ENTORNO TECNOLOGICO
La ley del fundamento faltante y el restructurador de armónicos
Aunque suenen como términos esotéricos, la ley del fundamento faltante y el restructurador de armónicos son una muestra palpable de la evolución de la música digital en estos últimos 25 años, en que todo cambió con el advenimiento de la revolución analógico digital y el surgimiento en 1980 del disco compacto o cidí.
Para entender un fenómeno tan exitoso a como el del disco compacto, cuya comercialización mundial aumenta cada día, debemos conocer la evolución de la tecnología del registro del audio y su reproducción, que finalmente desembocó en el popular cidí.
Desde el siglo XIX una serie de experimentos e investigaciones prepararon el camino que llevaría al sonido digital, pues en 1841 el francés Augustin Louis Cauchy expuso uno de los primeros teoremas de muestreo de sonidos. Un año después, Charles Babbage desarrolló su teoría de la máquina analítica, antecesora de las primeras calculadoras que realizaron y almacenaron cálculos.
Posteriormente, en 1855 León Scott Martinville inventaría el fonoautógrafo, una máquina para grabar vibraciones, que utilizaba un cilindro de papel carbonizado para almacenar los registros y una cerda de puerco para reproducirlos.
En el histórico año de 1876, el famoso Alexander Graham Bell mostró el funcionamiento del teléfono, que revolucionaría las telecomunicaciones. Al año siguiente, el no menos célebre inventor Thomas Alva Edison dio lugar al verdadero nacimiento de la reproducción del sonido con el invento del fonógrafo analógico, que irónicamente descubrió cuando experimentaba con un aparato para registrar datos digitales, lo que era un repetidor telegráfico de códigos.
En 1922 J.R. Carson publicó un análisis matemático que explora la naturaleza del tiempo de muestreo en las comunicaciones y fue en 1928 cuando Harry Nyquist publicó su clásico ensayo: Certain Topics in Telegraph Transmission Teory, el cual contiene pruebas del teorema de muestreo, que es la base del sonido digital.
En 1947 se vendieron las primeras grabadoras de cintas magnéticas y ese mismo año Claude E. Shannon publicó su Teoría Matemática de la Comunicación, con el resultado de sus investigaciones sobre la teoría de la información, que incluía una medida de información y la capacidad de un canal de datos. Dos años después Peter Goldmark desarrollaría el disco de larga duración o LP, con microcanales, y paralelamente nacieron los discos de 45 rpm, que reinarían hasta 1982.
Para ésa década ya se contaba con los componentes esenciales para fabricar una grabadora reproductora de sonido digital.
Es Sony Corporation la que realiza pruebas en ese lunar 1969, con una grabadora PCM de sonido digital con muestreo de 47.25 Khz y una cuantización a 13 bits, utilizando una cinta de video de dos pulgadas para almacenar las grabaciones.
Ese mismo año el físico danés Klaas Compaan dio a conocer las ideas originales, que tras 12 años de investigación y desarrollo por parte de dos de los más grandes conglomerados electrónicos del mundo: Sony y Philips, dio nacimiento al más exitoso de los productos electrónicos para el consumidor: el disco compacto para audio.
Paralelamente, en 1971 Intel y otros fabricantes introdujeron los circuitos integrados a gran escala, como el microprocesador y los primeros aparatos digitales, la denominada línea de retraso digital, se comenzaron a añadir al equipo de los estudios de grabación, ya en 1973, Nippon Columbia y la BBC, comenzarían a usar las grabadoras digitales en sus registros.
En Philips se comenzaron a desarrollar aplicaciones de sonido para su nuevo sistema de discos de video, con el cual se podían grabar hasta 48 horas de música en el disco de 12 pulgadas.
Sería Lou Ottens, un director de la compañía, quien había desarrollado la cinta compacta en los años sesenta y que sabía que el tamaño de los productos era un elemento clave, quien le daría su nombre al disco compacto para reforzar dicha teoría.
La Digital Audio Disc Convention, que fue una reunión clave para unificar criterios, tuvo lugar ese año en Tokio, con la presencia de 35 fabricantes. Philips decidió que el proyecto de disco compacto requería una norma internacional, como había sucedido con su antecesor el LP, y esto requería un mayor esfuerzo corporativo y la colaboración entre los fabricantes. Sería la empresa discográfica Polygram, filial de Philips, la que se encargaría de desarrollar el material para los discos, y se eligió el policarbonato como el más adecuado.
Decidieron igualmente que la pista de datos comenzaría en el centro del disco y se leería en dirección hacia afuera. El diámetro se estableció en 120 mm; después se seleccionaría un láser de diodo de arseniuro de galio para la lectura del disco.
En marzo de 1979, un prototipo fue probado con éxito en Europa y luego en Japón. En un error de proporciones gigantescas Matsushita rechazó la oferta de aliarse con Philips, la cual fue aceptada por Sony: el disco compacto había nacido.
El tiempo máximo de duración sería de 74 minutos. ¿Por qué?, nos preguntaríamos. La historia dice que se eligió esta duración a petición del célebre conductor alemán Herbert Von Karajan, gran impulsor del sonido digital y principal artista de Polygram, quien exigió dicha capacidad para que el disco compacto pudiera contener su obra favorita: La Novena Sinfonía de Beethoven, criterio con el cual coincidía con la esposa de Akio Morita, el presidente de Sony.
