«Loudness» o Sonoridad: Qué es y Diferencia con el Volumen

Volumen. Nivel. Ganancia. Amplitud. Los ingenieros de sonido usan muchas palabras diferentes para hablar sobre el volumen, pero ninguna de ellas ofrece una descripción completamente precisa.

Loudness, un término comúnmente incomprendido, es tan complejo como importante. A continuación se explicará lo necesario para que puedas dominar estos conceptos y aplicarlos a tu producción musical como un profesional.

Acabarás entendiendo la diferencia entre la medición de pico y RMS, las diferentes formas de medir el sonido y los diferentes métodos para lograr el volumen al mezclar y dominar.

🎚 Qué es el Loudness o Sonoridad

 El término loudness se confunde comúnmente con el volumen. Los dos términos, sin embargo, son conceptos completamente diferentes.   

El volumen es una medida científica de la cantidad de poder un sonido.

Por otro lado, loudness es mucho más difícil de cuantificar ya que es completamente subjetiva y se basa en la percepción personal del sonido. 

 El contenido de frecuencia, la duración y el volumen de un sonido son factores en la forma en que percibimos su loudness.

 A menudo describimos el volumen usando el Nivel de presión acústica ( SPL ), que mide el cambio en la presión del aire causado por un sonido. Si alguna vez metiste la mano frente a un subwoofer y sentiste esas explosiones de aire pulsantes, entiendes el concepto. Podemos medir SPL con un medidor, pero SPL no mide cuán subjetivamente potente o   qué tan fuerte   un sonido le parecerá a un individuo.

 La forma más fácil de entender el loudness es escuchar dos frecuencias diferentes en el mismo nivel de volumen del monitor. Primero, reproduce una onda sinusoidal de 1 kHz y ajusta el controlador del monitor para que el volumen sea cómodo. Ahora reproduce una onda sinusoidal de 10 kHz sin ajustar el controlador del monitor.

Ahora, notarás que los dos tonos no tienen el mismo volumen, a pesar de que el nivel de volumen no ha cambiado.

 El volumen también se puede medir en su forma eléctrica utilizando el sistema decibel. Un decibelio ( dB ) mide la relación entre dos niveles: el nivel se mide contra un nivel de referencia fijo.

Los números de decibelios se relacionan con una escala específica o punto de referencia, como un nivel de voltaje. Puedes pensar que es como medir la temperatura, donde todos sabemos que 75 grados Fahrenheit es muy diferente a 75 grados Celsius.

Es importante que conozcas la escala, como C ° o F °, para comprender qué significa la medición de temperatura.

🎚 La Sonoridad o Loudness desde la Acústica

En acústica, «loudness» es la percepción subjetiva de la presión del sonido. Más formalmente, se define como:

Ese atributo de sensación auditiva en términos de qué sonidos se pueden pedir en una escala que se extiende de silencio a alto.

La relación de los atributos físicos del sonido con el volumen percibido consiste en componentes físicos, fisiológicos y psicológicos. El estudio del volumen aparente se incluye en el tema de la psicoacústica y emplea métodos de psicofísica.

En diferentes industrias, el volumen puede tener diferentes significados y diferentes estándares de medición. Algunas definiciones, como ITU-R BS.1770, se refieren al volumen relativo de diferentes segmentos de sonidos reproducidos electrónicamente, como la transmisión y el cine.

Otros, como ISO 532A ( En voz alta de Stevens, medido en sondas ), ISO 532B ( En voz alta de Zwicker ), DIN 45631 y ASA / ANSI S3.4, tienen un alcance más general y a menudo se usan para caracterizar el volumen del ruido ambiental. Las normas más modernas, como Nordtest ACOU112 e ISO / AWI 532-3 ( en progreso ) tienen en cuenta otros componentes del volumen, como la velocidad de inicio, la variación del tiempo y el enmascaramiento espectral.

El volumen, una medida subjetiva, a menudo se confunde con medidas físicas de la fuerza del sonido, como la presión del sonido, el nivel de presión del sonido ( en decibelios ), la intensidad del sonido o la potencia del sonido.

