Almacenamiento de datos
Audio sin compresión
Si conocemos la velocidad a la que tomamos muestras (frecuencia de muestreo) y el número de bits que utilizamos, es fácil estimar la cantidad de datos aproximada que necesita nuestra señal de audio digital para su almacenamiento o transmisión.

Supongamos una canción extraída de un CD, esto es, 2 canales (L y R) con frecuencia de muestreo de 44.1kHz y 16 bits de resolución:


Formatos de archivos de audio sin compresión
Los formatos de archivo sin compresión más utilizados en la programación de videojuegos son WAV y AIFF. Ambos son similares aunque tienen ciertas diferencias de encapsulado, derivadas de sus orígenes de Microsoft y Apple, respectivamente.

Existen otros formatos sin compresión o sin pérdidas como AU, LAME, FLAC, etc. que no se utilizan en la programación de videojuegos por la necesidad de implementar codecs adicionales.

Técnicas de reducción de datos
La reducción de datos parte de la necesidad de optimizar la capacidad de almacenamiento y transmisión de señales de audio digital, y consiste en reducir la tasa binaria eliminado la información redundante o irrelevante.

A partir de esta premisa, la figura 7 plantea dos modelos de reducción de datos: con pérdidas o sin ellas.

Figura 7. Modelos de reducción de datos
De este modo, es posible comprimir archivos de audio sin pérdidas a un 50% o a un 25% de su tamaño original, como en el caso de los ficheros LAME o FLAC comentados anteriormente.

No obstante, si queremos tasas de compresión más altas al 10% de la señal original, como en el caso del MP3 o AAC) debemos utilizar otro tipo de técnicas que "sacrificarán" en parte la calidad para ajustar más el tamaño.

Para ello, se utilizan diferentes técnicas, tales como:


Formatos de archivos de audio sin compresión
El formato de archivo con compresión más utilizado en la programación de videojuegos es el MP3, que utiliza todas las técnicas comentadas anteriormente para conseguir ratios de reducción de hasta 1:12 (ver tabla 2). Igual que en el caso anterior tanto Apple (AAC) como Microsoft (WMA) ofrecen sus versiones en teoría mejoradas al estándar MP3, si bien en el mundo de la programación para videojuegos no se suelen usar por falta de compatibilidad.
Birate Ratio Tamaño/min. Demo
1378kbps 1:1 10,1MB PLAY
320kbps 1:4,3 2,3MB PLAY
192kbps 1:7,2 1,4MB PLAY
128kbps 1:10,8 954kB PLAY
64kbps 1:21,5 470kB PLAY
16kbps 1:86,1 117kB PLAY
Tabla 3. Comparativa de ratios de compresión mp3 para un archivo estéreo en WAV de 1 minuto (10,1MB)
A la hora de utilizar archivos de audio, dependiendo del juego, del motor, del hardware disponible, se utilizarán diferentes técnicas de reducción de datos, ya que si bien el procesado de estas señales será mayor, con la potencia de los procesadores de hoy en día prevalece la capacidad de espacio (en RAM y buffers, a la hora de cargar el juego) frente a la necesidad de procesado.

Adicionalmente, los motores de juegos actuales permiten trabajar simultáneamente con diferentes formatos de archivo, tasas binarias, frecuencias de muestreo y profundidad de bits simultáneamente, e incluso pueden adaptar esos parámetros en tiempo real si es necesario para adaptarse a los requisitos.

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