Desentrañando el ETC: mediciones en el dominio del tiempo y reflexiones tempranas

El uso de programas de análisis acústico para estudiar una sala de escucha se ha convertido en algo habitual en la última década, incluso entre los que no son profesionales. Estos análisis son una herramienta muy útil para entender por qué nuestras salas suenan como suenan y nos dan mucha información sobre cómo mejorar el sonido que escuchamos en ellas. Los datos objetivos, como los que generan estos programas, no se pueden obtener solo con la escucha. Sí, podemos oír diferencias entre los sonidos, pero la escucha (y la percepción en general) está plagada de retos, como el sesgo de las expectativas y el efecto placebo, que hacen difícil discernir exactamente lo que está pasando. Las pruebas nos permiten entender el sonido de nuestra sala de forma más objetiva.

El software de pruebas acústicas más común hoy en día es Room EQ Wizard (REW), un potente paquete de software multiplataforma disponible de forma gratuita. Los fundamentos del uso de REW y las pruebas de sala se han tratado ampliamente en otras secciones de nuestra web; allí se explica cómo configurar REW, cómo tomar medidas de tu sala, cómo generar gráficos de cascada y cómo interpretarlos. Estas son pruebas y conceptos muy importantes para cualquiera que quiera mejorar su sala. Si aún no estás familiarizado con estas técnicas, deberías empezar por ahí. Estos artículos tratan principalmente sobre la frecuencia y el SPL, que son fáciles de entender para la mayoría de los aficionados al audio, ya que los gráficos de respuesta en frecuencia son especificaciones habituales en los equipos de audio.

Pero un gráfico de respuesta en frecuencia no puede por sí solo abordar una parte esencial de la experiencia auditiva: el tiempo. El sonido viaja a través del tiempo, y la forma en que percibimos el sonido cambia con el tiempo. Ambos factores deben incluirse en cualquier evaluación de cómo suena una sala.

Profundizando: ETC y la ventana de impulso

El sonido nunca ocurre en un instante; por definición, el sonido es un cambio a lo largo del tiempo. La acústica de la sala es dinámica, lo que significa que los efectos de la sala sobre lo que oímos también varían con el tiempo. Por lo tanto, nuestras pruebas deben tener en cuenta estos cambios a lo largo del tiempo. El ejemplo más conocido de pruebas de audio basadas en el tiempo es el gráfico de cascada, que se usa a menudo para encontrar las frecuencias en las que la sala «resuena» en la respuesta de graves. Pero otra ventana de REW nos ofrece otro gráfico muy útil relacionado con el dominio del tiempo: la ventana «Impulse» puede mostrarnos una curva de energía-tiempo (ETC) para nuestras salas. Como su nombre indica, se trata de un gráfico de energía en función del tiempo, a diferencia de los gráficos de energía en función de la frecuencia a los que estamos más acostumbrados. Al hacer clic en la pestaña «Impulse» y marcar la casilla de la curva ETC (y SOLO la casilla de la curva ETC), podemos ver este nuevo tipo de gráfico que nos ayuda a interpretar los datos de nuestras pruebas:

Este gráfico es bastante diferente de un gráfico de respuesta en frecuencia, sobre todo porque el eje X (el eje horizontal inferior) no representa la frecuencia, sino el tiempo. En otras palabras, este gráfico solo nos muestra cuánta energía tiene el sonido, pero nada más sobre el sonido (como la frecuencia).

Ten en cuenta que cada prueba dentro de REW tendrá su propia respuesta de impulso. Es buena idea probar todos los altavoces de la sala por separado, ya sea un sistema de 2 canales o de 7.1 (o más grande). Esto nos dará varios gráficos, pero cada uno será más claro y preciso, y nos dirá exactamente cómo interactúa cada altavoz con la sala en el dominio del tiempo de forma individual.

Para mediciones en salas pequeñas, lo que más nos interesa es lo que ocurre en las primeras etapas de la percepción psicoacústica, bajo el efecto de precedencia. Por debajo de un cierto umbral, que suele situarse entre 20 y 40 ms, no podemos percibir sonidos similares como ecos, ni distinguirlos entre sí. En cambio, los percibimos como un solo sonido, aunque la interacción entre estos sonidos también produce efectos audibles. Por ejemplo, debido al fenómeno de enmascaramiento, tendemos a no oír el más suave de los dos como un eco distinto con su propia ubicación, aunque su interacción con el sonido directo (en forma de filtro de peine) será audible, y puede hacer que este sonido anterior también parezca más fuerte.

Una vez que llegamos al umbral de eco de una persona, o al punto en el que empezamos a percibir ecos distintos, entonces empezaremos a percibirlos como dos sonidos diferentes. Hay cierto debate sobre dónde ocurre esta transición; algunos dicen que a los 20 ms, otros a los 30, 40 o incluso 100 ms:

La zona de transición entre el efecto de integración para retrasos inferiores a 35 ms y la percepción del sonido retrasado como un eco discreto es gradual y, por lo tanto, algo indefinida. Algunos sitúan la línea divisoria en un conveniente 1/16 de segundo (62 ms), otros en 80 ms y otros en 100 ms, más allá de los cuales no hay duda sobre la discreción del eco. En este libro consideraremos los primeros 30 ms… la región de integración definida» (Everest, Master Handbook of Acoustics, 4.ª edición, p. 74).

