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Dithering, profundidad de bits y conversión de la frecuencia de muestreo

Profundidad de bits y ruido de cuantización

La profundidad de bits establece cuántos niveles puede asumir cada muestra: 16 bits = 65.536 niveles, rango dinámico teórico de unos 96 dB; 24 bits = unos 16,7 millones de niveles, unos 144 dB teóricos; 32 bits float = coma flotante, prácticamente imposible de saturar dentro del DAW. Cuando se reduce la profundidad de bits (por ejemplo de 24 o 32 float a 16 bits para el CD), los valores se redondean: el error de redondeo es el ruido de cuantización, que en los pasajes débiles (colas de reverb, fade-outs) se convierte en distorsión correlada con la señal (un «arañazo» granuloso).

Qué es el dither

El dither es un ruido de nivel muy bajo añadido antes de la reducción de bits. Hace que el error de cuantización sea aleatorio y no correlado con la señal: en lugar de distorsión se obtiene un siseo constante muy bajo (en torno a −90/−96 dBFS a 16 bits), y los detalles por debajo del último bit siguen siendo audibles «a través» del ruido.

  • TPDF (distribución de probabilidad triangular): el dither estándar, transparente y sin modulaciones.
  • Noise shaping: desplaza la energía del ruido hacia las frecuencias donde el oído es menos sensible (por encima de 15 kHz), reduciendo el ruido percibido en varios dB. Ejemplos comerciales: POW-r (tipos 1, 2, 3), iZotope MBIT+, los dithers de FabFilter Pro-L 2 y de Ozone.
  • Más noise shaping no siempre es mejor: con muchas conversiones o procesamientos posteriores, el ruido desplazado hacia arriba puede acumularse.

Reglas prácticas

  1. Dither una sola vez, como último paso, cuando se reduce la profundidad de bits (típicamente 24 → 16 para el CD).
  2. Sin dither si exportas a 32 bits float.
  3. Al exportar a 24 bits desde un proyecto en float, el dither es teóricamente correcto, pero su efecto está a niveles por debajo del ruido de cualquier equipo; muchos ingenieros lo aplican igualmente, otros no: no es un error en ninguno de los dos casos.
  4. Después del dither no se procesa más (nada de ganancia, EQ o normalización); de lo contrario hay que repetirlo.
  5. Para streaming se entrega normalmente a 24 bits: la plataforma hará sus conversiones.
  6. Fade-outs y colas: el dither es más importante justo ahí.

Conversión de la frecuencia de muestreo (SRC)

Pasar de 48 kHz (o 96 kHz) a 44,1 kHz requiere un filtro anti-aliasing y un remuestreo. Un buen SRC es transparente; uno malo introduce aliasing o pérdida de agudos. Consejos:

  • Trabaja a la frecuencia de la entrega principal cuando sea posible (44,1 o 48 kHz para música; 48 kHz para vídeo).
  • Si debes convertir, usa algoritmos de alta calidad (iZotope RX, SoX, el SRC del DAW con la calidad máxima) y convierte antes del limitador final; después controla de nuevo el true peak (la conversión puede alterar los picos entre muestras).
  • Orden típico de final de cadena: procesamientos → SRC → limitador (true peak) → dither → exportación.

En FL Studio

En la ventana de exportación elige WAV con profundidad de 16, 24 o 32 bits float; para la exportación a 16 bits activa la opción de dithering (FL ofrece dither con noise shaping). La calidad de remuestreo (interpolación) se ajusta en las opciones de exportación (elige la calidad más alta para el render final). Muchos limitadores de mastering (Pro-L 2, Ozone Maximizer) tienen el dither integrado: en ese caso desactiva el de la exportación para no aplicarlo dos veces.

Ejemplo

Master de un EP en la menor: proyecto a 48 kHz/32 float, entrega para streaming a 44,1 kHz/24 bits y para CD a 44,1/16. Cadena: EQ → compresión → SRC 48 → 44,1 (alta calidad) → limitador con true peak −1 dBTP → exportación a 24 bits (dither TPDF ligero) para streaming; con la misma cadena, exportación a 16 bits con dither con noise shaping para el DDP del CD. Control final: el fade-out final escuchado con auriculares a alta ganancia para verificar la ausencia de distorsión granular.

Ejercicio

Exporta un fade-out largo a 16 bits sin dither y con dither TPDF; sube ambos 40 dB (solo para la escucha) y compara: ¿notas la diferencia entre distorsión y siseo?

Enlaces

«Formatos y entrega», «Limiting, clipping y true peak», «Master para streaming», «Gain staging».

Fuentes

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