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Toda semana com conteúdos sobre áudio, música e produção musical.

No post de hoje, vamos responder a pergunta: “Música em Vinil é melhor?”

Explicaremos as diferenças entre a qualidade de músicas reproduzidas em vinil, e de arquivos digitais com resolução de 44.kHz e 16 bits para cima, sem nenhuma compressão de dados. Isto é, com qualidade de CD para melhor.

Muitas pessoas comparam essas duas mídias (Vinil vs CD). No entanto, muitas vezes não possuem conhecimento a respeito de como elas funcionam, e quais fatores determinam o quanto fiel são ao soar o fonograma.

Assista ao nosso vídeo completo no Canal do Youtube da OSSIA:

Para isso, avaliaremos parte do processo de gravação e reprodução de ambas as mídias, com a perspectiva de entender somente as partes que não são comuns entre elas. Por exemplo, o processo de amplificação e transdução de energia cinética para energia elétrica e vice e versa.

Nosso objetivo aqui não é dizer qual é a melhor mídia, mas te ajudar a responder a pergunta:

Música em Vinil é Melhor? – Analógico vs Digital

1. Funcionamento do Áudio Digital

Começamos pelo áudio digital, onde as informações de áudio se tornam digitais ao passar por um processo chamado sampling, através da tecnologia chamada de Pulse Code Modulation. Nela, os diferentes níveis de tensão, que geram a corrente do sinal de áudio, são medidos ao longo do tempo. Estes níveis de tensão são entendidos como dados por espaço de tempo. Dessa forma, durante a reprodução, são novamente transformados em níveis de tensão e amplificados para chegar aos níveis de linha.

Ao passar pela primeira conversão A/D (Analógio para Digital), o áudio fica armazenado como um dado. Assim, pode ter suas características modificadas antes, e ser transformado em outra informação. Isto é o que fazemos em qualquer processamento de áudio in-the-box.

Estes arquivos possuem um range (alcance) dinâmico muito grande, e uma resposta de frequência com resolução que se estende até os limites da audição humana, porém quando sofrem compressão de dados. Como exemplo, a compressão realizada pelos sistemas de streaming: Spotify, YouTube, e etc. 

O áudio destes arquivos sofre uma perda significativa de dados, acabando por sofrer compressões dinâmicas e perda de frequências. No entanto, nos possibilita ouvi-las com tempo muito menor de download.

Como o Áudio Digital Está Hoje:

Nos últimos anos – 2013 em diante – a indústria tem tentado atingir alguns padrões para que estas compressões de dados não prejudiquem, de forma agressiva, a reprodução da música.

Os processos mais destrutivos deste tipo de compressão são as padronizações da compressão dinâmica, que reduzem os níveis de dinâmica, realizando normalizações e arredondamentos de nível dinâmico. Isto resulta num arquivo mais leve.

Algumas padronizações estão trazendo novos avanços na compactação de dados dos serviços de streaming. E, logo mais, teremos serviços de streaming chamados de lossless, ou seja, sem perdas.

Fizemos um vídeo aprofundando mais sobre o processo de como funciona uma placa de áudio.

Se preferir, também pode assistir ao vídeo no Canal do Youtube da OSSIA para entender os fatores envolvidos na qualidade final do áudio digital, antes da compressão de dados.

Como Funciona uma Placa de Áudio

2. Funcionamento do Disco

História

O disco foi a segunda mídia na qual uma gravação foi fixada. Isso aconteceu por volta de 1880, quando todo o processo de gravação e reprodução do disco eram mecânicos, sendo gravado através de um gramofone.

O gramofone dependia da ação de uma pessoa, que girava uma manivela e, através deste sistema mecânico, o disco girava e era cortado.

Na década de 1920, surgiu a gravação elétrica com transdutores de energia mecânica para energia elétrica, enviando o sinal para um pré amplificador. A partir deste ponto, o sinal elétrico de áudio passou a ser gravado no disco através de meios eletrônicos.

Para entendermos este processo com mais clareza, vamos dividi-lo em 2 períodos históricos. Eles diferenciam de forma mais abrupta a gravação em discos após o período da gravação elétrica: o período pré-fita e o pós-fita.

Gramofone

Gramofone


Período Pré fita

No período pré fita, os discos eram cortados no momento da reprodução da música. Ou seja, eram gravados no momento da performance dos intérpretes. E isso tudo era feito por um profissional chamado “Sound Engineer”.

