El audio de alta tasa de bits es exagerado: La calidad del CD sigue siendo estupenda

Todo el mundo quiere un gran audio, pero a veces nuestras búsquedas de mejora nos llevan por pasillos realmente oscuros y… tontos. Como ocurre con muchas disciplinas, con la música un poco de conocimiento llega muy lejos. Puede que hayas visto discusiones en Internet sobre la profundidad de bits y las frecuencias de muestreo, pero lo que probablemente no sepas es que no hay ningún ajuste mágico que haga que todo suene mejor. Esto se debe a que la música digital, tal y como es hoy, ya ha dejado nuestros límites perceptivos en el espejo retrovisor. No necesitas archivos de altísima calidad a no ser que estés creando música que necesite una fuerte edición.

Aunque no soy ajeno a dar malas noticias, como cualquier buen periodista muestro mis pruebas. La verdad del asunto es que los humanos simplemente no pueden percibir la diferencia entre los archivos en cierto punto, y no deberías dejarte absorber por el bombo del marketing si es más caro que lo que ya tienes. Aunque no dudo de que formatos como el MQA son tecnológicamente impresionantes, la mayoría no podrá apreciar realmente el aumento de la fidelidad. Hay casi un 100% de posibilidades de que tu biblioteca actual esté perfectamente bien.

Sólo necesitas una frecuencia de muestreo de 44,1kHz

Si has mirado la pestaña de información de tu reproductor de música, te habrás dado cuenta de que algunas de tus canciones tienen frecuencias de muestreo de 44,1kHz, o 48kHz. También puedes notar que tu DAC o un teléfono como el LG V30 admiten archivos con frecuencias de muestreo de hasta 384kHz.

Eso es una exageración. Nadie en la verde Tierra de Dios va a saber o importarle la diferencia porque nuestros oídos simplemente no son tan sensibles. ¿No me creen? Es hora de hacer un poco de matemáticas. Para entender cuál es el límite de la percepción humana para las frecuencias de muestreo, tenemos que identificar tres cosas:

  1. El límite de las frecuencias que puedes oír
  2. Cuál es la frecuencia de muestreo mínima necesaria para cumplir con ese rango (2 x la frecuencia audible más alta en Hz)
  3. ¿La frecuencia de muestreo de tus archivos de música supera ese número?

Suena bastante sencillo, y lo es. El rango más común de la audición humana alcanza su punto máximo a unos 20kHz, lo que supone 20.000 periodos por segundo. Por el bien del argumento, ampliemos ese rango hasta los límites más altos de lo que sabemos que es posible: 22kHz. Si quieres comprobar los límites de tu audición, utiliza esta herramienta para encontrar los límites superiores de tu percepción. Eso sí, asegúrate de no poner el volumen demasiado alto antes de hacerlo. Si tienes más de 20 años, ese número debería ser de unos 16-17kHz, más bajo si tienes más de 30, y así sucesivamente.

Si tu oído no puede alcanzar nada más alto que 22,05kHz, entonces el archivo de 44,1kHz puede superar el rango de frecuencias que puedes escuchar.

Utilizando el teorema de muestreo de Nyquist-Shannon, sabemos que una frecuencia de muestreo que proporciona dos muestras por período es suficiente para reproducir una señal (en este caso, su música). 2 x 22.000 = 44.000, es decir, algo menos de las 44.100 muestras por segundo que ofrece una frecuencia de muestreo de 44,1 kHz. Cualquier cosa por encima de ese número no va a ofrecerte mucha mejora porque simplemente no puedes escuchar las frecuencias que un aumento de la frecuencia de muestreo desbloquearía para ti.

Un diagrama que muestra el jitter como resultado de la insuficiencia de la frecuencia de muestreo de audio.

Cualquier frecuencia de muestreo que supere el doble de la frecuencia se representará perfectamente (por encima). Sólo cuando la frecuencia de muestreo cae por debajo de ese punto surgen los problemas (abajo).

Además, las frecuencias que se escuchan en el extremo más alto disminuyen con el tiempo a medida que se envejece, se sufren infecciones de oído o se está expuesto a sonidos fuertes. Por ejemplo, yo no puedo oír nada por encima de 16kHz. Por eso, para los oídos más viejos, la música tiene menos distorsión audible si utilizas un filtro de paso bajo para eliminar el sonido que no puedes oír: hará que tu música suene mejor aunque no sea técnicamente tan «alta definición» como el archivo original. Si tu oído no puede alcanzar nada más allá de 22,05 kHz, entonces el archivo de 44,1 kHz puede superar con creces el rango de frecuencias que puedes escuchar.

El audio de 16 bits está bien para todo el mundo

El otro mito de la calidad de audio es que el audio de 24 bits desbloqueará una especie de nirvana audiófilo porque es mucho más denso en datos, pero en términos de audio perceptivo cualquier mejora se perderá en los oídos humanos. Capturar más datos por muestra tiene beneficios para el rango dinámico, pero los beneficios son casi exclusivamente en el dominio de la grabación.

Aunque es cierto que un archivo de 24 bits tendrá mucho más rango dinámico que uno de 16 bits, 144dB de rango dinámico es suficiente para resolver un mosquito junto al lanzamiento de un cohete Saturno V. Aunque eso está muy bien, tus oídos no pueden percibir esa diferencia de sonido debido a un fenómeno llamado enmascaramiento auditivo. Tu fisiología hace que los sonidos más silenciosos sean silenciados por los más fuertes, y cuanto más cerca estén en frecuencia unos de otros: más los enmascara tu cerebro. Con mejoras como el dithering, el audio de 16 bits puede «simplemente» resolver el mencionado mosquito junto a un despegue de un motor de avión de 120dB. Sigue siendo una exageración dramática.

