Dithering en el Mastering

El dithering es una forma de ruido de bajo nivel que se agrega intencionalmente a un archivo de audio digital cuando se procesa a una menor profundidad de bit. El concepto de dithering puede parecer contrario a la intuición, pero es un proceso efectivo. El ruido interpolado en realidad enmascara lo que se denomina "distorsión de cuantización", que origina ruido y artefactos en el audio digital. Antes de entrar en los detalles, es útil que revisemos muy rápido algunos conceptos básicos sobre el audio digital.

Dithering de audio

Una solución ante el problema que hemos descrito consiste en hacer dithering siempre que guardes el archivo a una frecuencia de muestreo más baja. Cuando se agrega dithering al audio con distorsión de cuantización, se enmascara el problema (es un proceso conocido como "descorrelación"), haciendo que sea más aleatorio y, por tanto, más difícil de discernir para el oído. Así que en lugar de sonar áspera y enrejada, la distorsión de cuantización se convierte en un silbido analógico constante, de bajo nivel.

Otro término que verás en software y plugins que ofrecen utilidades de dithering es el "modelado de ruido" (o noise shaping). Se refiere a lo que es en esencia una ecualización para el dithering, que está diseñada para cambiar las características en frecuencia del ruido de interpolación de modo que suene en un rango menos audible para el oído.

Debido a que los limitadores suelen ser la última etapa en la cadena de masterización antes del dithering, la mayoría de los limitadores con factor de mástering incorpora utilidades para agregar dithering. Los plugins limitadores de Waves, por ejemplo, cuentan con tecnología IDR, que significa Resolución Digital Incrementada. Y eso nos permite agregar dithering para toda una variedad de profundidades de bit –es posible elegir entre dos tipos de interpolación diferentes.

Siguiendo con el ejemplo, ‘Type 1’ ha sido diseñado para eliminar cualquier distorsión de cuantización de tu audio. Se basa en ruido de dithering modificado por el ya comentado modelado de ruido o noise shaping. Desde Waves lo recomiendan para el procesamiento de 16 y 20bit. Y cuando se añade el dither de ‘Type 1’, un máster de 16bit producto de un volcado sonara en realidad como si fuera de 19bit. En otras palabras, se ganan tres bit de resolución perceptual gracias al algoritmos de interpolación IDR.

Por su parte, ‘Type 2’ agrega menos ruido a tu señal, aunque no elimina por completo la distorsión de cuantización de la forma que lo hace ‘Type 1’. Por tanto, la elección entre ambas modalidades se reduce a si deseas eliminar toda la distorsión, o deshacerte de la mayor parte de ésta agregando menos ruido.

La forma del ruido cuando añades dithering

El algoritmo IDR también te permite elegir entre tres opciones de configuración de ruido para modificar cualquiera de los tipos de dithering: Éstas son ‘Moderate’, ‘Normal’ o ‘Ultra’. Waves recomienda ‘Normal’ para la mayoría de situaciones, y ‘Ultra’ sólo en el caso de la etapa final de mástering sobre un archivo de audio.

Puedes comprobar los diferentes tipos de dithering y noise shaping escuchando sus efectos durante una sección calmada de tu archivo de audio, como es el caso de un fundido de salida (fade out) o un tramo relajado que incluya alguna cola de reverberación sonando por sí sola.

Si para ti no resulta práctico escuchar las diferentes opciones, o no tienes tiempo para esto, Waves nos comenta las siguientes indicaciones: Usa ‘Type 1’ con el noise shaping ‘Normal’ para masterización de CD-Audio. O elige ‘Type 2’ con ‘Ultra’ para agregar la menor cantidad de ruido al audio con resolución de 16bit o más.

La modalidad ‘Type 2’ también admite «auto-blacking«, que no hará dithering sobre ningún pasaje silencioso del audio. Si en tu archivo hay secciones de ese tipo, elige por tanto ‘Type 2’. Y si pretendes conseguir el máximo de resolución, selecciona ‘Type 1’ con ‘Ultra’.

Tu dilema final: ¿añades dithering o no?

Cuando la adición de dithering sea un asunto de cierta confusión o incluso genere controversia, la mejor pauta de aplicación te la dará el hecho de reducir la profundidad de bit o resolución. Por tanto, si vas a pasar de 24 a 16bit, deberías echar mano del dithering. Y si pasas de 32bit en aritmética sencilla (sin coma flotante) a 24 ó 16bit, por ejemplo, también debes recurrir al dither.

Sin embargo, si te dispones a volcar tu mezcla con un CÓDEC que emplea compresión de datos, como es el caso de las codificaciones en MP3 o AAC, no será necesario para nada el dithering. Y es que ambos son formatos que introducen artefactos en la señal que no se verán remediados por el dithering.

Lo mejor que puedes hacer en esos casos, cuando codifiques audio usando CÓDECs que ocasionan pérdidas de información como los mencionados MP3 y AAC, es recurrir a la tasa de bit (bitrate) más alta que puedas y encontrar un compromiso con el tamaño de archivo requerido para tu plataforma de streaming. Aquí nos parece importante señalar que no hay que confundir el bitrate con la profundidad de bit o resolución. El primero, la tasa de bit, mide la velocidad de transmisión en streaming, y suele ser expresado en kbps (kilobit por segundo), o mbps (megabit por segundo). Cuanto mayor sea la tasa de bit, mejor será la calidad obtenida, aunque por contra, más pesado será el archivo de audio resultante.

Algunos consejos respecto al dithering

Con suerte, este tutorial te habrá ayudado a desmitificar el dithering en tu trabajo de producción. Pero si aún te parece intimidante, aquí tienes pautas sencillas que debes manejar para saber cuándo y cómo debes aplicarlo:

• Haz dithering sólo cuando renderices tu audio a una profundidad de bit más baja aunque con salvedades como las que comentamos un poco más abajo.

• No hagas dithering en el proceso de volcar audio a los formatos MP3, AAC, o CÓDECs similares con pérdida de datos.

• Haz siempre dither si estás creando archivos de 16bit para un CD-Audio a partir de una mezcla de 24 ó 32bit.

• No es necesario interpolar con dithering cuando pasas de 32bit en coma flotante a 24bit, porque esa aritmética de 32bit no tiene una mayor resolución. Pero sí debes recurrir al dither si partes de audio a 32bit en aritmética sencilla hacia cualquier resolución más baja.

• Si estás preparando archivos de 24 ó 32bit para un servicio de mástering, huye del dithering. Y mejor deja que sea el ingeniero quien se ocupe de ello desde su experiencia.

• Asegúrate de que el dithering sea el último paso en tu cadena de procesamiento. Y jamás insertes un procesador después de dicho proceso en tu DAW o editor de audio.

• Intenta evitar dos pasadas de interpolación, porque su efecto será acabar con más ruido en tu audio. Dicho esto, si reduces la resolución en bit dos veces durante tu proyecto (lo cual es improbable a menos que comiences con audio de 32bit en aritmética sencilla), debes hacer dithering en cada una de esas conversiones.

• Si te confunden las diversas opciones de dither que tu software te presenta, recurre a los valores por defecto. Y si por el contrario te sientes más ambicioso, compara los resultados eligiendo diferentes opciones de dithering y noise shaping para ver cuáles funcionan mejor sobre un determinado proyecto.

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