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Qualidade de Áudio

Redação Por NTI | 25/03/2019


Há mais de 20 anos que o conhecido formato de áudio, MP3, mantém sua onipresença em todo e qualquer dispositivo de reprodução de música que ousou estar em posse de uma pessoa. Aliás, o MP3 é um formato tão familiar que ele praticamente é considerado um sinônimo pra música, até o nome é intrigante, se pra você é um hábito baixar música da internet, com certeza deve ser um desconforto caso você repare que o arquivo de áudio não termine escrito com essas singelas letrinhas.

Se bem que, se a música toca conforme o esperado, você nem lembrará que esse dilema passou por sua cabeça. Mas... Isso levanta uma questão:

Que diferença faz esses diferentes formatos de áudio?

Alguns já devem saber a resposta, e esses ganham meus parabéns se a resposta foi compressão.


Pra quem perdeu a encantada época do modem discado e a badalada fase do iPobre, é bem capaz de não terem uma noção exata do problema que era salvar de toda maneira possível, espaço (armazenamento) em um dispositivo, e não tenha dúvidas de que há pelo menos 10 anos isso ainda era um grande problema, agora só tente imaginar essa situação 20 anos atrás!!!

Tamanho é Documento

Você pode ter sido levado a acreditar que o seu inofensivo arquivo de áudio pesa apenas uns 3-5MB ou mais dependendo da duração, mas pode crer que ele não pesa menos do que 15MB. Provavelmente a esta altura, buffer é um termo que você gostará de pesquisar.

Espectro de áudio.
Para entender melhor sobre o que estou falando, pense que esses formatos de áudio não são muito diferentes de arquivos ZIP ou RAR, e que a tarefa deles basicamente se resume em reduzir o tamanho do conteúdo a fim de tornar mais eficiente o upload dos mesmos em sites de compartilhamento, e claro; salvar espaço também. Porém, devido a natureza sonora desses arquivos, os métodos de compressão são feitos de forma um tanto... Diferentes.

Primeiro, que o formato original da música - antes de virar MP3, M4A ou qualquer um que venha à mente - é o WAV (em alguns casos, PCM). E sempre que você dá play em um arquivo de áudio comprimido, ele retorna ao seu formato original juntamente com o seu enorme tamanho no buffer.

Segundo, comprimir e descomprimir áudio vai muito além do que eu dei a entender até agora, a começar pelos dois tipos de compressão existentes para esses arquivos: Lossless e Lossy.


Distribuir música mundo afora sempre foi um grande desafio para as gravadoras, já que cientificamente falando, lidar com frequências de ondas é uma tarefa árdua, cuja manipulação seria até impossível se as máquinas não estivessem aí pra facilitar nossas vidas. E o quadro só tende a complicar quando consideramos o seu papel na física, que trocado em miúdos, é o de transportar energia.

Se os seus anos na escola chegaram a valer à pena, então você deve imaginar a grandeza do grau de complexidade que é transformar energia pura em dados digitais (um comentário sobre isso é feito em uma antiga matéria nossa), e portanto, ter uma ideia melhor das dificuldades sofridas ao longo dos anos - assim como o porque da versão mais robusta do disco de vinil só aguentar no máximo uns 40 minutos de reprodução, tempo nada prático pra quem quer lançar várias músicas ou coletânea de uma só vez.

Mesmo com a chegada do CD-ROM na área (que aguentava em torno de 80 minutos de reprodução com 700MB de armazenamento), a mobilidade musical ainda conseguia ser um problema, já que aparentemente andar por aí com discos ópticos de 12 cm de diâmetro e pesando cerca de meio grama cada e ainda um aparelho capaz de reproduzi-los não pareceu convencer muita gente.

iPobre, o berço da civilização moderna.

Finalmente, essa briga entre portabilidade e armazenamento pareceu cessar quando algoritmos de compressão passaram a ser feitos especialmente para esses dados extraídos das mídias de áudio. Quando álbuns inteiros de bandas passaram a ocupar espaços por volta de 10-50MB nos computadores, ipods e o que mais puder imaginar; tudo virou simplesmente festa.

Mal conseguiam raciocinar que aquilo era bom demais para ser verdade, e que da mesma forma que a perfeição exige poder, o MP3 e semelhantes também tinham o seu preço.


