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Página publicada
el 27/4/2000


Autor:
Miguel Tarazona "Skaug"
 

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¿Qué es... una tarjeta de sonido?


 

MIDI, síntesis FM y tablas de ondas

El sonido digital siempre ha tenido diversos formatos (hasta llegar al mp3, el más de moda actualmente). El sonido en formato digital tiene un problema, y es su excesivo espacio para almacenar relativamente poca información. Se pueden hacer los cálculos fácilmente: audio a 44,1KHz, con 16 bits y en estéreo, nos da 172 Kb/segundo (10,3 MB por minuto, una auténtica barbaridad).

Este método de almacenar el audio digital "tal cual" es el utilizado en los ficheros .wav o en los CD-Audio. Sin embargo, no resulta útil para los profesionales del sector (sobre todo para los compositores); imaginad la cantidad de disco duro y, sobre todo, memoria que son necesarios para trabajar a pleno rendimiento con el audio digital. ¿Cuál es la posible solución? El formato MIDI (Musical Instrument Data Interface)

Al contrario que el audio digital, el formato MIDI no es el sonido grabado, sino principalmente las notas musicales que lo componen. Cualquier fichero MIDI ocupará poquísimo espacio, debido a que tan solo es necesario almacenar las notas que están sonando en cada momento. El formato MIDI nació para estandarizar el comportamiento de los distintos instrumentos digitales, para que las mismas notas sonaran "igual" en los distintos instrumentos. Hoy en día existen teclados MIDI (los archiconocidos sintetizadores), pianos MIDI (como el que tengo en casa), violines MIDI (Celtas Cortos tiene uno, así como The Corrs, que también lo utilizan), flautas MIDI, baterías MIDI, e incluso gaitas MIDI (¿alguien ha escuchado alguna canción de Hevia?).

Pues bien, en el caso del ordenador, alguien tendrá que encargarse de reproducir las composiciones MIDI. Y por supuesto, la solución está en aprovechar nuestra tarjeta de sonido. Como el formato MIDI no son más que notas, tendremos que obtener los sonidos de algún sitio, y existen dos opciones.

La síntesis FM es la más económica. Hasta el momento, y desde hace mucho, ha sido la solución más empleada. La síntesis FM no es más que un pequeño procesador que se encarga de imitar el sonido mediante el empleo de fórmulas matemáticas trigonométricas (sí, no estoy bromeando). Y en cierto modo, da mejores resultados de los esperables.

Por ejemplo: el sonido de un clásico instrumento de cuerda se representa en el ordenador mediante una onda similar a la siguiente:

Gráfico representando el sonido real de un instrumento de cuerda

Se trata de una onda bastante regular, que fácilmente puede ser simulada por una ecuación.

Gráfico de la función seno

Todas las ecuaciones están basadas en senos y cosenos. Para quien no las conozca, la ecuación del seno es la de la derecha, y la del coseno es idéntica pero desplazada sobre el eje x pi/2 unidades.

Si construimos a partir de las ecuaciones anteriores una función (yo he construido una arbitrariamente),

Función matemática trigonométrica

obtendremos una especie de onda que en cierta manera se parece a la que tenemos digitalizada a partir de un instrumento real (más o menos, tampoco demasiado ... a la próxima me esforzaré un poco más)

Gráfico representando la anterior función

Por supuesto, las ecuaciones y funciones que utiliza nuestra tarjeta de sonido son mucho más complejas y las ondas mucho más parecidas, excepto en un caso, en el de los instrumentos de percusión, con ondas mucho menos estables, como se aprecia en el siguiente ejemplo:

Gráfico representando el sonido de un instrumento de percusión

La solución que aportan YA la mayoría de tarjetas domésticas (desde la SoundBlaster AWE 32 y la Gravis UltraSound), es la inclusión de la síntesis por Tabla de Ondas (WaveTable). Esto no es más que el tener los sonidos de los instrumentos grabados (a partir de instrumentos reales) en una memoria incluida en la propia tarjeta (ROM que normalmente se puede ampliar con RAM para añadir nuevos y mejores sonidos) o utilizando la memoria del ordenador, en cuyo caso deberá tener conector PCI en lugar de ISA. Con esto conseguimos una calidad MUCHO mayor en la reproducción de canciones MIDI.

Actualmente sólo la Crystal, SoundBlaster 16 y las compatibles Yamaha OPL3 de 2000 ptas. (así como algunas soluciones integradas en placas base y otras de fabricante desconocido) funcionan sin tabla de ondas. Si queréis apreciar la diferencia de sonido, los siguientes mp3 muestran la diferencia de reproducción de un fichero MIDI entre una tarjeta de sonido Crystal Sound System y lo que cabria esperar de una Yamaha XG.

Por cierto, si vuestro software de audio no entiende los archivos .mp3 (he incluso aunque los entienda), os recomiendo que descarguéis la última versión del excelente programa Winamp, que además soporta otros muchos tipos de archivo.

 

Tabla de ondas por software

Sintetizador de tabla de ondas por software de Yamaha

¿Su tarjeta es de síntesis FM? No todo está perdido, puesto que el segundo mp3 también lo grabé con mi Crystal, pero utilizando un sintetizador virtual de Yamaha. Este sintetizador trabaja como lo haría una tarjeta con tabla de ondas pero utilizando nuestro procesador para utilizar los datos (notas musicales y efectos a aplicar).

Podéis descargarlo de www.yamaha-xg.com/english/xg/ y probar su funcionamiento en vuestro propio ordenador, para comparar la calidad de vuestra tarjeta de sonido. Por supuesto, podremos usar nuestros juegos con música MIDI y apreciaremos un notable aumento de calidad musical, directamente proporcional a la pérdida de velocidad de las animaciones. Hay que tener en cuenta que estos sintetizadores virtuales tienen el problema de consumir MUCHÍSIMOS recursos de CPU. Sin embargo podremos hacernos una idea de si merece la pena adquirir una tarjeta de sonido que incorpore tabla de ondas (aunque pocas tendrán la calidad de Yamaha en instrumentos de percusión, son realmente increíbles).

 


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