No início, os discos foram feitos de diversos materiais, incluindo borrachas mais duras e ebonite. Só depois chegaram ao material que de fato funcionou de forma estável: uma mistura de goma-laca. Poucos anos depois, eles começaram a realizar diferentes misturas, incluindo ardósia e calcário pulverizados. Misturaram também fibra de algodão e carbono negro, que é um resíduo da combustão da madeira e de outros combustíveis fósseis. Elementos responsáveis por dar aquela cor escurecida no disco.

Esse tipo de fabricação ficou assim até o final da década de 1950. Por volta de 1956, diferentes empresas começaram a arriscar novos materiais e um deles foi o Polyvinyl Chlorideque é o famoso PVC, só que com características de rigidez e flexibilidade específicas para este fim. Este material foi usado no período pós fita e é usado até hoje.

polivinyl

Período Pós Fita

Quando a fita magnética se popularizou na indústria fonográfica, ou seja, na produção de fonogramas, a grande necessidade de gravar e mixar com cada informação de áudio separadas, fez com que outros processos surgissem. Assim, outros profissionais com qualificações específicas apareceram no mercado.

Um deles foi o chamado “transfer engineer”, que era o profissional responsável por realizar essas transferência da fita para o disco. O outro, era chamado de “engenheiro de mixagem” e estava em uma parte anterior do processo. Ele era o responsável por unir todas as informações de áudio, agora gravadas nas fitas, e deixar o fonograma construindo um discurso de acordo com a proposta da música.

tape

Processo de Gravação do Vinil

Para poder entender como era fabricado o vinil, começamos entendendo as funções do “Transfer Engineer”.

O Stylus e suas limitações:

Primeiro surgiu o corte do disco em mono, ou seja, a gravação de apenas um sinal de áudio transduzido. A ferramenta usada para cortar o disco é chamada de stylus. Isto é, basicamente, uma fresa mecânica acoplada a um transdutor. O stylus, através de uma bobina, transduz a energia elétrica em forma de movimentos, cortando o disco.

Nos discos em mono, os movimentos feitos por esta fresa eram no sentido horizontal à superfície do disco, fazendo cortes de lado à lado. O problema aconteceu quando surgiu a opção de gravar em stereo. Foram diferentes tentativas de transduzir o áudio para a gravação no disco de diferentes formas, mesmo antes da gravação em fita magnética.

A primeira delas foi de fazer dois cortes paralelos em espiral, um para cada sinal que seria transduzido. Para isso, usaram 2 agulhas diferentes, fazendo cortes através de movimentos em diferentes sentidos. O canal esquerdo, “L” dentro da imagem stereo, faria cortes na vertical e o direito (canal “R”) faria cortes na horizontal.

Porém, eles acabaram se dando conta de que os cortes feitos verticalmente tinham uma interação física diferente com o meio, por conta de sua posição e por conta das limitações de profundidade do corte. O que causou ao canal esquerdo “L” distorções harmônicas excessivas e uma transdução com muitos desalinhamentos de agulha durante a reprodução.

Como foi resolvido:

Em 1937, com invenção patenteada por Blumlein, criou-se outra forma de transdução. Esta maneira utiliza dois transdutores: um para o canal left e outro para o right, usando somente uma agulha.

Para isso, o movimento da agulha foi alterado. Fazendo, assim, com que ela se movesse em 2 sentidos: horizontal e vertical, mudando de distância em relação aos dois transdutores de acordo com a indução destes transdutores. Logo, eles usaram um movimento de 45° deste stylus, variando entre as duas bobinas e realizando o corte.

Assim, durante a reprodução, quando a agulha se aproximava e se afastava de uma determinada bobina – fazendo aquele movimento de 45°. Com isso, o campo elétrico variava. Consequentemente, variavam a tensão e a corrente elétrica de cada lado de forma diferente, gerando as diferenças de fase e intensidade de um sinal stereo.

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Problemas do Disco Estéreo

Porém, esta solução trouxe um outro problema: os movimentos tiveram que ser maiores, logo, os discos precisariam ter menos tempo de música, ou, a espessura dos cortes precisaria ser menor, para que coubesse a mesma quantidade de informação que cabia anteriormente.

A solução escolhida foi reduzir o tamanho dos cortes. Utilizando assim, mais frequências graves e abrindo mais espaço para mais informação ser gravada. Essa mudança causou uma alteração na resposta de frequência, gravando menos frequências graves.

Partindo daí, cada empresa desenvolveu seu próprio tipo de equalização para o corte do vinil e para a reprodução. De maneira geral, as frequências graves eram atenuadas e as frequências agudas acentuadas. Este processo era restrito ao amplificador, que envia o sinal para o transdutor que movia o stylus na gravação, ou seja, o transfer engineer não monitorava a música com esta equalização aplicada ao sinal.

