Tasa de bits, muestreo y profundidad de bits: qué hace cada uno

Tu aplicación de grabación tiene una pantalla de exportación con tres menús desplegables. Uno dice 44,1 kHz. Otro dice 16-bit. Otro dice 192 kbps. Tienes que elegir algo, y nada en esa pantalla te dice cuál de los tres es el que importa.

Así que o lo dejas todo con los valores por defecto y cruzas los dedos, o subes los tres al máximo y acabas con un archivo demasiado grande para enviarlo.

La tasa de bits, la frecuencia de muestreo y la profundidad de bits son tres medidas realmente distintas, y no se compensan entre sí como ese cuadro de diálogo da a entender. Esto es lo que describe cada una y cuál es la que hace casi todo el trabajo en el archivo con el que te quedas.

Frecuencia de muestreo: cada cuánto se midió el sonido

El sonido es una onda de presión continua. Una computadora no puede almacenar nada continuo, así que una grabadora toma una instantánea de esa onda miles de veces por segundo y anota un número para cada una.

La frecuencia de muestreo es cuántas instantáneas se toman por segundo. 44.100 Hz, que suele escribirse 44,1 kHz, significa que la onda se midió 44.100 veces cada segundo.

Esa cifra tan curiosamente concreta viene de una regla del muestreo: para reconstruir una frecuencia hacen falta al menos dos muestras por cada ciclo. Así que una grabación a 44,1 kHz puede representar frecuencias de hasta unos 22 kHz. Un oído joven y sano llega como mucho a unos 20 kHz, y con la edad se queda bastante por debajo. Se eligió 44,1 kHz para cubrir todo lo que una persona puede oír de verdad, con un poco de margen por encima.

Grabar a 96 kHz captura frecuencias de hasta 48 kHz. Los murciélagos lo agradecerán. Las frecuencias de muestreo más altas sí tienen usos reales en un estudio, sobre todo para dar margen de trabajo a los plugins de procesamiento antes de la mezcla final, pero para una nota de voz, una entrevista o una clase no aportan nada que puedas oír y duplican el archivo.

Profundidad de bits: con cuánta precisión se anotó cada medición

Cada una de esas 44.100 instantáneas por segundo tiene que guardarse como un número. La profundidad de bits es cuántos bits recibe ese número.

16-bit da 65.536 valores posibles por muestra. 24-bit da unos 16,7 millones.

Lo que eso te compra no es «detalle» en el sentido en que la gente se lo imagina. Es rango dinámico: la distancia entre el sonido más silencioso que el archivo puede describir y el más fuerte, antes de toparte con el ruido de fondo. 16-bit cubre unos 96 dB de rango, holgadamente más que la diferencia entre un susurro y un grito en cualquier habitación normal. 24-bit cubre muchísimo más de lo que un micrófono o una habitación te van a dar jamás.

Así que la profundidad de bits se gana su sitio mientras grabas, no mientras escuchas. Si grabas a 24-bit y tu entrevistado resulta estar mucho más bajo de lo que esperabas, hay rango suficiente por debajo para levantar la toma sin arrastrar con ella el siseo. Una vez que el archivo está mezclado y terminado, 16-bit lo describe perfectamente.

Tasa de bits: cuántos datos gasta el archivo por segundo

La tasa de bits es la única de las tres que describe el archivo y no la grabación. Es sencillamente bits de almacenamiento por segundo.

En un archivo sin comprimir como un WAV, no es una elección en absoluto. Sale directamente de los otros dos números:

44.100 muestras/s × 16 bits/muestra × 2 canales = 1.411.200 bits/s

Esos son los 1.411 kbps que se citan para el audio de CD. Ahí no se decidió nada. Es aritmética.

En los formatos comprimidos es donde la tasa de bits se convierte en un mando que puedes girar. Exporta un MP3 a 192 kbps y le estarás diciendo al codificador que dispone de 192.000 bits para describir cada segundo de sonido, y que debe tirar lo que haga falta para que quepa. Descarta las partes que un modelo psicoacústico predice que no vas a notar: frecuencias suaves enmascaradas por otras más fuertes que tienen al lado, detalle que queda por encima de tu oído.