Los filtros de ponderación como la ponderación A y el LKFS intentan compensar las mediciones para que correspondan al volumen según lo percibido por el humano típico.

La percepción del volumen está relacionada con el nivel de presión acústica ( SPL ), el contenido de frecuencia y la duración de un sonido.  La relación entre SPL y el volumen de un solo tono puede ser aproximada por la ley de poder de Stevens en la que SPL tiene un exponente de 0.67.

Un modelo más preciso conocido como la función Exponencial flexionada, indica que el volumen aumenta con un exponente más alto a niveles bajos y altos y con un exponente más bajo a niveles moderados.

La sensibilidad del oído humano cambia en función de la frecuencia, como se muestra en el gráfico de igual volumen. Cada línea en este gráfico muestra el SPL requerido para que las frecuencias se perciban como igualmente fuertes, y las diferentes curvas pertenecen a diferentes niveles de presión acústica.

También muestra que los humanos con audición normal son más sensibles a los sonidos alrededor de 2 – 4 kHz, y la sensibilidad disminuye a ambos lados de esta región. Un modelo completo de la percepción del volumen incluirá la integración de SPL por frecuencia.

Históricamente, el volumen se midió utilizando un audiómetro de «equilibrio de oído» en el que el usuario ajustó la amplitud de una onda sinusoidal para igualar el volumen percibido del sonido que se está evaluando. Los estándares contemporáneos para la medición del volumen se basan en la suma de energía en bandas críticas.

🎚 Niveles analógicos y digitales 

 Para audio analógico, el volumen se puede medir usando la escala dBu en un medidor VU, que representa un valor referenciado a .775 voltios. Los medidores de VU están calibrados de modo que un medidor de audio profesional lea 0 VU a un voltaje de + 4 dBu, o 1.228 voltios.

 En el dominio digital, el volumen se mide usando la escala dBFS, que significa decibelios “en relación con la escala completa.”

Las señales de audio digital se recortan a 0 dBFS, que es la señal digital más alta que se puede representar sin distorsión. Si bien no existe un estándar único para convertir entre niveles digitales y analógicos, muchos DAW definen dBu analógico + 4, o 0 VU, como -18 dBFS, mientras que algunas compañías usan otros estándares, como 0 VU = -20 dBFS.

Un nivel de referencia o -18 dBFS = 0 VU proporciona 18 dB de espacio libre superior a 0, por lo que el nivel analógico máximo sería + 22 dBu, o 18 dB por encima de + 4 dBu ( 0 VU ). 

🎚 Medición máxima versus medición RMS 

 Ahora que hemos determinado cómo medir con precisión los niveles de volumen, hablemos sobre cómo se muestra esa información.

La mayoría de los sistemas analógicos y digitales utilizan una combinación de medición de picos y medición RMS ( VU ). Por ejemplo, medidores Pro Tools, cuando se configura para mostrar “ VU digital,” muestra el nivel máximo con una sola marca amarilla y el nivel RMS con una marca verde sólida en la misma pantalla del medidor. El pico flota sobre la barra verde y es fácil ver ambos valores y comparar el nivel pico frente al promedio a medida que suena el sonido.

 La medición máxima mide el nivel instantáneo máximo de una señal. La medición máxima no ofrece una medición precisa del loudness  percibido, sino que indica qué tan cerca está nuestra señal de recorte.

 Diseñados para emular la respuesta de medidores de VU analógicos, los medidores de RMS digitales reaccionan mucho más lentamente que los medidores de pico y muestran con mayor precisión el loudness percibido de una señal. Los sonidos sostenidos muestran niveles de RMS más altos que la señal de transitorios ( como golpes de percusión cortos ).

 Para comprender mejor RMS ( VU ) frente a los niveles máximos, simplemente crea una pista de clic en tu DAW y echa un vistazo a un medidor que muestra RMS + Peak.

El medidor mostrará el nivel promedio ( RMS ) como una barra sólida y el nivel máximo como una sola barra o marca. Una pista de clic, que tiene un nivel máximo muy alto y un nivel promedio bajo, mostrará niveles muy diferentes para los niveles pico y promedio.

