Cuando terminamos de mezclar y masterizar el audio 5.1 de un DVD, comienza la tarea de comprimirlo en alguno de los dos formatos aceptados: Dolby Digital (obligatorio) o DTS (opcional). En esta ocasión tenemos la primera parte de un resumen de la información más trascendente cuando utilizamos Dolby Digital.

Se conoce poco acerca de la importancia de la correcta codificación del audio 5.1 para un DVD. A partir de una gran cantidad de situaciones en las que la falta de espacio físico en el disco era uno de los mayores problemas a resolver, se me fue haciendo cada vez más evidente que la compresión de datos en los canales de audio no podía ser dejada al azar, sino que tenía que ser encarada profesionalmente como una tarea de mucha importancia en el rendimiento final del sonido de un DVD. Algo de esto fue visto en la nota publicada en abril de 2007 en esta misma revista, pero me gustaría dar ahora algunas precisiones técnicas que pueden ser de utilidad. A pesar de que el DVD tiene desde hace tiempo un hermano más joven y poderoso llamado Blu-Ray, y aún considerando las grandes probabilidades de que todo formato físico termine en breve por desaparecer en manos de la virtualidad, en América Latina muchísimos artistas aún editan sus nuevos álbumes en formato DVD y creo que así será por algunos años todavía.

Comencemos por hacer un breve repaso de la razón de la existencia de Dolby Digital: mucho antes de la era digital, el sistema Dolby ya era una parte esencial de la industria del entretenimiento audiovisual porque su sistema de codificación había sido específicamente diseñado para caber en la cinta de 35 milímetros de uso común en el cine. Este desarrollo permitió al formato convertirse en el estándar de audio en todas las películas, situación que se mantiene hasta el día de hoy. Más tarde, con la aparición del DVD se buscó la forma de adaptarlo a los nuevos requerimientos, dando lugar a lo que hoy conocemos como Dolby Digital, originalmente denominado AC3 o Algoritmo de Codificación de tercera generación.

 
Cuando terminamos de mezclar y masterizar el audio 5.1 de un DVD, comienza la tarea de comprimirlo en alguno de los dos formatos aceptados: Dolby Digital (obligatorio) o DTS (opcional). En esta ocasión tenemos la primera parte de un resumen de la información más trascendente cuando utilizamos Dolby Digital.

Se conoce poco acerca de la importancia de la correcta codificación del audio 5.1 para un DVD. A partir de una gran cantidad de situaciones en las que la falta de espacio físico en el disco era uno de los mayores problemas a resolver, se me fue haciendo cada vez más evidente que la compresión de datos en los canales de audio no podía ser dejada al azar, sino que tenía que ser encarada profesionalmente como una tarea de mucha importancia en el rendimiento final del sonido de un DVD. Algo de esto fue visto en la nota publicada en abril de 2007 en esta misma revista, pero me gustaría dar ahora algunas precisiones técnicas que pueden ser de utilidad. A pesar de que el DVD tiene desde hace tiempo un hermano más joven y poderoso llamado Blu-Ray, y aún considerando las grandes probabilidades de que todo formato físico termine en breve por desaparecer en manos de la virtualidad, en América Latina muchísimos artistas aún editan sus nuevos álbumes en formato DVD y creo que así será por algunos años todavía.
 

 
Comencemos por hacer un breve repaso de la razón de la existencia de Dolby Digital: mucho antes de la era digital, el sistema Dolby ya era una parte esencial de la industria del entretenimiento audiovisual porque su sistema de codificación había sido específicamente diseñado para caber en la cinta de 35 milímetros de uso común en el cine. Este desarrollo permitió al formato convertirse en el estándar de audio en todas las películas, situación que se mantiene hasta el día de hoy. Más tarde, con la aparición del DVD se buscó la forma de adaptarlo a los nuevos requerimientos, dando lugar a lo que hoy conocemos como Dolby Digital, originalmente denominado AC3 o Algoritmo de Codificación de tercera generación.

