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Estúdio de Gravação - Mixagem e Masterização
OUVIDO HUMANO
CONHECIMENTO BÁSICOS
Sem dúvida nenhuma, o ouvido é a coisa mais importante para o profissional do Áudio.
O ouvido, é basicamente dividido em três partes:
Ouvido Externo
Pavilhão Auditivo
Meato Acústico
Ouvido Médio
Tímpano
3 ossículos:
Martelo, Bigorna e Estribo
Ouvido Interno
Cóclea
O Ouvido é capaz de perceber freqüências que variam entre 20 hertz a 20.000 hertz.
As curvas de audibilidade dizem como o ouvido humano percebe estas freqüências de
acordo com os níveis de pressão sonora.
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Estúdio de Gravação - Mixagem e Masterização
PSICOACÚSTICA
A Psicoacústica é a ciência que une as leis físicas com a percepção so som pelo ser
humano, e a mais de cem anos a audição é estudada, e até hoje ainda não está totalmente
esclarecida, mas a filosofia tem tentado com certo êxito explicar os fenômenos da psicoacústica.
O ouvido humano pode perceber freqüências entre 20Hz a 20.000Hz de resposta, mas
existem freqüências, que com um baixo nível de pressão sonora são facilmente audíveis, são
freqüências que variam de 1khz (1000 hertz) e 5Khz (5000 hertz).
Quanto mais longe destas faixas de freqüências, mais níveis de pressão sonora (volume)
será preciso para ser perceptível pelo ouvido.
Para que se tenha a mesma sensação auditiva de uma freqüência grave de 50 Hz, precisa-se
de um nível de pressão sonora maior do que a de uma freqüência de 1Khz e 5Khz assim como
mostra no gráfico auditivo acima:
Para uma freqüência de 1Khz, precisamos de 60 dB/SPL de nível de pressão sonora, mas
para uma freqüência de 50Hz é necessário aproximadamente cerca de 75 dB/SPL.
Nota: db/SPL = db (decibéis)
SPL = (Sound Pressure Level)
: Unidade de medida
: Nível de Pressão sonora
É devido a estes fatores que o ouvido tende a perceber falhas e certos exageros
na hora da equalização do som
Existem também os fatores de mascaramento de frequências, que, na maioria das vezes,
também atuam na psicoacústica, mas este assunto estudaremos mais adiante.
Pessoas com um ouvido treinado e musicalizado, compensam bem estas falhas e
excessos nas altas e baixas freqüências.
Já a sensibilidade auditiva é percebida entre 0,8 dB/SPL e 1,2 dB/SPL. Pelo fato de ser
logarítmica, na leitura do ouvido humano, o dobro para ele é 3dB/SPL.
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Existem ainda as exceções na sensibilidade audível, que variam entre O,4 e 2dB/SPL.
Convencionou-se então, que ao dobrar a potência elétrica do P.A, não provocará o dobro de
sensação auditiva no ouvido humano, mas se dobrar a potência acústica sim.
Posicionando-se o VU da mesa de mixagem em OdB e atenuando-o em -3dB, o som
percebido pelo ouvido não cairá pela metade. Um ouvido treinado pode perceber com mais
facilidade esta mudança,
Quanto a intensidade auditiva, a medida que aumenta uma mesma freqüência, ela causará
sensações deferentes, Por exemplo, 80Hz a 90Db/SLP, causam menos impacto de grave, que esta
mesma freqüência a 110db/SLP.
Não é porque aumenta-se o volume, e sim pelo modo de interpretação do sistema auditivo
não treinado e não musicalizado.
Isso se aplica pela sensação de graves obtida pelo publico em shows, onde os níveis de
pressão sonora são altíssimos,
A sensação que se tem é de um certo ganho nas freqüência, principalmente nas faixas dos
graves e agudos.
Isto pode ser explicado, porque nas extremidades da faixa auditiva, os sistemas de
interpretação da freqüência e intensidade são menos eficientes e menos autônomas,
A sensibilidade auditiva à variação da freqüência, pode ser ouvida cerca de 1200
frequências sentindo a diferença entre elas, acredite se quiser...
Com um equalizador de 1/3 (um terço) de oitavas, não se deixa um sistema com uma curva
plana, mas é um bom padrão até hoje.
"O ouvido é mais sensível a variação de frequências médias"
O ouvido funciona como um analisador de espectro, decompondo o som, e assim, definindo
o som resultante.
O ouvido interno é o que primeiro decompõe o som, onde as baixas frequências são
interpretadas no ápice, e a alta freqüência no início do ouvido.
"O ouvido tem a capacidade de restaurar timbres e respostas, por isso não conseguem
entender o 3 e o 6 ao se conversar pelo telefone, devido a resposta dos mesmos, que é de 300 a
3,3khz (3,300Hz)", e nesta faixa, não é possível distinguir bem estes números em português".
Este fenômeno ocorre devido a uma ressonância auditiva inconsciente, que ao aprender-se
português, fixa-se características subliminares ou não na memória, e quando se precisa, eles vêm à
tona permitindo a distinção das palavras.
Outro fenômeno é que, ao chegar ao ouvido as freqüências de 1KHz, 2KHz e 4KHz, se
ouvira também 500Hz, mesmo sem existir esta freqüência, isto se deve a interpretação do ouvido.
Devido a estes fenômenos ( entre outros ), o ouvido entende a resposta de um equipamento
médio ou nivela os sistemas.
A MANEIRA CORRE1-A DE OUVIR
A música é tão importante, que marca momentos de nossas vidas pois alguns temas
gravados em filmes, novelas, propagandas de TV e até mesmo de Rádio levam uma vida inteira
para ser esquecido e é claro de que quando aquele determinado som é ouvido, ele lembra algo que
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ficou na lembrança, que já passou ou está acontecendo.
