UT5.5.2 · Sonido multicanal

Qué es el sonido multicanal

Es el uso de varias pistas de audio, cada una hacia su propio altavoz, para reconstruir un sonido envolvente. No hay que confundirlo con una caja de dos o tres vías: ahí hay varios altavoces, pero reproducen un mismo canal repartido por frecuencias.

La nomenclatura

Se nombra con dos cifras separadas por un punto: la primera es el número de canales principales (de rango completo) y la segunda si hay canal de efectos de baja frecuencia (LFE).

• 1.0 mono · 2.0 estéreo · 2.1 estéreo con LFE.
• Se habla de multicanal a partir de tres canales: 3.0, 4.0, 5.1, 6.1, 7.1…

Aunque todos los canales principales son de rango completo, en la práctica cada uno se usa para una cosa:

• Izquierdo y derecho frontales: el par estéreo principal, con todo tipo de sonidos.
• Central: sobre todo los diálogos, que quedan anclados a la pantalla.
• Laterales y traseros (surround): ambientes y envolvente.
• LFE: efectos de graves, hasta unos 100-120 Hz.

5.1

La configuración más extendida: DVD, Blu-ray, cine y la mayor parte de la televisión en multicanal. Tres frontales (L, C, R), dos surround (Ls, Rs) y el LFE. L y R forman el estéreo principal, C lleva los diálogos y los surround crean un espacio de 360°.

El LFE no es el subwoofer

• Los cinco canales principales codifican el rango completo (20 Hz-20 kHz); el LFE está limitado a 120 Hz al codificar, y por eso cuenta como ".1" y no como un canal entero.
• El subwoofer es un altavoz, no un canal. Muchos sistemas le mandan el LFE más los graves de los demás canales que sus altavoces no pueden reproducir (la gestión de graves). Por eso un CD estéreo, que no tiene LFE, también hace sonar el subwoofer.

Canal LFE y altavoz de subgraves son dos conceptos distintos.

7.1

Añade al 5.1 dos surround traseros (Lb, Rb) para un envolvente más rico por detrás. Los surround laterales se colocan a 90-110° del eje central y los traseros a 135-150°. Menos extendido; lo admiten algunos equipos domésticos y códecs de emisión como el Dolby Digital Plus.

Sonido inmersivo (con altura)

Se nombra con tres cifras: en 7.1.4, 7 altavoces en el plano horizontal, 1 subwoofer y 4 de altura (en el techo). Las configuraciones domésticas habituales son 5.1.2, 5.1.4, 7.1.2 y 7.1.4. Dolby Atmos trabaja además con objetos (sonidos con posición en el espacio) y no solo con canales.

El sonido en el cine

• Banda óptica analógica en la película, primero mono y luego Dolby Stereo (cuatro canales matriciales en dos pistas) y Dolby SR, que se mantuvo por compatibilidad.
• Digitales: Dolby Digital, DTS y SDDS.
• Dolby Digital Surround EX: añade un central trasero al 5.1, pero matricial (se extrae de los dos traseros), así que es un 6.1 no discreto.
• Hoy el cine digital (DCP) y el inmersivo (Dolby Atmos).

El multicanal doméstico

Dolby TrueHD y DTS-HD Master Audio son los formatos que entregan el envolvente sin pérdidas en Blu-ray.

• Barras de sonido: varios altavoces orientados en distintas direcciones que aprovechan los rebotes en las paredes para simular el envolvente.
• HDMI: lleva hasta 8 canales sin pérdidas o formatos comprimidos (DD+, DTS-HD, TrueHD), además de vídeo y control.

Multicanal en una infraestructura de televisión

El problema

Una cadena estéreo mueve un par AES/EBU por programa. Un 5.1 necesita seis canales, o sea tres pares AES, y eso multiplica entradas y salidas de matriz, puntos de patch y canales de mezcla (que además tienen que estar preparados para 5.1). Hace falta monitorado multicanal para controlar la calidad y un códec de emisión multicanal: el MPEG-1 Capa II solo admite mono, estéreo o dual, así que se usa sobre todo el E-AC-3 (Dolby Digital Plus). Y quedan preguntas: qué oye quien solo tiene estéreo, cómo sabe cada equipo de la cadena qué configuración tiene el programa, y cuánto ancho de banda y almacenamiento cuesta.

Dolby E

Es la codificación profesional para transportar multicanal por la infraestructura existente:

• Mete hasta 8 canales de audio en un solo par AES/EBU (también embebido en SDI), con metadatos y código de tiempo. Por ejemplo, un 5.1 más un estéreo, o idiomas adicionales.
• Sin pérdidas subjetivas, y aguanta más de diez ciclos de codificación y decodificación sin deterioro perceptible.
• Está alineado con el vídeo (frame aligned): sus tramas coinciden con los cuadros y dejan bandas de guarda, así que la señal se puede conmutar y editar al corte sin decodificar. Fundidos, cambios de nivel o ecualización exigen decodificar a PCM.
• Cada codificación o decodificación añade 1 cuadro de retardo, fijo, lo que facilita la sincronía con el vídeo; los codificadores incluyen retardos para los demás canales.
• Viaja en los datos auxiliares del SDI (los pares AES van en el HANC, el borrado horizontal), y todo equipo de la cadena tiene que dejarlos pasar intactos.

⚠️ Dos cosas que destruyen una señal Dolby E: aplicarle cualquier cambio de ganancia (tiene que pasar a ganancia unidad) y convertir su frecuencia de muestreo.

Metadatos

Son "datos sobre los datos": información que acompaña al audio desde la producción hasta el hogar y permite que el decodificador doméstico lo reproduzca bien en cualquier sistema de escucha. Pueden ser informativos (describen el programa sin cambiarlo) o de control (condicionan la codificación y, sobre todo, la decodificación).

Los más importantes:

• Dialogue Level (dialnorm): el nivel de sonoridad medio del programa, de −31 a −1 dB. El decodificador lo usa para igualar la sonoridad entre programas y cadenas, así que tiene que coincidir con la sonoridad real; si no, ajusta mal.
• Channel Mode: cuántos canales y cómo: 1/0 (mono), 2/0 (estéreo), 3/2 (L, R, C, Ls, Rs)… Con el parámetro LFE Channel se indica si hay LFE.
• Bitstream Mode: el tipo de servicio: CM (complete main, el programa completo, lo más habitual) o ME (música y efectos, sin diálogos, que se completa con servicios de diálogo asociados).
• Line Mode y RF Mode Compression: curvas de compresión dinámica que aplica el decodificador según la salida (línea o RF), para adaptar el rango dinámico al equipo del espectador. La protección de sobremodulación RF aplica una compresión más agresiva.
• Center / Surround Downmix Level: cuánto se atenúan el central y los surround al hacer el downmix a estéreo para quien no tiene 5.1.
• Dolby Surround Mode: avisa de que un programa estéreo está codificado en Lt/Rt (Pro Logic) para que el decodificador lo decodifique en envolvente.
• Audio Production Information, Mixing Level y Room Type: datos de la sala de mezcla (nivel de presión y tipo de sala) que solo usan los decodificadores de gama alta.