MÚSICA Y TECNOLOGÍA: EL SONIDO GRABADO

INTRODUCCIÓN

La humanidad siempre ha estado fascinada con la idea de capturar el sonido. Entre los primeros intentos está la música mecánica ejecutada por instrumentos automáticos, determinada por un programa en forma de cilindro metálico punteado o de disco o tira perforados. Ej. caja de música, organillo, pianola, orquestrión.

SONIDO ANALÓGICO

Era acústica o mecánica

La grabación y reproducción del sonido se hacía por medios mecánicos sin usar electricidad o magnetismo.

1. Édouard-Léon Scott inventó el fonoautógrafo en 1857, que no grababa el sonido sino una imagen gráfica de éste llamada fonoautograma. Scott realizó las grabaciones inteligibles de voz humana más antiguas conocidas.

2. Thomas Alva Edison inventó el fonógrafo en 1877, que usaba un cilindro de estaño para grabar sonido y reproducirlo. No estaba destinado a grabar música sino para el dictado.

Grabación: Un cuerno capta el sonido y lo transmite a un diafragma unido a una aguja grabadora que corta surcos verticales de profundidad variable en un cilindro de estaño giratorio.
La grabación se llama fonograma. Los músicos tocan apelotonados frente a un gran cuerno. Los ajustes al sonido se hacen alterando la posición del intérprete en relación al cuerno, con cuernos de diversos tamaños o diafragmas de espesor variado.

Reproducción: La aguja lector acapta vibraciones al moverse por los surcos del cilindro, que el diafragma convierte en ondas sonoras y se transmiten al aire por el cuerno.
Estas grabaciones reproducían el sonido con un rango de frecuencias muy limitado y muy distorsionado.

3. Alexander Graham Bell creó el grafófono en 1886, que usaba un cilindro de cera. Estas grabaciones no podían ser duplicadas pero permitían una mejor calidad de sonido y eran más largas.

4. Emile Berliner inventó el gramófono en 1887, que usaba un disco plano grabado por una cara cortando surcos de lado a lado en lugar de arriba y abajo. Fue el primero en producir en masa copias a partir de un disco maestro de zinc estampándolas en caucho duro primero y en goma laca después. Comenzó a vender un dispositivo sólo de reproducción para consumidores y convirtió la venta de música grabada en un negocio.

Formatos de audio comunes:

Cilindro de estaño: formato de grabaciones de fonógrafo con una capacidad de 2 o 3 minutos.
Cilindro de cera: formato de grabaciones de grafófono con una capacidad de 4 minutos.
Disco de 78 rpm: formato de grabaciones de gramófono con una capacidad de 6 minutos, diámetro de 25 cm y velocidad de 78 revoluciones por minuto. Requería menos espacio de almacenaje y se usó hasta 1960.

Era eléctrica

Western Electric creó una tecnología basada en varios desarrollos relacionados con la radio en los años 20.

Grabación: Un micrófono convierte el sonido en una señal eléctrica, que al ser amplificada activa la aguja grabadora que corta surcos en un disco.
Los músicos graban sentados igual que en conciertos en vivo. La calidad del sonido mejoró con un mayor rango de frecuencias y dinámica. Alan Blumlein creó la grabación estereofónica en 1931 con dos micrófonos conectados a dos agujas cortando dos pistas en el mismo disco. Pero no fue popular hasta los años 1960.

Reproducción: La aguja lectora sobre un disco capta las vibraciones, que son convertidas en una señal eléctrica por un cartucho y amplificadas por un altavoz.
En los años 1930 el tocadiscos entró en las casas.

Formatos de audio comunes:

LP o disco Long Play de 33 1⁄3 rpm: formato con 30 cm de diámetro y 25 minutos por cada cara, presentado por Columbia en 1948 que se convirtió en el estándar de los álbumes de vinilo y aún está en uso hoy.
Single, sencillo o disco de 45 rpm: formato con 18 cm de diámetro y 5 minutos por cada cara que contiene una canción en la cara A y otra en la cara B. Se hizo popular en jukeboxes o máquinas de discos.
EP o disco Extended Play: formato con 18 cm de diámetro que contiene más canciones que un single pero no tantas como el LP.

