1. audio basics


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1. audio basics

  1. 1. Hi,  my  name  is  Mercedes  Wyss,  I’m  from  Guatemala  and  I’m  25  years old.    I study music, classical music for be more specific, I’m in sixth piano  grade;  I  studied  other  instruments  like  harp,  guitar,  flute,  violin.  Other think I study is composition, but is something really different  than music production or songwriting.     I  study  engineering  too,  more  specific  in  the  area  of  software  development,  I  studied  to  video  games  development  and  robotics  development,  but  my  specific  area  is  software  development.  And  now  I  work  development  Smartphone’s  applications,  iOS,  Android,  BlackBerry and Windows Phone.   Here in Guatemala don’t exist nothing for study music production, songwriting, sound engineering, this kind  of  online  courses  provides  an  opportunity  for  explore  that  other  world.  I’m  so  exiting  about  this course, I except all us enjoy this and learn much new things.  I know many people in the course can’t speak very well English, I decided put my explanation in Spanish too, I’m a native Spanish speaker, even I started taking this kind of courses with a basic English level, and well with the time I’ve been improving my English level.  *************************************************************************************  Hola, mi nombre es Mercedes Wyss, yo soy de Guatemala y tengo 25 años.  Yo estudio música, música clásica para ser más específicos,  estoy en sexto año de piano; he estudiado otra  clase  de  instrumentos  como  arpa,  guitarra,  flauta  transversal,  violín.  Otra  cosa  que  estudio  es composición, pero es algo realmente diferente a producción musical o escritura de canciones.  También estudio ingeniería, para ser más específicos desarrollo de software, también he incursionado un poco en el área de desarrollo de video jugos y desarrollo en el área de la robótica. Actualmente trabajo en desarrollo de aplicaciones móviles para Smartphone, iOS, Android, BlackBerry y Windows Phone.  Aquí en Guatemala no existe nada para estudiar producción musical, escritura de canciones o Ingeniería en  Sonido, esta clase de cursos en línea proveen una oportunidad de explorar este mundo. Estoy muy emocionada acerca del curso, espero que todos disfrutemos de él y aprendamos muchas cosas nuevas.  Yo  se  que  muchas  personas  en  el  curso  no  hablan  muy  bien  inglés,  decidí  poner  mis  explicaciones  en español también, yo soy un hablante nativo en español, incluso yo comencé a tomar este tipo de cursos con un nivel básico de inglés, y con el tiempo he ido mejorando mi nivel de inglés. 
  2. 2. Propagation (Propagación) Sound is a vibration, and as such can travel in any material medium, solid, liquid or gaseous (air). Into the void the sound doesn’t spread because don’t exist particles that can vibrate.  At  the velocity that sound travels  in a medium  is call propagation.  Propagation depends of the medium’s characteristics which transmit, in addition to the pressure and humidity conditions.  In the  air  sound travels  at  a  velocity around  343 m/s, this velocity  can  vary with  the  air density, affected by factors like temperature or relative humidity. In the water a typical value is 1500 m/s, in  this  medium  the  density  changes  much  in  function  by  factors  like  depth,  temperature  or salinity. In metallic materials the sound travels at higher velocities. For example, in the steel the sound travels around 5000 m/s.  The  sound  propagation  affects  physical  phenomena  like  reflection,  absorption,  transmission, refractive and diffraction or scattering. Can affect too sound effects like delay, reverb, phasers and flangers.  Being the propagation a velocity, this can be represented in distance unities by time unities. Distance unities: kilometers (km), meters (m), miles (mi), feet (ft) Time unities: second (s), minute (min), hour (h)   ;      ;        *************************************************************************************  El  sonido  es  una  vibración  y  como  tal  puede  darse  o  viajar  en  cualquier  medio  material,  sólido, líquido  o  gaseoso  (aire).  En  el  vacio  el  sonido  no  se  propaga  ya  que  no  existen  partículas  que puedan vibrar.  A la velocidad que viaja el sonido a través de un medio se le llama propagación. La propagación depende  de  las  características  del  medio  en  el  que  se  transmite,  además  de  las  condiciones  de presión y humedad.  En  el  aire  el  sonido  se  propaga  a  una  velocidad  aproximada  de  343  m/s.  Esta  velocidad  puede variar con la densidad del aire, afectada por factores como la temperatura o la humedad relativa. En  el  agua,  un  valor  típico  es  1500  m/s.  En  este  medio  la  densidad  varía  mucho  en  función  de factores como la profundidad, la temperatura o la salinidad. En materiales metálicos el sonido se propaga a velocidades superiores a las anteriores. Por ejemplo, en el acero el sonido se propaga a unos 5000 m/s. 
