Formatos de audio, Lossless y lossy

Imagino que acá son pocos (o ninguno) los que no ocupen su PC para reproducir música. En general, esto no tiene nada de malo, siempre y cuando no se caiga en ignorancia o ingenuidad con respecto a qué y cómo estamos escuchando la música. Es por esto que, decidido a aclarar muchas dudas y cuestiones a su respecto, explicaré una serie de detalles sobre los formatos de audio, siempre en torno a conceptos principales: lossless, lossy y loudness war.

1.- Sonido digital en general:

Los discos de audio están diseñados para emular lo más eficientemente el sonido análogo (el de un vinilo). Mucho se discute si realmente es válida esa eficiente réplica, pero no es un tema que nos competa tratar. Lo que sí es relevante, es que estos CDs, en su origen, están creados para ser reproducidos en ciertos tipos de máquinas: equipos de música dedicados a ello.

Para que los CDs sean reproducibles en un PC, su información debe ser factible de traducirse a un idioma que nuestro computador pueda identificar. Así nace el gran problema de los formatos de audio digital. Esto, tradicionalmente, ya no representa ningún problema en la actualidad, ya que la música contenida en un disco de audio se interpreta fácilmente en un formato WAV. Así, cuando nosotros insertamos nuestro disco original "Kid A" de Radiohead, el reproductor de música de nuestro PC lo reconocerá y pasará a reproducir su primer tema (Everything in its Right Place) como un archivo de música WAV.

Sin embargo, los archivos WAV son sumamente pesados y engorrosos al momento de almacenar una determinada cantidad de música. Un disco completo fácilmente supera los 600mb, peso que no todos están dispuestos a pagar, más aún si consideramos que, en el día de hoy, la gran cantidad de música se escucha desde dispositivos portátiles (reproductores de MP3, MP4, celulares, iPods, etc.). En respuesta a esto, surge la compresión de formatos como una herramienta muy útil para disminuir el peso de la música digital.

Se marcan dos tipos esenciales de compresiones en la actualidad: la lossless y la lossy. Pasaré a explicara cada una por separado.

2. Compresión lossy: pérdida de sonido.

Como la compresión, en general, busca reducir el peso original de nuestros archivos de sonido originales (WAV), lo primero que cruza por la cabeza de un consumidor es "quiero un método que reduzca al máximo el peso del archivo". Así, se masificó el uso de compresiones que reducían fácilmente a un 10'% del peso original del WAV, pero con grandes consecuencias prácticas: pérdida de sonido.

Lossy (que justamente quiere decir pérdida) es un método de compresión que, fijado en parámetros llamados psicoacústica, recorta segmentos de sonido (o mejor dicho, frecuencias) para lograr una mayor reducción en el peso de los archivos. Así, no es de sorprenderse que, al saltar de 700mb a 50mb, "algo" se haya perdido (¿alguien estaba convencido de que los MP3 eran fidedignos?).

¿Qué es lo que se pierde a fin de cuentas? La psicoacústica se basa, esencialmente, en el planteamiento de espectros de frecuencia límites para el oído humano. Postula la existencia de un margen natural de frecuencias dentro de las cuales el oído humano puede interpretar sonidos. Fuera de este margen natural, los humanos simplemente no lograríamos distinguir dicho sonido y, a fin de cuentas, nuestro cerebro no sería capaz de traducir esa información como algo distinto del silencio. Se supone que nuestro oído, por tanto, sólo puede captar sonidos que varíen entre los 10 a 20.000hz: todo aquel sonido que esté fuera de ese rango, no será interpretado. Acá el mejor ejemplo es recordar los silbatos para perros, los cuales emiten un sonido que está fuera de los 20khz y que, por ende, nuestro oído no puede captar (a diferencia del de los canes, que tiene un espectro mucho más amplio).

Basado en estos principios, la compresión lossy recorta todas estas frecuencias de difícil audición (pero no imposible) para el oído corriente. De esta manera, si el archivo WAV original incluía frecuencias que podían llegar sobre los 40khz, el lossy no nos va a presentar más que 20khz (en teoría, luego veremos que eso es mentira).

El resultado es el siguiente. La compresión lossy nos hará perder gran parte de la calidad musical original, contenido que, presuntamente, sería irrelevante, pero que a fin de cuentas puede ser esencial. Jamás se podrá reconstruir el audio original y, por ende, los daños producidos al sonido serán totalmente irreversibles.

Formatos usuales de lossy son: MP3, AAC, WMA, ATRAC, entre otros.

2.1.- El MP3: formato tipo lossy más corriente.

Obviamente tengo que comentar qué es lo que sucede con los MP3, el formato con pérdida más famoso del mundo. Si bien es un formato de audio que nos recorta gran parte de las frecuencias del sonido real, poseen diversas calidades para el gusto del usuario. Es decir, no todos los MP3 son de la misma calidad, ya que hay distintas formas de comprimir.