Inteligibilidade & Sensações: Auditivas
Existem vários tipos de sensações auditivas, mas deve-se considerar um fator muito
importante que é o da inteligibilidade.
Define-se inteligibilidade quando o ouvido capta o som e o cérebro interpreta de maneira
fácil e rápida.
Ás vezes por sensações auditivas em determinados tipos de efeitos naturais de atraso no
som, o cérebro confunde determinadas freqüências impedindo a noção exata do que se está
ouvindo.
Um exemplo de inteligibilidade é que ao se conversar no telefone é comum confundir o três
e o seis.
Isto ocorre porque as freqüências dessas palavras estão muito próximas e predominam para
o cérebro as consoantes que complementam a frase; "ês ou eis”.
Processadores de efeitos usados em shows ao vivo causam sensações catastróficas
dependendo do tempo usado para que se alcance um ‘tipo qualquer desejado de atraso no áudio.
ONDA SONORA
Ciclo
Para se entender realmente o que é freqüência, é necessário explicar primeiro o que é o
ciclo:
O ciclo é o movimento completo de uma onda sonora composto por compressão e
Descompressão.
O Ciclo nada mais é do que a formação de um círculo em forma de onda!
Circulo
Formação da Onda de uma freqüência
Onda de meio Ciclo.
Onda de Ciclo completo.
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A = Amplitude
B = Tempo percorrido
C = Compressão
D = Descompressão
No exemplo "A" a onda não completou o ciclo, é chamado de um uma onda de
meio ciclo, mas já no exemplo "B", a onda percorre todo o movimento de compressão e
descompressão, o qual é chamado de um ciclo de onda completa. Define-se onda como
sendo uma variação periódica de um estado físico que se propaga na matéria ou no
espaço.
Compressão e Descompressão
Ao movimento das cordas da-se o nome de vibração, o atrito da corda com o ar, comprime
e descomprime o mesmo, de modo a produzir o som. Trata-se de uma onda sonora. Como é
evidente, ela se propaga no meio material, que é o ar. Um exemplo de onda está nas cordas de um
violão:
Para que um som senoidal seja produzido, só é necessário um meio de propagação (no caso
a ar) e dois movimento.
ELEMENTOS DA ONDA
- Elongação
- Amplitude
- Freqüência
- Velocidade de propagação
- Fase
- Comprimento de Onda
Elongação
Chama-se de Elongação a distancia de um ponto qualquer da onda até o eixo x. Na figura
abaixo, y é a elongação do ponto P.
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A elongação também pode ser chamada de amplitude eficaz.
Amplitude
A Amplitude máxima ou elongação máxima,é quando na formação de uma onda, não
importando seu tempo de propagação, atinje o seu volume máximo, sua amplitude de pico.
Isto ocorre quando se aumenta o volume de um programa musical com certos exagero,
ocorrendo a amplitude máxima de pico, ou a elongação máxima.
Amplitude é aquilo que, no dia a dia, costuma-se chamar de volume. Tecnicamente falando,
amplitude é a quantidade de energia produzida por som qualquer ao longo do tempo.
O importante é que se saiba que em gravações digitais de som, a amplitude (volume) não
pode ultrapassar O(zero) dB.
Gráfico de Amplitude com Elongação Máxima
Amplitude de Pico
Dá-se o nome de pico + à amplitude positiva, e pico – à amplitude negativa.
Fase
Para que a onda esteja em fase, é preciso que tenha a mesma elongação e o mesmo sentido.
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Os pontos "A" e "B" estão em fase, mas estão fora de fase com os pontos "C" e "D".
Evidentemente os pontos "C" e "D" estão em fase, porque estão na ordem decrescente
e no mesmo sentido de elongação.
OBS: No caso de um alto-falante em fase, o cone deverá se deslocar para fora quando for
testado com uma bateria de 9 volts.
Os pólos deverão estar corretamente ligados, (+ com +) positivo com positivo e os pólos (com -) negativo com negativo.
Comprimento de onda
Chama-se de comprimento de onda a distância entre dois pontos com a mesma elongação.
Comprimento de Onda
Velocidade da Onda
É a velocidade com que um ponto qualquer da onda se desloca até outro ponto em um
determinado espaço de tempo percorrido pela mesma.
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Senoíde Frequencia igual a 1Hertz.
No exemplo acima, a onda demorou 1 segundo para completar o ciclo, portanto, esta onda é
igual a 1Hz.
Nota: Hertz é uma unidade de medida de freqüências e recebe este nome em
homenagem ao físico alemão Heinrich Rudolf Hertz. descobridor da freqüências.
Formação de uma Onda Senoíde de 5 Hz
Freqüência
Defini-se freqüência como sendo os números de ciclo que a onda percorre em um segundo
Em freqüência existe os múltiplos de Hertz
1- QuiloHertz ( abrevia-se kHz e vale 1.000 Hz ou seja Mil Hertz)
2- MegaHertz (abrevia-se MHz e vale 1.000.000Hz ou seja Um Milhão de Her1z)
3- GigaHertz (corresponde a 1.000.000.000Hz ou seja Um Bilhão de Hertz., não é usada em
áudio, mas em microondas e em comunicações espaciais).
Informação sobre freqüências
a) O instrumento que preenche quase todo o espectro de freqüência é o piano, e é um dos Únicos.
b) Cada nota, tom ou semi tom tem suas freqüências próprias, sendo que o padrão adotado de
arredondamento é o LÁ, igual a 440 Hertz.
c) Cada instrumento musical tem a sua própria faixa de freqüência.
d) As freqüências consideradas infra-sons, são abaixo de 15 Hertz.