Ahora intenta el mismo experimento con un panel de cuerda o sonido de flauta. En este ejemplo, notarás que el RMS y los valores máximos están muy cerca uno del otro.

Este experimento nos muestra que los sonidos de percusión tienen niveles máximos muy altos pero niveles promedio bajos, mientras que los sonidos menos percusionistas tienen niveles máximos y promedio similares.

🎚 El medidor del Sistema-K 

 En la práctica, muchos ingenieros usan una combinación de medición de picos, medición de RMS y sus oídos para determinar la verdadera sonoridad percibida de una pista. Sin embargo, Bob Katz introdujo un sistema más sofisticado para medir el volumen en 2000.

Según Katz en la edición de septiembre de 2000 del artículo de AES Journal How To Make Better Recordings in the 21st Century – An Integrated Approach to Metering, Monitoring, and Leveling Practices;“ El sistema-K propuesto es un estándar de medición y monitoreo que integra los mejores conceptos del pasado con el conocimiento psicoacústico actual para evitar el caos de los últimos 20 años.”

En otras palabras, encontró una manera de establecer niveles de medidores y monitorear los volúmenes que tiene sentido para nuestros oídos y ojos.

 La idea detrás del sistema K es que los diferentes tipos de música requieren diferentes cantidades de espacio para la cabeza, pero el nivel promedio de música debe estandarizarse.

La música clásica o las partituras de películas requieren aproximadamente 20 dB de espacio superior a su nivel promedio para permitir momentos fuertes, la música pop dinámica requiere 14 dB de espacio para la cabeza, y la música pop o rock muy comprimida requiere 12 dB de espacio libre. Bob Katz propuso una escala de metro para cada estilo musical y los llamó K-20, K-14 y K-12. Por lo tanto, un K-20 metros coloca su 0 dB ( 0 es el objetivo ) a 20 dB por debajo de la escala completa, K-14 coloca 0 dB a -14 dBFS, y K-12 coloca 0 dB a -12 dBFS. Entonces podemos decir “ Domina esta canción para K-14 ” o “ Domina esto para + 2 dB sobre K-14. ” 

 Resulta que la mayoría de los humanos disfrutan de la música ( o películas ) en casi el mismo nivel de volumen (SPL), que resulta ser alrededor de 83 dB SPL. Por lo tanto, cada sala de cine está calibrada para que el ruido rosado que se reproduce a -20 dBFS produzca un nivel de volumen de 83 dB SPL de cada altavoz en el teatro.

Esto permite que un mezclador de películas sepa que su mezcla se traducirá en todos los teatros, en todo el mundo. Cuando trabajamos en producciones modernas de música pop, especialmente en salas más pequeñas, a menudo bajamos ese nivel de monitor en 6 dB a 77 dB SPL. 

 Para usar el sistema K en su estudio, reproduzca el ruido rosa con un complemento generador de señal a un nivel que lea 0 dB en un medidor K en su DAW. Ajuste la ganancia de su monitor para que un medidor SPL configurado con ponderación C y respuesta lenta lea 83 dB en su posición de escucha cuando solo se está reproduciendo un altavoz.

Luego repite este proceso para el otro orador. Es posible que desee marcar las posiciones del controlador del monitor para cada nivel de referencia de escala K ( K-20, K-14, K-12 ), y puedes encontrar que el -6 ( 76 dB SPL ) es más apropiado para largos días de producción musical. La escala K que elija como su medidor dependerá del estilo de música que esté produciendo. 

🎚 LUFS / LKFS 

 El medidor K se ha refinado aún más y un enfoque estandarizado moderno para medir la sonoridad o loudness percibida se llama sistema LUFS o LKFS.

Originalmente llamadas unidades de volumen en relación con la escala completa ( LUFS ) y renombradas como Loudness, ponderadas K, en relación con la escala completa ( LKFS ),s te estándar de volumen se creó en 2006 para estandarizar los niveles de audio para formatos de video.

La mayoría de las compañías de streaming, películas y videojuegos han adoptado LUFS / LKFS como el estándar para medir el loudness y se indicaría una especificación típica de nivel de mezcla de películas como: -27 dB LKFS ± 2 LU.

