Evitando Picos de Volume no Áudio

Evitando Picos de Volume no Áudio

Para o som tocar e seus ouvidos ouvirem para que o seu cérebro possa entender, o sistema de áudio digital precisa emitir um sinal analógico. A conversão de digital para analógico é feita pelo conversor D/A, usualmente chamado de DAC.

Em suas perfeitas condições, como descrevi acima, o DAC pode produzir um sinal analógico que em alguns momentos excede o nível do sinal digital do qual ele foi convertido. Isso é conhecido como “Inter-sample peak”. Numa primeira vista isso pode parecer apenas um efeito curioso por parte do processo de conversão, mas esses peaks ou picos de volume têm implicações para qualquer um que trabalhe com áudio digital.

Áudio Digital – Simplificado Grosseiramente

Um Computador processa números, então para trabalhar com o áudio em um computador, nós devemos converter o som em números. Esse processo é chamado de “sampling” ou amostragem do sinal de áudio em intervalos regulares – 44,100 vezes por segundo para o CD áudio – salvando o sinal percebido. O diagrama abaixo ilustra isso muito bem, de uma forma crua e simplificada. O sample (amostra) está em vermelho, numerada de 1 até 9, representando uma sequência de níveis de sinal capturados pela interface de áudio.

intersample 1

Você pode ver algo parecido dando um zoom + em um gráfico de áudio em qualquer software de áudio. Esse modelo ilustra os pequenos pedacinhos que compõe o áudio digital, com níveis partindo do “-inf”(silêncio absoluto) até 0 dBs (o som mais pesado que um sistema digital pode representar). Dessa forma, o som que sai do computador não se move sendo arremessado, abruptamente em partes. O invés disso, ele se move suavemente e continuamente – como a linha azul nesse diagrama.

Resumindo essa parte, a conversão do digital para o analógico é essencialmente a criação de uma linha analógica suave e azul a partir de um conjunto de pequenos pedaços picados de amostras digitais.

Os intersample peaks

Ocasionalmente, essa suavização cria um resultado interessante, como ilustrado abaixo. Note que, a fim de criar uma curva suave entre os samples 5 e 6, o DAC produz um sinal que tem um pico até maior que os outros dois samples. Esse é o chamado inter-sample peak.

intersample 2

Esse diagrama também ilustra o principal problema desses picos: Os samples 5 e 6 estão ambos em 0 dBs – desse modo, eles representam o som mais forte que o sistema de áudio digital pode reproduzir. O sinal do pico analógico reconstruído pelo DAC excede esse limite.

Resumindo, o DAC nesse exemplo gerou um sinal inválido.

Qual é o som disso?

O que isso significa na prática depende de alguns fatores, incluindo a qualidade do DAC, e da cadeia de sinal após a conversão.

Nos piores casos, o exemplo acima resulta em um estalido inaudível quando o sistema tenta gerar uma voltagem ilegal. Mesmo quando esse cliping não ocorre, o lado analógico do DAC somente vai lidar com o sinal claramente se o circuito analógico tiver alguma folga. Se o projetista que criou seu circuito DAC definiu que 0 dBs é o sinal mais forte que o conversor pode emitir ( tecnicamente, uma consideração válida) então qualquer pico analógico acima desse nível vai causar distorção.

Se você ouvir alguns pops ou clicks, isso é um bom sinal que indica que o seu sistema não permite o cliping dos inter-samples. Na maioria das vezes, você pode até pensar que essa gravação está perfeita para você. Muitos sistemas, especialmente aqueles equipamentos para mixagem áudio, permitem alguma folga entre o máximo nível de sinal digital e o limiar da distorção analógica.

Mas nem todos os sistemas… Se você fizer uma mixagem muito quente, especialmente se seus medidores de peak estiverem em escala de 1 dB cheio, sua mixagem provavelmente conterá esses picos. Pensar que o seu DAC protege você, não é nenhuma garantia que seus ouvintes terão conversores de qualidade para reproduzir o seu som. Em outras palavras, você pode estar compartilhando áudio clipado (saturado) ou distorcido sem saber disso!

Como Prevenir contra o efeito inter-sample cliping?

Temos 3 modos de nos certificar de que seus mixagens não estarão gerando distorções do tipo inter-sample:

1. Mantenha muita folga em suas mixagens: Essa é a solução óbvia, e não requer nenhum processamento especial. Contanto que você mantenha seus níveis de pico abaixo de 0 dBs, o DAC nunca vai se encontrar na situação descrita acima. O consenso que eu encontrei é que os picos inter sample nunca excedem 1dB, então mantenha seus níveis abaixo de -1.0 dBs e tudo correrá bem.

2. Use uma ferramenta de masterização desenhada pra prevenir esses picos: O Waves L1 Maximizer é uma ferramenta desse tipo. Uma similar é a iZotope Ozone com seu loudness maximizer, que possui um botão que previne esse tipo de efeito de inter-sample cliping.

3. Use uma ferramenta de masterização que indica quando o áudio cliplou: SSL lançou recentemente o X-ISM Plugin, o qual adiciona um medidor de picos inter-sample em qualquer DAW compatível com VST. O Sound Forge também pode ser usado para visualizar esse tipo de problema.

Voltaremos a falar sobre esse assunto no futuro.

Uma dica extra do Rodrigo: Saiba como eu montei o meu estúdio de gravação musical e consegui gravar as minhas mais de 40 músicas sem gastar fortunas com equipamentos e softwares caros.

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