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e) As freqüências consideradas ultra-sons, são acima de 20 Her1z.
f) Uma oitava acima corresponde a uma freqüência duas vezes maior.
Assim uma oitava acima do LÁ que equivale a 440 Hertz é igual a 880 Hertz.
O ouvido percebe freqüências num intervalo de 10 oitavas.
Tabela de conversão
(Padrão Lá 440 Hz)
Nota
RÉ
SOLb
SIB
RÉ
SOL
SI
MIb
SOL
SI
MIb
SOL
SI
MIb
SOL
SI
MIb
SOL
SI
MIb
SOL
SI
MIb
SOL
SI
MIb
SOL
SI
MIb
SOL
SI
MIb
Freq
18,374
23,750
29,135
36,708
48,999
61,738
77,782
97,999
123,476
155,563
195,998
246,942
311,127
391,995
493,883
622,254
783,991
987,767
1244,508
1567,982
1975,533
2489,019
3135,963
3951,066
4978,032
6271,927
7902,133
9956,063
12543,85
15804,26
19912,12
Nota
MIb
SOL
SI
MIb
LÁb
DÓ
MI
LÁb
DÓ
MI
LÁb
DÓ
MI
LÁb
DÓ
MI
LÁb
DÓ
MI
LÁb
DÓ
MI
LÁb
DÓ
MI
LÁb
DÓ
MI
LÁb
DÓ
MI
Freq
19,445
24,500
30,869
41,203
51,903
65,406
82,407
103,826
130,813
164,814
207,652
261,626
329,627
415,305
523,251
659,255
830,609
1046,502
1318,510
1661,219
2093,004
2637,020
3322,437
4186,009
5274,041
6644,875
8372,018
10548,08
13289,75
16734,03
21096,16
Nota
MI
LÁb
DÓ
FÁ
LÁ
RÉb
FÁ
LÁ
RÉb
FÁ
LÁ
RÉb
FÁ
LÁ
RÉb
FÁ
LÁ
RÉb
FÁ
LÁ
RÉb
FÁ
LÁ
RÉb
FÁ
LÁ
RÉb
FÁ
LÁ
RÉb
FÁ
Freq
20,602
25,956
32,703
43,653
55,000
69,296
87,307
110,000
138,591
174,614
220,000
277,183
349,228
400,00
554,365
698,456
880,000
1108,730
1396,913
1760,000
2217,461
2793,826
3520,000
4434,922
5587,652
7040,000
8869,844
11175,31
14080,00
17739,68
22,350,62
Descrição da escala de notas do DÓ central do Piano
DÓ
RÉ
MI
FÁ
SOL
LÁ
SI
DÓ
261 Herts
293 Herts
329 Herts
349 Herts
391 Herts
440 Herts
493 Herts
523 Herts 1 oitava acima
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Nota
FÁ
LÁ
RÉb
SOLb
SIb
RÉ
SOLb
SIb
RÉ
SOLb
SIb
RÉ
SOLb
SIb
RÉ
SOLb
SIb
RÉ
SOLb
SIb
RÉ
SOLb
SIb
RÉ
SOLb
SIb
RÉ
SOLb
SIb
RÉ
Freq
21,827
27,500
34,648
47,499
58,270
73,416
94,999
116,541
146,833
189,997
233,082
293,665
369,994
466,164
587,329
739,989
932,327
1174,659
1479,978
1864,655
2349,318
2959,955
3729,310
4698,636
5919,910
7458,620
9397,372
11839,82
14917,24
18794,74
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Tabela de conversão de Freqüência / Nota do Equalizador de 31 bandas
FREQ
Notas
20
FÁ
25
LÁb
31.5
RÉb
40
FÁ
50
LÁ
63
RÉb
80
FÁ
100
LÁ
125
RÉb
FREQ
Notas
160
FÁ
200
LÁ
250
RÉb
315
FÁ
400
LÁ
500
RÉb
630
FÁ
800
LÁ
1k
RÉb
FREQ
Notas
1.2k
FÁ
1.6k
LÁ
2k
RÉb
2.5k
FÁ
3.1k
LÁ
4k
RÉb
5k
FÁ
6.3k
LÁ
8k
RÉb
FREQ
Notas
10k
FÁ
12k
LÁ
16k
RÉb
20k
FÁ
-
-
-
-
-
Timbre
Como na natureza (e nos instrumentos musicais!!!) não existem sons feitos com
freqüências únicas, é o timbre, com seu conteúdo harmônico (de freqüência distintas), que
caracteriza a sonoridade de cada instrumento ou voz. O timbre "marca registrada", a "impressão
digital" de um som. Este arquivo contém a mesma nota A4 (LÁ 4) tocada por três instrumentos:
um piano, um trompete e um violão.
Observando os gráfico, cada instrumento tem um "desenho" diferente. Este "desenho" é o que se
chama de envelope. O envelope é composto pelo attack (ataque), decay (decaimento), sustain
(sustentação), e release (finalização). Cada um dos instrumentos tem características completamente
distintas. Enquanto o trompete tem um ataque rápido, um decaimento de curtíssima duração, uma
sustentação extremamente uniforme e prolongada e uma finalização breve, nos outros dois
instrumentos, o ataque também é rápido, mas o decaimento é bem mais pronunciado
(especialmente no violão), a sustentação tem menor duração (com mais oscilação no violão) e a
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finalização é mais gradual. O envelope mostra a evolução de um som ao longo do tempo. Suas
características são resultado da interação entre os elementos que compõem um timbre. São eles:
- Onda fundamental (a primeira de todas as freqüências de um som)
- Número de harmônicos ( múltiplos inteiros da onda fundamental)
- Distribuição dos harmônicos
- Intensidade relativa de cada harmônico
- Inarmônico das parciais (freqüências não harmônicas)
- Intensidade total das partes somadas à fundamental.