La principal distinción de los MP3 son sus bitrate. Los MP3 tienen un valor numérico que representa la cantidad de información que lee el codificador por cada segundo en dicho proceso. Esto es, al momento de realizar la codificación desde una fuente de sonido original, los MP3 pueden variar en su cantidad de "bits" que leerán cada segundo. Por consiguiente, entre mayor sea la cantidad de bits leídos por segundo, mayor será la calidad del sonido y, por ende, mayor el peso.

Los bitrates corrientes de un MP3 oscilan hasta los 320kbps, valor que representa el máximo de calidad para un MP3. Lo usual es que se codifique a no más de 192kbps, ya que, para más fácil de distribución, el peso de un MP3 con dicho bitrate es prácticamente la mitad que el de uno de 320kbps. Ya a 128kbps, el MP3 incluye tan mezquina información y una pérdida tan grave, que el sonido es notoriamente malo. Bajo los 128kbps, podemos encontrar MP3 que pesen extremadamente poco y que suenen peor que una grabación desde una radio.

Sin embargo, los bitrates tienen 2 modalidades: Constant Bitrate (CBR) y Variable Bitrate (VBR). CBR quiere decir que la cantidad de bytes leídos será siempre la misma (si es 192kbps, siempre leerá 192kb por cada segundo). Por el contrario, VBR supone que hará variar la cantidad de bytes leídos, obteniendo un resultado mucho más ligero que el de un MP3 CBR. La conclusión obvia es que un MP3 CBR 320kbs es la mejor opción, en cuanto a calidad, para un lossy.

3. Compresión lossless: sin pérdida de sonido.

Alternativa a la compresión lossy se encuentra la lossless, la cual se caracteriza por no perder nada de la información original de nuestro WAV. Lo único que realiza es reducir el peso del archivo original, pero no toca ningún segmento de frecuencias ni modifica la información fidedigna del original. Dicha manera, un archivo lossless puede reconstruir al 100% el sonido emanado de un CD de audio original. Su gran desventaja es que pesa más que un lossy, pero reduce a más de la mitad el peso de un WAV original. El peso dependerá de la dinámica musical y, además, de la cantidad de espacios de silencio que posea el tema (los cuales, extrañamente, suelen ser más pesados).

Las frecuencias no son recortadas dentro de un archivo lossless y, por ende, la reproducción incluirá hz superiores a los 20.000.

El más común dentro de estos formatos es el Free Lossless Audio Codec (FLAC), popular por ser de libre distribución y, además, por tener un gran ratio de compresión.

Formatos usuales de lossless son: FLAC, ALAC, WV y APE, entre otros.

3.1. La importancia de las frecuencias superiores a 20khz: dinámica del sonido.

Ustedes dirán: si no puedo interpretar las frecuencias superiores a los 20khz, ¿de qué me sirve que el audio venga con todas estas? Tuve mucho cuidado en referirme a estas frecuencias como "no interpretables", esto es, que, presuntamente, el oído no "distingue ruidos nuevos". Sin embargo, no quiere decir que no lo vayamos a escuchar, sentir, notar o percibir.

En efecto, todas las frecuencias que escapan a este parámetro psicoacústico colaboran con la construcción de la dinámica del sonido. La dinámica se traduce a una mejor calidad para distinguir la variación de sonidos, incluyendo una mayor facilidad para distinguir variaciones de volumen, timbres, magnitudes, texturas, etc. Es decir, sin esta dinámica, el sonido sería confuso, plano, difuso y "latoso".

A fin de cuentas, la dinámica del sonido es lo que, en términos populares, se reconoce como "la magia de la música". Sin esta dinámica, el sonido no retumba en nuestro pecho, no sentimos que invade nuestro cráneo: no "sentimos" la potencia y la energía que, originalmente, fue grabada la música.

La conclusión necesaria es la siguiente. Al preferir formatos de audio lossy, como el MP3, por mucho bitrate que busquemos, jamás podremos escuchar la música como realmente es. Estaremos castigando nuestros oídos con sonidos encapsulados, fríos y manoseados, a cambio de tener algo menos pesado y más fácil de meter en un celular a la moda.

4. Demostración gráfica de pérdida de frecuencias.

Ahora, pasaremos a la parte en que demuestro, con pruebas gráficas, la pérdida de frecuencias y la variación de calidad en distintos tipos de MP3. Luego, haré la comparación necesaria con un archivo WAV recuperado de un FLAC. El tema en cuestión es "Splitting The Atom", lanzado el 2009 en un EP del mismo nombre, creado por el grupo Massive Attack. El análisis de frecuencias fue realizado con Adobe Audition 3.

