Cómo funciona el sonido de la película

¿Alguna vez has visto una película en casa con el sonido silenciado? Es increíble la diferencia que hace el sonido en una experiencia cinematográfica. El sonido, especialmente el diálogo, facilita la comprensión de lo que está sucediendo. Pero también aporta textura y emoción a cada escena. La mayoría de las películas no serían interesantes en absoluto si les quitaras el sonido. Y cuando vamos a los cines, esperamos que el sonido sea tan emocionante y envolvente como las imágenes en la pantalla.

En esta edición de HowStuffWorks , aprenderá cómo analógico y digitales los sistemas de sonido funcionan. También aprenderá sobre los tres principales sistemas digitales:

Sistemas de cine digital (DTS)
Dolby Digital
Sonido digital dinámico de Sony (SDDS)

El sonido en las películas ha recorrido un largo camino. Ya en 1889, Thomas Edison y sus asociados estaban experimentando con la sincronización del sonido con las imágenes en movimiento. En 1926, Warner Brothers estrenó "Don Juan", la primera película comercial acompañada de sonido grabado. "Don Juan" tenía partitura musical pero no diálogo. Al año siguiente, Warner Brothers lanzó "The Jazz Singer" con música, efectos de sonido y algunas líneas de diálogo. El sonido finalmente había llegado a las películas.

Contenido

Sonido analógico
Sonido envolvente
Sistemas de cine digital
Dolby Digital
Sonido digital dinámico de Sony

Sonido analógico

Captura de audio óptica

El mecanismo para generar sonido en los primeros días del cine era increíblemente simple. Vitáfono , utilizado en "The Jazz Singer", consistía en un tocadiscos tocando un disco de cera. Esto se conocía como sonido en disco . La grabación de sonido generalmente se realizaba después de filmar la película. El disco se reproducía en un tocadiscos que sincronizaba el sonido con la película controlando la velocidad del proyector. Era una manera simple pero muy efectiva de agregar audio a una película.

A principios de la década de 1930, sonido en película comenzó a suplantar el sonido en disco como la tecnología elegida para agregar una banda sonora a una película. Una cosa interesante sobre el sonido en la película es que el sonido está a varios cuadros de distancia de las imágenes correspondientes. Esto se debe a que la captura de audio , o lector , se coloca por encima o por debajo del conjunto de la lente del proyector. La mayoría de las pastillas analógicas están en el sótano (debajo de la lente), mientras que las pastillas digitales normalmente están en el ático (fijado a la parte superior del proyector). Se ejecuta una película de prueba para calibrar el sonido a la imagen. Una vez realizada esta calibración, los proyeccionistas pueden empalmar graben juntos sabiendo que el sonido se sincronizará correctamente.

Sound-on-film utiliza una de dos tecnologías:

Óptica
Magnético

El método más común es un óptico proceso mediante el cual se graba una línea transparente a lo largo de un lado de la película. Esta franja varía en anchura según la frecuencia del sonido. Por este motivo, se conoce como banda sonora de área variable. . A medida que la película pasa por la captura de audio , una lámpara excitadora proporciona una fuente de luz brillante, enfocada por una lente a través de la línea transparente. La luz que atraviesa la película incide en una fotocélula.

La luz es cambiada a corriente eléctrica por la fotocélula. La cantidad de corriente está determinada por la cantidad de luz recibida por la fotocélula. Las partes más anchas de la tira permiten más luz, lo que hace que la fotocélula produzca más corriente. Dado que el ancho de la tira transparente cambia la cantidad de luz, esto da como resultado una corriente eléctrica variable que se puede enviar a un preamplificador . El preamplificador potencia la señal y la envía al amplificador , que distribuye la señal a los altavoces .

Una variación de este método se conoce como banda sonora de densidad variable. . Utiliza una franja que varía en transparencia en lugar de ancho. Cuanto más transparente es la tira, más luz brilla a través de ella. El mayor problema con este método es que la granulosidad natural de la película puede crear mucho ruido de fondo.

