Gravar digitalmente um som significa quantificá-lo em valores numéricos, mas como quantificar o som?
A resposta encontrada foi medir a intensidade da onda sonora em intervalos regulares de tempo e registrar cada uma dessas instensidades para reprodução posterior.
É como se uma cópia da onda sonora fosse traçada com uma linha pontilhada, e, na reprodução esses pontos fossem novamente ligados. Claramente, quanto menor a quantidade de pontos, maior será a diferença entra a onda digital e a gravada.
Um bom exemplo é aquele jogo de "ligue-os-pontos" que aparece em revistas para crianças. Geralmente é possível identificar o que o desenho final representa, mas percebe-se que o desenho fica meio quadrado e sem detalhes.
Ou então os novos televisores de alta-resolução, que possuem maior quantidade de pontos para representar a imagem e, por isso, a qualidade e nitidez são infinitamente superiores ao televisor comum.
Então, o que determina a quantidade de pontos em uma gravação digital de áudio, já que não se trata de uma imagem? O que determina é velocidade com que esses pontos são registrados, em outras palavras, a FREQUÊNCIA de gravação. A frequência mais comum, utilizada em CDS e mp3 é a de 44 mil hertz (44kHz), o que equivale a dizer que o som gravado em um CD teve seus pontos registrados 44 mil vezes por segundo.
Esse numero não foi escolhido ao acaso. Foi determinado matematicamente (Niquist) que, para registro de uma onda sonora, a frequência necessária para gravação sem perda de qualidade tem de no mínimo o dobro da frequência máxima a ser gravada. E como a audição humana tem (em geral) seu limite na faixa dos 22kHz, a frequência mínima de gravação tem de ser igual a 2 x 22kHz = 44kHz.
Ótimo, então o sinal de áudio tem sua intensidade quantificada e registrada 44 mil vezes por segundo, mas quantificada no que e registrada no que? Ora, na única coisa que equipamentos digitais entendem, números, mais especificamente 0 zeros e 1 uns.
A situação ideal seria de se poder registrar qualquer intensidade da onda sonora e com uma precisão total... Porém, como vivemos no duro mundo real, isso é impossível. Primeiro porque é impossível criar um equipamento capaz de medir intensidades em qualquer faixa de valores e segundo, porque equipamentos digitais tem um limite na quantidade de informações que podem armazenar, precisão absoluta siginifica números infinitamente grandes.
Assim, adotou-se um padrão para o limite de intensidade ( não é o objetivo aprofundar-se no assunto, mas é o nível de saída padrão de pré-amplificadores e o de entrada padão de amplificadores) e um limite para o tamanho do número que a representaria. O limite adotado para o tamanho foi 16 bits. O que equivale dizer, que o equipamento digital pode registrar 65000 posições diferentes de intensidade entre valores negativos e positivos.
Portanto são dois fatores que controlam a qualidade de gravação, o número de bits e a frequência de gravação.
Cada nível de intensidade registrado em função da frequência é chamado de SAMPLE ( amostra).
A frequencia é geralmente chamada de SAMPLE RATE ( frequencia de amostragem).
O tamanho de cada sample é chamado de BIT DEPTH ( "profundidade" de bits).
É fácil perceber que quanto maior forem esses parâmetros, maior será a qualidade da gravação final ( ainda que seja polêmica a discussão se seres humanos são capazes de perceber a diferença). E também que quanto maiores esses parâmetros, mais capacidade de processamento, memória e armazenamento serão exigidos de seu equipamento.
É comum nos dias de hoje o uso de frequências de gravação de 96kHz e samples de 24 bits até em home studios, já que a os computadores agora são capazes de trabalhar tranquilamente com essa resolução.
Se ainda não ficou muito claro o que estou tentando explicar, faça uma experiêcia simples. Utilizando o sound forge ou outro editor de sua preferencia, abra qualquer arquivo de música. Use o zoom na linha do tempo até que você possa ver pontos e coneões entre eles. Cada ponto desses é um sample. E a altura dele em relação ao centro da onda é sua intensidade.