As notas de um piano estão afinadas de acordo com a tradição da música tonal. Elas vão do
A0 (La 0), cuja freqüência é de 27.5 Hz até o C8 (Dó 8), com frequencia de 4.168.01 Hz. Se esta
faixa entre 27.5 Hz e 4.168.01 Hz fosse a única a ser considerada, não seriam necessários
equipamentos capazes de reproduzir freqüências acima de 4.186.01 Hz para se ouvir bem um
piano. Mas justamente, porque o timbre de um instrumento é composto também por seus
harmônicos e inarmônicos, é que as freqüências a serem consideradas atingem valores bem
elevados.
Exemplificando, harmônicos são múltiplos inteiros dá fundamental. Assim, um
instrumento, com a fundamental em 3 kHz, inclui vários harmônicos misturados à fundamental de
forma particular,criando sua sonoridade própria. Os primeiros harmônicos de uma fundamental de
3 kHz estão em 6kHz, 9 kHz, 12 kHz, 15 kHz, 18 kHz, 21, 24 kHz e assim por diante (2X3 kHz,
3X3 kHz, 4X3kHz).
Além disso, o fato do ser humano Ser incapaz de ouvir freqüências assim de 20 kHz não
implica na inexistência de harmônicos e inarmônicos acima deste valor. Eles existem e se
combinam à
fundamental de maneira que afetam o timbre que se escuta.
Dinâmica
Dinâmica nada mais é do que variações de amplitude (volume) ao longo do tempo. Em
linguagem musical, há as seguintes possibilidades :
pp
p
mp
mf
f
ff
Pianíssimo (muito suave)
Piano (suave)
Mezzo piano (moderamente suave)
Mezzo forte (moderamente forte)
Forte (forte)
Fortíssimo (muito forte)
Há dois trechos musicais de curta duração. O primeiro tem grande variação dinâmica; o
segundo tem uma variação menor.
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A variação da dinâmica pode ser facilmente visualizada no gráfico
Gráfico de Onda com Sinal Fraco e Sinal Forte
A = LINHA DE AMPLITUDE ALTA
B = LINHA DE AMPLITUDE BAIXA
Duração
"É o menor intervalo de tempo o qual uma: vibração é produzida em decorrência de um
único toque".
A duração de um determinado som, tecnicamente, trata-se do tempo de vibração de um
objeto qualquer em decorrência de uma única excitação. Nele há a nota F4 (FA 4) de um piano
gravada duas vezes, na primeira sem o ,efeito de sustain (pedal de sustentação) a segunda com o
efeito.
Note como o efeito de sustain também afeta o envelope do som.
No próximo exemplo foi gravada uma onda pura de 200 Hz, com duração de 10
milissegundos e, depois, a mesma freqüência com 5 segundos de duração.
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Definição de Comprimento de Onda
= espaço percorrido pela onda até completar um ciclo.
T = espaço percorrido em um intervalo de tempo igual ao período (T) é o comprimento de onda (
) Lambida). Então teremos :
=VxT
como T = 1 ÷ T
=V÷F
Na acústica C é o símbolo da velocidade do som
=C÷ F
onde C = ( 344 m/s )
= Comprimento da onda (esse símbolo lê-se “ Lambida ” )
F = freqüência da Onda em Hertz
F = 1 ÷ T, onde T é o período em segundos.
“ Para se calcula o comprimento de uma onda basta dividir a velocidade pela freqüência,
teremos o comprimento da mesma ”
Ex.: 40 Hz corresponde a 8,6 metros, pois
Uma onda de 1KHz é igual a 0,344 metros.
= 344 ÷ 40 corresponde a 8,6 metros.
= 344 ÷ 1.000 = 0,34,4 centímetros (0,344 x 100 = 34,4 cm).
Velocidade do som
É bom saber que a variação da temperatura ou da umidade do ar, é um fator muito
importante para a equalização e alinhamento do P.A. Devido a variação da temperatura, a
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velocidade do som no ar úmido, varia conforme a pressão, o mesmo acontece com a temperatura.
Tabela de variação da velocidade conforme a temperatura
Temperatura
-20º C
-15º C
-10º C
-05º C
00º C
10º C
15º C
20º C
25º C
30º C
35º C
40º C
Velocidade do Som
C = 318,89 m/s
C = 322,04 m/s
C = 325,17 m/s
C = 328,28 m/s
C = 331,38 m/s
C = 337,55 m/s
C = 340,65 m/s
C = 343,76 m/s
C = 346,91m/s
C = 350,10 m/s
C = 353,37 m/s
C = 356,37 m/s
Fase da Onda
Fase da onda senoidal em relação a uma freqüência
Somatórias das Ondas
Ondas da mesma freqüência, somadas, geram uma nova onda de freqüência igual, somando a
amplitude de cada uma.
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Cancelamento de Fase
Ondas de 180º anulam-se quando somadas. Veja no exemplo abaixo:
decibel/dB
No áudio e na eletrônica,a unidade usada para medir nível ou intensidade de pressão sonora
é o dB.
Nota: dB quer dizer decibel, que é a décima parte do bel, em homenagem ao grande físico
Alexander Grahan BeIl, que foi o inventor do telefone,
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Esta unidade foi criada para medir perdas entre duas extremidades nas linhas telefônicas da
época, e esta unidade perdura até nossos dias.
