El Audio y la PC

Hola amigos, luego de un mes casi de vacaciones por el primer año del blog, tengo muchas grandes novedades que espero anunciarles con los bombos y platillos que se merece esta semana. Para mí es un honor recibir colaboraciones como esta de los amigos que quieran compartir su conocimiento de audio y video por aquí. En ese sentido nuestro amigo el Ing. Cesar Cangahuala nos comparte un post muy interesante con respecto al Audio y la PC, muchas veces tenemos muchas canciones almacenadas en nuestra computadora y no sabemos como administrarla o usarla en nuestros sistemas de sonido, que calidad usar, etc. A continuación les dejo el post de Cesar.

Colaboración Audio y la PC

La PC, omnipresente en muchas de las casas puede actuar como un excelente dispositivo de reproducción de audio y video.

Pasaremos a esbozar los conceptos relacionados de cómo usar efectivamente la PC como reproductor. En esta entrega nos centraremos en lo relacionado al audio.

Archivos digitales para señales analógicas

Los archivos de música en una pc so representaciones digitales de las señales analógicas. Como saben el mundo digital es discreto mientras que el analógico es continuo. Mientras más muestras de una señal analógica se tomen, mejor se la representación digital. Sin embargo debemos balancear con el nivel de percepción auditiva de los humanos. Según el teorema  de Nyquist, traduciéndola al cristiano, indica que la reconstrucción de una señal continua es posible si la señal está limitada en banda y si la frecuencia de muestreo es superior al doble de su ancho de banda. Si consideramos que el ser humano (joven por supuesto) tiene un umbral auditivo alrededor de los 20kHz y que  se debe tomar un margen entre la frecuencia máxima (20kHz) y la frecuencia de muestreo, es que alguien decidió usar 22500Hz. Luego aplicando el teorema de Nyquist, llegamos al famoso 44100hz (44.1kHz). Esta frecuencia les debe resultar familiar, ya que es la que se usa normalmente para los CDs

Ya tendiendo la señal analógica digitalizada, es transportable al mundo de las computadoras. Para cuando se quiera reproducirla debemos convertir esa señal otra vez en analógica. Para poder excitar un parlante necesitan ser convertidas de digitales a analógicas (aquí intervienen los DAC= Digital to Analog Converter) y luego amplificadas para poderlas enviar a los parlantes.

Streaming = flujo de datos desde el dispositivo reproductor al dispositivo con el DAC.
Una PC, a menos que cuente con una tarjeta de sonido especial (llámese especializada) no posee buenos DACs. Los DACs de poca calidad tienden a no convertir las señales digitales en buenas señales analógicas. Es por eso que para el que quiere obtener buenas señales analógicas de sus archivos digitales, la calidad del DAC es sumamente importante. Nótese que no incluiré en este post nada relacionado a la digitalización de la música ni en los formatos a usar.

Entonces, si no se quiere usar los DACs de la PC, debemos lograr que la PC pase el flujo de bits (léase stream) sin alteraciones hasta un equipo con un buen DAC. Este equipo puede ser un BluRay player con entradas digitales como el Oppo 103 y 105) o un amplificador o un receiver y un DAC individual. Este último se llama DAC pues eso es lo que es: un DAC con caja con puertos de entrada digitales y puertos de salida analógicas listos para conectarse a un amplificador con entradas analógicas.

Una PC, dependiendo de su configuración puede tener salidas digitales ópticas (SPDIF o también llamadas Tosslink), salidas digitales RCA, los puertos USB o lo que es más moderno HDMI.

Jitter?

Sea cual sea la salida digital que usen, existe un fenómeno que voy a llamar "resbalamiento digital" o Jitter en inglés, que se entiende como la falta de sincronización perfecta entre la salida digital que bota el stream y la entrada digital que la recibe. Esto pues cada dispositivo (de salida la PC y de entrada el receiver) tienen su propio reloj que marca el ritmo de flujo. En equipos profesionales, se podría contar con un sólo master clock que regule a ambos dispositivos, pero en nuestro caso debemos aceptar que los relojes son individuales.

