En cualquier programa de audio digital podemos encontrarlas: gráficas con líneas quebradas que suben y bajan, a veces yendo de un extremo al otro del eje vertical y a veces con movimientos mínimos alrededor de la línea horizontal que cruza el centro del área. Estos trazos –que bien pudieran ser la representación de los movimientos de la tierra durante un sismo–, delinean lo que se ha llamado “formas de onda”, las mismas que se hallan en sintetizadores y samplers, constituyendo la materia principal de su sonido. Cuando en un programa DAW se pulsa el botón “play” se puede observar que la forma de onda va cambiando a través del tiempo, de lo que se puede intuir que hay cierta relación entre lo que vemos y el sonido que escuchamos. Entonces, lo que hay que averiguar es: ¿Qué tanto nos dice del sonido una gráfica de forma de onda?

Oídos y ojos al sonido

Antes de contestar esa pregunta, hay que revisar de nuevo cómo se produce el sonido. Al golpear, por ejemplo, un tambor, la membrana del mismo se mueve en vaivén; esto es, cada partícula va y viene sobre una trayectoria –lo que se conoce como vibración u oscilación–. Este movimiento vibratorio se comunica a la capa inmediata de aire que rodea al tambor y de ésta a una segunda capa y a la posterior y a la siguiente…hasta que desaparece toda la energía (o más bien, se transforma en otro tipo de energía, como la calórica). Las partículas de aire no se mueven más allá de una posición central sobre la cual realizan su vaivén, lo que se transmite a través del medio es el movimiento vibratorio, y con ello se van creando alternadamente zonas con mayor cantidad de partículas de las que había antes de golpear el tambor –zonas de alta presión– y regiones con menor cantidad de partículas que en el estado inicial –zonas de baja presión.

Las regiones de alta y baja presión en el aire –también llamadas zonas de compresión y refracción, respectivamente–, pueden llegar a un micrófono que traducirá las diferencias de presión del aire en diferencias de voltaje, produciendo así una señal eléctrica que alimentará un osciloscopio para mostrar en una pantalla nuestra esperada forma de onda.

Si grabamos nuestra voz en Audacity (o cualquier otro programa de audio digital, como Garage Band, Pro Tools, Performer, Cubase, Logic y demás), lo primero que se observará es una directa relación entre nuestros cambios de intensidad y la forma de la onda: cuando hablamos fuerte, la gráfica se hace más grande en la dimensión vertical, acercándose hasta el punto más alto y más bajo del área, y por el contrario, la voz con poco volumen se verá como una línea que se mueve con escasa altura, aproximándose al eje central. Lo que se visualiza en este caso es la amplitud, característica física de la vibración que indica qué tanto se mueve el cuerpo sonoro al vibrar; es decir, si el movimiento de vaivén lo realiza dentro de una distancia pequeña o recorriendo un rango más amplio. Nuestro cerebro interpreta los cambios de amplitud como cambios de intensidad, donde la amplitud pequeña es igual a sonido suave y la amplitud grande equivale a sonido fuerte–, correspondencia que si a alguien le costara trabajo entender, se aclararía totalmente al ver y escuchar la forma de onda–. Pero más allá de las implicaciones didácticas, visualizar la amplitud es de gran utilidad cuando se necesita cortar o borrar un fragmento de audio, ya que este corte debe realizarse cuando la forma de onda cruza el eje horizontal –punto donde la amplitud es igual a cero– y evitar así ruidos indeseables que surgirán si el corte se hace en un punto de gran amplitud. 

La comprensión de la forma en la que se presentan los cambios de amplitud en una gráfica permite reconocer con la vista un aumento gradual de la intensidad –crescendo o fade in– o disminución gradual de la misma –diminuendo o fade out– en alguna sección de una pieza musical. Y estos mismos cambios de amplitud, en una escala más pequeña, se pueden advertir en sonidos individuales a través de la envolvente, que en sí misma también es un dibujo o perfil que muestra la evolución temporal de la amplitud en una nota tocada por un instrumento. De esta manera, en la envolvente de una nota de un violín, se advertirá que transcurre cierto tiempo en llegar desde cero a su máximo volumen, a diferencia de un sonido de tarola, donde la envolvente mostrará que el inicio del mismo –denominado ataque– es casi instantáneo y luego decae bastante rápido hasta la amplitud cero –cualquiera puede reconocer en su programa de audio una grabación con instrumentos de percusión, porque la forma de onda de cada sonido presenta esta característica envolvente.