O dB não tem sua aplicação restrita ao Nível de Intensidade Sonora ( SPL – Soud Pressure
Level ), é uma unidade de uso geral.
No aparelho de som doméstico, se usa muito a escala em dB, isto não quer dizer que esta
unidade esteja comparando o som que sai das caixas com o limite de audição, e sim com um nível
de referência de potencia elétrica, que é o de 1 Watt.
Note: SPL é a grandeza usada como referência.
Exemplos de níveis de dB SPL
130 dB – Limite máximo de audição
120 dB – Turbina de Avião
80 dB – Tráfego intenso
75 dB – Rua sem Tráfego
70 dB – Conversa em voz baixa
0 dB – Limite mínimo de audição
Para que se entenda a matemática do decibel ou seja, a relação entre a maior e a menor
grandeza, é usado o logaritmo, que faz esta divisão,
O resultado da diferença desta grandezas é enorme, e a escala logarítmica tem a capacidade
de reduzir esta relação.
“ A própria resposta do nosso tímpano é logarítmica”
MIDI x ÁUDIO
Tanto a gravação MIDI quanto a de áudio apresentam vantagens e desvantagens. É
importante, portanto, conhecer as diferenças básicas entre os dois formatos para saber explorar
melhor as características de cada um.
A sigla MIDI significa Musical Instrument Digital Interface. É um protocolo que permite a
Comunicação entre equipamentos musicais eletrônicos, como teclados, sintetizadores, módulos de
som e computadores.
No painel traseiro dos modelos convencionais, há três conectores: MIDI IN (recebimento de
informações), MIDI OUT (envio) e MID THRU (passagem), Existem também outros tipos de
conexões utilizados para a transmissão de dados MIDI, como as portas Joystick e,USB.
Cada uma das notas de um teclado, por exemplo, está associada a um circuito eletrônico,
Desse modo, quando qualquer uma é tocada, são enviados dados pelo MIDI OUT do equipamento,
seguindo até o MIDI IN de um módulo de som ou placa de áudio de um computador que esteja
conectado a ele, Quando essa tecla é acionada, um de informações se forma:
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1. Note On/Off" qual nota foi acionada;
2. Velocity. a intensidade com que a nota tocada;
3. Volume. o volume da nota;
4 . Pan - a imagem estereofônica: som para a esquerda, para o centro ou para a direita, etc.
Midi OUT do teclado envia dados para o Midi IN do Computador
Midi IN do teclado envia dados para o Midi OUT do computador
As informações contém apenas parâmetros. Portanto, são armazenadas em arquivos
pequenos, não contendo neles propriamente o som que está dentro dos próprios teclados (chips
internos de memória), módulos ou placas de áudio.
Geralmente, esses bancos de patches podem ser sofisticados, representando fielmente os
timbres dos instrumentos. São chamados de wavetable, pois apresentam pequenas amostras de
sons reais para a execução dos arquivos MIDI.
Um conjunto de amostras é gravado em memória ROM (somente leitura) da placa de áudio
e, cada vez que um arquivo MIDI é executado, são elas que servem de base para que o som possa
ser reproduzido. Há, porém, grande variedade de qualidade entre os equipamentos que utilizam
essa tecnologia" desde placas de baixo custo, passando por outras com preços mais elevados e
teclados eletrônicos populares, até os módulos de timbre e sintetizadores:, mais completos.
Atualmente, um grande número de computadores já vem equipado com placas com síntese
wavetable.
Existe uma forma de bancos de timbres mais simples, que utiliza a síntese por FM. Ela
"imita" os sons dos instrumentos musicais por meio de modulações de ondas. É comum nas placas
mais baratas e nas chamadas on board (integradas na própria motherboard do computador). Como
os timbres são gerados a partir de cálculos matemáticos, esse tipo de síntese possui uma
sonoridade artificial.
ÁUDIO
Quando se fala áudio, está se falando de som ou, melhor dizendo, das ondas sonoras que
se propagam pelo ar (energia acústica).Partindo de um transdutor ' um microfone,por exemplo
, que transforma a energia acústica em elétrica, é enviado um sinal para um pré-amplificador
(contido no próprio gravador,. mesa de som etc.). Elas podem ser armazenadas de duas maneiras:
1 – pelos gravadores analógicos como fluxo contínuos de variações magnéticas que são
registradas na fita;
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1- O som captado pelo microfone(variação de pressão no ar) é
transformado em impulsos elétricos.
2- Os impulsos são convertidos em um fluxo contínuo de variações
elétricas.
3- Esse fluxo é então registrado na fita magnética
4- Para ouvir o que foi gravado, ocorre o processo inverso: fluxo
contínuo de variações elétricas é amplificado e transformado em
variações de pressão no ar através dos auto-falantes.Experimente
colocar suavemente as pontas dos dedos num cone de auto-falante,
você vai sentir um deslocamento do cone para frente e para trás,
transformando energia elétrica em vibrações mecânicas.
2 - passando pelos conversores A/D (Analógicos Digitais) que estão ligados às placas
de áudio - ou contidos nelas -que convertem esses sons em códigos binários, armazenado-os dentro
de HDs (Hard Disks) ou outro tipo de mídia, como MDs, CDRs etc.
Em ambos os casos, no momento em que se decide ouvir o que gravou, o processo
inverso acontece, A cabeça de leitura do gravador recebe o fluxo de variações magnéticas
registradas na fita e o converte num sinal elétrico, levado para o amplificador e, deste, para os altofalantes (caixas acústicas), que, ao se movimentarem para frente e para trás, reproduzem a variação
de pressão no ar;(ondas sonoras) provocada originalmente pela voz no momento da gravação. No
sistema digital. os dados (código binário) são transformados em sinais elétricos por meio do
conversor D/A (digital-analógico) da placa instalada no computador, percorrendo o mesmo
caminho até a saída.do som nos alto-falantes.
