Formatos de Sonido para Cine Analógico Dolby / DTS / SDDS / THX

Analógico: Es el clásico sonido estéreo de siempre. La pista analógica viene impresa en el celuloide en una línea continua ubicada a la izquierda de los cuadros de la imagen. Las primeras películas tenían impresas dos pistas magnéticas a los costados de los cuadros, de forma similar al de los cassettes de audio, pero en la actualidad se utiliza en vez del sistema magnético, un sistema óptico.
Cuando la película se reproduce, la cinta corre a través del proyector para generar la proyección sobre la pantalla y, simultáneamente, otro haz de luz pasa a través de la pista óptica de audio para ser recogido por una fotocélula que convierte las diferencias en la intensidad de luz en señal de audio estéreo.

A diferencia de lo que se cree comúnmente, este sistema no ha desaparecido, ni desaparecerá por el momento, ya que es utilizado como sistema alternativo en caso de interrupciones en el audio digital o problemas de sincronismo entre el decodificador digital y la cinta. Si prestamos atención durante la proyección de una película cuya cinta está muy degradada, pueden escucharse continuamente los cambios de la norma digital a la analógica en ambos sentidos. Estos cambios de una norma a la otra se pueden advertir con bruscas diferencias de nivel en el sonido, pausas o retrasos momentáneos en el sonido, cambios de calidad y aparición de ruido de fondo o clicks audibles.

Dolby Stereo: Este sistema es el primer proyecto de los laboratorios Dolby de lo que se conoce como sistema de audio Multicanal. Este sistema es una variación dentro del sistema estéreo, por lo que permite utilizar la pista estéreo estándar de la cinta, pero agregar mediante procesos externos de codificación sobre la señal, 4 canales sumados y matrizados en las 2 pistas del sistema estéreo. Estos canales son L (izquierdo), R (derecho), C (Canal Central) y S (Surround o canal para efectos) limitado en ancho de banda de 100 Hz. a 7 KHz. Mediante la combinación de los canales L, R y S, se logra la sensación de que un efecto reproducido por S y L viene de atrás a la izquierda, o un efecto reproducido por S y R, de atrás a la derecha.
La principal ventaja de este sistema, con su aparición a fines de los 70, es que puede adaptarse fácilmente a cualquier sala con un proyector estándar, porque la codificación se realiza con procesos acústicos, y además el tipo de codificación de 4 canales a 2 canales, permite que una señal de Dolby Stereo sea reproducida perfectamente en un sistema de 4 canales o en un sistema estéreo de dos canales o hasta en un sistema mono, sin notar diferencias o errores importantes en el audio.
Muchas películas y series (Los Simpsons por ejemplo) se transmiten por la TV con esta codificación sin que nos demos cuenta, pero si colocamos en la salida del audio de la TV un amplificador con decodificador Dolby Stereo (Prologic), podremos disfrutar de los 4 canales. Por supuesto, dependerá de la zona geográfica donde se emita en estéreo la programación.