  3. 3.  La  propagación  del  sonido  afecta  fenómenos  físicos  como  la  reflexión,  absorción,  transmisión, refracción y la difracción o dispersión. También afecta efectos sonoros como delay, reverb, phasers y flangers.  Al  ser  la  propagación  una  velocidad  (v  =  d/t)  esta  se  representan  en  unidades  de  distancia (longitud) partido unidades de tiempo. Unidades de distancia: kilometro (km), metros (m), millas (mi), pies (ft) Unidades de tiempo: segundo (s), minuto (min), hora (h)   ;      ;             Figure 1 to the left can see how sound travel around the air. To the right can see how sound travel around the water.  Figura 1 a la izquierda se puede ver como viaja el sonido a través del aire. A la derecha como viaja a través del agua.  Frequency (Frecuencia) Frequency  refers  to  how  often  the  air  particles  vibrate.  As  mentioned  in  propagation  section, sound is a vibration (oscillation or pressure variation), that means that a sound vibrates a number of  times  in  a  defined  time,  to  this  number  of  time  in  a  defined  time  is  called  frequency.  The frequency is an objective and measurable (which can be measured) magnitude refers to periodic waveforms.  Frequency measuring unit is the Herz (Hz), number of cycles per unit of time. Which one sound frequency produces a different pitch. An ears of a human in good condition can hear frequencies between 20 Hz to 20,000 Hz (20 kHz). Audible frequencies are divided into:  • Bass: de 125 Hz a 250 Hz.  • Midtones: de 500 Hz a 1000 Hz.  • Treble: de 2000 Hz a 4000 Hz.  
  4. 4. Any sound with a frequency below the audible range of hearing, less than 20 Hz is known as an infrasound and any sound with a frequency above the audible range of hearing, more than 20,000 Hz is known as an ultrasound.  The sensation of a frequency is commonly referred to as the pitch of a sound. A high pitch sound corresponds  to  a  high  frequency  and  a  low  pitch  sound  corresponds  to  a  low  frequency.  An example that can help us to understand this is when orchestras tune to start a concert, as is known orchestras tune to A middle, often based on the instruments capacity be decided tune at 446, 442 or  440,  commonly  to  446.  What  do  this  number  means?  Well  very  simple,  is  the  A  middle frequency, or A middle vibrates 446 times per second (446Hz) or 442 times per second (442 Hz) or 440 times per second (440Hz).   An interesting fact worth mentioning in this section on the frequency, is the relationship between sounds  with  the  same  name,  that  relates  an  A  middle  with  an  A  below  octave  or  and  A  above octave, frequencies of the notes with the same name having a ratio of 2. This means, if we start with  a  base  note,  the  octave  of  this  will  have  double  of  its  frequency,  the  next  octave  will  have quadruple of the base or double of the previous one; in the same way an octave below to the base will  have  half  of  its  frequency.  Denote  this  in  numbers  using  A  middle,  as  described  in  the previous paragraph, A middle usually has a frequency of 446 Hz, the frequency which would have octave below is 223 Hz and the frequency which would have a above octave is 892 Hz. (see Figure 2)  In the next table can see a few examples of the relationship between intervals and frequencies:    Interval  Relación  Ejemplos  Octave  2:1  512 Hz y 256 Hz  Third  5:4  320 Hz y 256 Hz  Fourth  4:3  342 Hz y 256 Hz  Fifth  3:2  384 Hz y 256 Hz  *************************************************************************************  Como se dijo en la sección de propagación, el sonido es una vibración (oscilación o variación de la presión), esto significa que un sonido vibra una cantidad de veces en un tiempo definido, y a esta cantidad de vibraciones que se dan en un tiempo definido se les llama frecuencia. La frecuencia es una magnitud objetiva y mensurable (que se puede medir) referida a formas de onda periódicas.    La  unidad  de  medida  de  la  frecuencia  es  el  Herz  o  hercio  (Hz),  que  es  cantidad  de  ciclos  por segundo.  Cada  frecuencia  de  un  sonido  produce  un  tono  distinto.  El  oído  humano  en  óptimas condiciones puede escuchar frecuencias entre los 20 Hz a los 20,000 Hz (20 kHz). Cada frecuencia de un sonido produce un tono distinto. La banda de frecuencias audibles se descompone en tres regiones:  • Tonos graves: de 125 Hz a 250 Hz. 
