Comparativa por inversión de polaridad

Un método que puede ser utilizado a la hora de intentar encontrar diferencias sonoras entre uno o más archivos de audio es realizar una comparativa invirtiendo la polaridad de la señal. Este es el método más objetivo debido a que se da en el mundo digital y es una simple sumatoria numérica. Bueno… En realidad no es tan simple, pero vamos a simplificarlo lo más posible para poder entender el proceso, y luego seguir avanzando con lo que nos interesa: la masterización de música optimizada para plataformas de distribución musical.

Otra forma de comparar es realizar una escucha de los archivos de audio que queremos analizar e intentar hallar las diferencia a través de nuestras propias percepciones. Este método no está mal y también es válido, pero es completamente subjetivo ya que dependerá de cuán entrenado esté el oído de quien hace la prueba, del contexto de escucha, de la posición de escucha, del sistema de altavoces, de la intensidad sonora a la cual se realiza la prueba, etc. Entonces resulta difícil determinar si hay diferencias o no, incluso en las mejores condiciones y con un oído bien entrenado, hay detalles o variaciones mínimas que realmente son muy difíciles de ser percibidas. Por esto, volvamos a la “simple sumatoria numérica” que mencionamos anteriormente.

Apliquemos un ejemplo matemático simple: Cualquier número (sea cual sea) sumado por el negativo de sí mismo, da cero. Por ejemplo: 1 + (–1) = 0; 500 + (–500) = 0; -481516234200 + 481516234200 = 0; π + (– π) = 0. Llevándolo a lo que nos interesa a nosotros, si tenemos un audio y le sumamos la misma señal pero en este último caso invertimos el signo (la polaridad), también dará cero. Esto es lo que comúnmente se llama “cancelación de fase”. Si nos da cero es que sumamos la misma información que teníamos originalmente pero cambiando el signo.

En el ejemplo A del gráfico 1 se ve una sinusoide de 5 Hz (período de 0.2 ms.) con una duración de 950 ms. que comienza en 90º. Debajo, en el ejemplo B podemos evidenciar que claramente se trata de la misma onda del primer ejemplo pero con la polaridad invertida en 180º. Podemos saber esto ya que la señal comienza en -90º, es decir que se desplaza para el lado opuesto al ejemplo mencionado anteriormente. La amplitud máxima del gráfico es de 2mm (por poner una unidad de medida y una cifra cualquiera). Si comenzamos a sumar el gráfico A y B instante por instante desde el comienzo de la señal nos daremos cuenta que dicha sumatoria siempre dará 0 (cero) y que se produce una cancelación completa en la señal resultante.

Vale aclarar que tanto el ejemplo A como el B el oído humano lo va a percibir como dos sonidos exactamente iguales. OK… ¡Tienen razón! Usé como ejemplo una sinusoide de 5 Hz y esa frecuencia no es percibida por el oído humano, es cierto. Miyara (1999) afirma que “la frecuencia de los sonidos audibles está comprendida entre los 20 Hz (sonidos graves) y los 20.000 Hz (sonidos agudos)…” (p. 6).  Un sonido, sea cual sea, se percibe exactamente igual aunque su polaridad comience hacia el lado positivo (ejemplo A) que hacia su lado negativo (ejemplo B). En caso de sumarse otra señal más, la polaridad jugará un rol importante en la resultante de dicha sumatoria, pero eso lo dejaremos para más adelante.

Bien, ahora ya sabemos que si giramos en 180º la polaridad de un sonido y lo sumamos al original generaremos una cancelación completa y no se escuchará absolutamente nada. ¿Qué ganamos con esto? ¿Para qué sirve? ¿Por qué es tan importante comprender esto? Básicamente, y como lo mencionamos desde un comienzo, es la única forma objetiva que tenemos de saber si un audio es exactamente igual al otro. Si tenemos un audio y lo hacemos procesar por un pedal de efectos de guitarra, esa resultante la registramos, invertimos la polaridad y lo sumamos a la señal original podríamos saber cuáles son las cualidades sonoras que se modificaron en relación con nuestro audio de origen. Es más, escucharemos únicamente la diferencia. Más precisamente, escucharemos lo que no se canceló.

Siguiendo con este ejemplo, si queremos comprobar que nuestro track musical se escucha exactamente igual al que tenemos publicado en plataformas de distribución musical como iTunes, Tidal, Spotify, YouTube, SoundCloud, etc., lo único que tendríamos que hacer es grabar ese audio desde el streaming y compararlo con el archivo utilizado en la subida a la plataforma musical. De esta forma dejamos de lado las subjetividades perceptivas que pueda tener cada uno (que también son importantes), para poder escuchar –y ver- únicamente las diferencias entre distintos archivos de audio.

Como las plataformas de distribución musical utilizan codecs específicos que reducen la cantidad de información del archivo original que nosotros publicamos para así poder lograr la transmisión de la música en tiempo real, siempre el archivo original (master) ocupará más espacio en memoria y tendrá más información que el streaming conseguido al reproducir el audio. Entonces podemos deducir que la diferencia sonora al invertir la polaridad entre el archivo master y lo que registramos del streaming evidenciará la información que se está “perdiendo” durante la transmisión online.

Volviendo al método comparativo que proponemos en esta investigación, es cierto que en el ejemplo del gráfico 1 sumamos sinusoides y no formas de onda complejas como las que se encuentran en el contenido musical, pero resulta que siempre ocurre lo mismo. Sea una sinusoide, una forma de onda cuadrada, diente de sierra, ruido blanco o rosa, o incluso el último hit musical de Ricardo Arjona: siempre se producirá una cancelación absoluta si sumamos dos señales idénticas y una de ellas tiene su polaridad invertida en 180º.

Por otro lado, si la cancelación no es completa, si no hay un “absoluto silencio” en la señal resultante entonces quiere decir que hay diferencias -aunque sea mínima y difícil de identificar para el oído humano- en los archivos de audio que estamos comparando. Por este motivo es que utilizaremos siempre este método para evaluar qué ocurre en las plataformas de streaming musical cuando nosotros publicamos nuestra música. Lo importante es identificar qué se pierde en la transmisión digital y qué podemos hacer al respecto para que dicha pérdida de información afecte lo menos posible el contenido musical.

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Diego Hernán Costa - Director e ingeniero de masterización en Onix Mastering Studio - Buenos Aires, Argentina

Diego Hernán Costa

Ingeniero de mastering
Director e ingeniero de masterización en Onix Mastering Studio.
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