Ladrones de almas y los usos de la convolución

Éste bien podría ser el comienzo de una historia de terror de lo más esotérica. En cambio, nuestro objetivo es bien distinto, vamos a intentar destripar los “secretos” de una serie de simuladores de salas y efectos musicales que consiguen resultados sorprendentes basándose en un proceso para muchos un tanto misterioso: la convolución. El potencial de esta operación para la acústica ha cambiado la forma de crear todo tipo de sonidos virtuales, desde motores de reverberación hasta instrumentos sintéticos. Por ello, explicaremos qué es lo que se esconde detrás de todo esto, describiendo tanto sus ventajas e inconvenientes así como algunas curiosidades.

¿Podemos decir que una sala tiene ‘alma’?

Antes de entrar en detalles acerca de los usos de la convolución tenemos que aclarar a qué nos referimos cuando hablamos de “alma”. Temas paranormales aparte, definiremos el alma de una sala como la forma en la que un sonido cambia desde que es creado hasta que lo escuchamos. Esta es una característica muy particular asociada a la geometría, materiales y distribución de la propia sala, que además depende en qué parte nos encontremos situados. Para capturar toda esta información es necesario medir la “respuesta al impulso” (en inglés "Impulse Response” o IR) producida para nuestra posición de escucha. Y como bien describe su nombre, esto no es más que el comportamiento que presenta el habitáculo una vez que es excitado durante un periodo muy corto de tiempo.

Uno de los métodos más comunes de llevar esto a la práctica es grabando el sonido producido por un estallido, como por ejemplo el de un globo, un disparo de fogueo o un petardo.

El comportamiento cambia dependiendo de dónde se produzca el impulso y dónde nos posicionemos para escucharlo. Por tanto, la grabación de respuestas al impulso nos proporciona una idea muy realista acerca del comportamiento único de una sala para una posición concreta, capturando parte de su "alma".

Suplantando identidades: la convolución

La palabra “convolución” es un término cuyo significado es normalmente malentendido o simplemente desconocido. Aplicado al mundo del audio nos aporta muchas posibilidades por lo que es interesante entender un poco más acerca de este proceso. A pesar de que la convolución como operación matemática fue introducida ya a comienzos del Siglo XX, los amantes de la música hemos tenido que esperar hasta principios de los 90 para poder empezar a disfrutar de sus posibilidades. Poco a poco han ido surgiendo programas que incorporan esta tecnología como motor interno para simular ciertos entornos acústicos o incluso cambiar el carácter de un instrumento musical.

Pero... ¿qué es lo que hace tan especial a la convolución? Su habilidad para fusionar las características de dos grabaciones totalmente independientes. Y es aquí donde la "respuesta al impulso" cobra un papel protagonista, porque actúa como una unidad fundamental, el "alma" que describe el comportamiento de una sala ante una excitación simple. Convolucionando el sonido de nuestro instrumento con una respuesta al impulso de una sala convertiremos cada muestra, cada segmento mínimo  de nuestra grabación,  en un impulso que experimentará un comportamiento marcado por el "alma" de dicha sala. Por tanto, es posible transportar virtualmente nuestra grabación a otra sala completamente diferente convolucionando el sonido producido por nuestro instrumento con una "respuesta al impulso".

De la teoría a la práctica

Aunque el uso de la convolución se presente como una solución ideal para conseguir efectos impresionantes, debemos aclarar una serie de detalles:

   La grabación de nuestro instrumento es crítica. La convolución es un proceso con el cual es posible fusionar dos señales, con todo lo que ello conlleva. Cuando grabamos nuestra guitarra, batería,... el micrófono recoge el sonido de nuestro instrumento mezclado con la acústica del local. El resultado de convolucionar nuestra grabación con una respuesta al impulso de otra sala será una mezcla del sonido original del instrumento en conjunto con la acústica de las dos salas. Por ello, es siempre recomendado  grabar los instrumentos en entornos  "secos", con poca reverb, para poder añadir a posteriori el ambiente que más nos guste sin que la grabación original nos limite.

