El Sumador

 

El Sumador es uno de los elementos más críticos en cuanto a fidelidad y calidad de sonido dentro del proceso de producción en un sistema DAW. Es fácil entender la importancia que debe tener dentro de una grabación multipista ya que, finalizado el proceso de mezcla, se hace necesario sumar los datos de todas y a cada una de las pistas para obtener un archivo de audio resultante en un formato estándar, que constará de muchas menos pistas que las usadas en la grabación y mezcla. De hecho, típicamente obtendremos un archivo de audio estéreo que constará de dos pistas. Dos pistas que serán la suma de posiblemente decenas de pistas grabadas, auxiliares, efectos, etc. El proceso por tanto es crítico, y más si trabajamos en un sistema DAW, ya que la suma en digital es posiblemente uno de los problemas más grande con el que nos encontraremos en todo el proceso.

Neve 8816 Summing Mixer

Anteriormente en el pasado, los estudios de grabación realizaban el proceso de mezcla OTB (out of the  box). Este término quiere decir que una vez grabados y registrados los sonidos en algún tipo de formato, el que fuera, extraían los datos para realizar el proceso de mezcla en dispositivos hardware externos como pueden ser mesas de mezclas, ecualizadores, procesadores de efectos y dinámica, etc. Pero actualmente, y debido a la creación de los sistemas DAW, cada vez se realizan más producciones ITB (in the box), es decir, toda la producción se realiza en formato digital mediante software. Muchos son los motivos, pero sobre todo los costes de los equipos e infraestructura, que son mucho menores. Otro motivo es la comodidad y rapidez que ofrece trabajar en una plataforma digital como un secuenciador.

Existen luego combinaciones de estos dos estilos de trabajo, que es el método más habitual actualmente en los estudios de grabación profesionales. Se trabaja ITB, pero se dispone de ciertos dispositivos externos que obligan a procesar la señal antes de registrarla. También se puede extraer la señal digital posteriormente a la grabación mediante varias conversiones D/A y A/D durante el proceso de mezcla y masterización ITB. Aún así, mientras se siga realizando toda la suma de pistas final ITB y en formato digital se va a tener un problema importante.

El problema de realizar una suma en digital es la limitación que ofrece el propio sistema digital al trabajar con un número finito de palabras y valores que pueden tomar los datos. No sólo eso, en las sumas de datos en digital puede haber degradación, y de hecho la hay, ya que al estar el resultado también cuantizado, implica una limitación de valores. Por tanto, trabajando en digital tenemos dos problemas: una longitud de palabra máxima (el valor máximo es aquel que tiene todos sus bits a -1- y corresponde a 0 dBFS) y además, dentro de ese valor máximo y finito, no existen todos los valores posibles (vienen definido por el número de bits de cada palabra, que implica un número de concreto de valores posibles en todo el rango dinámico).

Estos problemas no existen en el mundo analógico al ser la suma mucho menos destructiva por no existir las limitaciones que ofrece el sistema digital. La suma de tensiones en analógico permite obtener cualquier resultado posible, siempre que no se supere un voltaje que provoque saturación (indicar también que la saturación producida en un sistema digital es mucho más desagradable que la producida  en un sistema analógico).

Se propone un ejemplo sencillo para entenderlo. Digamos que se cuenta con un sistema de grabación de 4 bits, de manera que el nivel 0 dBFS es alcanzado cuando se tiene la siguiente palabra: “1111”. Si a este valor se le suma otra muestra a 0 dBFS la representación digital de la suma es la siguiente:

1111+1111=11110 

Como se puede ver, el resultado tiene 5 bits, y trabajando en un sistema de 4 bits sería imposible representarlo. En cuyo caso, el sistema daría una aproximación que no tiene por qué parecerse a la realidad. Cuando se tienen muchas muestras de este tipo seguidas es cuando se oye una saturación digital.

Una solución parcial se encuentra en el modo en el que funcionan los DAW. Un secuenciador internamente, aunque esté trabajando sobre un proyecto a 24 bits, donde todas las pistas han sido grabadas con esta resolución, utiliza una profundidad de bits mayor para realizar los distintos procesos de mezcla. Esto quiere decir que el ordenador puede estar trabajando con 32 o 64 bits en coma flotante o 48 bits en punto fijo, mientras que es el control de salida principal, o Máster, el que trabaja a 24 bits. Por tanto, un canal por sí mismo puede no estar saturado, aunque tenga un nivel muy alto, pero sí estar saturando el Máster.