Dolby Digital, conocido como Dolby 5.1 o AC-3 Este formato difiere absolutamente de la naturaleza del estéreo o del Dolby Stereo. Apareció por primera vez en los cines en el año 1992, con Batman Returns aunque en España, creo recordar, se estrenó con la película Stalingrado. Es muy importante recalcar que a diferencia de lo que ocurre con otras tecnologías, en cine, ningún sistema de sonido digital reemplaza al analógico. El sistema analógico se conserva para ser reproducido en salas que no posean el sistema digital y como back up, en caso que el sonido digital falle momentánea o permanentemente durante la proyección. El formato Dolby Digital posee sonido digital comprimido, con hasta 6 canales reales de audio: 5 de rango completo (20Hz a 20 KHz.) y un canal adicional para efectos de baja frecuencia (3 Hz. a 120Hz.) El formato es óptico, como el analógico, y su señal se ubica en el espacio entre las perforaciones de la cinta.
Cada pista de audio tiene una resolución de 16 Bits y 48KHz. El Compact Disc, por ejemplo, utiliza 44,1KHz, pero en cine se debe usar el formato profesional de 48KHz, porque es múltiplo de 24, que es el total de cuadros reproducidos en un segundo, y de esa manera se puede sincronizar el audio con la imagen.
Cada canal es comprimido en una relación de 14:1. A pesar de conocerse con el nombre de Dolby 5.1, este sistema es muy flexible, por lo que muchas películas lo utilizan a pesar de no poseer canales de efectos. Hay películas que por su genero no utilizan efectos especiales ni efectos de sonido, por lo que realizan una mezcla de sonido estándar, utilizando únicamente los canales L y R estéreo y el canal central C para los diálogos (3.0) en otras, sólo se usa en estéreo (2.0). A pesar que estos canales podrían ser reproducidos perfectamente mediante el sistema Dolby Stereo (analógico) los productores y directores prefieren aprovechar las ventajas del sonido digital. Por eso Dolby vende licencias de 5.1 canales tanto como licencias estéreo para utilizar su sistema en películas.

Dolby EX: (Dolby Extended Sound) Mas que un nuevo sistema, es una variación del sistema Dolby Digital, que busca acercarse un poco mas al sistema SDDS.
Básicamente este sistema es igual al Dolby Digital, con el agregado de un canal Surround en la parte trasera de las salas. Como vimos antes, todas las salas poseen este canal, ya que el sistema Dolby Stereo (analógico) lo utiliza, por lo que no es necesario realizar cambios muy profundos en el equipamiento para utilizarlo.
A diferencia del sistema Dolby Digital, que posee 6 canales reales, el sistema EX utiliza una forma de codificación para sumar un canal de efectos trasero, dentro de los dos canales de efectos derecho e izquierdo.
De la misma forma que ocurre con el sistema Dolby Digital y el estéreo, el canal extra de efectos es sumado a dos canales existentes, de manera que una película grabada con el sistema EX, puede ser reproducida sin inconvenientes en un cine que no esté adaptado para este fin. En ese caso, los sonidos grabados en el canal de surround trasero, si la sala no cuenta con este sistema, serán escuchados en los altavoces laterales.
Dolby anuncia en su publicidad que con este sistema se puede lograr el "Fly Around" y "Fly Over", es decir, que un helicóptero podría aparecer volando desde el fondo de la sala hasta la pantalla, pero la verdad es que esto también es posible en la actualidad con los demás sistemas, con técnicas de psicoacústica que engañan al oído humano, sumado a lo que nuestro cerebro quiere escuchar de acuerdo a lo que ve o no ve en la pantalla.
Por ejemplo, en una presentación de THX, puede verse a un robot que vuela alrededor de la sala, incluso desde el fondo hasta la pantalla, tratando de arreglar la enorme y plateada sigla THX que estaba estropeada.

