khz, más del doble de nuestro umbral de audición. Este es el gran misterio. La teoría es que la energía del audio, aunque no la oigamos, existe como efecto en las frecuencias más bajas que sí oímos. Volviendo a la teoría de Nyquist, una frecuencia de muestreo de 96khz se traducirá en una posible salida de audio a 48khz, no muy lejos de la más fina reproducción de sonido analógico. Esto nos lleva a suponer que funciona el mismo principio. El audio se mejora en un umbral que no podemos percibir y hace que lo que podemos oír sea «mejor». Como he dicho, es vudú.

Clase avanzada: ¿Qué es el procesamiento en coma flotante de 32 bits? La mayoría de los principales secuenciadores y muchos de los mejores grabadores multipista renderizarán el audio temporalmente en un formato de punto flotante de 32 bits. Esto no debe confundirse con la grabación de 32 bits. Básicamente, los bits adicionales se añaden al archivo después de la grabación para permitir un generoso espacio para las matemáticas de audio en el dominio digital. Antes de que el archivo salga, pasará por los convertidores de 24 bits de tu interfaz. Pienso en el «punto flotante» como un punto decimal escalable en un cálculo. Tener 32 en lugar de 24 registros para los cálculos va a dar un resultado más preciso. También permite algunos cálculos que serían teóricamente imposibles con cadenas de 24 números.

Piensa en un mezclador de audio de 16 canales sumando, es decir, «sumando» y matricializando 16 conjuntos de 32 números 44.100 veces cada segundo. ¡Eso es un montón de matemáticas! Ahora añade todos esos ingeniosos plugins haciendo sus cálculos encima de cada canal y ese limitador súper duro de pared de ladrillo al final de tu cadena. ¡Yo! ¡Estamos pateando los números, amigo!

Sin embargo, cuando los datos llegan al convertidor de 24 bits se «truncan» o cortan 8 bits. Pero aún así, el resultado matemático es más preciso. Todo esto ocurre a tus espaldas y no necesitas pensar en ello.

¿Pero debes grabar a una frecuencia de muestreo alta? Muy bien. Recuerda que la frecuencia de muestreo es muy diferente a la profundidad de bits. Va a depender de a quién le preguntes. Algunas personas dicen «Todo va a terminar como 44.1 de cualquier manera» cuando se graba el CD. Otros te dirán que cuando una interfaz de audio procesa y mezcla sonidos a 96 kHz el resultado es mejor y sigue siendo mejor incluso después de la conversión final a 44.1. Y casi todas las demás posturas también. Algunos dicen que 16/44.1 es lo suficientemente bueno para el CD y lo es para mí. Otros dicen que hay que hacer 24/44.1 porque no es mucho más espacio y aumenta la relación señal/ruido. Hay un argumento que dice que 24/88.2 es superior a 24/96 porque es una conversión de números pares volviendo a 44.1.

Profundidad de bits. Vale, ¡esto es el evangelio según Tweak! Utiliza 24 bits para todas las grabaciones si tienes esta función. Yo era un creyente durante la última década que 16 bits era el camino a seguir y he cambiado absolutamente mi mente. No importa lo que estés grabando, esto es cierto. Si tienes un buen micrófono, un buen preamplificador y un sistema de audio limpio y estás grabando instrumentos muy dinámicos como guitarras acústicas, orquestas clásicas o voces a capella, la diferencia estará ahí. Pero no es que 24 bits de datos mejoren el sonido. De hecho, no es así. Lo que hace es dar al audio más espacio para respirar en el reino numérico del audio digital. Recuerda que estamos hablando de números, de cálculos, no de formas de onda analógicas. Con 24 bits de datos que demarcan su medio de grabación, es posible grabar música extremadamente dinámica, con pasajes suaves muy silenciosos y pasajes extraordinariamente fuertes. Los pasajes silenciosos tendrán menos dificultades para mantenerse por encima del nivel de ruido de su sistema. Se puede grabar sin compresión. Se puede grabar a niveles más bajos, con más margen de maniobra. Esto asegura que los picos ocasionales no se trunquen en la parte superior y dará a los convertidores algo de espacio para respirar. Como no estás forzando los límites de tu ancho de banda, tus instrumentos sonarán más claros, y las voces pueden sonar más «limpias», la canción se mezclará mejor y habrá menos ruido. Así que no es que las grabaciones de 24 bits suenen mejor. De hecho, pueden sonar igual de mal o peor que las de 16 bits. Pero los 24 bits ofrecen al grabador una base de ruido y un margen de maniobra para crear una grabación excelente. Es una herramienta, y en la mano adecuada, puede dejarte boquiabierto, en lo que a audio se refiere.