Se menciona que las salidas ópticas tienen menor resbalamiento mientras que las de HDMI tienen mayor resbalamiento. Se dice incluso que las HDMI tienen un jitter que llega a ser audible, cosa que el audiófilo quiere evitar. Sin embargo los HDMI modernos y los circuitos de recepción HDMI en los recievers modernos incluyen circuitos que reducen el jitter al mínimo. No lo evitan al 100% pero hacen que su efecto sea imperceptible, y como dijo Raymond Manco, la realidad es lo que uno percibe....)

Otras soluciones evitan el jitter usando conexiones asíncronas, es decir que ya no dependen de la sincronización de ambos dispositivos sino que solamente del dispositivo de recepción. Este es el caso de las conexiones a través del USB de la PC y generalmente los DACs individuales vienen con una entrada USB asíncrona. Debe instalarse un driver en la PC para que reconozcan al DAC. Muchos audiófilos usan este tipo de conexiones, pero deben tener en cuenta que solo maneja stream en estéreo. Para aquel que gusta de pistas multicanal y películas no sería suficiente.

Si vas a manejar pistas de no más de 5.1 canales y no más de 96kHz de sampling, las salidas ópticas son una buena alternativa. Creo recordar que incluso es mejor no esforzar tanto a una salida óptica. Sin embargo esto último no lo he probado.

Mi conexión HTPC
En mi caso estoy usando la salida HDMI de mi laptop conectada a un Oppo 105 pero para aprovechar las capacidades del procesador de video del Oppo. Para el audio la conexión HDMI del Oppo al Denon lleva el stream multicanal de audio al DENON y el Denon usa sus DACs. Me vi forzado a hacer esto pues mi 3312 no tiene las entradas analógicas 7.1

Nota aparte es cuando escucho pistas en esterero. En ese caso si uso las salidas analógicas del Oppo ya que sus DACs son de mejor calidad que los del Denon. Uso otra entrada del Denon y le indico que la señal de entrada es analógica.

Porque uso HDMI?
* Porque escucho mucha música multicanal
* Porque veo muchas películas con 5.1 canales
* Porque muchas pistas de videos vienen ya con DTS-HD y/o Dolby HD  

Que deben considerar al usar HDMI?
Casi todas las laptops modernas y las PC incorporan salidas HDMI. Estas salidas HDMI  están ligadas al hardware de la tarjeta de video. Los audiófilos en general tienden a usar PCs con tarjetas con chips de ATI y luego Intel, pues sus salidas HDMI manejan por lo general más niveles de sampling de las pistas. Pero nVidia ya no está atrás como lo estaba hace algunos años atrás. Por ejemplo aún hay en el mercado tarjetas nVidia que no manejan samplings de 88.1 kHz que es el sampling nativo de los SACD.

Que programa uso como reproductor?

Deben considerar el player a usar en la PC. Mucha gente usa el Foobar, otros MediaMonkey, Yo uso el Jriver, que no es gratuito pero es el que mejor maneja el audio y ya se a puesto a la par en reproducción de video con la incorporación de los filtros maDVR.

Entre las consideraciones atener cuando escojan su player:

·         Que maneje los drivers ASIO si es que su sistema operativo es Windows XP, o que maneje los drivers WASAPI en caso que su sistema operativo sea Windows Vista o superior.

·         Que maneje la librería de archivos. No solamente las capacidades de incluirlas en la librería deben ser consideradas, sino también las capacidades de añadir desde la Web la “metadata” que son campos de información como el Artista, Album, nombre de las pistas, etc. La mayoría de los formatos de audio y video soportan los llamados “Tags”, pero no soportan todos los tags que son posibles. Muchos de los players manejan tags adicionales que no se salvan en el archivo de audio y video sino en la base de datos.

·         Costo. Muchos programas son gratis como el excelente Foobar, sin embargo carecen de las características avanzadas de manejo de librería, soporte técnico y el añadido rápido de nuevas características. Si puede vivir sin eso entonces escojan un programa gratis, sino deben estar dispuestos a comprar una licencia.