No processo de reprodução, outra equalização oposta à equalização realizada na gravação era feita, e o aparelho reproduzia a música com uma definição muito próxima a que os transfer engineers ouviam.

Outras funções destas equalizações eram a redução de danos no disco, sem precisar fazer cortes gigantes na gravação e obviamente melhorar a qualidade da reprodução e gravação, sem pulos de agulha e sem estragar os discos.

Equalização RIAA

Diversas empresas começaram a realizar suas equalizações no próprio amplificador que gravava no disco. Também, fizeram a equalização oposta no pré amplificador dos aparelhos domésticos, fabricados pela mesma empresa. Assim, cada empresa tinha um padrão diferente. Dessa forma, os aparelhos de cada marca reproduziam os fonogramas com uma resposta de frequência diferente.

Isso ocorreu até 1954, quando a Recording Industry Association of America conseguiu estabelecer um padrão de equalização no mercado. Isto tanto para a gravação, quanto para a reprodução. E, obviamente, este padrão foi chamado de “equalização RIAA”.

Esse padrão determinava que, ao ser transduzido, um determinado sinal deveria ser amplificado. Aplicando, assim, a “equalização corretiva” de acordo com o gráfico:

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Masterização para Vinil

Com o tempo, o transfer engineer teve que, além de cuidar da fixação do fonograma em outro meio, fazer este acabamento final das diferentes informações resultantes das mixagens.

Esse acabamento foi necessário, pois os fonogramas acabavam soando esteticamente distintos após as diferentes mixagens. Muitos engenheiros de mixagem, estúdios de gravação, e muitas vezes, músicos participavam da produção de fonogramas. O resultado disso era essa enorme diversidade estática antes de finalizar o álbum.

Como esta função deixou de ser um conjunto de ações somente técnicas para fixar o fonograma em outra mídia, o transfer engineer se tornou o master engineer. Este profissional foi responsável por fazer a conexão de diversas tracks mixadas, dando a identidade de um único disco.

Para realizar esta função, o engenheiro de masterização precisava adequar a informação já gravada na fita ao vinil. Assim, necessitava saber em que velocidade de rotação a fita foi gravada.

Geralmente, no áudio profissional, as fitas eram gravadas em 30 ips (30 polegadas por segundo). A partir desta velocidade de rotação, ele conseguia saber o tempo de reprodução de música que caberia no vinil. E, também, a quantidade de loudness com a qual poderia trabalhar.

Considerando dois sinais de fase, e diferentes intensidade formando a imagem stereo, o engenheiro de masterização precisava ter cuidado. Isto, para lidar com as diferentes intensidades de frequências graves e agudas na disposição desta imagem.

O problema eram desalinhamentos do stylus na gravação e da agulha na reprodução, por conta da largura que os cortes tinham. Logo, haviam limitações de intensidade frequências sub-graves, principalmente naquilo que se refere à imagem stereo.

Isso não significa que as frequências graves devem estar completamente centralizadas. Porém, é preciso ter cuidado com o excesso de diferenças de fase entre os sinais muito fortes de frequências graves na imagem stereo.

Loudness no vinil

A limitação de intensidade também se dava quanto ao tamanho dos cortes. No áudio digital sem compressões de dados, temos um range dinâmico muito maior do que a capacidade do meio físico do vinil. Principalmente se falarmos de 32 bits de pontos flutuantes.

Este fato fez com que muitos artistas, gravadoras e produtores exigissem cada vez mais intensidade em seus fonogramas. A consequência disso foi um crescimento exponencial da “loudness war”. Isto fez com que todas as músicas fossem comprimidas em seus níveis mais extremos em busca da competição de que fonograma iria ser reproduzido com mais intensidade.

Apesar deste ocorrido, o áudio digital não é o fator que faz com que as músicas sejam masterizadas para CD com uma grande quantidade de loudness. Mas sim, as práticas culturais e de mercado que fazem com que os envolvidos na produção fonográfica queiram mais intensidade.

Mesmo com a limitação de loudness do disco, a busca por maior intensidade já começou na era do vinil. E a incrível ferramenta “áudio digital” fez com que essas intensidades fossem ainda maiores.

master

É isso pessoal! Espero que tenham gostado da reflexão, e que possam continuar a sua pesquisa a respeito de outros assuntos relacionados aqui no Blog de Música da OSSIA.

sintetizadores

Abraço!
Alwin Monteiro.

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