 Para representar la sonoridad percibida con mayor precisión que nunca, LKFS / LUFS mide los niveles durante un período de tiempo más largo y con una respuesta de frecuencia más plana que un medidor de VU estándar. Incluso los servicios de transmisión de audio están entrando en acción. Esto es lo que Spotify recomienda con respecto a los niveles de loudness: 

   “ Apunta el nivel de volumen de tu master a -14 dB de LUFS integrado y mantenlo por debajo de -1 dB TP ( True Peak ) máx. Esto es mejor para los formatos con pérdida que utilizamos ( Ogg / Vorbis y AAC ) y garantizará que no se introduzca ninguna distorsión adicional en el proceso de transcodificación… La ganancia negativa se aplica a los maestros más fuertes, por lo que el nivel de volumen es de aproximadamente – 14 dB LUFS. Este proceso solo disminuye el volumen en comparación con el maestro; no se produce distorsión adicional. ”  

 Todo este discurso técnico significa que una canción con un nivel promedio en un medidor K o -14 dB y un nivel máximo de -1 dBFS se reproducirá en su servicio exactamente en el volumen en el que se subió.

Una canción más fuerte simplemente tendrá su volumen bajado para que coincida con este nivel de referencia. Todos los servicios de streaming usan reglas similares para que todas las canciones se reproduzcan a un volumen similar y el oyente no tenga reajuste su volumen para diferentes canciones.

En la práctica, las 40 mejores canciones pop producidas tienen un nivel de K de aproximadamente -8 dB durante su sección de coro más alta y un nivel de K general de aproximadamente -11 dB.

También se recomienda dejar 1 dB de espacio libre máximo en los maestros para que la conversión a mp3 u otros formatos con pérdida no introduzca una distorsión adicional.

🎚 Adquisición de sonoridad o loudness en masterización 

 Dado que la mayoría de los servicios de streaming ajustan o normalizan el nivel de cada pista a -14 dB LUFS, los ingenieros de masterización no pueden simplemente usar un maximizador o limitador para empujar los masters lo más alto posible.

En cambio, tenemos que crear la impresión correcta de volumen utilizando herramientas de masterización como ecualización, saturación y procesamiento de rango dinámico para crear la intensidad y el volumen que se adapte a nuestra música.

🎚 Medida de la Sonoridad o Loudness

Históricamente, las unidades de solidez ( N ) y Phon ( nivel de volumen LN ) se han utilizado para medir el volumen.La ponderación A sigue la sensibilidad humana al sonido y describe el volumen percibido relativo en niveles de habla silenciosos a moderados, alrededor de 40 phons.

El monitoreo relativo del volumen en la producción se mide de acuerdo con UIT-R BS.1770 en unidades de LKFS.

El trabajo comenzó en ITU-R BS.1770 en 2001 después de que se hiciera evidente la distorsión de nivel 0 dBFS + en convertidores y códecs con pérdida; y la métrica de volumen original Leq ( RLB ) fue propuesta por Gilbert Soulodre en 2003. Según los datos de las pruebas de audición subjetivas, Leq ( RLB ) se comparó favorablemente con muchos otros algoritmos. CBC, Dolby y TC Electronic y numerosas emisoras contribuyeron a las pruebas de escucha.

Los niveles de volumen medidos de acuerdo con el Leq ( RLB ) especificado en UIT-R BS.1770 se informan en unidades LKFS.

El sistema de medición ITU-R BS.1770 se mejoró para aplicaciones multicanal ( monaural a sonido envolvente 5.1 ). Para que el volumen métrico sea amigable con el género cruzado, se agregó una puerta de medición relativa. Este trabajo fue realizado en 2008 por la EBU.

Las mejoras se trajeron nuevamente a BS.1770-2. Posteriormente, la UIT actualizó la métrica de pico verdadero ( BS.1770-3 ) y agregó una disposición para aún más canales de audio, por ejemplo, sonido envolvente 22.2 ( BS.1770-4 ).

🎚 Conclusión

 Ahora que sabe qusé es la sonoridad/loudness, su relación con el volumen, cómo medir el loudness y en qué LUFS deben estar las mezclas, lo único que queda por hacer es utilizar estas nuevas habilidades.