Dale 320 kbps, el techo del MP3, y descartará muy poco. Dale 64 kbps y descartará muchísimo, y se oye que lo hizo.

El podcaster cuyo episodio no se deja adjuntar

Graba una entrevista de 50 minutos en WAV, porque alguien le dijo que WAV es la opción de calidad. El archivo se queda en unos 500 MB. El servidor de correo de su coanfitrión lo rechaza, el disco compartido está lleno y la subida a su plataforma de alojamiento lleva una hora parada en el 12 %. La grabación son dos personas hablando en una habitación silenciosa. Casi nada de ese medio gigabyte está describiendo algo que dijera alguno de los dos.

La profesora que puso todos los números al máximo

Graba sus clases y, queriendo lo mejor para sus alumnos, configura la grabadora a 96 kHz y 24-bit. Sus archivos salen tres veces más grandes que los que comparte su colega. Reproducidos en el altavoz de un portátil, en unos auriculares o en un teléfono dentro del coche, suenan exactamente igual que los de él. Está pagando, en gigabytes, un margen que una sola voz en un aula nunca iba a usar.

Qué número mueve de verdad el tamaño del archivo

Esta es la parte que el cuadro de diálogo de exportación esconde: en un archivo comprimido, la profundidad de bits deja de existir.

Un MP3 no tiene profundidad de bits. Ni siquiera almacena muestras. Almacena coeficientes en el dominio de la frecuencia, y se mide únicamente en tasa de bits. El ajuste de 24-bit que tanto cuidaste desaparece en cuanto codificas. El MP3 estándar admite además solo una lista corta de frecuencias de muestreo (32, 44,1 y 48 kHz), así que un máster a 96 kHz se remuestrea a la baja al entrar, se lo hayas pedido o no.

Lo que deja una jerarquía muy sencilla para cualquier cosa que pienses enviar a otra persona:

Número	Qué controla	Qué le hace a un MP3 terminado
Frecuencia de muestreo	La frecuencia más alta capturada	Poco por encima de 44,1 kHz; las tasas más altas se remuestrean a la baja
Profundidad de bits	El rango dinámico durante la grabación	Nada. Ni siquiera se guarda en un MP3
Tasa de bits	Los datos gastados por segundo	Todo. Fija tanto el tamaño como la calidad

La frecuencia de muestreo y la profundidad de bits son decisiones de grabación, que se toman antes de encender el micrófono. La tasa de bits es la decisión de entrega, que se toma al final. Cuando un archivo es demasiado grande para enviarlo, la tasa de bits es el número que hay que cambiar, y muy a menudo es el único.

Cambiar los números de un archivo que ya tienes

Lo útil de esa jerarquía es que la decisión de entrega es la que todavía puedes revisar. No puedes volver a grabar una clase con otra frecuencia de muestreo, pero siempre puedes recodificar lo que tienes con una tasa de bits que encaje.

Las dos herramientas de abajo funcionan por completo en tu navegador, así que el audio nunca se sube a un servidor. Eso importa más de lo habitual cuando se trata de grabaciones de otras personas hablando.

Cómo el podcaster consigue enviarlo

Él recodifica la entrevista con una tasa de bits más baja, eligiendo un valor adecuado para dos voces y no para una orquesta. El tamaño previsto se actualiza antes de confirmar, así que puede ver cómo el WAV de 500 MB se queda en unas decenas de megabytes. La misma entrevista, las mismas palabras, un archivo que el servidor de correo de su coanfitrión sí aceptará.

Cómo la profesora consigue una clase que puede compartir

No necesita volver a grabar nada. Convierte el WAV de 96 kHz a MP3, lo que lo remuestrea a 44,1 kHz y elimina por completo la cuestión de la profundidad de bits. Sus alumnos reciben un archivo que se reproduce sin problemas en un teléfono, y suena exactamente igual que la versión que pesaba el triple.

La versión corta

La frecuencia de muestreo es cada cuánto se midió el sonido. La profundidad de bits es con cuánta precisión se guardó cada medición. La tasa de bits es cuántos datos gasta por segundo el archivo terminado. Las dos primeras se deciden antes de grabar y, para el habla, los valores por defecto ya son los correctos. La tercera decide si tu archivo se envía o no, y es la única que vale la pena tocar después.

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