Síntesis del sonido I

• Oscilador– Analógico: Voltage

Controlled Oscillator

– Digital: Tabla de onda

Síntesis del sonido II

• Envolventes– De amplitud: ADSR (Attack Decay Sustain Release)– De frecuencia– Tímbrica: evolución del espectro.

Síntesis del sonido III

• Modulación– De amplitud

– De frecuencia

– Tímbrica

Síntesis sustractiva I

• Curva de respuesta ganancia/frecuencia

Síntesis sustractiva II• Filtro paso bajo• Filtro paso alto• Filtro paso banda• Filtro rechazo de banda

Síntesis aditiva I

• Suma de señales– Se necesitan 15 parciales para sonido de

calidad.– Envolventes de amplitud y frecuencia.

• Método empírico vs analítico– FFT y resíntesis

Síntesis aditiva II

• Síntesis de ondas complejas

• Obtención de nuevos sonidos

• Mezcla de sonidos sintéticos con muestreados

Síntesis no lineal: FM

• Frecuencia portadora (Fc)

• Frecuencia moduladora (Fm)

• Índice de modulaciónI = d / Fm (d: amplitud,

Fm: frecuencia modulación)

• Bandas laterales– Fj = Fc ± j · Fm (j =

(0, I+2)

Ejemplo Síntesis FM I

• Si Fm = 50 Hz d = 50 I = 1 Portadora 400 Hz

• J variará entre 0 y 3 (I + 2 )

• Las bandas obtenidas serán• 400-3*50 400-2*50 400-1*50 400-0*50 400+1*50 400+2*50 400+3*50

• 250 300 350 400 450 500 550

Ejemplo Síntesis FM II

Ejemplo Síntesis FM III

Síntesis: AM.

• AM (modulación de amplitud)

Síntesis: AM.

Síntesis AM utilizada para aplicar una envolvente de amplitud

Síntesis AM utilizada para añadir bandas laterales

Síntesis: Modelado de onda

Otros métodos de síntesis

• Basada en síntesis de voz: formantes

• Síntesis cruzada: vocoder (voz + instrumentos)

• Modelado físico (sistemas de ecuaciones)

Proceso de sonido I

• Cambio de frecuencia– Transposición (multiplicación)

• Frecuencias: 50, 100, 150, 200• Frecuencias transposición 8/5: 80, 160, 240, 320

– Desplazamiento (suma)• Frecuencias: 50, 100, 150, 200• Frecuencias desplazadas 30 Hz: 80, 130, 180, 230

Proceso de sonido II

• Ecualización (modifica la envolvente espectral)– Ecualizador paramétrico

• Frecuencia central• Ganancia• Ancho de banda

– Ecualizador gráfico• Bandas• Ajuste acústico de salas

Ecualizador gráfico

Proceso de sonido III

• Tiempo de retardo y realimentación

Proceso de sonido IV• Retardo corto (<50 ms)

– Filtro peine (eco rápido)

• Retardo largo– Eco

• Chorus: – Desplazamiento de fase

y suma de distintos retardos cortos de la misma señal.

Proceso de sonido V: Reverberación

• Sonido directo y reflejado– Tiempo de reverberación

• Grandes recintos: 2-10 segundos• Habitación: <1 segundo

– Reverberación digital• Línea de retardo y reverberador

– Imprescindible en sonido profesional

Reverberación

Cálculo del tiempo de reverberación:

RT = 0.16 * V / A

V = volumen de la habitación en m3

A = coeficiente de absorción

Coeficientes de absorción

Ejemplos tiempos de reverberación

• Vienna, Musikvereinsaal : 2.05 segundos • Boston, Symphony Hall: 1.8 segundos • New York, Carnegie Hall: 1.7 segundos

Proceso de sonido V: Localización espacial

• Percepción por– Diferencia de intensidad (para frecuencias < 1

KHz– Desfase (250 Hz < f < 1 KHz) Retardo– Deslocalizado para f< 250 Hz– Cambio de espectro: posición vertical– Reverberación: profundidad– Efecto doppler: movimiento