·         Una respuesta al impulso corresponde a una medida en unas condiciones muy concretas. Las respuestas al impulso no sólo son usadas para simular reverberación sino también para capturar las características de ecualizadores, compresores, pre-amplificadores,etc.  El problema es que no es posible extraer todo lo que nos puede dar cada uno de estos elementos. De la misma forma que para las salas las variaciones serán diferentes dependiendo de dónde nos posicionemos, una sola respuesta de un compresor nos puede ayudar a simular el hardware original, pero de ninguna manera caracteriza por completo el comportamiento  que tendríamos en realidad.

·         Maximizar el realismo de nuestra grabación no siempre conlleva al éxito. De nada vale obsesionarse con obtener los efectos más "realistas" si tenemos en cuenta que en una grabación musical lo que tiene que primar es que el resultado final encaje con nuestra mezcla. Y para ello muchas veces hasta a los simuladores más simples se le puede sacar mucho juego.

En resumidas cuentas, si combinamos la respuesta al impulso de una sala con el sonido de nuestro instrumento, grabado en un ambiente con poca reverberación (anecoico), podremos conseguir efectos muy realistas.

Softwares comerciales

En el mercado hay varios tipos de reverberaciones que hacen uso de la convolución. Simplemente cargando respuestas al impulso de diferentes salas podrás sonar como si estuvieses dentro de ellas.

Uno de los primeros paquetes software de reverberación realizada con respuestas impulsivas fue proporcionado por Ease Audio y se llama Altiverb (http://www.audioease.com/Pages/Altiverb/). En su web proporcionan las respuestas al impulso de todo tipo de salas y lugares, desde el estadio de Wembley hasta las pirámides de Giza, aunque su precio es algo prohibitivo.

Otras compañías como Waves también disponen de reverberaciones que usan la convolución en formato plugin como es el caso de su afamado IR-1.

También existen plugins que usan las respuestas al impulso de unidades famosas de reverb en formato hardware como por ejemplo el Lexicon 300. Por lo tanto, podrás recrear de una forma más barata las reverbs que se usan en los estudios profesionales.

Existe en Internet  un gran número de diferentes respuestas al impulso que pueden ser encontradas fácilmente. La mayoría de plugins pueden utilizar dichas respuestas impulsivas (IR) en múltiples formatos (WAV, FLAC, OGG,…)

Curiosidades: usos de la convolución

En los últimos años se han llevado a cabo investigaciones sobre la posibilidad de usar la convolución desde un punto de vista más creativo: ¿podemos modificar una respuesta al impulso de manera que nos permita obtener un sonido único y diferente? ¿Qué pasaría si convolucionamos la respuesta al impulso de dos instrumentos?  A pesar de que la propuesta pueda sonar bastante atractiva, hoy en día todavía no se ha explotado todas las posibilidades que nos puede aportar el uso de la convolución y respuestas al impulso en un futuro no muy lejano.

En el ámbito de la industria también se hace uso de la convolución. El diseño de un coche es un proceso muy complejo que requiere integrar todo tipo de expertos, incluidos los ingenieros acústicos. Para los automóviles de gama media-alta es de vital importancia cuidar cada detalle. Desde garantizar el confort minimizando el ruido durante la conducción, hasta conseguir transmitir sensaciones de calidad y robustez cuando escuchamos cerrar una puerta. Para ello, han sido desarrollados todo tipo de complejos simuladores, muchos de los cuales, hacen uso de la convolución para permitir obtener una idea aproximada de qué sucederá cuando se construya un vehículo.

Espero que este artículo os haya sido de ayuda, o por lo menos lo hayáis encontrando interesante. Si tenéis cualquier pregunta u os gustaría que habláramos de otros temas que os interesan, ¡no dudéis en contactar con nosotros, somos todo oídos! ¡Un saludo!