Korg MR1000 1-Bit 5.6MHz Mobile Recorder

Con la fidelidad prístina y la máxima flexibilidad de la tecnología de 1 bit, el nuevo y sorprendentemente asequible MR-1000 garantiza que tus mezclas finales y grabaciones en localizaciones nunca queden obsoletas. Puesta a punto: El nuevo formato DSD promete ser capaz de girar copias de nuestras grabaciones maestras a cualquier frecuencia de muestreo. Lee este artículo de Korg

Respecto a la frecuencia de muestreo, a menos que tengas una buena razón para no hacerlo, utiliza una frecuencia de muestreo de 44.1. Si está haciendo audio para vídeo, es posible que quiera utilizar 48 khz, ya que muchos editores sólo utilizan esa tasa. Algunos tipos de música parecen beneficiarse ligeramente de la alta resolución de 88,2 o 96 khz. Los instrumentos acústicos, como las guitarras, la percusión y, por supuesto, las voces, es decir, las cosas con frecuencias altas delicadas, parecen beneficiarse, pero es algo sutil. Digamos que tienes una interfaz de audio de 399 dólares con preamplificadores a bordo. Sustituir el preamplificador y los convertidores por otros mejores te dará más diferencia sonora a 44.1 que grabar a 96khz.

Una vez dentro del secuenciador, los archivos de audio pueden ser convertidos a 32 bits para su procesamiento y convertidos de nuevo a 24 o 16 al salir. Por lo tanto, mi consejo es que grabes a 24 bits/44.1 como mínimo y que subas a una frecuencia de muestreo de 88.2 o 96 si crees que tu material lo justifica (y tienes espacio en el disco).

¿Qué pasa con la frecuencia de 192khz? Vale, déjame que te haga pensar en cómo los fabricantes de interfaces de audio planean que compres sus productos. Una empresa sale con 192 y luego todas sienten que tienen que hacerlo o perderán ventas. En mi opinión, es una exageración. Si quieres llenar los discos duros más rápido, adelante, úsalo. Hemos debatido mucho sobre esto en los foros. Al final, nadie puede notar la diferencia.

Entonces, ¿cómo logramos la calidad del sonido?

La gente me pregunta todo el tiempo, y hago una mueca cada vez que lo hacen: «¿Qué equipo (rellena el espacio en blanco… tarjeta de sonido, preamplificador, cable, grabador, secuenciador) me dará la «mejor» calidad de sonido?». Me estremezco porque me imagino a la persona que sale, compra un preamplificador de 500 dólares y lo mete en su estudio y conecta el micrófono y se da cuenta cabizbaja de que «suena igual», «quizá un poco mejor», um, «difícil de decir». ¿Por qué diablos es eso? La razón principal es que se trata de un gran sistema y sólo es tan puro como su más sucia olla panorámica. Un cable que zumbe puede anular las ganancias obtenidas por un equipo que, por lo demás, tiene un gran sonido. Un preamplificador de micrófono prístino conectado digitalmente a una tarjeta de sonido con los nervios de punta será derrotado. Toda la cadena tiene que ser de calidad profesional, desde los preamplificadores, entrando y saliendo de los convertidores, hasta los monitores de alta calidad. Pero si tiene una gran cadena de señal, incluso sus grabaciones de 16 bits sonarán mejor que 24/96 con preamplificadores medios y convertidores y monitores típicos.

Lynx Studio Technology Aurora 16 Convertidor de audio digital de 16 canales

La nueva línea de convertidores de audio digital Aurora de Lynx Studio Technology ofrece una calidad de audio y un control sin precedentes en modelos de ocho y dieciséis canales para un solo rack. El Aurora 16 presenta una conversión de analógico a digital y de digital a analógico de 192 kHz con control en el panel frontal de todas las opciones de enrutamiento y frecuencia de muestreo. Se puede acceder a las funciones ampliadas de Aurora a través de un ordenador con el Lynx AES16 o por infrarrojos mediante ordenadores portátiles y de bolsillo compatibles. El panel trasero cuenta con conectores de entrada y salida de reloj y MIDI y una bahía LSlot, para el uso opcional de ADAT, Firewire y otras interfaces de audio.

Pero seamos claros: no es sólo equipo. Es la técnica. Alguien con un Neumann U87 de 2.700 dólares y un preamplificador Great River de primera línea seguirá teniendo una grabación horrible si el micrófono no está bien colocado, o si la sala resalta características indeseables. Si aplicas demasiada compresión a una voz mientras la grabas, va a sonar mal sin importar el equipo que tengas. Todo esto es para decir, positivamente, que cuando sabes cómo aplicar eq, procesadores y plugins estarás en camino de lograr una mezcla de alta calidad de sonido. Esto me lleva al punto. Una persona que realmente conoce y trabaja con su equipo puede ofrecer una mayor calidad de sonido a 16 bits con un equipo menor que una persona que simplemente se enchufa y va con grabadores de 24/96 de alta gama. La técnica es tan importante como el equipo, que es más importante que los bits y las tasas. Y sólo hay una cosa más importante que la técnica y el equipo.

El punto más importante se guarda para el final, y lo he dicho antes, y lo volveré a decir. Una gran música grabada en una cutre pletina de casete ganará más corazones que un zurullo pulido a 24/192. Tu talento es más importante que cualquier otra cosa, y eso no se puede comprar. Así que recuerda practicar, trabajar en tu técnica, cuando te lo puedas permitir, mejorar tu ruta de señal, y entonces cuando se abran las puertas perladas de la Calidad de Sonido, entonces considera 24/96 como lo harías con un bonito acabado en una pieza de arte bien hecha.

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Cita interesante:

«La música en su mejor momento no necesita de la novedad; en efecto, cuanto más antigua es, cuanto más se está acostumbrado a ella, más fuerte es su efecto.»

Goethe (1749-1832), poeta y dramaturgo alemán.

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