También es posible observar en la forma de onda la frecuencia del sonido –cantidad de vibraciones por segundo– y la regularidad o irregularidad de las vibraciones, aunque, en realidad, estos elementos no son muy útiles al momento de editar el sonido digitalizado.

Hablemos ahora de las formas de onda en los sintetizadores. En los sintetizadores que usan la técnica de la síntesis sustractiva para crear su sonido se puede advertir que para cada oscilador existe una perilla o botón con la etiqueta “wave” o “waveform”, cuya función es seleccionar la forma de onda con la cual se constituirá un programa o patch del instrumento (recordemos que al seleccionar un patch en un sintetizador se escoge una forma de onda y las instrucciones sobre como se procesará esta en los diferentes módulos del sintetizador para formar un timbre particular).

Estas formas de onda básicas reciben su nombre por la figura que despliegan en el osciloscopio, como triangular (triangle), cuadrada (square) y diente de sierra (sawtooth); sin embargo, este hecho nos puede conducir al equívoco de creer que hay una forma de onda única para cada instrumento (como en algunos libros que decían: “Ésta es la forma de onda del violín”), lo que no es posible por varias razones: por las diferentes maneras en que se puede tocar el instrumento –en el violín: pizzicato, col legno, sul ponticello y demás–, porque la misma nota cambia en timbre cuando se toca suave, medio fuerte o muy fuerte; porque el timbre va cambiando según se recorre de los graves a agudos en el registro del instrumento y porque hasta la posición del micrófono puede influir en la forma de onda que se visualiza en el osciloscopio. Por otro lado, aunque es evidente que cambiar de un sonido triangular a uno diente de sierra cambia el timbre escuchado en el sintetizador, puede haber muchos sonidos que, identificándose todos auditivamente como formas de onda diente de sierra, en sus respectivas gráficas se alejen mucho de ese contorno de sierra al que nos hemos acostumbrado.

Las tres formas de onda mencionadas eran las producidas por los primeros sintetizadores analógicos, pero es posible, por supuesto, que otros modelos diferentes puedan ofrecer formas de onda más complejas, como aquellos en los que se utiliza un micrófono para grabar sonidos –en un proceso llamado sampling –y almacenan esas formas de onda en la memoria del sintetizador para la selección del usuario. Estas formas de onda –y patches creados con ellas–, solían ofrecerse en disquetes, cartuchos y tarjetas de memoria para ampliar las proporcionadas inicialmente por el fabricante. Por otro lado, si en lugar de un sintetizador se tiene un instrumento llamado sampler, el usuario podrá grabar sus propios sonidos o combinaciones de estos y reproducirlos a través del teclado. Lo más común, sin embargo, es que el sampler se utilice con sonidos comprados a compañías que graban a instrumentistas de renombradas orquestas para ofrecernos formas de onda de numerosos instrumentos acústicos de calidad, las que pueden emplearse para engalanar nuestras producciones musicales.

*Licenciado en órgano por la Facultad de Música de la UNAM y profesor del Conservatorio de Música del Estado de México. Después de ser tecladista del grupo de rock Iconoclasta, en 2009 funda su agrupación GOVEA, con quien ha producido dos discos compactos y un DVD. Ha compuesto obras para orquesta de cámara, cuarteto de cuerdas, orquesta Big Band y su pieza “Subliminal” (para cello y electrónica) fue grabada en 2019 por Jeffrey Zeigler (ex-integrante del Kronos Quartet). Escribe sobre análisis y apreciación del rock progresivo en su blog www.salvadorgovea.com