A placa de som instalada no computador possui dois conversores: AD (Analógico-Digital)
e o DA(Digital-Analógico). Eles soa responsáveis pela transformação de impulsos elétricos em
código binário e vice-versa.
VANTAGENS E DESVANTAGENS
O arquivo (ou informação MIDI) tem como grandes vantagens o tamanho extremamente
reduzido – pois todas as informações de uma música podem estar contidas em alguns kilobytes ",
e também o fato de que a alteração de timbres, a tonalidade ou mesmo o ajuste de notas tornam-se
muito mais fáceis, já que se trata de apenas de mudança de informação. O que ocorre, porém, é que
a qualidade do áudio não estará somente ligada à execução, mas também à do gerador de sons que
estiver reproduzindo a música.
Cada minuto de áudio com característica de CD, entretanto, ocupa cerca de 10 Mb no disco
rígido, sendo muito mais difícil quaisquer parâmetro, porque o som final já está armazenado. A
qualidade conseguida, porém, é muito superior, afinal se trata da cópia fiel do que se ouve.
PARÂMETROS ELEMENTARES DE ÁUDIO DIGITAL
Conversão Analógica Digital (AD) e Digital Analógica (DA)
O som é um processo contínuo de variações de pressão no ar. Para que isso seja
digitalizado é necessário um conversar AD (Analógico Digital). A qualidade do som convertido
definida por três fatores: os componentes eletrônicos, a taxa de amostragem (sample rate) e a taxa
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de resolução (sample resolution ou bit deph).
Os componentes eletrônicos, bem como a proximidade da fonte de energia, são
responsáveis pela quantidade de ruído somada ao som convertido O uso de placas comuns, cujos
conversores são acoplados, tem por conseqüência uma interferência elétrica do circuito de
alimentação CPU. As profissionais são conectadas aos conversores por cabos, minimizando a
interferência elétrica.
A sample rate – ou taxa de amostragem – define a quantidade de amostras do som original
que será captada a cada segundo. Fazendo uma analogia: em um filme são utilizados 24
fotogramas por segundo. Ao analisar-se uma foto, não se tem a impressão de movimento. Mas
quando são mostrados os 24 fotogramas em um segundo, a mente humana não percebe o intervalo
entre eles. A diferença é que no áudio com qualidade de CD, por exemplo, são necessárias 44.100
amostras (samples) por segundo, Ou seja, cada sample tem a duração de 1/44.100 de segundo,
tornando-se imperceptível. No cinema, recria-se o movimento. No áudio, a onda sonora original.
Cada uma das amostras representa o nível de amplitude (volume) dessa onda em um dado instante
de tempo (veja quadro 1).
O som que sai dos sistemas digitais passa pelo processo inverso. Ou seja: uma réplica da
onda original é criada a partir das amostras, o que é chamado de conversão DA (digital-analógica).
O teorema de Nyquist, diz que, para poder gravar um determinado som, o valor da sample rate
(taxa de amostragem) deve ser igual ao dobro da freqüência mais aguda possível (dentro dessa
sample rate). Isso quer dizer que se o ouvido humano é capaz de ouvir entre 20Hz e 20 kHz é
necessária uma sample rate de pelo menos 40 kHz, A taxa de 44,1 kHz (44.100 Hz) do CD de
áudio torna possível registrar freqüências de até 22,5 kHz (22.050 Hz), o que estabelece um
hendroom (reserva) de 2.050 Hz (22.050 - 20.000).
Alguns equipamentos chegam a apresentar taxas de 88 kHz, 96 kHz ou mesmo 192 kHz.
Isso toma-se justificável pois, quanto menor à distancia entre os samples, mais precisão se tem na
representação da onda original. Com a taxa de 44,1 kHz, o intervalo entre um sample e outro é de
22,67 microssegundos (22,67 milionésimos de um segundo); com 48 kHz, o intervalo cai para
20,83 microssegundos; com 96kHz, para10,41 microssegundos e, finalmente, com 192kHz, para
5,2 microssegundos. Diferenças de até 15 microssegundos são facilmente percebidas pela média
das pessoas. Portanto, para representar, da maneira mais fiel possível, a posição de uma
determinada fonte sonora, é necessária uma taxa de 192 kHz (com 5,2 microssegundos de intervalo
entre um sample e outro). Esta é a taxa de resolução do Super Áudio CD (novo formato criado para
substituir
o CD de áudio).
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Uma onda representa analogicamente apresenta uma variação contínua de voltagem similar à
variação de pressão no ar, provocada pela fonte sonora.
Os sistemas digitais a variação de pressão no ar (som) através de milhares de amostras por
segundo. Essas amostras são como fotogramas sonoros. Como estão muito próximas entre si,
reconstituem a onda original.
O processo de transformação de uma onda sonora (variação de pressão no ar) em uma
representação digital é chamado de conversão analógico-digital. Na ilustração abaixo, os samples
são representados por pequenos “degraus” que, unidos, reproduzem a onda sonora original.
Quanto mais próximos os samples estiverem uns dos outros, mais precisa será a
representação digital da onda sonora. A taxa de amostragem (sample rate) padrão do CD
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áudio é de 44,1 I(Hz (44. 100 samples por segundo). Atualmente, os equipamentos
profissionais mais sofisticados atingem a taxa de 192 kHz (192.OO samples por
segundo).
Quando o som digitalizado ( transformado em samples ) é reproduzido, ocorre o que
chamamos de conversão digital.analógica. Uma réplica da onda sonora original é criada a partir
deste processo.