1 - MP3 CBR 128kbps.

Spoiler:

Se aprecia fácilmente que a partir de los 16.000hz las frecuencias son abruptamente recortadas. Acá claramente hay sonidos que podían ser escuchados por cualquier sujeto, pero que han sido reducidos. El resultado es que, por ejemplo, no escucharemos el sonido del bajo o el de los platillos de la batería, como también puede que no escuchemos segundas voces o una gran parte de los efectos de sonido.

2 - MP3 CBR 192kbps.

Spoiler:

Observamos que, a partir de los 16.000hz, hay pérdidas de frecuencias. Sin embargo, ciertos segmentos alcanzan débilmente los 18.000hz, pero ninguna alcanza los 20.000hz. Nuevamente vemos como estas reducciones de lossy hacen perder sonidos que incluso para la psicoacústica son importantes.

3 - MP3 VBR 192kbps.

Spoiler:

Acá hay un VBR con promedio de 192kbps. Es peor que un CBR de 192kbps, como es evidente. La variación es poca y supera escasamente los 17.000hz.

4 - MP3 CBR 320kbps.

Spoiler:

Ahora, la mejor calidad de un MP3. Las frecuencias por fin lograron tocar la barrera de los 20.000hz, pero comienzan a declinar ya desde 16.000-17.000hz. Esto presenta la tendencia a recortar cada vez más el espectro sonoro, con el pretexto de reducir el peso y, además, aprovechándose de la dificultad para distinguir estas pequeñas reducciones.

4 - WAV codificado FLAC.

Spoiler:

Finalmente, un WAV codificado a partir de un archivo FLAC. Presento el WAV porque los analizadores de frecuencias, por lo general, no abren FLAC (Windows no reconoce FLAC como un archivo naturalmente musical). La diferencia con los demás lossy es sencillamente abismante: las frecuencias superan ampliamente la barrera psicoacústica, el color de las ondas demuestra el mayor dinamismo de estas y, de hecho, la medición se queda chica para representar todo el espectro sonoro de este formato. La consecuencia es que estamos ante un audio real, como debiese ser.

5. Demostración auditiva de pérdida de frecuencias y remasterización moderna.

La actual tendencia de producción discográfica comercial, al estar guiada por criterios de mercado y poco centrada en la calidad musical, se asocia mucho a los recortes de frecuencia y al aumento de sonido. Así, la loudness war (como se le ha llamado a esta práctica de producción) representa no sólo un recorte de frecuencias altas, sino también un aumento del volumen para suplir esas deficiencias. Lo indiscutible es que la dinámica musical se ve liquidada sin duda alguna.



Podemos ver como el recorte de frecuencia sustrae toda la potencia de la batería y toda la nitidez de la guitarra. Los "punsh" del sonido son sustraídos y reemplazados por una extensión de las frecuencias, aumentando el volumen para que no sea tan notoria. Esta es una práctica muy habitual en toda la música popular actual.





Y otro ejemplo más de loudness war y pérdida de frecuencias, pero con otro tema.

6. Puntos prácticos.

Finalmente, veremos puntos prácticos en los cuales aplicar estas distinciones de formato.

En primer lugar, la dinámica de sonido depende del tipo de música. Si la música es demasiado sencilla y está compuesta en base a sonidos más bien planos, la distinción entre bitrates de un MP3 será escaza. No será fácil distinguir a simple oída ante qué tipo de bitrate estamos si, por ejemplo, escuchamos un tema muy antiguo de The Beatles.

A su vez, se escuchamos música clásica, la distinción será demasiado notoria, dado el gran dinamismo de estas expresiones. Lo mismo sucede con el jazz y el rock más complejo; esto también se aplica para el metal en que se utilizan juegos vocales bastante potentes, como el death y el black metal. También notaremos la diferencia en la utilización de instrumentos electrónicos. La música electrónica, la cual nutre estilos como el trip-hop y el post-rock, goza de muchos efectos que son los primeros que pierden vitalidad al recortar frecuencias.

Otro factor importante para notar las diferencias de formato son las necesarias salidas de sonido. Si tienes parlantes Fujitel de 2.000 pesos, será imposible que notes las frecuencias que están presentes en un lossless y no en un lossy. A su vez, la mejor forma de sacarle provecho a un buen equipo de sonido es escuchando en buena calidad de formatos. No se requiere tener parlantes de más de un sueldo mínimo o usar audifonos extremadamente caros para poder apreciar decentemente la música.