Por lo genera, las producciones musicales actualmente se realizan a 24 bits, lo que implica un rango dinámico de 144 dB (SNR=6.02N+1.76 dB. Si el ordenador, y por consiguiente el secuenciador, trabaja a una resolución mayor de bits permite tener un margen de headroom que evita se pierdan bits en los distintos procesos que se realizan. Headroom es el valor extra que tiene una señal y que está definido entre su valor nominal (en equipos profesionales +4 dBu) y el valor de distorsión.

En el ejemplo anterior, si el sistema hubiera contado con ciertos bits de headroom, y posteriormente esa señal fuera restada, o se viera reducido su valor por una atenuación de modo que volviera a valores comprendidos en 4 bits, se podría haber solucionado el problema (aunque seguiría habiendo pérdida de  información, pero sin saturación). Trabajar con headroom permite tener un margen a la hora de realizar los procesos, pero siempre y cuando se vuelva finalmente a una señal por debajo del nivel de saturación ya que en última instancia, al exportar el sonido existente en el Máster de un proyecto, se hará a la resolución de bits del proyecto.

El sistema DAW, aparte de tener un margen de headroom gracias a que el ordenador trabaja con una resolución de bits mayor que la del proyecto, realiza más acciones con el fin de que se deteriore lo menos posible la señal, como puede ser aplicar dither utilizando ruido creado con los bits que se han quedado fuera en los distintos procesos.

Dicho todo esto, lo cierto es que usando los sumadores integrados en los DAW, el proceso de exportar y obtener el archivo final con la suma de todas las pistas es claramente audible. Cuando se está realizando la mezcla multipista para más tarde exportar el trabajo a estéreo, el resultado es distinto al que se venía oyendo. Hay un proceso de deterioro, redondeo y suma que está afectando de manera muy importante al proyecto y se deben buscar maneras para conseguir una degradación mínima en este proceso tan importante y delicado.

La manera óptima de solucionar esta situación es realizar una suma analógica, donde todas estas limitaciones debidas al trabajo en digital no suceden. Esto significaría extraer todas las pistas de nuestro proyecto individualmente, introducirlas en canales distintos del sumador y obtener a la salida la suma analógica en estéreo. Más tarde, ese estéreo se podría volver a digitalizar para tenerlo de nuevo en el DAW. Pero esta opción alberga  ciertos  problemas. El primer problema que nos encontramos es que  los sumadores analógicos buenos son realmente caros. También se puede utilizar una mesa de mezclas para realizar este proceso, pero si únicamente se quiere realizar el proceso de suma, será necesario una mesa de mezclas buena y transparente, cuyos previos sean lo más limpios posibles y dejando en bypass (sin utilizar) el resto de componentes de la mesa. En este caso se estará hablando de un equipo igual o más caro que un sumador. Se podrían utilizar equipos más económicos, pero entonces se estaría  corriendo el peligro de que el resultado sea menos óptimo que realizar la suma en digital. Otro inconveniente que tiene esta opción es que será necesario realizar una doble conversión; de digital a analógico en todas las pistas, y de analógico a digital en la suma estéreo. Este proceso conlleva pérdidas, y se tendrán que valorar a la hora de escoger qué opción tomar para sumar las pistas, ya que el objetivo es conseguir el mejor resultado posible.

Por el contrario, si no se cuentan con los equipos adecuados para realizar una suma analógica, y la única solución es atacar este proceso en el mismo DAW realizando una suma digital, seguir ciertas  indicaciones durante el proceso de mezcla puede mejorar considerablemente el resultado. Por ejemplo,  se debe intentar no trabajar forzando el límite de saturación de los procesadores de audio. Dejar cierto margen en los canales, de unos 10-15 dB antes del headroom, puede hacer que más tarde el sumador trabaje con mejor rendimiento, obteniendo un resultado más próximo a la realidad que si se realiza una suma con los canales al máximo de nivel, ya que el resultado quedará muy por encima del rango dinámico útil, y al suprimir el sumador los bits extra se perderá mucha información.

Alejandro Turrión Pérez