Formatos de archivos de audio explicados y donde obtenerlos

Los teléfonos inteligentes sobrepasaron desde hace mucho a los viejos MP3 en lo que concierne a música portable, y cada vez incluyen hardware de audio más y más impresionante con el objetivo de ganarse al público amante de la música – desde bocinas frontales, a DACs e incluso nuevo audio digital por medio de USB tipo C. Por supuesto, la otra mitad de una buena experiencia de audio depende del tipo de archivo que estés utilizando, y en los teléfonos inteligentes actuales puedes reproducir una gran variedad de formatos de audio, incluyendo los formatos más famosos como MP3 y FLAC.

Si tienes dudas acerca de las diferencias entre estos formatos, y quieres saber cómo aprovechar al máximo el audio de tu teléfono inteligente, esta guía te explicará los conceptos clave, te ayudará a analizar parte por parte los formatos de audio más comunes, y ofrecerá sugerencias de descarga y streaming en donde podrás comprar estos archivos.

Con Perdidas vs Sin Perdidas

Antes de adentrarnos a fondo en las características especificas de MP3 o WAV, brindaremos una introducción general a audio digital, que nos ayudara a sentar bases. El audio crudo grabado en un estudio y asentado en un medio físico como un CD o un disco duro, es guardado en un formato llamado Modulación por Impulsos Codificados (PCM por sus siglas en ingles). Esta información es bastante grande y sin compresión, y almacena información muestra por muestra hasta cierto punto de exactitud, conocido como Profundidad de Bit. Regularmente, esta información es contenida en un archivo estéreo de 16 bits a 44.1kHz, rondando en cerca de los 40MB para un track de 4 minutos, pero actualmente puedes encontrar archivos inmensos de 24 bits a una frecuencia de muestreo de 192kHz.

Distribuir audio en internet y apretujar tracks en nuevas piezas de hardware con capacidades de almacenamiento limitadas hace que la existencia de una librería de archivos PCM sea poco práctica. Los archivos de audio portables cada vez necesitan ser más pequeños.

El análisis espectral de una pista de audio, con el contenido de frecuencia graficado sobre tiempo. Si miras de cerca la versión comprimida del MP3, podrás ver menos información en las frecuencias más altas.

Como tal, la mayoría de la música distribuida actualmente lleva compresión. Esto se puede efectuar por medio del recorte de fragmentos de información que no se necesitan (compresión con pérdidas) o variando la frecuencia de muestreo/profundidad de bit, a costa de perder calidad. Alternativamente, se pueden implementar algoritmos que reconfiguren el sonido en un formato más pequeño, para después ser descomprimida, pero sin eliminar informacion y por lo tanto preservando la calidad del sonido (compresión sin perdidas).

Algunos ejemplos de formatos sin pérdidas son FLAC, WavPack y ALAC. Otros formatos populares con pérdidas son el MP3, AIFF y WMA. La tabla mostrada a continuación te dará un ejemplo de los diferentes tamaños de archivo de los formatos más comunes.

Sin más preámbulo, analizaremos los formatos más populares, explicaremos cómo funcionan y donde los puedes obtener.

PCM (WAV/AIFF)

Empecemos con el tipo de archivo sin perdida más famoso – Modulación por Impulsos Codificados (PCM). Como mencionamos anteriormente, los archivos PCM contienen audio en forma de digital, con muestras individuales (frecuencia de muestreo) a un cierto nivel de exactitud (profundidad de bit). Por lo tanto, el tamaño de archivo de un PCM se encuentra directamente relacionado a su duración, profundidad de bit, frecuencia de muestreo, y número de canales. Puedes utilizar la formula presentada a continuación para calcular el tamaño de cualquier archivo PCM:

Tamaño del PCM = frecuencia de muestreo X (bits por muestra/8) X tiempo en segundos X número de canales.

Los archivos PCM son comúnmente encontrados como formato WAV o AIFF. Esencialmente, son los nombres que Microsoft y Apple le dieron a una misma información PCM. Las únicas diferencias reales son el tipo y formato de la meta-información y la información de cabecera incluida en la pista del audio PCM. Los archivos PCM vienen en profundidades bit de 16, 24 o 32 bits y frecuencias de muestreo desde 44.1kHz hasta 384kHz en tiempos recientes, sin embargo, será difícil encontrar donde descargar muchos de estos archivos de audio de gran tamaño. Sin mencionar que poseer dichos archivos es completamente innecesario.

