El dithering es un tema que plantea grandes dudas a muchos productores; a mí no me ocurría lo mismo hasta hace unos años. Si no grabas la música en CD, no te ves obligado a reducir la profundidad de bits y, por tanto, no tienes que lidiar con el dithering.
El problema en el mundo del audio digital: los errores de redondeo
En el procesamiento digital de audio hay un problema que a menudo se descuida: Los errores de redondeo. En teoría, el procesamiento digital de audio es absolutamente preciso y sin pérdidas, pero en la práctica hay obstáculos. Estos obstáculos surgen de las limitaciones de la tecnología digital, que trabaja con valores limitados y no continuos.
La conversión de señales analógicas en digitales y viceversa es un elemento central de la producción musical. Consiste en convertir la señal continua analógica en un número finito de valores discretos, lo que se denomina cuantificación. Puedes leer más sobre este tema en mi artículo sobre frecuencia de muestreo y profundidad de bits.
Los errores de redondeo se producen cuando la información exacta de la señal de audio se reduce a una profundidad de bits menor. Esto provoca ruido de cuantificación, un efecto secundario indeseable que degrada la calidad del sonido.
Estos errores se hacen especialmente audibles cuando se reduce artificialmente la profundidad de bits, por ejemplo de 24 bits a 16, un proceso que en realidad siempre ocurre durante la masterización cuando quieres poner tu música en un CD.
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La solución: Dithering Audio
La buena noticia es que este problema tiene solución: Dithering. El dithering es una técnica que consiste en añadir ruido intencionadamente a la señal para minimizar los errores de cuantificación. A primera vista suena paradójico, ya que lo normal sería evitar el ruido en la producción musical. Sin embargo, este ruido controlado es extremadamente silencioso y apenas audible, y ayuda a enmascarar los artefactos y distorsiones no deseados causados por la cuantificación.
Al añadir este ruido se crean fluctuaciones aleatorias en la señal que ayudan a suavizar las transiciones bruscas y los cambios abruptos que pueden producirse cuando se reduce la profundidad de bits. El resultado es una reproducción de sonido más suave y natural que se acerca más a la grabación original y suena mucho más natural a nuestros oídos.
Diferentes tasas de bits
En el mundo del audio digital, existen diferentes profundidades de bits, siendo las más utilizadas las de 16, 24 o 32 bits. Cada profundidad de bits ofrece un rango dinámico y un comportamiento de ruido diferentes. Cuanto mayor sea la profundidad de bits, mayor será el rango dinámico y menor el ruido de cuantificación.
Los errores de cuantificación se producen cuando se reduce la profundidad de bits de una señal de audio, ya que esto reduce el número de valores discretos disponibles que pueden utilizarse para representar la señal.
Cada bit de una señal de audio digital representa un "nivel" de volumen. Con una profundidad de bits de 24 bits, hay más de 16 millones de niveles de volumen posibles. Si la profundidad de bits se reduce a 16 bits, sólo son posibles 65.536 niveles. Esto significa que se pierde parte de la información original de la señal de 24 bits.
Esta pérdida de información da lugar a errores de cuantificación que hay que ocultar mediante dithering.
Aplicación del dithering en la masterización
Esta técnica debe utilizarse en la fase de masterización cuando se reduce la profundidad de bits de una señal de audio, por ejemplo, cuando un archivo de audio de 24 bits se reduce a 16 bits para la producción de un CD. Es el último paso de la postproducción de audio y se realiza antes o durante la exportación de un proyecto.
Un buen algoritmo de dithering es capaz de dar forma y colocar el ruido añadido de tal manera que quede por debajo del umbral de percepción del oído humano. De este modo, puede realzar la señal original sin interferir o, en el mejor de los casos, sin ser percibido en absoluto.
Algoritmos de dithering
Existen varios algoritmos de dithering, cada uno de los cuales utiliza diferentes métodos de generación y distribución del ruido. Estos son algunos de los tres más comunes:
- Dither rectangular: Esta es la forma más sencilla de dithering. Añade un ruido simple y uniforme. Este algoritmo es el menos eficaz para minimizar los errores de cuantificación, pero a veces se utiliza en aplicaciones menos críticas.
- Dither triangular: Este algoritmo añade un ruido aleatorio distribuido uniformemente. Es más complejo que el dithering rectangular y suele dar mejores resultados. El dithering triangular es el estándar para muchas aplicaciones de audio.
- Noise-Shaped Dither: Esta es la forma más avanzada de dithering. Aquí se añade ruido, pero al mismo tiempo se intenta desplazar este ruido a rangos de frecuencia en los que el oído humano es menos sensible. El resultado es un dithering aún más discreto. Existen distintos tipos de modelado de ruido, cada uno de los cuales utiliza algoritmos diferentes.
Aplicar el dithering: así se hace
El dithering se puede aplicar en todos los DAWs al exportar la pista de audio. En Ableton Live, por ejemplo, está disponible la opción "Dither Options".
Sin embargo, sólo si durante la exportación se selecciona una profundidad de bits inferior a la del proyecto. Aquí puedes elegir entre diferentes algoritmos.
Pero también hay plugins que hacen el dithering y ofrecen algunas opciones más - el más conocido de todos es iZotope Maximizer, un limiter que forma parte de Ozone Suite y ofrece un montón de opciones.
¿Cuándo no se debe utilizar el dithering?
El dithering no siempre es necesario e incluso puede ser contraproducente en determinadas situaciones.
- Si, por ejemplo, ya se está trabajando con la profundidad de bits deseada y no es necesario reducirla.
- Si tu música tiene que ser editada por otra persona, como otro ingeniero de masterización, no debes utilizar el dithering. Debe hacerlo la última persona que trabaje en la canción (normalmente el ingeniero de masterización).
En cualquier caso, debe evitarse la aplicación múltiple del dithering. La aplicación múltiple, por ejemplo mediante la remasterización o la conversión de archivos, puede provocar una acumulación de ruido y degradar extremadamente la calidad del sonido. Por lo tanto: ¡utilízalo siempre con cuidado!
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