Aún con la competencia con formatos mucho más nuevos como DTS (cuya relación de compresión es notablemente menor y por lo tanto está generalmente considerado como la mejor opción en cuanto a calidad sonora para el audio 5.1 de un DVD), Dolby ha logrado sin embargo ser aceptado universalmente como formato mandatorio (es decir obligatorio) en la etapa de authoring. Esto significa que un DVD con audio en 5.1 puede no ser compatible con DTS, pero sí debe ser compatible con los decodificadores de Dolby. De allí la enorme importancia de conocer a fondo su funcionamiento.

¿Y cómo funciona?
Tomemos como punto de partida la cinta de 35 milímetros. El ancho de banda queda prefijado a partir de la cantidad máxima de bits que pueden alojarse en el pequeño espacio disponible al costado de cada cuadro en el fílm. Los bits deben ser leídos mediante un lector óptico y por lo tanto su tamaño no puede reducirse demasiado porque dejarían de ser legibles, así que no pueden alojarse más bits en ese mismo espacio. Multiplicando esa matriz de bits por la cantidad de cuadros por segundo de la imagen en el cine (24 fps) tenemos 448 Kbps de ancho de banda para Dolby, lo cual implica una reducción de más de diez veces con respecto al audio original.

Lo anterior es una de las poderosas razones para prestar mucha atención a la compresión de audio, porque efectivamente el espacio ocupado por el mismo se está reduciendo ¡en más del noventa por ciento! Esto es lo que se dice una gran solución de relación costo-eficiencia, que deja sin embargo sus secuelas en el audio, ya que en un alto porcentaje de los casos la versión comprimida es distinguible de la versión original. Ahora bien, para que esta compresión no tenga efectos negativos demasiado perceptibles, el modelaje matemático desarrollado por Dolby asigna una mayor cantidad de bits en la codificación a las señales más audibles y menos bits a las menos detectables: es lo que se denomina una compresión de bit rate variable.

 
 
Para asignar el bit rate necesario en cada instante, es necesario hacer un minucioso análisis del contenido del material sonoro. El algoritmo implementado por Dolby Digital (copiado luego por muchos desarrollos similares) divide el espectro disponible (aproximadamente de 20 a 20,000 Hz) en 32 bandas de frecuencia bastante angostas, utilizando modelos matemáticos que buscan copiar la respuesta en frecuencia del oído humano. Profundizando en los conocimientos sobre la llamada codificación perceptual, se descubrieron fenómenos que permitieron reducir notablemente la cantidad de información a transmitir en cada momento.

Uno de ellos es el que se conoce como enmascaramiento en frecuencia (frequency masking), que toma en cuenta el hecho de que (dentro de un mismo rango de frecuencias), el oído humano es menos sensible a los sonidos más suaves cuando hay presencia de otros sonidos más intensos. Por ejemplo, si en un grupo de rock el baterista toca el hi hat muy suavemente y al mismo tiempo el crash mucho más fuerte, el primero pasará totalmente desapercibido para el oído común, porque se trata de sonidos que ocupan el mismo rango de frecuencias. Sin embargo, esto no sería cierto si escucháramos simultáneamente el hi hat y el bajo, ya que su rango de frecuencias está tan alejado que podemos distinguir ambos sonidos con independencia de sus intensidades, porque no se produce el efecto de enmascaramiento en frecuencia.

 

Otros fenómenos estudiados, como el enmascaramiento temporal y el umbral adaptativo del oído, fueron ampliamente aprovechados para lograr que en cada banda de frecuencia analizada la información resultante sea la que el oído tiene mayores probabilidades de detectar. Precisamente, la calidad de uno u otro formato de compresión radica en el depuramiento de las operaciones matemáticas necesarias para lograr el máximo rendimiento de compresión en cada banda de frecuencia sin alterar perceptiblemente la información audible. Sacando ventaja de estas características de la audición humana, el sonido puede ser codificado de manera mucho más eficiente y las secuelas mencionadas se reducen notablemente.

En el próximo número abundaremos más sobre el funcionamiento de Dolby Digital, como la distribución de la información en los canales de audio y los distintos parámetros para la configuración sonora.