En los tiempos donde teníamos un ancho de banda más lento, copiar información desde un CD físico era la mejor manera de obtener audio PCM crudo. Pero actualmente tenemos anchos de banda impresionantemente rápidos, y por lo tanto existen algunos servicios de descarga y de streaming en donde puedes encontrar estos tracks. Sin embargo, dado el gran tamaño de estos archivos, muchos servicios prefieren formatos con compresión sin perdidas tales como FLAC, el cual explicaremos en un momento.

• HDTracks – ofrece una gran selección de descargas en formatos WAV, AIFF, ALAC y FLAC, en tamaños de archivo de 16 bits/44.1kHz o 24 bits/94kHz. .

FLAC

En lo que concierne a descargas de audio sin perdidas, FLAC (Codec Gratuito de Audio Sin Perdidas, por sus siglas en inglés) ha crecido en popularidad y es ahora el formato preferido por un número de servicios de streaming de alta calidad. FLAC ofrece exactamente la misma calidad de audio que un PCM crudo, pero es capaz de comprimir el tamaño del archivo entre un 30 a 50 por ciento, dependiendo del codificador y del contenido del track.

FLAC no elimina información para disminuir el tamaño del archivo, al contrario, optimiza la manera en la que los bits de información son almacenados, buscando patrones. Pensemos que es algo similar a un archivo .zip o .rar: los contenidos son conservados durante la compresión y después restaurados para revelar el archivo original durante su reproducción. Apple tiene su propia versión de audio sin perdidas, el cual es llamado ALAC.

Los tres servicios incluidos en la lista presentada a continuación ofrecen streaming de archivos FLAC y también tienen aplicaciones Android para que puedas llevar tu colección de audio sin perdidas en tu teléfono o tablet.

• Tidal – es uno de los servicios de streaming de archivos FLAC a 16 bits/44.1kHz más conocidos, con más de 25 millones de pistas. Una suscripción mensual de streaming cuesta €19.99, mientras que los álbumes en FLAC comúnmente se ofrecen con un costo de entre $10 y $20 dólares
• Qobuz – ofrece streaming FLAC a 16 bits/44.1kHz con una suscripción mensual de €19.99. El cliente también podrá adquirir pistas a 24 bits como parte del paquete premium anual de €220. Este servicio aloja más de 30 millones de pistas de marcas famosas e independientes.
• Deezer – Deezer es mejor conocido por sus servicio de streaming gratuito con mas de 40 millones de canciones, pero la compañía también ofrece una suscripción mensual de €9.99 que incrementa la calidad de streaming FLAC a 16 bits/44.1kHz.

Obtener Tidal | Qobuz  | Deezer

MP3

MP3 es sin duda alguna uno de los formatos de audio más populares, pero el estándar es muy criticado por entusiastas de la música debido a que corta mucho contenido. Si bien es cierto que un MP3 de baja calidad puede sonar terrible, un MP3 de buena calidad ofrece excelente calidad de sonido en un tamaño de archivo más pequeño, y aún sigue siendo muy útil si quieres traer contigo una gran librería de música o escuchar audio en un red 3G o 4G lenta.

MP3 es un formato con pérdidas, pero utiliza algoritmos de moldeo de ruido muy inteligentes, basados en efectos psicoacusticos del oído humano y cerebro para remover partes del audio que no deberíamos ser capaces de escuchar. Por ejemplo, el cerebro no puede diferenciar entre dos frecuencias que se encuentran una junto a la otra, el oído humano adulto tiene dificultad en identificar la dirección de los sonidos de alta frecuencia y empieza a perder sensibilidad arriba de los 16kHz, además que, sonidos fuertes pueden enmascarar sonidos más suaves por lo que estos pueden ser removidos.

MP3 funciona dividiendo una pista en 576 paquetes de muestreo; se utilizan Transformadas Rápidas de Fourier (FFT por sus siglas en ingles) para obtener información de frecuencia de estos paquetes. Esta información de frecuencia puede ser analizada para calcular oportunidades de enmascaramiento, donde la información pueda ser cuantizada (redondeada) a profundidades de bit más bajas para ahorrar espacio, lo que varía en cada paquete. La información necesaria para restaurar cada paquete es alojada en una cabecera de 32 bits.

