Por que meu áudio está tão baixo? Entenda decibéis, ganho e clipping

Você gravou a reunião, a aula ou a mensagem de voz e, na hora de ouvir, precisa colocar o notebook no volume máximo só para entender as palavras. Aí chega uma notificação no volume normal e quase derruba você da cadeira. Só o seu arquivo está baixo.

Mas, se você aumentar demais, a voz começa a chiar. Este artigo explica por que seu áudio está tão baixo, o que aumentar o volume faz com o arquivo e até onde dá para ir antes que ele estrague.

Por que uma gravação acaba ficando baixa

O áudio digital tem um teto rígido. Cada amostra do arquivo é um número, e existe um número máximo que o formato consegue guardar. Esse teto se chama 0 dBFS (decibéis em relação à escala completa). Todo nível de uma gravação é medido como uma distância abaixo desse teto, então uma voz com pico em −18 dBFS fica 18 decibéis abaixo do máximo.

O microfone de um celular ou notebook não sabe se você vai sussurrar ou gritar, então deixa bastante espaço sobrando no topo. Ficar longe do microfone, falar baixo ou usar um nível de entrada baixo empurram a voz ainda mais para baixo. O resultado é tecnicamente perfeito e, na prática, inaudível em alto-falantes pequenos.

Essa distância entre o momento mais alto do arquivo e o teto de 0 dBFS se chama headroom. Uma gravação baixa é, quase sempre, uma gravação com headroom demais.

A professora cuja aula os alunos não conseguem ouvir

Uma professora grava no notebook uma aula de 40 minutos para os alunos que faltaram. Ela confere à noite: consegue se ouvir, a duras penas, com o volume do notebook no máximo. Na manhã seguinte, três alunos avisam que a gravação está "com defeito": no celular deles, ela toca sem som. Não está com defeito. O momento mais alto dela tem pico em torno de −15 dBFS, e a voz da professora fica bem abaixo disso.

O que aumentar o volume realmente faz

Aumentar o volume de um arquivo se chama aplicar ganho, que também é medido em decibéis. O ganho multiplica cada amostra pelo mesmo valor, então as partes baixas e as altas sobem juntas em direção ao teto. Os decibéis são logarítmicos:

• +6 dB praticamente dobra o tamanho da forma de onda.
• Cerca de +10 dB é o que a maioria dos ouvintes descreve como "duas vezes mais alto".
• +3 dB é um aumento pequeno, mas perceptível.

O ponto principal é que o ganho move tudo na mesma medida. Por isso, o ganho seguro para um arquivo é definido pelo seu único momento mais alto, não pelo nível médio. Se a voz tem pico em −15 dBFS, você pode adicionar até 15 dB antes que o pico encoste no teto.

Por que chia quando você exagera

Passe desse ponto e as amostras que cairiam acima de 0 dBFS não têm para onde ir. O arquivo não consegue guardar um número maior que o seu máximo, então essas amostras são cortadas retas no teto. Isso é clipping, e você ouve como chiado, zumbido ou uma distorção áspera em cada sílaba mais forte.

É por isso que um único momento alto pode estragar tudo. Uma aula baixa com uma tosse perto do microfone pode ter pico em −2 dBFS enquanto a voz fica em torno de −20. Só com ganho, dá para adicionar apenas 2 dB antes que a tosse estoure.

A solução habitual é um limitador. Um limitador acompanha o sinal e abaixa só os momentos que ultrapassariam o teto, sem mexer no resto. A voz recebe o aumento completo, e a tosse é segurada logo abaixo de 0 dBFS em vez de ser cortada reta. Force demais um limitador e os momentos altos começam a soar espremidos, mas, para um pico ocasional numa gravação falada, ele é a diferença entre um arquivo utilizável e um arquivo perdido.

O ganho também não distingue a voz do fundo: o zumbido da sala e o chiado sobem na mesma medida. Um aumento deixa uma gravação baixa audível, não mais limpa.

O podcaster cujo episódio virou distorção

O convidado de um podcaster soava fraco, então ele puxou o volume no editor até o máximo e exportou. Agora cada risada se desfaz numa distorção chiada. O editor empurrou os picos além de 0 dBFS e o arquivo os guardou cortados retos. Abaixar o volume dessa exportação só lhe dá um chiado mais baixo.

"Compressão" significa duas coisas diferentes em áudio

Procure ajuda com áudio baixo e alguém vai dizer para você "comprimir". A palavra cobre duas ideias sem relação entre si.

A compressão de faixa dinâmica reduz a diferença entre as partes baixas e altas de uma gravação, o que pode fazer ela soar mais alta no geral. Um limitador é uma versão extrema e rápida disso.

A compressão de arquivo deixa o arquivo menor, geralmente reduzindo o bitrate de um MP3. Ela muda quanto espaço o áudio ocupa, não o quanto ele é alto.

Se o seu arquivo está baixo, o que você quer é ganho, com um limitador segurando os picos. Se o arquivo está grande demais para mandar por e-mail ou enviar, você quer o outro tipo.

Deixando um arquivo baixo mais alto, com segurança

O amplificador de volume do MyTools foi feito em torno das ideias acima. Quando você adiciona um arquivo, ele lê o nível de pico e mostra esse valor ao lado do nome do arquivo, para você ver seu headroom antes de escolher um número. Você aumenta o volume do áudio com um controle deslizante de ganho e depois mantém Comparar pressionado para ouvir o original contra a versão amplificada. O limitador vem ativado por padrão e mantém a saída logo abaixo de 0 dBFS. Tudo roda no seu navegador, então uma reunião particular ou uma aula nunca é enviada para lugar nenhum.

Como a professora recupera a aula

A professora coloca a aula no amplificador e vê um pico de cerca de −15 dB. Esse pico é o momento em que ela bateu na mesa; a voz dela fica mais abaixo. Ela ajusta o ganho para +18 dB, deixa o limitador ativado e ouve um minuto com Comparar. A voz agora toca num nível normal no alto-falante de um celular, e a batida na mesa, que teria passado 3 dB acima do teto, fica segurada logo abaixo dele em vez de estourar. Ela compartilha o novo arquivo e os e-mails de "gravação com defeito" param.

Como o podcaster salva o episódio

A exportação com clipping não tem conserto, porque o topo dessas formas de onda se perdeu. Então o podcaster volta à gravação original do convidado e passa ela pelo amplificador com o limitador ativado, para que as risadas fiquem seguradas abaixo de 0 dBFS em vez de serem cortadas. O convidado sobe até combinar com a voz dele, sem a distorção.

E, se o episódio amplificado ficar grande demais para o limite de upload da hospedagem dele, aí é trabalho para o outro tipo de compressão: ele pode comprimir o arquivo de áudio para um bitrate menor sem mexer no nível que acabou de corrigir.

Resumindo

Seu áudio está baixo porque a gravação deixou headroom demais abaixo do teto de 0 dBFS. O pico mais alto decide quanto ganho você pode adicionar, e passar do teto causa um clipping que não tem volta. Aumente o volume a partir do arquivo original e mantenha um limitador ativado para segurar os picos.

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