En la década de 1950, la grabación magnética se hizo popular. El sonido magnético en película tenía un par de ventajas sobre el óptico en ese momento:

Magnético era estéreo, mientras que óptico era mono.
Magnetic tenía mejor calidad de sonido.

Pero también hubo desventajas:

Se tuvo que agregar magnetismo a la película después de filmarla.
El magnético era más caro.
Las magnéticas no duraron tanto como las ópticas.
El magnético se dañó más fácilmente.

Aunque la grabación magnética proporcionaba hasta seis pistas discretas de sonido en una película, el gasto era demasiado elevado. Se habían realizado experimentos con pistas ópticas estéreo, pero había demasiado ruido para que ese sistema de sonido valiera la pena. Pero cuando Dolby Laboratories presentó Dolby A en 1965, una reducción de ruido desarrollado originalmente para estudios de grabación profesionales, la industria del cine vio la oportunidad de reinventar la pista óptica.

Dolby A divide la señal de audio entrante en cuatro bandas discretas. Una técnica llamada pre-énfasis aumenta la señal de cada banda por encima de 10 decibelios, el nivel de ruido ambiental. Luego, cada señal viaja a través de un compander , donde la señal se comprime para eliminar aún más el ruido de bajo nivel y luego se expande nuevamente. Las señales se combinan y el resultado es un sonido mucho más limpio.

El compromiso principal en Dolby A es una respuesta de frecuencia más estrecha, lo que da como resultado una dinámica más pequeña. rango. La reducción de ruido Dolby ha evolucionado de Dolby A a Dolby Grabación espectral , un proceso mejorado que reduce el ruido el doble que Dolby A.

En 1971, "La naranja mecánica" utilizó Dolby A en sonido magnético en película con gran éxito. Eastman Kodak trabajó con RCA y Dolby a principios de la década de 1970 para desarrollar área variable estéreo (SVA), un método óptico que ofrecía sonido estéreo mediante el uso de dos líneas de ancho variable en el espacio que originalmente se asignó para una.

Sonido envolvente

Sonido envolvente apareció por primera vez con "Fantasía" de Walt Disney en 1941. Para mostrar la película con sonido envolvente, una sala de cine tuvo que gastar $85,000 en una configuración especial que incluía altavoces personalizados y requería dos proyectores, uno con la película y una pista de audio más una segunda dedicada a cuatro pistas de audio especiales.

Debido al costo, el sistema completo de sonido envolvente solo se instaló en dos teatros:uno en Los Ángeles y otro en Nueva York. Muchos teatros ofrecieron sonido envolvente a medida que el sonido magnético se hizo popular, permitiendo cuatro o incluso seis canales de sonido. La reducción de ruido Dolby A permitió que las películas tuvieran pistas ópticas estéreo, pero incluso Dolby A no podía compensar el nivel de ruido si se colocaban más de dos pistas ópticas en la película. Un gran avance en el sonido envolvente se produjo cuando Dolby Stereo fue creado.

Usando un proceso asombroso llamado matrixing , Dolby ideó una forma de utilizar las dos líneas ópticas de la película para crear cuatro canales de sonido distintos:

Izquierda
Correcto
Centro
Trasero

Matrixing funciona como la lógica booleana al comparar la información en las pistas ópticas izquierda y derecha para determinar a qué altavoz enviar la señal. Por ejemplo, si una señal en la pista izquierda Y la pista derecha está codificada completamente desfasada, se considera sonido envolvente. Cuando la captación del proyector lee las pistas ópticas, decodifica esta señal como sonido envolvente y la envía a los altavoces traseros y laterales del cine. Si las señales en fase de la pista izquierda Y la pista derecha son idénticas, envía la señal al canal central. De lo contrario, envía la señal de la pista izquierda al altavoz delantero izquierdo y la señal de la pista derecha al altavoz delantero derecho.