El bit-rate determina el tamaño máximo permitido para cada paquete, y entre más agresiva sea la compresión, más probable será que el algoritmo remueva algo que sea audible. Sin embargo, este tipo de filtrado y corte no es perfecto, y la cuantización puede dejar rastros capaces de ser escuchados por algunas personas. Esta compresión psicoacustica con pérdidas es seguida por un código de compresión Huffman similar al de un archivo .zip o FLAC, con objetivo de reducir aún más el tamaño del archivo.

• Google Play Music – El servicio de MP3 de Google ofrece archivos de 320Kbps de primera calidad, aunque esto puede variar debido a un conexión lenta. El servicio se ofrece gratuitamente con anuncios, o con un costo de $9.99 dólares si quieres evitar publicidad. El servicio cuenta con más de 18 millones de pistas.
• Amazon Prime Music – El bit-rate estándar de streaming es de 256Kbps, pero la app Amazon Cloud Player puede bajar este estándar si tu conexión a internet es lenta. Prime Music se incluye como parte de la suscripción a Amazon, a un costo de $10.99 dólares mensuales o $99 dólares por una suscripción anual.

Obtener Google Play Music | Amazon Prime Music

OGG Vorbis y AAC

Ahora que entendemos de manera básica como es que un archivo MP3 comprime información, podemos analizar otros formatos de archivos similares basados en MPEG. Básicamente, todos estos formatos utilizan algoritmos ligeramente diferentes para remover información y construir en base a modelos psicoacusticos con técnicas adicionales. Por lo tanto, sus bit-rates no son directamente comparables en términos de calidad, porque Vorbis, por ejemplo, ofrece mejor compresión de sonido que MP3 a bit-rates bajos, pero la diferencia es muy poca. Dicho esto, los codificadores MP3 han implementado mejoras de este tipo a través de los años.

Por ejemplo, Ogg Vorbis es una alternativa de código abierto a MP3, pero también utiliza FFT y MDCT para analizar y cuantizar la información de frecuencia enmascarable, sin embargo usa un algoritmo distinto. Vorbis también toma en cuenta el ruido a nivel suelo para mejorar el desempeño a bit-rates bajos.

Mientras tanto, AAC and AAC+, que son usados por Tidal, Pandora, y YouTube, son una evolución del formato MPEG (MP3). ACC permite frecuencias de muestreo mas altas de hasta 96kHz, también puede cambiar el tamano del paquete dinámicamente, entre muestras de 1024/960 o 128/120 para una mejor resolución cuando sea requerido, y también se desempeña mejor con tamaños de archivo mas pequenos que MP3. Sin embargo, los MP3 de bit-rates altos siguen teniendo mejor calidad de sonido.

• Spotify – el formato Ogg Vorbis es el elegido por este servicio, pero la calidad se limita a cuestionables 96Kbps en dispositivos móviles con calidad normal, y 160 Kbps en alta calidad o en computadora. Una calidad decente de 320Kbps solo puede ser obtenida con una suscripción mensual Premium de $9.99 dólares.
• Pandora – Los residentes de los Estados Unidos pueden probar el cuestionable pero gratuito servicio de streaming AAC+ 64Kbps de Pandora, pagando el costo de $3.99 mensualmente o $36 por el año completo. Ciertamente, Pandora no ofrece la mejor calidad del mercado, pero es barato.
• Apple Music – también utiliza el formato AAC, pero a un bit-rate más alto de 256Kbps. Una membresía individual cuesta $9.99/£9.99/€9.99 al mes, otorgando streaming ilimitado de más de 30 millones de tracks, rivalizando con la oferta de Spotify.

Obtener Spotify | Pandora | Apple Music

En resumen, los mercados actuales de streaming y descarga de música complacen a los dos extremos del mercado de consumidores. Existen opciones de alta calidad para aquellos buscando aprovechar al máximo su hardware de audio de última generación, y también existen servicios de streaming de precio más bajo que aprovechan al máximo inteligentes técnicas de compresión, para ayudar a los consumidores a almacenar grandes colecciones de música o reproducir música utilizando redes inalámbricas lentas.

¿Y tú, tienes alguna preferencia en los formatos de audio que utilizas, o quizá tienes un servicio de streaming de música favorito? Compártelo con nosotros en los comentarios.