Cuando recopilas música o una colección de audio, inevitablemente te surge la pregunta: ¿en qué formato guardar las grabaciones? De esta elección depende no sólo la calidad del sonido, sino también el espacio en el disco y la compatibilidad con tus dispositivos. No es fácil tomar la decisión correcta, ya que cada opción tiene sus ventajas y desventajas.
En este artículo analizamos tres formatos populares: el buen viejo MP3, el más moderno AAC y el menos conocido, pero interesante, WavPack. No nos adentraremos en detalles técnicos, sino que explicaremos de forma sencilla y clara para qué situaciones es adecuada cada uno de ellos.
En definitiva, no existe un formato ideal para todos los casos. Todo depende de lo que sea más importante para usted: la máxima calidad, el ahorro de espacio o la versatilidad. Analizamos juntos qué formato será el mejor aliado para sus tareas.
MP3: distorsiones en forma de avalancha
Comenzamos con el formato más popular. MP3: un monstruo del Instituto Fraunhofer que ha conquistado el mundo. Gracias a él, hoy en día a nadie se le ocurre utilizar el formato WAV puro para grabar sonidos. Incluso si se extrae el audio deformado de YouTube, se vuelve a convertir a MP3, y además con una velocidad de bits ridícula de 128 kbps. Nosotros no lo haremos así, y para la prueba utilizaremos la versión más actualizada del codificador LAME 3.100 con el preajuste loco y una tasa de bits de 320 kbps.
En la primera imagen se podía ver que el espectro en MP3 experimental, como era de esperar, fluctuaciones en el rango de alta frecuencia y se filtra definitivamente en el límite de 20 kHz. Por supuesto, este es el límite de la prueba sintética, en una señal musical real seguramente será aún más baja. Las dimensiones del rango dinámico en el archivo MP3 no han cambiado en comparación con el original. Es decir, el codificador LAME 3.100 a una velocidad de bits de 320 kbps no añade ningún ruido propio a la grabación.
Distorsiones de la forma de la señal de 1 kHz al codificar en MP3 en comparación con el WAV original.
La conversión a MP3 de una señal única de 1 kHz mostró la aparición de múltiples distorsiones armónicas menores. Y aunque formalmente su proporción es pequeña (0.0009 %), es decir, entre una y dos veces menor que en la salida de un buen DAC, en el espectro dinámico de una grabación real su número crecerá de forma avalanchosa e impredecible. Asimismo, el "engrosamiento" de la base del pico de 1 kHz, estrecho en el original, indica ciertos problemas, como la acumulación de oscilaciones parásitas. Esta característica se ilustra claramente con la onda “cuadrada” de 100 Hz tras su conversión a MP3. Como se puede observar, su contorno pierde nitidas en el eje horizontal. Todo esto, en última instancia, afecta negativamente a la fatiga auditiva al escuchar MP3, por desgracia, incluso con las velocidades de bits más altas.
Onda "cuadrada" de 100 Hz después de la conversión a MP3 (arriba) y AAC (abajo)
AAC: aumenta el ruido, pero mantiene la pureza.
El algoritmo AAC, que utiliza Apple activamente, entre otros, funciona de forma más precisa. Las emisoras de televisión digital trabajan con este códec de audio y, además, el AAC forma parte del paquete contenedor MPEG-4.
La onda cuadrada después de la conversión a AAC conserva su forma, aunque también se producen distorsiones en la base y armónicos alrededor del pico de 1 kHz, aunque menos notables que en MP3. Al mismo tiempo, AAC muestra un nivel de ruido medido de 1 dB mayor. ¿Qué significa esto? ¿Una grabación intermedia en cinta? No, seguramente el algoritmo AAC utiliza algo parecido al modelado de ruido, un gran invento que permite reducir los errores de cuantificación mediante la mezcla de una señal de ruido pseudoaleatoria. Repito, no se trata simplemente de ahogar las distorsiones por debajo del umbral de ruido, sino que aquí se aplica una matemática más sofisticada.
Para ilustrarlo, veamos los artefactos alrededor de la llamada prueba de jitter a una frecuencia de 11.025 kHz. ¿Por qué precisamente esta frecuencia? Porque el armónico múltiplo de este pico coincide exactamente con el límite superior del espectro de la corriente digital con una discretización de 44 kHz, y todos los demás se encuentran fuera de él. Los pequeños picos parásitos, especialmente los que se encuentran simétricamente con respecto al tono principal (productos de modulación, “bandas laterales”), son los granos de jitter.
Ventajas:
Como vemos, el tonto MP3 mantuvo un bajo nivel de ruido, pero generó más jitter de alta frecuencia (el más perceptible al oído), mientras que el AAC aumentó ligeramente el ruido, pero evitó las interferencias en el resto del espectro. Pero el codificador WavPack hace cosas aún más interesantes con el noise shaping.
Si necesitas comprimir audio sin pérdida de calidad, la mejor opción es WavPack, ya que conserva todos los detalles del original, como en WAV, pero ocupa menos espacio. Si lo más importante es el tamaño reducido del archivo y no la calidad perfecta, MP3 y AAC son más adecuados: en general, AAC suena mejor a la misma velocidad, especialmente a bajas velocidades de bits, y funciona bien en teléfonos y reproductores. En definitiva, la elección depende de lo que sea más importante: la calidad, el tamaño o la compatibilidad con los dispositivos.