  5. 5. • Tonos medios: de 500 Hz a 1000 Hz.  • Tonos agudos: de 2000 Hz a 4000 Hz.  Las vibraciones que oscilan un número de veces superior a 20,000 Hz se denominan ultrasonidos. Los  ultrasonidos  son  perceptibles  por  algunas  especies  animales  como  los  murciélagos  o  los delfines.  Todas  las  frecuencias  por  debajo  de  los  20  Hz  son  llamados  infrasonidos,  este  tipo  de frecuencia es audible para especies como elefantes, tigres y ballenas.  Comúnmente  la  frecuencia  se  conoce  como  el  tono  de  un  sonido,  un  sonido  con  un  tono  alto (agudo) corresponde a una frecuencia alta y un sonido con un tono bajo (grave) corresponde a una frecuencia  baja.  Un  ejemplo  que  nos  puede  ayudar  a  comprender  esto  es  cuando  las  orquestas afinan al inicio de un concierto; como es sabido las orquestas afinan a La central, muchas veces en base a la capacidad de todos los instrumentos se suele decidir que se afinara a 446, 442 o 440, comúnmente  a  446.  Pero  que  significa  este  número,  pues  muy  sencillo,  es  la  frecuencia  de  La central; o sea La central vibra 446 veces por segundo (446Hz) o 442 veces por segundo (442 Hz) o 440 veces por segundo (440Hz).  Un  dato  interesante  que  cabe  mencionar  en  esta  sección  sobre  la  frecuencia  es  la  relación  entre sonidos del mismo nombre, que relaciona un La central con un La de la octava de arriba o un La de la Octava de abajo, las frecuencias de notas del mismo nombre poseen una relación de 2. Que significa  esto,  si se parte de una nota base, la octava de  esta tendrá  el  doble de su  frecuencia, la siguiente octava tendrá el cuádruple de la base o el doble de la anterior, de la misma forma una octava  por  debajo  de  la  base  tendrá  la  mitad  de  la  frecuencia  de  esta.  Representemos  esto  en números  utilizando  La  central,  como  se  describe  en  el  párrafo  anterior,  La  central  posee  una frecuencia de 446 Hz usualmente, la frecuencia que tendría La de la octava de abajo es 223 Hz y la frecuencia de la de la octava de arriba es 892 Hz. (ver figura 2)  En la siguiente tabla se pueden ver algunos ejemplos de la relación que hay entre intervalos y las frecuencias:    Intervalo  Relación  Ejemplos  Octava  2:1  512 Hz y 256 Hz  Tercera  5:4  320 Hz y 256 Hz  Cuarta  4:3  342 Hz y 256 Hz  Quinta  3:2  384 Hz y 256 Hz      Figure 2: (1) A down 223Hz, (2) A middle 446 Hz, (3) A high 892 Hz.  Figura 2: (1) La de la octava de abajo 223 Hz, (2) La central 446 Hz, (3) La de la octava de arriba 892 Hz. 
