¿Qué frecuencia de muestreo debo usar en mi proyecto?

La frecuencia de muestreo, como ya habrás adivinado, es el número de muestras por segundo que tiene una pista de audio digital. Se mide en Hz (o kHz) y se utiliza para determinar el rango de frecuencias en el que puede grabarse el audio. Esto también se conoce como el teorema de muestreo de Nyquist. Como ejemplo, una frecuencia de muestreo de 10kHz (10.000Hz) sería capaz de reproducir frecuencias audibles hasta 5kHz con antialiasing.

El teorema de Nyquist al detalle

La razón por la cual necesitamos el doble de la frecuencia de muestreo, con respecto a la frecuencia más alta que queremos escuchar, tiene su origen en el concepto de la onda de audio. Para cada sección positiva de una onda, tenemos la correspondiente sección negativa. Al tener el doble de puntos de muestreo por ciclo que necesitamos reproducir, podemos crear una representación mucho más precisa al convertir de analógico a digital. Si llevamos este concepto más allá, utilizando una frecuencia de muestreo aún mayor, podemos grabar más puntos en cada ciclo. Esto permite un mayor nivel de precisión al convertir de analógico a digital.

El estándar del CD y los convertidores de Nyquist

Durante mucho tiempo, el estándar de la industria para el formato CD ha sido una frecuencia de muestreo de 44,1kHz. Basándose en la teoría de Nyquist, esto permite reproducir frecuencias de hasta 22.050Hz. Perfectamente adecuado para la música, ¿verdad? Si bien esto es cierto, el argumento a favor de frecuencias de muestreo más altas se ha hecho más patente en los últimos años debido a los avances tecnológicos. Igualmente, muchos servicios de streaming permiten ahora 48kHz o más, incluido iTunes.

Muchos sostienen que una frecuencia de muestreo de 96 kHz ofrece un ancho de banda más completo. Es menos probable que se produzcan problemas de aliasing al grabar sonidos muy fuertes en altas frecuencias, como los platos de la batería, metales o ruido blanco. Además, otra según el teorema de Nyquist, cualquier frecuencia que supere el umbral de la frecuencia de muestreo se replegará sobre sí misma debido a la suma y la diferencia. Esto significa que el contenido armónico de los instrumentos brillantes grabados a 44,1 kHz podrían reflejarse, creando una distorsión de alta frecuencia.

Por ejemplo, digamos que grabas una sección de cuerdas muy brillante. Los posibles sobretonos armónicos podrían situarse en torno a los 25kHz. 25kHz grabados a una frecuencia de muestreo de 44,1kHz daría lugar a un reflejo, creando tonos a 19,1kHz. Esto es algo que nuestros oídos dificilmente serán capaces de percibir a estas frecuencias, pero que sonaría como una distorsión. Otra cosa que hay que tener en cuenta es que cuanto más cerca de 0dBFS estés, más evidente será este efecto. Por ello, es recomendable establecer unos niveles de grabación adecuados.

Potencia de la CPU y espacio del disco duro

Una de las cosas más importantes a tener en cuenta es la potencia de procesamiento de tu ordenador. Si duplicamos nuestra frecuencia de muestreo, doblaremos el tamaño de nuestros archivos. Pero eso no es lo peor, sino que la CPU tendrá que trabajar el doble para procesar un archivo más grande. Esto significa que no podrá gestionar tantas pistas o plugins como de costumbre si cambias a una frecuencia de muestreo más alta. Igualmente, con una profundidad de bits más alta, tus archivos serán aún más grandes. Si tu equipo puede soportarlo, hazlo, pero ten cuidado con los problemas de rendimiento del sistema.

¿Tasa de muestreo de 192kHz?

Sí, existe. Una frecuencia de muestreo con capacidad para reproducir frecuencias de hasta 96.000 Hz. ¿Por qué? Esa es la pregunta del millón. Incluso dentro de la grabación de súper alta fidelidad y potencia ilimitada de los equipos, no veo ninguna situación realista en la que esto sea necesario. Si estás leyendo este artículo y crees que sí lo es, déjame un comentario, me encantará discutirlo.

La frecuencia de muestreo de 44.1kHz es la mejor opción

Mi sugerencia para cualquiera que lea esto es que se quede con una frecuencia de muestreo de 44.1kHz. Lo más probable es que estés trabajando con música. Por lo tanto, es poco probable que necesites lidiar con cualquier tipo de audio de alta frecuencia, fuera de este mundo. Tal vez, si estás haciendo algún diseño de sonido creativo, podrías encontrar algún uso para frecuencias de muestreo más altas. Sin embargo, sigue siendo poco probable. Al fin y al cabo 44.1khz sigue siendo el estándar para la música. Lo que también garantizará que los problemas de conversión sean mínimos y evitará posibles recortes por encima de los umbrales LUFS/dBTP. Finalmente, garantiza un uso razonable de la CPU, tamaños de archivo manejables, lo que también lleva a una carga de memoria RAM menor comparado con frecuencias superiores.

Siempre hay que tener en cuenta el formato con el que vas a terminar después de masterizar tu pista. Si quieres publicar tus discos en CD, siempre es mejor grabar con una frecuencia de muestreo de 44,1 kHz o 88.2khz. Esto minimizará la decimación de la muestra y proporcionará una mejor calidad en comparación con un archivo que ha tenido que ser convertido desde una frecuencia de muestreo diferente, donde los cálculos son complicados y hay pérdidas en la conversión. Por ello, el estandar es doblar la frecuencia de muestro, lo que nos daría la posibilidad de trabajar en 88.2khz si queremos convertir a 44.1khz. Del mismo modo, si pretendes renderizar tus archivos a 48kHz pero quieres trabajar con frecuencias de muestreo más altas, utilizar una frecuencia de muestreo que sea un múltiplo de ese número entero (96kHz, 192kHz) es una ecuación mucho más sencilla a la hora de realizar el downsampling. El resultado será de mayor calidad.

RESUMEN

Hay muchas opciones a la hora de elegir la frecuencia de muestreo. Lo que hay que saber es que, según la ciencia de la audición humana, no hay que preocuparse por nada que supere los 48 kHz. La teoría de Nyquist nos dice que esto es suficiente y que los convertidores analógicos/digitales lo soportarán bien. No tendrás que lidiar con tamaños de archivo ridículos. Tu PC no sufrirá el estrés y podrás seguir trabajando como siempre.