WavPack: conservar la frecuencia, cambiar la resolución
En general, si hay que resumirlo de forma breve, la matemática del codificador WavPack es actualmente uno de los protocolos más flexibles y potentes para los entusiastas del audio, sin exagerar. A diferencia de FLAC, es capaz de soportar cálculos de 32 bits (lo recomendado para crear rip de vinilos sin pérdida). Es más, en WavPack incluso se puede empaquetar un archivo DSD sin convertirlo a PCM. Al hacerlo, el tamaño de dicho archivo será mucho menor que el del dsf original. Pero hablaremos del WavPack sin pérdida en otra ocasión, y por ahora veremos el principio único de funcionamiento del códec con pérdida WavPack.
En una de mis reseñas, mostré que, en algunos casos, al comprimir con pérdida, tiene sentido reducir no la frecuencia de muestreo, sino directamente la profundidad de bits de la señal (es decir, por debajo de 24 o 16 bits), mezclando cuidadosamente el desizer (es decir, un perfil de ruido especial para reducir los errores de cuantificación). WavPack siguió precisamente este glorioso camino, sin tocar la discreción y la frecuencia en general, pero cambiando la profundidad de bits, que ahora es una variable dinámica, describiendo el nivel de volumen de la señal. Se parece un poco al principio DSD, ¿no es así?
Cabe destacar que, al convertir a un WavPack con pérdida, se puede guardar adicionalmente un archivo “correctivo” paralelo, con el que se podrá restaurar completamente el original, hasta el último bit. Sin embargo, en este caso no se ahorrará espacio en el disco, ya que el tamaño de este seguirá correspondiendo al original sin pérdida. No obstante, la funcionalidad del protocolo sigue siendo impresionante.
La velocidad de bits de nuestro archivo de prueba se fijó en 320 kbps para compararlo con el máximo de nuestros MP3 y AAC, pero, en teoría, en WavPack se puede establecer una velocidad aún mayor. Esto es especialmente útil para los archivos de alta resolución. A continuación, le mostraré cómo hacerlo, ¡y ya no se necesitará MQA!
Comparación de las distorsiones armónicas del original (en verde) y del archivo codificado en WavPack con pérdida (en blanco). El nivel de ruido ha aumentado ligeramente y casi no hay distorsiones.
En los gráficos con pérdida, WavPack demuestra una loable ausencia de armónicos, que aparecieron en los dos codificadores anteriores debido a un modelo psicoacústico agresivo. En WavPack no hay algoritmos tan preferidos, ni filtros de respuesta en frecuencia, solo funciona el peso dinámico del nivel de la señal para una velocidad de bits determinada, y eso es todo. Como resultado, la prueba de 1 kHz da solo unos pocos armónicos de orden impar: 3º, 7º, 9º, etc. Se conserva el rango de frecuencia, así como la onda cuadrada. En la prueba de jitter de 11 kHz, no se observa nada en el resto del espectro, salvo un aumento del ruido, sin actividad parásita.
En la prueba de jitter con un tono de 11025 Hz, el WavPack con pérdida es perfecto.
Para la experiencia auditiva, seleccionó un par de grabaciones bastante nítidas y bien grabadas, que también puedes descargar y escuchar en tres variaciones de codificación con pérdida con una velocidad de bits de 320 kbps: MP3, AAC y WavPack. En estos dos archivos también se adjuntarán los originales FLAC en resolución estándar de CD de 16 bits/44 kHz.
La composición “White Wood” del grupo Lush ayudará a evaluar la degradación del rango de alta frecuencia. Alguien en el foro bromeó sobre mi fidelidad al shoegaze, pero precisamente este tejido frágil, pero espectralmente saturado, resulta ser muy sensible a los codecs con pérdida y al equipo de mala calidad. Basta con ceder un poco para que todos los coros de guitarra con platillos de cobre se conviertan en un basurero de hojalata. La segunda grabación, “Deep Sleep” de B-52's, es un ejemplo de masterización adecuada con un sonido jugoso, efectos de estudio y un rango dinámico conservado.
Como puede ver, no existe un ganador universal en esta selección. Todo depende de lo que sea más importante para usted en una situación concreta.
Si necesita la máxima compatibilidad con cualquier dispositivo y está dispuesto a sacrificar un poco de calidad por un cambio de tamaño de archivo menor, su elección es el MP3. Para la mayoría de las tareas cotidianas, como escuchar música con auriculares o almacenar su colección personal, sus capacidades son más que suficientes.
Cuando el tamaño del archivo es fundamental, pero se desea mantener una calidad de sonido superior a la del MP3, hay que prestar atención al AAC. Este formato se ha convertido en el estándar moderno para los servicios de streaming y los dispositivos móviles, ya que ofrece un equilibrio excelente.
Si eres un audífilo, grabaciones de archivo que te son queridas o trabajas con sonido de forma profesional, WavPack es tu opción. Ofrece una conservación completa, un poco, del original, pero al mismo tiempo permite ahorrar espacio sin ninguna pérdida de datos. Es la elección ideal para aquellos que valoran la precisión por encima de todo.
En definitiva, el mejor formato es aquel que se adapta perfectamente a tus objetivos, tu equipo y tus oídos. No tengas miedo de experimentar y comparar el sonido por ti mismo.