Lo importante es recordar que hay un rango, una transición gradual, desde percibir los reflejos como parte del sonido directo hasta percibirlos como ecos distintos. Este efecto de precedencia es una de las cosas que estamos probando con la curva ETC, así que es importante tenerlo en cuenta.

Si aún no lo has hecho, puede ser interesante y útil hacer un experimento de escucha en un DAW (estación de trabajo de audio digital) añadiendo ecos con un delay. Mantén la retroalimentación al mínimo (solo un eco), una mezcla 50 % wet/dry, y empieza con el tiempo de retardo en 0 ms y aumenta lentamente el retardo hasta 100 ms. Escucha cómo percibes los cambios en el retardo a medida que aumentas el tiempo de retardo. Los tiempos de retardo más cortos empezarán a producir artefactos audibles, similares al chorus, el phasing o el flanging, junto con un efecto de filtro de peine que puede hacer que algunas frecuencias resalten y otras desaparezcan. Poco a poco empezarás a oír ecos distintos, probablemente entre 30 y 50 ms.

Para las pruebas que vamos a hacer aquí, si configuras tu gráfico ETC (a través de la ventana LIMITS en REW) para que muestre los primeros 50 ms, tal y como se ve arriba, obtendremos la información que necesitamos de la curva de impulso.

¿Qué estamos viendo?

La forma más sencilla de entender un gráfico ETC es pensar que cada pico de respuesta en el gráfico es un reflejo procedente de algún lugar. Ya sabemos que controlar los reflejos tempranos es muy importante para conseguir un buen sonido, así que esta prueba es útil para ver cómo nos va en ese aspecto. También puede ayudar a determinar de dónde proceden los reflejos. Recuerda que el sonido tarda en desplazarse; la velocidad del sonido es de 1126 pies por segundo, o 1,126 pies por milisegundo. Es útil pensar en ello, aproximadamente, como 1 pie por milisegundo.

Por ejemplo, echa un vistazo a la figura 2:

En este gráfico, puedes ver que el primer pico se produce a unos 3 milisegundos. Aquí es donde la geometría puede resultar muy útil; a partir de este ejemplo, podemos calcular que el sonido recorrió unos 3,378 pies más que el sonido directo desde el altavoz hasta el micrófono de medición. Es muy probable que esta reflexión provenga de una superficie reflectante cercana al altavoz o al micrófono de medición. En el caso de esta sala, estas reflexiones extremadamente tempranas provienen del escritorio sobre el que descansan los altavoces. Esta es una de las razones por las que es tan importante que la configuración de tu escritorio esté optimizada para el trabajo de audio, tanto acústica como ergonómicamente.

Las tres cosas que hay que buscar en una prueba ETC

Las tres cosas más importantes que queremos ver en una prueba ETC son:

1. Una atenuación suave de los picos. Cada pico debe ser más suave que el anterior, sin «ondulaciones» en las que los picos más suaves precedan a los más fuertes en el tiempo. Por lo tanto, el gráfico anterior de la Figura 2 NO es representativo de una buena atenuación de la sala, ya que hay varios picos más fuertes, alrededor de los 12, 19 y 22 ms, que los picos anteriores.
2. Picos más suaves dentro del umbral de eco. Los picos entre 0 (el transitorio inicial) y unos 20-40 ms deberían estar atenuados en 10-20 dB. Las opiniones varían sobre las cifras exactas de este efecto de precedencia, pero en GIK, algunas de las mejores salas que hemos visto muestran una atenuación de 15-20 dB en los primeros 20 ms. Las salas con estas características son menos confusas desde el punto de vista psicoacústico, la imagen estéreo es más nítida, con un escenario sonoro más realista y una mayor articulación e inteligibilidad durante la escucha. La figura 2 sale bastante bien parada en este aspecto, ya que todos los picos anteriores a los 20 ms se reducen en 20 dB, excepto uno, que se sitúa en 15 dB.
3. Los gráficos de todos los altavoces coinciden, en la medida de lo posible. Nunca serán exactamente iguales, pero cuanto más se parezcan, mejor. Cuanto más simétrica sea la sala, más posibilidades hay de que los gráficos de todos los altavoces coincidan. Sabemos que todas las salas matizan el sonido que oímos en cierta medida; solo queremos minimizar esa matización y asegurarnos de que cada altavoz, si tiene que matizarse, lo haga de la misma manera. Si nuestras salas no son simétricas, podemos usar varios tratamientos para intentar restaurar algo de simetría acústica en una sala físicamente asimétrica, y usar los resultados de esta prueba —junto con una escucha crítica de música que nos resulte familiar— para evaluar nuestro progreso.

Ajustes y mejoras

A veces el ETC puede resultar un poco difícil de leer mientras intentamos interpretar nuestros datos, sobre todo si estamos comparando dos curvas. Por suerte, REW nos ofrece algunas opciones para mejorar la legibilidad de los datos en el gráfico. La principal es el suavizado, que resulta útil para hacerse una idea más clara de la forma general de la curva, en lugar de los detalles que se muestran en un gráfico sin suavizar. Al hacer clic en el icono de controles situado en la parte superior derecha de REW, encima del gráfico, podemos ver el suavizado del ETC, marcado con un círculo rojo, y configurado en 0,2 ms:

Puedes ajustar el control de suavizado hasta que la forma general de la curva ETC se vea más clara y no te distraigan tantos picos.