Era magnética

Valdemar Poulsen creó el telegráfono en 1898, que grababa el sonido magnéticamente en un alambre metálico.
Fritz Pfleumer inventó la cinta magnética en 1928 y AEG desarrolló el magnetofón en 1935, una grabadora de cinta de bobina abierta. Esta tecnología se restringió a Alemania hasta el final de la Segunda Guerra Mundial.

Grabación: Un micrófono convierte el sonido en una señal eléctrica que se amplifica. La cabeza grabadora convierte esta señal en variaciones del campo magnético y las imprime en la cinta en movimiento para que los granos de óxido de hierro formen un patrón.
La cinta magnética es una tira de plástico recubierta con granos de óxido de hierro dispuestos irregularmente en una cinta virgen que forman un patrón en una cinta grabada. Estas grabaciones permitieron la edición de cinta, multipista, grabaciones más largas y más calidad de sonido que se conserva mejor al duplicar. El sonido se puede grabar, borrar y regrabar en la misma cinta. Una grabadora profesional tiene 3 cabezas: borradora-grabadora-reproductora, aunque la misma cabeza se puede usar para grabar y reproducir

Reproducción: La cabeza reproductora convierte el campo magnético cambiante de la cinta en una señal eléctrica, que es amplificada por el altavoz.

Formatos de audio comunes: cartucho de 4 pistas, cartucho de 8 pistas.

Cinta de bobina abierta: formato con cinta magnética en carretes abiertos, que era costoso y difícil de usar por lo que fue empleado por profesionales en estudios de grabación y radio.

Casete compacto: formato con cinta magnética en dos carretes protegidos por una carcasa de plástico y 30 minutos por cada lado. Fue presentado por Philips en 1963 y fue popular hasta la década de 1990, en que fue reemplazado por el CD. Los reproductores más famosos son el radiocasete y el walkman, que son portátiles y permiten al usuario llevar su música a cualquier lugar.

SONIDO DIGITAL

Era digital

Grabación: Un micrófono convierte el sonido en una señal eléctrica y un ADC (conversor analógico digital) lo transforma en una señal que muestrea la onda de sonido y la expresa como números binarios (1 ó 0). Una grabación de alta calidad requiere una tasa de muestreo de al menos 40.000 Hz (muestras por segundo). La señal digital se puede grabar, editar y almacenar en un CD, disco duro o transmitir en línea (streaming).
Estas grabaciones se convirtieron en el nuevo estándar a todos los niveles, profesional y doméstico.

Reproducción: Un DAC (conversor digital analógico) transforma la señal digital de nuevo en una señal analógica, que es amplificada por el altavoz.

Formatos de audio comunes: laserdisc, minidisc, cinta de audio digital (DAT), casete compacto digital (DCC).

Compact disc (CD): formato de audio digital con 80 minutos de capacidad y una tasa de muestreo de 44.100 Hz, que es codificado y leído ópticamente con un rayo láser. Fue presentado por Philips y Sony en 1982 y se hizo popular en la década de 1990.

Archivo de audio digital: formato que eliminó la necesidad de un medio físico y facilitó el intercambio ilegal de materiales protegidos por derechos de autor mediante tecnologías de intercambio de archivos como Napster y BitTorrent.
- WAV: formato de audio digital sin comprimir presentado por Microsoft e IBM en 1991, de igual calidad que un CD. Estos archivos no están comprimidos (1 minuto = 10 MB).
- MP3: formato de audio digital comprimido presentado por Fraunhofer IIS en 1993, que descarta parte de la información indetectable para el oído humano. El tamaño de estos archivos se redujo (1 minuto = 1 MB) usando compresión con pérdida. Dispositivos de reproducción famosos son los reproductores de MP3 y el iPod. Se convirtió en el formato más popular.
- OGG: formato de contenedor libre en que el audio contenido se puede comprimir usando códecs con pérdida (Vorbis) o códecs sin pérdida (Flac). La compresión sin pérdida no descarta ninguna información y el audio codificado es idéntico al original. Ogg Vorbis es utilizado por servicios de streaming como Spotify.