  6. 6.     Figure 3: example of a graph depicting different frequencies.  Figura 3: ejemplo de un gráfico que describe diferentes frecuencias.  Amplitude (Amplitud) The amplitude informs us of the strength or amount of energy of a wave (intensity), which results in  the  intensity  of  what  we  hear,  the  unit  of  measurement,  is  the  decibel  (db).  The  human  ear requires  a  high  percentage  of  variations  in  the  strength  of  the  sound  to  detect  a  change  in  the perceived intensity, which means that the sensitivity of the ear to the sound force is logarithmic, so the dB is a logarithmic unit. An interest aspect of the amplitude is that in an increase of only 3 dB cans double the sound intensity.  The amplitude reflects the change in pressure from the peak of the waveform to a minimum too. The waveforms with higher amplitude represent louder sound; in the other hand waveform with low  amplitude  represent  lower  sounds.  This  also  indicates  the  sound’s  level  of  compression  or rarefaction. Usually can provide a measure of sound volume, although it should be noted that the volume we perceive sound is subjective and depends on other factors.   *************************************************************************************  La  amplitud  nos  informa  de  la  fuerza  o  cantidad  de  energía  de  una  onda  (intensidad),  que  se traduce  en  la  intensidad  de  lo  que  oímos,  su  unidad  de  medida  es  el  decibelio  (dB).  El  oído humano necesita un porcentaje elevado de variaciones en la fuerza de un sonido para detectar un cambio  en  la  intensidad  percibida,  lo  que  significa  que  la  sensibilidad  del  oído  a  la  fuerza  del sonido es logarítmica, de modo que el dB es una unidad logarítmica. Un aspecto interesante de la amplitud es que en un incremento de sólo 3 dB puede duplicar la intensidad de un sonido.   
  7. 7. La amplitud también refleja el cambio de presión desde el pico de la forma de una onda hasta el mínimo. Las formas de onda de gran amplitud representan sonido alto, mientras que las formas de onda de baja amplitud representan sonidos bajos. Esto también nos indica el nivel de compresión o  rarefacción  del  sonido.  Normalmente  puede  proporcionarnos  una  medida  de  volumen  del sonido,  aunque  hay  que  tener  en  cuenta  que  el  volumen  con  que  percibimos  un  sonido  es  algo subjetivo y que depende también de otros factores como la frecuencia.     Figure 4: identifying the amplitude in a graph.  Figura 4: identificando la amplitud en un gráfico.      Figure 5: different amplitudes for the same frequency.  Figura 5: diferentes amplitudes para una misma frecuencia.   Timbre (timbre) Is the collection of sound with multiple frequencies or different frequencies operating simultaneously. Is called  the  voice  color  or  voice  quality.  Is  the  same  pitch  or  fundamental  frequency  accompanied  with more  frequencies.  Those  frequencies  that  accompanied  are  called  overtone  series,  harmonic  series  or partial series.  These harmonic series vary from instrument to instrument, voice to voice, this makes my voice can be different than yours, or the sound of a violin can be different than a cello.  
  8. 8. *************************************************************************************  Es  la  percepción  de  un  sonido  con  múltiples  frecuencias  o  frecuencias  diferentes  operando simultáneamente.  Es  llamada  el  color  de  voz  o  cualidad  de  voz.  Es  lo  mismo  que  un  tono  o frecuencia fundamental acompañado con más frecuencias. Estás frecuencias que acompañan son llamadas  series  de  harmónicos,  los  harmónicos  que  produce  un  tono  o  frecuencia  fundamental varían de instrumento a instrumento, de voz a voz, esto hace que mi voz pueda ser diferente a la tuya, o que el sonido de un violín pueda ser diferente a la de un chelo.     Figure 6: show the harmonic series of the F/B‐Flat double horn.  Figura 6: muestra las series harmónicas de un corno en fa o sib.   
  9. 9.  Figure 6: other example of the harmonic series. Figura 6: otro ejemplo de las series harmónicas.