SAMPLE RESULUTION (Bit Depth)
O termo bit vem da contração entre as palavras em inglês binary e digit - referindo-se a
uma unidade de informação de capacidade de armazenamento – e é definido como único caractere
de uma linguagem de apenas dois caracteres, como os dígitos binários 0 ou 1.
Em lima analogia com um bit sendo uma letra, uma palavra com oito bits recebe o nome
de byte. Este termo é uma contração de by eigth, que deriva do conceito de um bit multiplicado
por oito. Em um sistema de gravação digital de áudio, cada bit representa estados possíveis no eixo
das amplitudes com a representa ou ausência de som. Se cada bit representa dois lados possíveis,
em um arquivo de três bits, ocorreriam até 2³ (2 x 2 x 2 = 8)combinações: (000, 001, 011, 111,
110, 100 e 101.Um arquivo de áudio com oito bits pode apresentar até 2/8 (2x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2
x 2 x 2 = 256) combinações possíveis ou níveis de amplitude. Em um arquivo de 16 bits, tem-se
até 2/16 níveis de amplitude, ou seja, 65.536. Em um arquivo de 24 bits, tem-se 2/24 níveis de
amplitude, ou seja, 16.777.216. Portanto, cada bit adicional dobra a quantidade possível de níveis
de amplitude representáveis.
Nº De bits
8 bits
16 bits
18 bits
20 bits
24 bits
Nº de níveis de amplitude
256 níveis
65.536 níveis
262.144 níveis
1.048.576 níveis
16.777.216 níveis
A resolução da amplitude (número de níveis possíveis) de um sample (amostra) em um
processo de gravação digital é chamada de Quantization (Quantização), Como cada bit pode ainda
representar uma variação de até 6 dB de amplitude.
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Nº De bits
Nº de níveis de amplitude
8 bits
48 dB
16 bits
96 dB
18 bits
108 dB
20 bits
120 dB
24 bits
144 dB
Qual é a implicação disso? Em uma apresentação de música popular, raramente, ocorrem
variações dinâmicas extremas. A variação dinâmica é a diferença entre o maior e o menor nível de
amplitude de uma música. Assim, 16 bits, o padrão do CD áudio, parece ser bem adequado. Mas,
se tomar-se como referência a gravação de uma orquestra ao vivo, isso muda totalmente.
Dependendo da obra, ocorrem momentos de "quase-silêncio" (pianíssimo) até os de "explosões"
(fortíssimo).
Nestes caso, podem ocorrer variações superiores a 120 dB. Curiosamente, é nos momentos
de menor amplitude, que uma gravação feita com sampling resolution mais evada faz a diferença,
Isso acontece porque em valores de amplitude muito baixos, próximos ao zero axis (eixo
zero). é necessário um número maior de bits para que o som seja registrado com mais
detalhamento e precisão. .
Concluindo : Sample rate e sample resolution representam os valores possíveis em um
Gráfico cartesiano, onde X é o tempo e Y, a amplitude. O processo de registro dos níveis de
amplitude (eixo Y) ao longo do eixo do tempo (eixo X ), em uma série finita de valores discretos, é
chamado de Sampling. Em um gráfico representando um. arquivo com 8 bits e 22 kHz (256 x
22,050), por exemplo, poderá ter até 5.664.800 pontos. Já em um arquivo com 24 bits e 192 kHz
(16.777.216 x 192.000), este valor sobe para 3.221.225.472.000 pontos.
IMAGEM SONORA
O número de canais define a "imagem panorâmica" do som. Quanto maior, mais
"realista" o resultado. A idéia é tentar simular a sensação de ouvir" ao vivo" . Os sistemas sorround
(com múltiplos canais) mais sofisticados chegam a ter 7.1 canais (7 canais discretos, isto é,
distintos e independentes, mais 1 canal só para as baixas freqüências - 200Hz). O DVD, por
exemplo, trabalha com 5.1 canais (5 canais discretos mais 1 para baixas freqüências). Na internet,
embora seja teoricamente possível trabalhar com sorround, na prática, isto é pouco viável; a grande
maioria dos usuários conta. com a.penas duas caixas de som (stereo) ligadas ao micro, Muitos
desenvolvedores, inclusive, trabalham só com arquivos mono, para torná-los "mais leves", isto é,
menores.
Dica: Para se calcular o tamanho em MB (megabytes) de um arquivo de áudio não comprimido, há
uma fórmula simples:
Sampling Rate
X
Tempo (em segundos)
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X
Nº de bytes (1 se 8 bits; 2 se 16 bits; 3 se 24 bits)
X
N° de canais
EQUALIZADORES (FILTROS)
Equalizar é a maneira mais correta de conseguir a melhor resposta e o melhor timbre de um
determinado som, qualquer que seja a fonte geradora.
Existem vários tipos de equalizadores (filtros), tanto físicos (de rack) quanto virtuais (plugins), Fabricados com diversos recursos, para a obtenção de um melhor resultado sonoro, cada um
possui suas peculiaridades, Os mais procurados pelos profissionais de áudio são aqueles que
oferecem os ajustes mais finos. Para conseguir melhor equilíbrio entre todas as Freqüências, esse
filtro é fundamental. Deve-se buscar, porém, captar o som natural dos instrumentos ou do que se
desejar - seu timbre puro - por meio de bons microfones, cada qual qualificado para sua função.