Un espectrograma que muestra el aspecto de un archivo de música de 24 bits sin ningún dato eliminado de él.

Este es el aspecto de un archivo de música de 24 bits antes de eliminar cualquier dato. La frecuencia es el eje Y, el tiempo es el eje X y la intensidad es el color.

Sin embargo, son los sonidos más tranquilos los que muchos audiófilos afirman que son la gran diferencia, y eso es parcialmente cierto. Por ejemplo, un rango dinámico más amplio permite subir más el volumen sin que aumente el ruido audible, y ese es el gran punto de fricción aquí. Mientras que los archivos de 24 e incluso de 32 bits tienen su lugar en la cabina de mezclas, ¿ofrecen alguna ventaja a los archivos MP3, FLAC u OGG?

Chicos, probad esto en casa!

Mientras que mi colega Rob de Android Authority ya lo ha demostrado con un osciloscopio y algunas investigaciones exhaustivas, vamos a realizar un experimento que puedes hacer tú mismo, o simplemente leer si no te importan los spoilers. Después de rastrear la web, encontré un par de archivos en Bandcamp que realmente se publicaron en archivos de 24 bits sin pérdidas. Muchos de los que encontré en supuestos sitios de «audio de alta definición» estaban simplemente convertidos a partir de 16 bits, lo que significa que eran idénticos en todos los sentidos excepto en el precio. A continuación, seguí este procedimiento:

  1. Haga una copia del archivo original de 24 bits
  2. Abralo en su programa de edición de audio de elección (sugiero Audacity), e invierta el archivo; guárdelo como 16 bits/44.1kHz WAV
  3. Abra tanto el archivo principal como el recién editado, y expórtelo como una sola pista
  4. Abra la pista mezclada en cualquier programa que le permita ver lo que se llama un espectrograma
  5. Ríete para tus adentros por haber gastado un montón de dinero en audio de alta resolución
  6. Esencialmente lo que acabamos de hacer aquí es tomar un archivo de 96kHz/24 bits, luego restar todos los datos que se pueden escuchar en una versión de calidad de CD de sí mismo. Lo que queda es la diferencia entre los dos. Este es exactamente el mismo principio en el que se basa la cancelación activa del ruido. Este es el resultado que obtuve:

    Un espectrograma que muestra la diferencia de sonido entre los archivos de 24 bits/96kHz y los archivos de música de 16 bits/44,1kHz con calidad de CD.

    Aunque esos pequeños trozos de color púrpura son visibles en el espectrograma, están muy por debajo del umbral de audibilidad en presencia de la música.

    De acuerdo, hay un poco de diferencia en los tramos superiores del archivo, pero eso está fuera del alcance del oído humano. De hecho, probablemente deberías filtrar eso de todos modos. Así que vamos a mostrar lo que puede oír un ser humano aplicando un paso bajo a 20 kHz para cubrir nuestras bases. Et voila: un pico final de… -85dB en el mejor de los casos. De acuerdo, estamos bordeando los límites de la audibilidad aquí, pero aquí está el problema: para poder escuchar realmente cualquiera de estos datos adicionales, es necesario:

    1. Estar escuchando música a un nivel que no sea seguro escuchar durante más de 1 minuto (96+dB)
    2. Tener micrófonos para los oídos

    Aunque este último punto puede parecer un poco sarcástico, sabemos que tu cerebro filtra los sonidos que están cerca en frecuencia unos de otros (ver: enmascaramiento auditivo, enlazado arriba). Por lo tanto, cuando escuchas música, en realidad no oyes todo el sonido a la vez, sólo oyes lo que tu cerebro ha separado para ti. Así que para escuchar la diferencia entre los archivos de 24 bits/96kHz y el audio con calidad de CD: los sonidos individuales sólo pueden ocupar un rango de frecuencias muy estrecho, ser muy fuertes, y las otras notas que ocurren en el mismo período de tiempo deben estar muy separadas en términos de frecuencia.

    No hay un nivel de escucha seguro para escuchar la diferencia entre estos archivos.

    Si hemos aprendido algo de este fiasco de Yanny/Laurel, una voz humana no se ajusta a estos criterios (Nota del editor: es «Laurel»). Así que, en realidad, los lugares más probables en los que se podrían escuchar las diferencias entre ambas son las notas de baja frecuencia con armónicos algo apagados. Pero hay una trampa: Los seres humanos son realmente malos para oír los sonidos de baja frecuencia. Para escuchar estas notas con la misma intensidad que las notas de mayor frecuencia, necesitarás entre 10 y 40 dB de potencia adicional. Así que esos picos a -87dB en los rangos de 20-90Hz pueden ser también de -97 a -127dB, lo que está fuera del rango de audición humana. No hay un nivel de escucha seguro para escuchar la diferencia entre estos archivos.

    Genial, ¿no? Siempre es bueno saber que cualquiera que venga a decirte que tu colección de música tiene que volver a ser comprada porque no es lo suficientemente «alta definición» está demostrablemente equivocado. Si eres un audiófilo en ciernes, lo que tienes que sacar de esto es que te relajes: estamos en la edad de oro del audio: la calidad del CD es más que suficiente, ¡disfruta de tu música! Aunque algunos busquen un audio de mayor calidad, no es necesario si lo único que quieres es escuchar buena música.