unidad 3 sonido digital

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  • 7/25/2019 Unidad 3 Sonido Digital

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    INFORMTICA 4E.S.O.

    Dpto.de TECNOLOGAS I.E.S. INFIESTO1

    Unidad 3: Sonido digital.

    1 Sonido.

    El sonidoes una vibracin que se propaga en forma de onda (wave) a travs del aire, la cualtransmite la vibracin hasta que llega a nuestros odos. Cuando las vibraciones se producen de

    forma arbitraria, sin ninguna secuencia rtmica, decimos que se trata de un ruido.

    Las ondas sonoras son de naturaleza mecnica. Las caractersticas que las definen son:

    Amplitud (A): es la caracterstica de las ondas sonoras que percibimos como volumen.

    Frecuencia (f): es el n de ciclos completos que se repiten en un segundo. Las ondas

    que se repiten cada cierto tiempo se denominan peridicas. La frecuencia se mide en

    hercios (Hz) y Hz equivale a un ciclo por segundo.

    Periodo (T): es eltiempoque tarda en producirse un ciclo. Viene dado por la expresin

    T=1/f.

    Longitud de onda (): es la distancia que recorre un sonido en un ciclo completo. La

    longitud de onda la expresamos de la siguiente forma: =v/f, donde v es la velocidad

    del sonido (m/s) y f, la frecuencia (Hz).

    Para describir un sonido utilizamos 3 trminos: intensidad, altura o tono y timbre.

    La intensidad: depende de la energa que transporta la onda sonora y est en relacindirecta con su amplitud. Una onda de mayor amplitud producir ms desplazamiento de

    la membrana del odo y la sensacin ser la de un sonido ms fuerte. As pues, dicho

    de forma simplificada, cuanto mayor sea la amplitud de onda, mayor ser el volumen y

    viceversa. Para indicar el nivel de intensidad utilizamos una unidad denominada

    decibelio.

    o Umbral de audicin: corresponde a la intensidad mnima que ha de tener un

    sonido para que lo podamos percibir y se sita en 0 decibelios.

    o Umbral de intensidad dolorosa: determina cual es la mxima intensidad de

    sonido que somos capaces de soportar, y se sita en torno a los 140 decibelios.

    Las intensidades de sonido superiores a este valor pueden producir daos

    irreversibles en el rgano auditivo.

    La altura o tono: es la caracterstica que permite percibir un sonido como ms grave oagudo que otro. La gama de frecuencias audibles va desde 20HZ a 20Kz, y entre estos

    dos valores se encuentra la gama de sonidos graves, intermedios y agudos. Las

    frecuencias inferiores a 20Hz corresponden a los llamados infrasonidos y los superioresa 20KHz corresponden a los ultrasonidos.

  • 7/25/2019 Unidad 3 Sonido Digital

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    INFORMTICA 4E.S.O.

    Dpto.de TECNOLOGAS I.E.S. INFIESTO2

    Clasificacin de las frecuencias audibles

    SUBGRAVES De 20 a 80 Hz

    GRAVES De 80 a 320 Hz

    INTERMEDIOS De 320 a 2.560 HzINTERMEDIOS AGUDOS De 2.560 a 5.120 Hz

    AGUDOS De 5.120 a 20 KHz

    El timbre: es la caracterstica que nos ayuda, por ejemplo, a reconocer a las personaspor la voz o a distinguir distintos tipos de instrumentos musicales.

    2 Sonido digital:

    Puesto que el sonido se transmite por ondas analgicas, el ordenador no es capaz de trabajar

    con l. Ese es el motivo por el que el ordenador ha de convertir la seal analgicade los sonidos en

    seal digital, proceso que se denomina digitalizacindel sonido. Y este proceso se repite en sentido

    contrario cuando es el ordenador el que ha de generar sonidos para que se oigan mediante unos

    altavoces, cascos

    La digitalizacin de un sonido supone tomar muestras de la seal sonora (muestreo) cada cierto

    tiempo (frecuencia de muestreo).

    La calidad de un sonido digital, vine definida por los siguientes parmetros:

    Frecuencia de muestreo: es el n de muestras que se toman en un intervalo de tiemponormalmente cada segundo. Un sonido digital en calidad CD audio tiene una frecuencia

    de muestreo de 44.100Hz es decir se toman 44.100 muestras por segundo.

    Resolucin o tamao de la muestra: indica la cantidad de bits de informacin queocupa cada muestra. Cada dgito binario puede estar representado por dos valores. 0 y1, para un sistema de 8 bits (1 byte) tenemos que cada muestra puede tomar 2 8=256

    valores diferentes. Para un sistema de 16 bits (2 bytes) contamos con 216=65.536

    valores diferentes para cada muestra. Una calidad CD audio tiene 16 bits.

    Canales: n de pistas que componen un sonido. Un sonido mono tiene una sola pista,un sonio estreo tiene dos pistas y un sonido 5.1 tiene cinco pistas. Los CD audio

    tienen sonido estreo.

    Las ventajas mas importantes del almacenamiento digital del sonido es que no pierde calidad al

    copiarlo, reproducirlo o conservarlo durante mucho tiempo.