El disco compacto entró a Europa y Japón durante el otoño de 1982 y a Estados Unidos en la primavera de 1983. Ese año se vendieron sólo 35 mil lectores y 800 mil discos.
En la actualidad existen mil 900 millones de lectores de CD-Audio, mil 300 millones de drives CD-ROM y se estima hasta esta fecha una producción global de 26 mil millones de discos compactos.
Los emergentes discos DVD-Audio son algo completamente diferente. No habrá contenido de video aparte de imágenes estáticas con menús que contendrán datos como, por ejemplo, biografías de los artistas o letras de las canciones, aunque limitadas a un máximo de 16 imágenes por pista. En cambio, la atención se concentrará en la porción de sonido de la señal. También, debido a que hay un máximo en la velocidad de transferencia y el espacio en disco está muy limitado, los DVD-Audio implementarán un sistema de compresión sin pérdida de información llamado MLP (Meridian Lossless Packing), sistema desarrollado por Meridian Audio y licenciado a Dolby.
En un disco compacto clásico, por ejemplo, cada segundo de música corresponde a 44 mil bits de información. Con la tecnología del DVD Audio, ese mismo instante será descompuesto en 192 mil bits y en 2.1 millones de bits en el Super Audio (SACD). Además de la propia calidad del sonido, estas nuevas tecnologías tienen otras ventajas estrictamente comerciales. Por ejemplo, impiden también el pirateo de productos que utilicen estos formatos, sobre todo a través de Internet.
Esta revolución en la forma de grabar y reproducir la música digital se ha visto complementada por productos como el ADE-24, la llamada ''caja negra'', que no es mas que un procesador analógico- digital avanzado para la reproducción de música digital que convierte los dígitos binarios en música, revelando todos sus detalles con calidez y precisión. Es definido por sus autores como un procesador restructurador de armónicos, con un buffer de señal de audio.
Este dispositivo está diseñado para insertarse entre cualquier fuente de audio digital y un preamplificador o amplificador, para lograr la máxima naturalidad en la reproducción de una fuente digital de música.
Algunas personas sienten que las grabaciones digitales son planas y suenan estériles, que carecen de la calidez y presencia de la reproducción análoga. Para estas personas Margules Audio marca mexicana de excelencia en audio high end ha diseñado el Magenta ADE-24 A. Hasta ahora, los problemas envueltos en la reconstrucción de la señal original análoga de los sampleos digitales han tratado con el dominio digital. Esto requiere circuitos DSP (de procesamiento digital de señal) que son complejos y caros. Ellos encontraron que los problemas básicos pueden ser resueltos en el dominio análogo. El diseño del ADE-24 está basado en la idea de que armónicos de alto orden son generados durante la reconstrucción de la señal análoga. Estos armónicos falsifican el timbre instrumental, y crean un sonido brillante y duro. Diseñaron un circuito que puede revertir la función de transferencia para remover estos armónicos no deseados y aproximarse más fielmente a la señal original. Implementar este diseño normalmente requeriría circuitos integrados (con una calidad de sonido menos-que-perfecta), o costosos circuitos discretos. La nueva topología de su circuito ofrece un resultado espectacular a un precio razonable. El ADE-24 actúa también como un buffer. Su baja impedancia reduce la interacción entre la fuente del programa y los cables de interconexión.
El ADE-24 mejora sustancialmente la cualidad del sonido de cualquier fuente digital, haciendo más corta la diferencia que exista entre su equipo y uno más caro. Es el producto de la investigación en campos como la electrónica y la psicoacústica. Se pueden esperar las mejoras siguientes: mayor detalle y más ''aire y espacio acústico'' entre los instrumentos, sonido menos afilado y áspero producto del llamado ''jitter digital'', mejor imagen e incremento en el rango dinámico.
Otro producto, fruto de la evolución de la música digital, es el desarrollado para extraer sonidos graves de gabinetes pequeños y de conos de bocinas portátiles, hoy en boga con la miniaturización de los dispositivos digitales portátiles MP3, que no producen un sonido suficiente para ofrecer un nivel bajo razonable.
En años recientes, algunos ingenieros idearon cómo hacer que la física trabajara para ellos y utilizaron un fenómeno conocido como ''a ley del fundamento faltante'' para convencer al oído de captar frecuencias más bajas a las que en realidad genera el altavoz. Este principio, que desde hace mucho utilizan los órganos de tubos para producir notas muy graves, establece que si se tocan dos notas cercanas, el oído percibe un tercer tono que se conoce como frecuencia de diferencia.
Las tecnologías patentadas como Turbas, de SRL Labs, y MaxxBass, de Waves Audio, utilizan este efecto psicoacústico para extender los niveles bajos de los estéreos de autos, los reproductores portátiles e incluso de los reproductores de discos compactos.
No hay duda de que todo ha cambiado en la música con el advenimiento del efecto digital. Lo seguro es que nada volverá a sonar igual que antes.