·         Si quieren manejar audio y video deben considerar un programa que sea bueno con ambos medios.

Luego viene el cable HDMI. No diré nada más al respecto y que cada uno escoja el cable del precio que quiera,

Luego viene el dispositivo de recepción del flujo de bits. Estos pueden ser, como lo mencioné anteriormente:
* un DAC individual. Selección bastante usada por los amantes del estéreo. En esta categoría también cae el Oppo 105 ya que vienen con un DAC USB asíncrono.
* Receiver/amplificador

Recomendaciones de configuración
Me concentraré en algunos tips de configuración para asegurar el flujo de bits más perfecto posible:
* Nunca usar los drivers de Windows (leáse Direct Sound en Windows). Estos drivers si bien pasan el streaming por el HDMI no permiten indicarle al sistema operativo que se pongan en modo exclusive, es decir que solamente se pase la pista de audio o de la película e ignore otros sonidos que vengan ya sea de otros programas o de otras actividades del sistema operativo. Creo que nadie querría que en medio de la escucha de una de sus pistas favoritas escuchen la indicación que la base de datos del antivirus se ha actualizado.

* SI el sistema operativo es Windows XP usar los drivers ASIO de su tarjeta de sonido o de video.

* Si el sistema operativo es Windows Vista/ Windows 7 o Windows 8 usar los drivers WASAPI.

Esta selección de que driver usar debería ser posible desde el player que estén usando. En el Foobar, MediaMonkey y por supuesto en el Jriver se puede.

La recomendación general es evitar en lo posible que su Player haga upsampling, ya que nadie puede crear información de donde no la hay. Me explico si la pista es con sampling de 48kHz, decirle al player que haga el upsampling a 96kHz. Sin  embargo dependiendo del player, Jriver en mi caso, no he escuchado problema alguno cuando el player hace upsampling.

Una cosa más, los sampling que se pueden hacer streaming dependen tanto de las capacidades del puerto HDMI de salida de la PC, como del puerto HDMI de entrada del dispositivo receptor. Por ejemplo si el puerto de entrada del HDMI del receiver si puede recibir streaming de 88.2 Khz pero no el HDMI de la PC, ya fueron. No quedará otra cosa que hace downsampling a 48kHz por ejemplo o mejor a 44.1. Dicen que siempre es mejor hacer downsampling o upsampling a múltiplos exactos, por ejemplo bajar de 88.1kHz a 44.1kHz es mejor que bajarlo a 48kHz. Sin embargo como lo mencioné líneas arriba yo hago upsampling a 96kHz para aquellas pistas que vienen con un sampling que no son compatibles con mi hardwarwe HDMI (PC y receptor).

También deben verificar si los puertos HDMI pueden aceptar streaming de Dolby HD y DTS HD. Si es un receiver moderno es más que seguro que acepta streaming Dolby HD y DTS HD, pero no es lo mismo con las salidas HDMI de las PC. Muchas laptops y tarjetas madre vienen con salidas HDMI básicas que no hacen streaming de Dolby HD y/o DTS HD. Pero no esto está perdido, en ese caso le deben decir al player que mande el streaming en PCM y la calidad debería ser la misma. Solamente que la descompresión del archivo (por ejemplo se estamos hablando de un FLAC) los hará la PC y no el receiver. Y bueno solamente verán en la pantalla del receiver “MultiCH” y ya no la indicación de Dolby HD o DTS HD. A algunos les molesta eso… 

Por último, se ha mencionado también si es mejor o no que por ejemplo el Oppo, que puede leer directorios compartidos en una PC, “jale” el archivo compartido en lugar de un player empuje el streaming al receiver. En mi caso mi experiencia ha sido, que aún con buenas intenciones, al Oppo le falta mejorar el manejo de la lectura de archivos directamente, pues en algunos casos con pistas de alto sampling y multicanal se “atora”. Una buena PC con buen procesador maneja mejor el flujo de bits, esto obviamente con un buen player.

Y eso que no he mencionado nada de usar el protocolo DLNA para jalar o empujar el stream de bits hacia el receiver…eso será tema de otro post.