Es interesante notar que Dolby Surround y Dolby ProLogic son las versiones caseras de Dolby Stereo. El mismo principio se aplica en estos sistemas domésticos. Cuatro pistas de información de audio se condensan en el espacio de dos pistas. Si el sistema no tiene un decodificador de sonido envolvente, las pistas se tratan como pistas estéreo normales (derecha e izquierda). La diferencia clave entre Surround y ProLogic es el canal central. Un sistema Dolby Surround utiliza los altavoces derecho e izquierdo para crear un altavoz central fantasma. Esto funciona bien si está sentado exactamente a medio camino entre los dos altavoces. ProLogic envía el sonido del canal central a un altavoz central real.

Con la llegada del sonido digital, la capacidad de ofrecer discretos canales de sonido ha crecido enormemente. "Discreto" significa que cada canal de sonido se codifica por separado de todos los demás canales, en lugar del proceso de promedio que se usa en la formación de matrices.

Para obtener más información sobre el sonido envolvente, consulta Cómo funciona el sonido envolvente. .

Sistemas de cine digital

El primer uso comercial del sonido digital a gran escala debutó con el lanzamiento de "Jurassic Park". Se llama EDT , acrónimo de Sistemas de Teatro Digital , el nombre de la empresa que patentó el proceso. En esencia, DTS es una versión actualizada de la tecnología clásica de sonido en disco utilizada en los primeros días del cine. DTS emplea un código de tiempo óptico especial eso es parte de la película. El código de tiempo es una serie de puntos y rayas a lo largo del costado de cada cuadro entre la imagen y las pistas de sonido óptico analógico.

Un lector óptico especial está montado en el proyector. La película pasa por el lector antes de entrar en el proyector. Similar a la captación de audio analógico, el lector DTS utiliza un diodo emisor de luz (LED) para enfocar la luz en una lente, a través de la película y en una fotocélula. Esto crea pulsos de corriente que el lector decodifica como el código de tiempo. Envía esta información a través de un cable serial a una computadora. La computadora controla un sistema de audio con tres reproductores de CD. La banda sonora de la película consta de seis pistas (derecha, izquierda, centro, envolvente izquierda, envolvente derecha y subwoofer) comprimidas en uno o dos CD, según la duración de la película. Un CD contiene aproximadamente dos horas de audio en el formato comprimido especial que utiliza DTS. El tercer reproductor de CD se usa para un CD que contiene vistas previas de películas DTS actuales.

Tanto los CD de la película como los de la banda sonora tienen un código identificativo. La computadora verifica estos códigos para asegurarse de que se reproduzca la pista de sonido correcta para la película que se muestra. Para asegurarse de que el audio no se retrase debido al acceso al CD, el sistema buffer el audio en memoria usando el FIFO Método (primero en entrar, primero en salir). Debido a que la computadora analiza constantemente el código de tiempo y hace coincidir el audio del CD con él, el sonido rara vez no está sincronizado con la imagen. Y, dado que el sonido no está realmente codificado en la película, los cinéfilos no escuchan ese "pop" molesto que a veces ocurre cuando la captación de audio encuentra un empalme.

La desventaja de DTS es:

Requiere pasos adicionales en el proceso de producción para crear los CD.
DTS depende de equipos adicionales para operar.
Los CD de la banda sonora ocasionalmente no llegan a un cine con los rollos de película.

En caso de falla de la computadora DTS o de los reproductores de CD, la película aún tiene las pistas analógicas. Estéreo DTS , que es compatible con las pastillas de audio Dolby Stereo, es el proceso utilizado para crear las pistas analógicas. Al igual que con todos los formatos digitales, las pistas analógicas ópticas solo se utilizan bajo ciertas condiciones:

cuando no hay información digital (como la información del teatro local o algunos avances)
cuando el formato digital es incompatible con el equipo local (por ejemplo, una película DTS en una configuración Dolby Digital)
cuando falla el equipo digital
cuando la información digital de la película es ilegible

DTS ha durado mucho más de lo que nadie esperaba. El concepto original fue visto como una solución temporal mientras los cines hacían la transición a lo digital. Pero la facilidad de uso, el costo relativamente bajo y el simple hecho de que muchos cines ya han hecho la inversión en el formato se combinaron para mantener a DTS como una alternativa viable a los formatos digitales de sonido en película.