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    INFORMTICA 4E.S.O.

    Dpto.de TECNOLOGAS I.E.S. INFIESTO3

    2.1 Calculo del tamao de un archivo audio.

    El tamao o peso de los archivos de audio sin comprimir se puede calcular conociendo los

    segundos que dura el archivo, la frecuencia de muestra, los canales o pistas y el tamao de la muestra.

    La frmula que los relaciona es la siguiente:

    Tamao=Frecuencia (Hz) x n de canales x tamao de la muestra (bits) x segundos de duracin

    Ejemplo:

    Determinar el espacio que vamos a necesitar para almacenar una cancin de 3 minutos de

    duracin, con calidad CD audio, en el disco duro del ordenador:

    El estndar definido para el sonido digital en un Cd establece:

    - Una frecuencia de muestreo de 44.100Hz.

    - Una resolucin o tamao de muestra de 16 bits.- Sonido estreo 2 canales.

    - Un tiempo de 3 minutos, es decir, 180 segundos.

    Tamao = 44.100muestra/segundo x 2 canales x 16 bits/canal x 180 segundos = 254.016.000 bits

    Pasamos a megabytes:

    254.016.000 bits x 1 byte/8bits = 31.752.000 bytes x 1KB/1024bytes = 31.007,81 Kbyte = 30,28 MB

    Ejercicios:

    1 Qu entendemos por digitalizacin?2 Cules son los parmetros que definen la calidad de un sonido digital?

    3 Calcula el espacio que se necesita para grabar una voz con una frecuencia de muestreo de 11 KHz,

    una resolucin de 8 bits y calidad mono durante 4 minutos.

    4 Calcula el tamao que ocupar un archivo de sonido digital sin comprimir sabiendo que dura 10

    segundos, es estreo y tiene calidad de CD audio.

    5 Formatos de sonido digital:

    Para almacenar el sonido digitalizado (en el disco duro del ordenador, en un CD) debemos

    elegir el formato de archivo que vamos a utilizar. Se pueden clasificar los archivos de audio en dos

    grandes grupos:

    Formatos sin compresin de datos: el sonido se guarda sin ningn tipo de compresin.Tiene alta calidad pero tambin gran peso.

    Formatos con compresin de datos: se basa en la ejecucin de complejos algoritmosaplicados al archivo de audio, sin comprimir, para reducir se tamao manteniendo muy

    buena calidad.

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    INFORMTICA 4E.S.O.

    Dpto.de TECNOLOGAS I.E.S. INFIESTO4

    Los formatos de audio ms utilizados son:

    Formatos de

    archivo

    Caractersticas Extensin

    WAV

    Es un formato de audio digital, normalmente sin compresin de

    datos, desarrollado por Microsoft e IBM. Admite archivos mono

    y estreo con diversos tamaos y velocidad de muestra.

    Ocupan mucho espacio.

    *.wav

    MIDI

    En estos archivos no se guardan sonidos reales, sino rdenes

    para que un sintetizador musical genere la msica. Ocupa

    bastante menos espacio que los archivos de sonido real,

    aunque tienen peor calidad.

    *.mid

    CD-A

    Los archivos de msica domsticos reconocen este tipo de

    arch9ivos y por eso reproducen los CD musicales comerciales

    aunque cada vez hay ms equipos que reproducen otro tipo de

    archivos como los MP3.

    *.cda

    MP3

    Fue el primero que aparicin con un sistema de compresin

    suficientemente bueno para conservar un buen nivel de calidad

    y permitir la transmisin de archivos, de manera cmoda, por

    Internet., as como almacenar grandes cantidades de msica en

    soportes porttiles.

    Se puede reducir el tamao de los archivos hasta un 90%, sin

    prdida aparente de calidad.

    *.mp3

    WMAAnte el xito de MP3, Microsoft desarroll su propio sistema de

    codificacin, el Windows Media Audio (WMA).*.wma

    OGG

    El ndice de compresin depende de la calidad de sonido a la

    salida: cuanta ms compresin menor es la calidad. No tiene

    limitacin de distribucin, puesto que est basado en la licencia

    pblica general de GNU.

    *.ogg

    REAL AUDIO

    Es un formato muy utilizado en Internet, ya que su principal

    caracterstica es que se va reproduciendo a medida que se lee,

    en tiempo real. Para poder reproducir el archivo se debe tener

    instalado el reproductor RealPlayer y conexin en red con el

    servidor de la msica.

    *.ra

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    INFORMTICA 4E.S.O.

    Dpto.de TECNOLOGAS I.E.S. INFIESTO5

    Prctica 1: Grabamos nuestra voz por medio de la grabadora de sonidos de Windows

    En esta primera prctica vamos a grabar nuestra voz utilizando la grabadora que incorpora

    Microsoft Windows, ya que sirve para realizar grabaciones analgicas. Para ello realiza los siguientes

    pasos:

    1. Para ajustar el volumen de grabacin:a. Haz doble clic en el icono de control de volumen, situado en la esquina inferior derecha

    de la barra de estado.

    b. En el men Opciones, haz clic en Propiedades.

    c. En el cuadro de dilogo Propiedades, en Ajustar volumen, haga clic en la opcin

    Grabacin.