Qualidade X Quantidade

Embora a adversidade do armazenamento limitado tenha sido contornada aos poucos com o passar dos anos, ela ainda não deixou de ser uma preocupação frustrante para alguns. Nem todos podem botar as mãos em cartões de memória de 32GB para o celular, e muito menos adquirir terabytes de armazenamento pros seus computadores, mesmo que hoje em dia o acesso a eles não seja uma grande dificuldade.

Para os amantes da melodia, não há dor maior no mundo do que a de ter que selecionar quais músicas deverão partir de seu repertório quando o espaço no aparelho chega ao fim. E foi pensando nesse impasse que uma solução simples foi apresentada, e que a eficiência da mesma dependeria unicamente do bom senso do usuário.


Existe uma propriedade do som que é caracterizada como uma vibração periódica cuja frequência pode ser escutada dentro de certos limites para o ouvido humano. Entretanto, o alcance desses limites é individualmente influenciado por fatores naturais, como saúde auditiva e o ambiente em que se está presente. Logo, é certo afirmar que certas frequências não são muito bem escutadas por alguns ou são completamente ignoradas por outros... Já deve ter dado para imaginar aonde eu quero chegar com isso.

A compressão lossy se encontra exatamente nesse contexto, só que como eu disse, a natureza sonora de um arquivo de áudio torna as coisas um pouco mais complicadas, pois o que você chamaria de "remoção" de conteúdo inaudível, na realidade se chama deformação, literalmente.


O que você vê na imagem acima é o que você escuta a cada hora, minuto e segundo de sua vida. Todo tipo de áudio que existe é representado dessa forma num espectrograma, e um dos seus propósitos é justamente ver a variação que as ondas sofrem e sua distribuição no espaço.

Eis agora um conceito: Instrumentos musicais quando tocados, produzem som, consegue compreender isso além do óbvio? Seja uma guitarra, piano ou harpa, todos produzem uma única coisa: Som. Os espectrogramas linkados ao longo da postagem são o mais puro exemplo do som emitido por esses instrumentos, e uma coisa que eles têm em comum é que todos dividem o mesmo plano.

Porém, a história já nos ensinou que são as diferenças que tornam o mundo mais interessante, e só para confirmar esse enunciado, a manipulação de áudio só é possível devido ao fato de cada instrumento emitir som em frequências diferentes, no entanto, eles ainda não deixam de ser "som": Quando uma guitarra é tocada, ela tende a propagar-se em uma certa frequência, mas isso não quer dizer que ela seja inexistente em outras.


Fundamentalmente é como se toda a melodia produzida por esses aparatos estivessem espalhadas por todo o espaço e se entrelaçando uns com os outros, remover algo é alterar tudo (por isso que as ondas se deformam), e se por um acaso você chegou a pensar que as diferentes tonalidades de cores vistas nos espectros eram um indicativo para ajudar a identificar cada instrumento, então você está enganado, porque eles simplesmente estão em todo lugar.

Lossy é perda, ao remover conteúdo considerado "não importante" de um arquivo de áudio, você inevitavelmente já prejudica a qualidade geral do arquivo, o MP3 pode até salvar uma parcela significativa de espaço no seu HD, mas não sem antes sacrificar a parte mais importante da música: A definição.


Subjetivamente falando, a música não fica necessariamente ruim quando perde fidelidade, afinal, gosto não se discute. Mas é fato que quando ela passa por uma compressão lossy, ela já não é mais a mesma, os instrumentos soam até diferentes, e pros audiófilos isso seria o fim do mundo, pra quem não tem armazenamento disponível pra dar e vender, nem tanto.

Em outras palavras, isso quer dizer que a quantidade está a mercê das limitações do aparelho, e que a qualidade responde somente a nós mesmos. E como não há uma forma de testar todas as músicas existentes em todas os níveis de compressão possível, o áudio original é tomado como referência para melhor escolher até que nível as diferenças entre o arquivo compresso e o WAV inalterado já começam a ser desagradavelmente perceptíveis.

Lossless e Lossy: Duas Faces da Mesma Moeda

Por outro lado, nem todos encaram esse problema, então se alguém dispõe de hardware de sobra para guardar até um ser humano, naturalmente colecionar música em seu formato nativo é a escolha certa pros neuróticos de plantão... Não é?

Não, não é.