Dolby Digital

Lector Dolby Digital

Posiblemente el más popular de los formatos digitales sea Dolby Digital , que también es conocido por varios otros nombres:

Dolby Digital 5.1 (más sobre 5.1 a continuación)
Dolby AC-3 (Tercer diseño de codificación de audio de Dolby)
Dolby SR-D (grabación digital espectral)

Dolby Digital utiliza el espacio entre los orificios de la rueda dentada para codificar información. Mire la foto de abajo y observe los puntos grises entre los agujeros. Si miras de cerca, ¡incluso puedes distinguir el logotipo de Dolby Digital en el centro de cada segmento!

El lector Dolby Digital se monta en la parte superior del proyector (algunos proyectores ahora tienen el lector incorporado) y escanea la película a medida que pasa. La luz de un LED brilla a través de la película hacia un CCD. El lector envía la imagen, que contiene pequeños puntos que representan 1 y espacios que representan 0, a una unidad de procesamiento Dolby Digital basada en DSP que convierte los datos binarios nuevamente en sonido.

Al igual que DTS, Dolby Digital utiliza seis pistas:

Centro
Izquierda
Correcto
Envolvente izquierdo
Envolvente derecho
LFE (efectos de baja frecuencia)

Esta configuración se conoce comúnmente como 5.1 , para cinco canales principales más un canal de efectos. El canal de efectos usa un subwoofer y a menudo se le llama boom porque su uso principal es para explosiones y otros sonidos potentes que hacen rechinar los dientes.

En caso de falla del lector Dolby Digital o problemas para leer la información digital, la película tiene pistas analógicas Dolby Stereo.

Sonido digital dinámico de Sony

La última entrada en sonido digital de cine proviene de un gigante de la industria del entretenimiento. Sony Dynamic Digital Sound (SDDS) utiliza el borde exterior de la película para dividir la información de audio digital. A diferencia de cualquiera de los otros formatos, analógicos o digitales, SDDS proporciona corrección de errores mediante el uso de un redundante idéntico. raya en el otro borde de la película. SDDS admite más opciones de sonido envolvente al ofrecer ocho canales de sonido:

Centro
Izquierda
Correcto
Centro izquierda
Centro derecha
Envolvente izquierdo
Envolvente derecho
LFE

El lector SDDS utiliza un láser para dirigir haces de luz enfocados. La luz pasa a través de la película, a través de una lente que magnifica la luz y finalmente es recibida por una serie de fotocélulas. Dondequiera que haya áreas oscuras en la película, las fotocélulas en esa parte de la matriz no reciben ninguna luz. Cualquier fotocélula que reciba luz emite una pequeña cantidad de corriente. SDDS lee cada celda como un 1 o un 0 en función de si está generando corriente o no. A medida que avanza la película, se crea un flujo constante de información binaria que el lector envía al procesador digital.

Debido a que requiere equipo de sonido digital adicional, SDDS es más costoso de implementar que DTS o Dolby Digital. Ambos formatos convierten sus señales digitales en analógicas después de la decodificación, pero SDDS utiliza una conexión digital para enviar la señal decodificada a un procesador de sonido patentado. Aun así, la adición de dos canales más de sonido lo convierten en un formato muy atractivo.

Como habrás notado en las imágenes de la película en este artículo, generalmente se graba más de un formato de sonido en la película. Dado que cada formato usa una porción diferente de la película, es muy económico para el distribuidor incluir al menos dos de los formatos digitales en la misma película. ¡Prácticamente todas las películas comerciales de hoy en día tienen Dolby Stereo como formato analógico, y algunas películas también tienen los tres formatos digitales!

Quizás se pregunte por qué THX no está en la lista. Aunque comúnmente se confunde con un sistema de sonido de cine, THX no es un formato de sonido, es algo completamente diferente. Consulte Cómo funciona THX para obtener más información.

Para obtener más información sobre el sonido de la película y temas relacionados, consulte los enlaces en la página siguiente.

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