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    INFORMTICA 4E.S.O.

    Dpto.de TECNOLOGAS I.E.S. INFIESTO6

    d. Active la casilla de verificacin situada junto al dispositivo en el que desee ajustar el

    volumen de entrada y, despus, haga clic en Aceptar.

    e. Arrastre el control deslizante Volumen hacia arriba o hacia abajo para subir o bajar el

    volumen de entrada.

    2. Conecta el micrfono.

    3. Abre la grabadora mediante Inicio/Programas/Accesorios/entretenimiento/Grabadora de sonidos.

    4. Vamos a cambiar algunos parmetros, para ello, haz clic

    en Archivo/Propiedades:

    5. En conversin de formato selecciona Formatos de

    grabacin y a continuacin haz clic en Convertir ahora:

    6. Selecciona los atributos 48.000KHz, 16 bits, estreo,

    187 Kb/s:

    7. Empezaremos la grabacin haciendo clic en el botn rojo y la detendremos en el botn

    8. Recuerda que la grabacin no debe exceder de 60segundos.

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    INFORMTICA 4E.S.O.

    Dpto.de TECNOLOGAS I.E.S. INFIESTO7

    9. Elige alguno de los siguientes fragmentos de Don Quijote:

    1 Fragmento:

    Toda aquella noche no durmi don Quijote, pensando en su seora Dulcinea, por acomodarse a lo

    que haba ledo en sus libros, cuando los caballeros pasaban sin dormir muchas noches en las

    florestas y despoblados, entretenidos con las memorias de sus seoras.

    2 Fragmento:

    Echemos, Panza amigo, pelillos a la mar en esto de nuestras pendencias, y dime ahora, sin tener

    en cuenta con enojo ni rencor ninguno: Dnde, cmo y cundo hallaste a Dulcinea?Qu

    haca?Qu le dijiste?Qu te respondi?Qu rostro hizo cuando lea mi carta?Quin te la

    traslad? . Y todo aquello que vieres que en este caso es digno de saberse, de preguntarse y

    satisfacerse, sin que aadas o mientas por darme el gusto, ni menos te acortes por no quitrmele.

    10. Para comprobar que la grabacin se ha hecho correctamente, haz clic en el botn para volver a

    escucharla y luego haz clic en .

    11. Haz clic en Archivo/Guardar como y guarda la grabacin en la subcarpeta prcticas de la carpeta

    sonido, con el nombre Quijote. Observa que la extensin es wav.

    12. Mira que tamao tiene el archivo de sonido obtenido.

    Prctica 2: Descargamos e instalamos el programa Audacity 1.2.6

    Para realizar las siguientes prcticas vamos a necesitar un programa de grabacin y edicin de

    sonido. Utilizaremos Audacity un programa totalmente gratuito que permite grabar y reproducir sonidos,importar y exportar archivos WAV, AIFF, MP3 y Ogg Vorbis. Tambin permite copiar, cortar y pegar;

    mezclar pistas o aplicar efectos a las grabaciones.

    7. Descargamos el programa:

    a. Entra en http://audacity.sourceforge.net

    b. Haz clic en Descargar Audacity 1.2.6 de la pgina principal.

    c. En la pgina siguiente haz clic en el Instalador de audacity 1.2.6.

    d. Guarda el archivo en la subcarpeta materiales de la carpeta sonido.

    e. Una vez descargado, haz clic en el archivo audacity-win-1.2.6.exe e instala el programa.

    8. Abre el programa, para comprobar que ha ido bien:

    Audacity.lnk

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    Dpto.de TECNOLOGAS I.E.S. INFIESTO8

    Prctica 3: Descargamos el cdec LAME MP3

    Si queremos comprimir archivos de audio y convertirlos en formato MP3, necesitamos el Cdec

    LAME.

    1. Descargamos el programa:

    a. Entra en http:/audacity.sourceforge.net/download/Windows.

    b. Haz clic en la pgina de descarga LAME para Windows y, despus,

    en libmp3lame-win-3.97.zip

    c. Guarda el archivo en la subcarpeta materiales de la carpeta sonido.

    d. Una vez descargado, debers descomprimirlo.

    e. El archivo que vas a utilizar es lame_enc.dll.

    Prctica 4: Configuramos el programa Audacity

    Para que el programa funcione correctamente necesitamos establecer unos valores cambiando

    as su configuracin:

    1. Abre el programa Audacity.

    2. Selecciona Editar/Preferencias en el men principal. Haz clic en la pestaa Audio E/S y en la

    seccin Canales, elige

    2(Estereo).

    3. Haz clic en Formatos de

    archivo. Para que el

    programa encuentre el cdec

    LAME, haz clic en buscar

    librera. Responde SI al

    aviso que te hace y

    selecciona la carpeta donde

    guardas el cdec.

    Audacity.lnk

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    4. Selecciona el archivo y haz clic en Abrir. Ahora la seccin Opciones de exportacin a MP3

    cambiar. Selecciona un bit rate (tasa de bits) de 128.

    5. En la pestaa Entorno puedes elegir el idioma.