Concierto de Unos y Ceros

A partir del planteamiento del post anterior, la primera cuestión si buscamos comprender cómo generar estas visualizaciones en tiempo real a partir de una pieza musical que sea interpretada, es entender el sonido, y particularmente la música, no de una manera tan general como fueron definidos anteriormente, sino comprender su naturaleza como sonido digital, que es finalmente el que es analizado por la computadora que genera los gráficos.
El sonido digital se diferencia del sonido análogo, que es aquel que se almacena y reproduce gracias a dispositivos de carácter analógico como lo son el disco de vinilo o las cintas magnéticas en el caso de los casetes. El digital en cambio es una secuencia de unos y ceros (código binario) que se obtiene del muestreo de la señal de origen analógica (en el caso de las grabaciones y demás casos de sonidos que no son generados por la misma computadora). Los siguientes son conceptos básicos del sonido digital que explican la manera en que está compuesto:
Tasa de muestreo: Define la cantidad de muestras que se toman de la señal analógica para crear el audio digital, y se mide en Hertzios (Hz). Cuanta mayor tasa de muestreo se implemente, mejor será la calidad del sonido. Una frecuencia estándar corresponde a 44100 Hz, lo cual indica que en un segundo se tomaron 44100 muestras de la señal analógica para la generación del sonido digital.
Resolución: Corresponde a la cantidad de bits (la unidad mínima de información digital correspondiente a un dígito binario) utilizados para almacenar cada muestra de la señal analógica. Al igual que con la tasa de muestreo, una mayor resolución permite igualmente una mejor calidad del sonido. Una resolución comúnmente usada es la del audio calidad CD de 16 bits, el cual proporciona 65536 (2^16)  niveles de amplitud (similar a lo que sucede con la profundidad del color en las imégenes digitales).
Velocidad de Transmisión: Determina la cantidad de espacio (en bits) que ocupa un segundo de duración del audio correspondiente, y por tanto, define a su vez el peso total del archivo. Por ejemplo, un audio de 3 minutos a 128kbits por segundo ocupa 2,81 Mb de espacio en un computador. Sin embargo puede ser constante o variar entre uno rango máximo y mínimo.
Decibel: Es la unidad de medida del volumen o intensidad del sonido. El silencio corresponde a 0dB.
Códec: Se trata del algoritmo de codificación y decodificación utilizado para la compresión de un archivo de audio. El más utilizado en audio es el MP3.
Todos los estos aspectos hacen posible la reproducción de los sonidos y la música, cumpliendo la función de “instrucciones” para los altavoces o auriculares, que vibran de acuerdo a las mismas permitiéndonos oír, y son conceptos relevantes para el tema, ya que tratan algunas de las variables tomadas por los programas que generan las visualizaciones en tiempo real, principalmente las oscilaciones del volumen (decibeles) y el espectro de frecuencias, para cambiar el contexto en el que se encuentran, y hacerlos parte de los valores que dictan el comportamiento de los gráficos que podemos visualizar.
Fuentes:

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