Caso tenha esquecido, um arquivo de áudio pode facilmente ultrapassar a casa dos 50MB, e pra piorar ainda mais, até porções "mudas" (o nada) da canção têm peso, é isso mesmo, aqueles segundinhos que passam onde você não escuta absolutamente nada também compõem - e muito - o tamanho total do arquivo, e você achando que o conceito de "som" no mundo digital não poderia ser mais complicado...

Não é preciso ser um gênio pra calcular que o seu disco rígido, por mais espaçoso que ele seja, é incapaz de guardar todos os álbuns de suas bandas favoritas e de todas que ainda tomarão um lugar no seu coração e também das que ainda serão formadas e também de... Ah, já deu pra entender.

Armazenar áudio em seu formato puro é somente útil para fins históricos ou de produção, então a menos que você possua uma gravadora ou estúdio a seu dispor, a compressão lossless é a solução ideal para ostentação e qualidade.


Para dar mais base a essa afirmação, o que seria "compressão" exatamente? Nada complicado eu lhe asseguro. Observe:

  • 11111111100000000000111110000111111111111110000000000000000001111111

Supondo que cada algarismo acima ocupe "espaço", como fazer esse amontoado de números repetidos usar menos espaço? Resposta:

  • 9(1) 11(0) 5(1) 4(0) 14(1) 18(0) 7(1)

Entendeu a lógica? Compressão basicamente se resume em eliminar redundância, ao invés de repetir exatamente o mesmo dado, um algoritmo de compressão faz com que os próximos locais que contenham esse dado sejam preenchidos através de uma única fonte, é como pegar dali do que botar mais aqui.

Arquivos ZIP, RAR e a compressão lossless usam este conceito para reduzir o tamanho de um arquivo, pois assim eles mantêm intactos os dados dos arquivos originais, e depois esperam para remontá-los de novo.

Quando a situação leva em conta a compressão lossy, as coisas mudam um pouquinho de figura, mas sabendo que além de redundância, conteúdo vital do arquivo também é removido, basta deduzir que o seu retorno ao formato original não passa de uma mera sombra do arquivo que fora uma vez.


Conclusão

Realmente, decidir o quão bom a música soa depende exclusivamente da própria pessoa, e a maioria delas nem dá importância a isso (considerando que os hits de sucesso no mainstream são bem questionáveis...), sem falar que com os posers em cena, apreciar de verdade a música é uma tarefa que poucos conseguem realizar.

E para essa ínfima parcela da população, o formato FLAC virou o novo sinônimo de música, e devido a sua eficiência em salvar espaço e deixar a qualidade intocada, ele até substituiu o velho hábito de colocar CD's inteiros de música (imagem ISO) na internet, já que muito tempo é poupado no upload se cada uma das trilhas estiver compactada.

Enquanto muitos esperam que o FLAC se torne um novo padrão, é preciso lembrar que ainda existem muitos outros formatos de compressão que podem atender a diferentes tipos de necessidade, o OGG, que embora seja lossy, faz um trabalho muito mais competente que o MP3.

Também é essencial fazer uso da compressão lossy apenas com arquivos originais, pois acredite, você não quer corroer ainda mais o seu MP3 transformando-o em outro formato lossy, e nem convertê-lo para um lossless ou no formato original, já que isso lhe garantiria uma medalha de estupidez do século.


Esse assunto de compressão também aborda uma questão social, que é a conformidade que as pessoas aceitam o produto entregue a elas. Porque se contentar com a cópia medíocre quando dadas as necessidades, daria muito bem pra você usufruir da obra completa? Isso não é muito diferente de desvalorizar o trabalho do artista que você gosta tanto de ouvir.

A fim de encorajar as pessoas a elevarem os seus padrões, a Tidal criou um divertido teste sonoro para testar sua familiaridade com arquivos de áudio compressos.

Clique na imagem para fazer o teste.
Com a premissa de que você possui o necessário para escutar do bom e do melhor, você tem que escolher qual das duas amostras de diferentes músicas são de alta qualidade, e dependendo do número de acertos, você pode até ganhar alguns dias de acesso gratuito ao serviço digital de música deles! (Muito parecido com o spotify).

Mais uma vez, declaro que podem haver algumas inconsistências no artigo, mais precisamente devido à falta de alguns detalhes técnicos que omitir por achar desnecessários para um entender conceitual, qualquer dúvida/correção fique a vontade nos comentários!

Se você se interessou o suficiente pelo artigo para chegar até aqui, então talvez esta matéria complemente ainda mais a sua leitura. (Inglês) ;D
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