Basicamente os equalizadores se apresentam em seis tipos:
- GRÁFICO
- SHELVING (PEAKING)
- SEMIPARAMÉTRICO
- PARAMÉTRICO
- NOCH FILTER
- HPF – LPF
- PARAGRÁFICO
EQUALIZADORES GRÁFICOS
O equalizador gráfico tem como principal característica um conjunto de faders deslizantes,
que acentuam ou atenuam freqüências predefinidas. Esses controles criam formas como "sorriso",
"bigode", "morrinhos", dentre outras. Tal folclore pode comprometer. e muito - o resultado do
áudio,
Esse tipo de equalizador é muito bem aceito em todas as aplicações, seja P.A., monitor ou
Estúdio. Atualmente, é usado para alinhamento de sistemas de sonorização profissional, bem como
de salas de gravação mixagem e masterização.
Basicamente existem três tipos de equalizadores gráficos:
EQUALIZADOR DE UMA OITAVA – as freqüências são divididas em 10 bandas:
32 – 64 – 125 – 250 – 500 – 1K – 2K – 4K – 8K – 16K
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EQUALIZADOR DE DOIS TERÇOS DE OITAVA – as freqüências são divididas em 15
bandas:
25 – 40 – 63 – 100 – 160 – 250 – 400 – 630 – 1K – 1,6K – 2,5K – 4K – 6,3K – 10K – 16K
EQUALIZADOR EM TERÇO DE OITAVA – as freqüências são divididas em 31 bandas:
20 – 25 – 31,5 – 40 – 50 – 63 – 80 – 100 – 125 – 160
200 – 250 – 315 – 400 – 500 – 630 – 800 – 1K – 1,2K – 1,6K
2K – 2,5K – 3,1K – 4K – 5K – 6,3K – 8K – 10K – 12K – 16K – 20K
Equalizador TC Native de 1/3 de oitavas
Divisão no espectro de freqüência
Uma oitava corresponde a uma razão de 2:1 (oitava acima) ou de ½ (oitava abaixo) na
Freqüência. Como essa variação é uma fração, para subdividi-Ia em três partes iguais, deve-se
extrair sua raiz cúbica:
2 elevado a ½ = raiz cúbica de 2 = 1.2599
Para a obtenção dessa escala de freqüências, divide-se o espectro não em terços de oitavas,
mas em décimos de décadas, afim de que se tenha décadas "redondas", Por exemplo: 25 Hertz, 250
Hertz, 2500 Hertz, O resultado é quase mesmo, porque 10 elevado a 1/10 = 1,2589, Este resultado
é muito próximo da raiz cúbica de dois e, portanto pode ser considerado a 1/3 de oitavas,
A ISO – Associação Internacional de Padrões Técnicos, a mesma das famosas Normas ISO
9000 - definiu uma Seqüência numérica para medidas de freqüência com base em proporções de
terços de oitavas arredondadas. Com isso, a escala da banda de áudio utilizada nos equalizadores
de 1/3 de oitavas ficou dividida da forma habitual.
Um equalizador de 31 bandas tem uma extensão de aproximadamente dez oitavas. Se a
opção é pela utilização de 30 bandas, o EQ deverá ter dez oitavas dividido por 30 bandas, sendo
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igual a 1/3 de oitava por banda.
SHELVING (peaking)
É aquele onde apenas um potenciômetro (knob) controla uma faixa de freqüência préEstabelecida definindo a intensidade da freqüência desejada onde a largura de banda já é prédeterminada.
Este tipo de equalizador não permite uma correção precisa em uma dada freqüência. Assim
ao atenuar uma freqüência de médios que está em excesso no ambiente irá também atenuar outras
freqüências. Nesta atenuação talvez se tenha uma alteração em regiões que seria importante para
um bom resultado do som. Este tipo de equalização é encontrado em mixers de pequeno, médio e
grande porte,.
MID EQ
(Freqüências Médias)
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Como mostra no gráfico, a freqüência central de 1kHz em mais ou menos 12dB, a medida
que se acrescenta para uma determinada amplitude (volume de ganho) ela arrasta as frequencias
laterais (vizinhas) de ambos os lados.
HI EQ
(Freqüências Altas)
LOW EQ
(Freqüências Baixas)
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SWEEP
Estes tipos de equalizadores possuem os seguintes parâmetros: um botão que acentua ou
atenua uma freqüência pré-estabelecida e um botão para efetuar a varredura dessa freqüência. O
filtro Sweep também possui a largura de banda fixa.
Muita mesas de som (consoles) de grandes marcas possuem este tipo de, filtro
(equalizador),mas com diferenças largura de banda. No gráfico temos um exemplo simultâneo
de bandas cuja distância entre elas também resultam em diferentes característica do filtro.
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HPF & LPF
HIGHPASSFILTER& LOWPASSFILTER
PARAGRÁFICOS
Esses tipos de filtros são encontrados em equipamentos digitais e virtuais. Mesas digitais.
Com displays em cristal líquido, apresentam equalizadores paramétricos com interfaces gráficas,
Possibilitando ao usuário a visualização do resultado obtido ao usar o filtro, bem como os plug-ins
utilizados nos softwares.
Equalizador Paragráfico Sound Forge
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Equalizador paragráfico da Waves de 10 bandas
Conclusão
Os filtros mais comuns Usados nas mesas analógicas de pequeno porte, em home studios,
ou até em pequenos estúdios, são shelvins nas altas e baixas freqüências, e sweeps nas medias
freqüências. As mesas digitais possuem os filtros paragráficos de três ou mais bandas.
Dentro dos softwares, sejam multitrack como o Sonar, Logic Audio, Nuendo, Cubase, Pro
Tools ete., ou nos de edição estéreo, como o Sound Fourge, Wave Labs etc., os plug-ins de
equalizadores paragráficos apresentam-se das, mais variadas formas, dando ao usuário a opção de
aplicar filtros de alta precisão e qualidade em seus trabalhos.
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