El microtiempo

Hace tiempo, escribí un artículo sobre los retardos de sonido que llamé El Microtiempo. Aquí teneis el contenido:

¿Cuánto es un milisegundo para el sonido?¿En qué nos afecta un milisegundo en nuestro trabajo?¿Cuándo es importante un retardo o desfase de un milisegundo?¿Cuándo es despreciable un milisegundo?

Todas estas preguntas tienen una respuesta en común:Depende

Depende de la escala de tiempo en que estemos trabajando.

Las escalas de tiempo que vamos a estudiar y comparar entre sí son:

La escala de tiempo la frecuencia de muestreo del audio digital.La escala de tiempo de la propagación del sonido en el aire.La escala de tiempo musical, es decir, el pulso o ritmo.La escala de tiempo audiovisual, es decir, el video frente al audio.

Y las unidades de tiempo que vamos a estudiar son:

1 muestra,1 milisegundo y1 frame o cuadro.

Escala de tiempo: Frecuencia de muestreo

El tiempo que dura una muestra depende de la frecuencia de muestreo:

Frecuencia de muestreo Muestras/mseg Duración 1 muestra32 KHz 32 31,25 µs

44,1 KHz 44,1 22,68 µs48 KHz 48 20,83 µs

88,2 KHz 88,2 11,34 µs96 KHz 96 10,42 µs192 KHz 192 5,21 µs

Es decir, en un milisegundo (el periodo de una onda de 1 KHz) transcurren de 32 a 192 muestras.

Escala de tiempo: Propagación del sonido

Teniendo en cuenta que la velocidad de propagación del sonido es alrededor de 340 m/s, en un milisegundo, una onda recorrerá 34 cm.Esto perjudica seriamente a señales muy coherentes ya que dependiendo de la frecuencia se sumarán o cancelarán.En este caso, una señal de 500, 1500, 2500, 3500, etc… Hz será cancelada, mientras que una señal de 1000, 2000, 3000, etc… Hz será amplificadaEsto, como sabemos, se denomina efecto filtro peine (comb filter).Este efecto se utiliza artísticamente en guitarras y otros instrumentos recibiendo el nombre de flanging, phasing, etc…No obstante, este efecto es perjudicial en otros entornos que pasamos a relatar sucintamente:Micrófono de toma de ambiente situado al lado de una pared, techo o suelo, a una distancia entre 10 cm y 1 m.Micrófono en sobremesa o atril.

Toma estereofónica no coincidente: técnica AB. El problema de esta técnica es que no es compatible con mono ya que se producirá cancelaciones de fase. La solución es tomar un solo canal para la emisión/grabación monofónica.Por esta misma razón es conveniente acercar todo lo posible las cápsulas de los micrófonos en las tomas coincidentes MS, XY etc.Por último, también se aprecia este efecto en dos oradores con sendos micrófonos de solapa abiertos, situados a las distancias anteriormente citadas.Para las otras unidades de tiempo sucede lo siguiente:1 muestra: el retardo o desfase de una muestra no tiene ningún efecto audible.1 frame o cuadro: el tiempo que transcurre es 40 ms, lo que es lo mismo estamos en el límite de Haas entre desfase y retardo (más bien en la zona de retardo). Es decir, dos señales con una diferencia de 40 milisegundos se oirán como un eco.

Escala de tiempo: Musical (ritmo/pulso)

Para esta sección, vamos a considerar un tempo Allegro (120 bpm).120 bpm son 120 negras por minuto, es decir, 1 negra dura 500 ms.Una corchea dura 250 ms.Una semicorchea dura 125 ms.Una fusa dura ~64 ms.Y una semifusa dura ~32 ms.Es decir una semifusa dura alrededor de 32 milisegundos.Un compás tiene 64 semifusas lo que es imposible ejecutarlo humanamente al tempo citado.1 milisegundo es mucho menor que la duración de una semifusa.

ConclusiónUn retardo de un milisegundo en la ejecución de una nota no tiene ninguna relevancia (tanto por ejecución humana como por retardo de un secuenciador).Por otro lado, un retardo de una muestra de audio sigue siendo despreciable, mientras que un retardo de 40 milisegundos es notable para músicos profesionales.

Escala de tiempo: Audiovisual, Sincronía25 frames o cuadros por segundo implica que tenemos 1 frame cada 40 ms.Por otra parte, para que haya una pérdida de sincronía entre el audio y el video perceptible (pérdida de labios, desfase visual en movimientos rápidos o golpes), debe haber un tiempo mayor o igual a 1 frame y medio, es decir, 60 ms.

ConclusiónUn desfase de 1 milisegundo y de una muestra es despreciable.Un desfase de un frame está en el límite.

Conclusiones Generales

Una vez visto las diferentes escalas, podemos concluir que cada una de ellas tiene su unidad de tiempo crítica y las podemos clasificar jerárquicamente en una pirámide.

1 muestra 1 ms(1000 µs)

40 ms(25 fps)

Audio Digital Unidad mínima 32 a 192 muestras 1764 a 3840 muestras(una eternidad)

Propagación Espacial (Onda)

3,5 a 7,7 mm 34 cm Distancia interaural (entre los oídos) la diferencia de un milisegundo proporciona la sensación de espacio sentido auditivo

13,6 mUn desfase de 40 ms es interpretado como un eco

Música(120 bpm)

Insignificante para la música

1 semifusa = 32 ms No tiene importancia, es inapreciable

Un desfase de 40 ms es mayor que la duración de una semifusa @ 120 bpm

Imagen video Insignificante para la imagen

1 ms es menor que la retentiva de la percepción visual. No se apreciará desfase audio/video

40 ms es el tiempo aproximado de la retentiva visual