26 de marzo de 2009

Conceptos de Mezcla: Procesadores de fase y Digitales

Efectos relacionados con la variación de tiempo y altura

Algunos procesadores de señal pueden variar la velocidad y la altura de un programa musical. Estos procesos requieren que el sistema sea capaz de realizar una numerosa cantidad de cálculos muy complejos, especialmente si son realizados en tiempo real.

Generalmente, el proceso de variación de tiempo y altura tiene un rango de efectividad, es decir que puede corregir o alterar el programa musical dentro de un rango limitado de variación de altura sin introducir cierta distorsión de la señal. Este rango varía de sistema en sistema y con diferentes tipos de programas musicales, como voces, instrumentos, etc. Finalmente el oído es el que debe juzgar si los posibles inconvenientes introducidos en la señal, opacan los beneficios del efecto mismo.

Una forma de obtener estos efectos es variando el tiempo de los pequeños delay que se introducen a la señal, ya sea en forma manual o automática, se produce el efecto constante de cambio de fase. Dependiendo de la aplicación, éste efecto va desde un efecto de cambio de tiempo y pitch relativamente suave -Chorusing y Phasing-, a uno más exagerado, Flanging.
En el caso del Chorus lo que se busca es imitar el doblaje de una fuente sonora. Cuando se dobla una fuente real se producen pequeñas diferencias, adelantos y retrasos, que producen un efecto de cambio de afinación.

Los efectos de pequenos delays en los cuáles la fase es importante fueron descubiertos a través de técnicas de cinta antes del advenimiento de los aparatos electrónicos. Dos grabaciones eran tocadas, en principio en forma sincronizada, y luego una era retrasada con la mano. Los sonidos se separaban con un intervalo progresivamente mayor, causando barridos de cancelaciones de fase a lo largo del espectro de audio.

Un aparato que produce un efecto de cambio de cancelaciones de fase sin el uso de delays consiste en unos simples circuitos que permiten el paso de todas las frecuencias pero cambian su relación de fase. Cuando esta salida es recombinada con la señal original hay una cancelación parcial en ciertas frecuencias, que pueden ser alteradas continuamente variando las componentes del circuito de cambio de fase. Un efecto secundario interesante es que se produce un cambio en la frecuencia general de la señal.

La principal diferencia entre el phasing y el flanging es que las cancelaciones están distribuidas en el espectro de audio en forma exponencial (1, 2, 4, 8, 16, etc.) comparadas con el arreglo aritmético del flanging (1, 2, 3, 4, 5, etc.). El flanging es más efectivo cuando los intervalos entre las señales está en el orden de los 50 ms y 5 ms. La técnica trabaja bien con sonidos sostenidos y que tienen un amplio espectro de frecuencias: guitarras, platillos o coros, son las aplicaciones más comunes.

Figura 1: Diagrama en bloques simplificado de un chorus.
(click en la imagen para ampliar)
Figura 2: Diagrama en bloques simplificado de un Flanger con efecto de modulación.
(click en la imagen para ampliar)

Actualmente, las opciones existentes de cambio de altura y tiempo son las siguientes:

+ Cambiar la altura sin cambiar la duración.
+ Cambiar la duración sin cambiar la altura.

+ Cambiar la duración y la altura.


Cambio de altura (Pitch)
El cambio de altura puede ser utilizado para variar la altura de un programa musical, ya sea hacia arriba o hacia abajo, para trasponer el tono relativo de una fuente sonora sin afectar la duración del programa. Este proceso puede realizarse tanto en tiempo real como en forma previa. Una de las formas en que trabaja este proceso es escribiendo la información de audio digitalizada en un medio de almacenamiento temporal, conocido como circular buffer, donde puede ser redigitalizada a una razón de muestreo superior o inferior. (Figura 3)

El paso para volver esta señal a su razón original, es alterar la señal de manera que coincida con la razón de muestreo a la entrada del dispositivo. El cambio de altura resultante será una relación que existe como la diferencia entre la razón de muestreo interna (redigitalización) y la razón de muestreo de salida. De esta manera, la información redigitalizada a una razón de muestreo superior, será disminuida en altura y viceversa. Dos equipos de cambio de altura (Pitch Shifters) son, por ejemplo, el Eventide DSP-4000 y el Studio Vocalist de Digitech. En el caso del DSP-4000, es uno de los pocos equipos que pueden generar 8 voces de cambio de altura en tiempo real, creando una gran variedad de armonías.

Figura 3. Proceso de cambio de altura con una razón de re-muestreo de la mitad de la original.

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