También se debe considerar que la gran mayoría de los reproductores portátiles no reconocen formatos lossless. Casi todos sólo reconocen MP3 y, de hecho, hay una serie de celulares que no soportaba MP3 de alto bitrate. Es por esto que marcas como iRiver o COWON se han especializado en otorgar reproductores portátiles que puedan interpretar FLAC, siendo una alternativa a los iPod. Además, si compramos un iPod o iPhone, el cual puede reproducir música en formato ALAC (lossless), resulta ridículo meterle MP3 de bajo bitrate. Son muy caros estos reproductores precisamente por la posibilidad de reproducir esos formatos, como también por la alta capacidad que tienen. Dicha capacidad está exclusivamente para poder cargar con formatos de audio muy pesados, no para colocar lossy.

Ahora, y para finalizar, les mencionaré algo indiscutible. Cuando vayan por la calle y escuchen a un tipo que está escuchando un reggaeton en todo volumen desde su auto, notarán que con cada "bum" de los bajos, el sonido se satura extremadamente y que, de hecho, el tipo cree ser "bkn" al estar escuchando a alto volumen. Esto es un claro ejemplo de la pérdida de dinamismo, la loudness war, la ignorancia en torno a qué tipo de música escuchamos y, a fin de cuentas, las aberraciones que ha gestado un mercado musical que construye consumidores idiotizados.

Agradecimientos a Herumor IMinya (de otro foro) que es el autor de la guia

Buen aporte arturo, saludos

Interesante tema.

Lamentablemente soy usuario de los 192 kbps, pero como reza el dicho peor es nada. Aun asi, no hay nada como escuchar un disco original como se debe.

Buena info arturincho, voy a empezar a "recolectar" musica en formato flac

Se agradece

Buena info men... me la leí y está bien interesante como se cacha que son chantas los Pop.... 0 Calidad. Sólo ventas los wnes..

Desde día 1 supe que el mp3 era un formato inferior, de echo nunca los he utilizado, en la época cuando no existía esto del FLAC, ocupaba mi fiel discman, con mis cd's, nunca me voy a olvidar cuando mi primo me quizo convencer de las ventajas, le pase un cd para que transformara la musica a mp3, pero después de haber escuchado los temas me vino un . Ahora con los FLAC y estos celulares de ultima gen (no necesariamente caro, con que tenga symbian o android se puede), puedo escuchar buena calidad donde sea.

El único momento donde escucho mp3 es en los carretes, cuando los wns ponen su reggaeton, pero ahi ya da lo mismo que sea FLAC.

No hay nada como un disco original... amo los discos originales

La actual tendencia de producción discográfica comercial, al estar guiada por criterios de mercado y poco centrada en la calidad musical, se asocia mucho a los recortes de frecuencia y al aumento de sonido. Así, la loudness war (como se le ha llamado a esta práctica de producción) representa no sólo un recorte de frecuencias altas, sino también un aumento del volumen para suplir esas deficiencias. Lo indiscutible es que la dinámica musical se ve liquidada sin duda alguna.



Problem Rush??? Como los trollea Chycki.

que feo el simbolo del flac

Nacho escribió:

que feo el simbolo del flac

FLAC logo powered by Bob Marley

Huara escribió:

Nacho escribió:

que feo el simbolo del flac

FLAC logo powered by Bob Marley

Pensé una wea parecida....jaja

SALUDOS. QUIERO FELICITARLO POR LA EXPOSICION DEL TEMA, QUE A MI ENTENDER MUY POCA PERSONAS CONOCEN Y QUE PIENSAN EN SU IGNORANCIA QUE LOS MP3 ES LO MEJOR. CREO Y ESTOY SEGURO QUE LA MUSICA NO ES SOLO FRECUENCIA AUDITIVA, TAMBIEN SE SIENTE SE PERCIVE. ME GUSTARIA , DENTRO DE LO POSIBLE, COMO COPIAR EN LA PC LOS ARCHIVOS ORIGINALES DE LOS CD. GRACIAS

joseeherna escribió:

SALUDOS. QUIERO FELICITARLO POR LA EXPOSICION DEL TEMA, QUE A MI ENTENDER MUY POCA PERSONAS CONOCEN Y QUE PIENSAN EN SU IGNORANCIA QUE LOS MP3 ES LO MEJOR. CREO Y ESTOY SEGURO QUE LA MUSICA NO ES SOLO FRECUENCIA AUDITIVA, TAMBIEN SE SIENTE SE PERCIVE. ME GUSTARIA , DENTRO DE LO POSIBLE, COMO COPIAR EN LA PC LOS ARCHIVOS ORIGINALES DE LOS CD. GRACIAS

Con el programa Total Audio Converter, se puede comprar por Megaupload en varias partes y los puedes pasar a FLAC, APE que son algunos de los formatos sin perdida de audio.

Saludos.

P.D: Ahora estoy escuchando música en formato mp3 por internet (Mp3bear), porque estoy traspasando info a otro PC, LMAO, calidad qlia mala. LMAO a los wns que dicen que el mp3 es lo mismo que escuchar un CD.