• Agudo • Grave

Proceso de sonido VI: Localización espacial

Interaural Time Difference (ITD) y Interaural Level Difference (ILD)

Proceso de sonido VII: Localización espacial

Efecto doppler

• http://library.thinkquest.org/19537/java/Doppler.html

Proceso de sonido VIII: Localización espacial

• Con altavoces se pierde desfase– Estéreo– Cuadrafónico– Dolby surround (5.1, 6.1, 7.1)– THX (Lucas Film)

Proceso de sonido IX: Rango dinámico

Grabación I

• Micrófonos– Son transductores de energía mecánica en energía

eléctrica.– Tipos

• Dinámicos: las ondas mueven un diafragma unido a una bobina próxima a un campo magnético.

• De cinta: cinta delgada de metal suspendida en un campo magnético.

• De condensador: dos placas paralelas y una se desplaza con respecto a la otra.

– Curva de respuesta, sensibilidad y diagrama polar.

Micrófonos

Grabación II

• Amplificadores y altavoces– Estéreo– Cuadrafónico– Dolby surround (5.1, 6.1, 7.1)– THX

Grabación III

• Magnetófonos analógicos– Cinta: pista, ecos,

soplo (relación s/r 60 dB) y diafonía.

– Elementos: cabestrante, cabezas, transporte, sincronización, VUmetros, reductores de ruido.

– Multipistas– Edición y proceso

(corte y empalme)

Grabación digital I

• Ventajas:– Sin pérdida en copia (6 dB en analógica)– Sin problemas por transporte mecánico

• Inconvenientes:– Distorsión por amplitud excesiva

• Magnetófonos digitales:

Grabación digital II

• DAT (Digital Audio Tape)– Suministra el ancho de banda necesario para

grabación PCM.– Soporta tres frecuencias de muestreo: 32,

44.1 y 48 KHz. Algunos modelos llegan a los 96 KHz.

– También maneja un amplio rango dinámico, una baja distorsión y una relación señal/ruido alta.

Grabación digital III

• Ordenador y disco duro:– Interfaz tipo multipista– 1 minuto = 10 Mb– Fácil sincronización– Flexibilidad: número de pistas– Soporte de backup

Edición digital

• Corte/empalme preciso

• Edición no destructiva

• Proceso de sonido:– Mezcla– Transposición– Compresión/expansión temporal

MIDI I

• Musical Instruments Digital Interface• Estándar MMA• Capacidad multitímbrica: 16 canales. Se refiere

a la capacidad de generar sonidos con mas de un timbre al mismo tiempo.

• Polifonía mínima: 24 notas. Se refiere a musica en la que las diferentes voces tocan diferentes líneas melódicas.

• Mensajes: de canal y sistema– Byte de estado: que– Byte de datos (0, 1, 2): como

MIDI II

• Ventajas– Menor espacio: 12 Kb/min– Fácil de editar– Estándar

• Desventajas– Necesita sintetizador– No maneja la voz

MIDI III: mensajes de canal

• 16 canales de sintonización

• Byte de estado 1nnn cccc (c: canal)

• Ejemplos de mensajes de voz (Controlan la interpretación):– Note on/off– Pressure y aftertouch– Pitch bend: variación continua de altura– ....

MIDI III: mensajes de canal

• ejemplos mensajes de modo (controlan modo de operación):– All notes off– Omni on/off– Poly on/off

Mensajes MIDI

Nombre Binario Hexadec Data 1 Data 2

Note Off 1000nnnn 8N Altura Velocidad

Note On 1001nnnn 9N Altura Velocidad

Poly After 1010nnnn AN Altura Presión

Control Ch 1011nnnn BN Tipo ctrol Intensidad

Chan After 1100nnnn CN Presión

PitchBend 1101nnnn DN MSByte LSByte

Pro Chan 1110nnnn EN Programa

Sys Chan 1111nnnn FX