DTS (Digital Theater System) El sistema DTS en el cine es, en características generales, equivalente al sistema Dolby Digital. Utiliza hasta 5.1 canales de audio, distribuidos de la misma forma que el sistema de Dolby, por lo que un Cine con un sistema
instalado, es perfectamente compatible con el otro, en cuanto a cantidad y distribución de altavoces y características de los mismos.
Hay algunas diferencias muy importantes entre este sistema y Dolby Digital. El DTS posee 5.1 canales con características de 20 Bits (contra los 16 Bits de Dolby) a 48KHz. Estas características son superiores a la del Compact Disc. A esto se suma que su compresión es de apenas 4:1, contra 14:1 de Dolby. Esto da como resultado un sistema con audio de calidad muy superior al de su principal competidor.
Otra gran diferencia es que, comparado con el resto de los sistemas, DTS es el único que no lleva impresa en la cinta la información de audio. En vez de esto, DTS realiza la impresión de un código de tiempo llamado SMPTE que permite la sincronización de la imagen con el audio. El audio por otro lado se reproduce desde un dispositivo externo. El código de tiempo es una línea continua situada entre la señal analógica y los cuadros de la película. Para esto, junto con la película, se distribuye un CD que debe ser cargado en un reproductor sincronizado con el proyector.
Esta característica de DTS le da la libertad que los otros sistemas no tienen, porque están limitados en capacidad ya que el espacio en la cinta es limitado, y ya no se podrían agregar mas canales de esa manera. Por otro lado es un poco mas complicado a la hora de transportar las cintas, ya que ahora hay que mover un rollo de cinta, mas cajas de CDs que pueden perderse, romperse, confundirse, etc.
Al mismo tiempo permite que una misma película pueda ser reproducida en diferentes idiomas, por lo que los costos de impresión en celuloide disminuyen, ya que una misma película puede estrenarse en USA en inglés, y luego ser llevada a España para ser estrenada en castellano.
DTS almacena hasta 100 minutos de audio con 5.1 canales en cada CD, por lo que una película de 1 hora y media de duración es perfectamente reproducida en un CD.
La ventaja mas importante en el sistema DTS es que no está limitado en capacidad de información que puede almacenar y reproducir. Esto significa que si en vez de colocar un dispositivo que reproduzca los CDs, se colocan dos, se pueden obtener en vez de los 6 canales, 12 canales de audio. Por este motivo el sistema DTS es utilizado en simuladores de todo tipo, por ejemplo en IMAX y en cines 3D.
DTS se encuentra instalado en 20.000 salas alrededor del mundo. Si lo comparamos con las salas que poseen Dolby Digital, el numero es muy inferior en el caso de DTS. (dato de Digital Theater Systems, Inc.)
Por cuestiones de marca y marketing, actualmente hay mas títulos disponibles en Dolby Digital que en DTS, tanto para cine como para formatos de consumo.

DTS ES: (DTS Extended Sound) Idéntico a Dolby Digital EX, pero con las características propias de DTS. La primera película que utilizó esta norma fue Stars Wars Episode I.
SDDS (Sony Dynamic Digital Sound)
Sony es una de las empresas más grandes del mundo y, como no podía ser de otra manera, marcó la diferencia en audio para cines con la introducción del sistema SDDS en 1993 con la película El Último Gran Héroe.
Este sistema ofrece 8 canales completos (20Hz a 20KHz.) ubicados de manera singular. SDDS utiliza como los otros sistemas, dos canales traseros de Surround, el L izquierdo y R derecho. La gran diferencia es que este sistema coloca 6 altavoces reproduciendo diferentes sonidos detrás de la pantalla, logrando un sonido mucho mas integrado con la imagen y una serie de efectos muy particulares.
La disposición de los altavoces es: L, R y C (como el sistema analógico, DTS o Dolby Digital), un altavoz para Sub Woofer, y dos canales adicionales de efectos ubicados entre L y C y entre R y C. De esta manera tras la pantalla hay un subwoofer y 5 altavoces alineados perfectamente de izquierda a derecha.
Sony no proporciona información sobre el tipo de compresión ni características del sonido digital, pero podemos suponer que la frecuencia de muestreo es de 48KHz como los otros sistemas, para lograr la sincronización con la imagen, y por otro lado la compresión estaría en un valor intermedio al de Dolby Digital (14:1) y DTS (4:1), ya que el espacio para almacenar información es mas del doble con el que cuenta Dolby Digital.
La señal digital es óptica y viaja junto con la película en los dos bordes laterales externos, a los costados de los espacios entre perforaciones.

SDDS es el último sistema en ser presentado, por lo que cuando buscaron el lugar para incluir su señal digital en la cinta de 35 mm, se encontraron que todo el espacio estaba absolutamente ocupado. El lugar principal estaba ocupado por los cuadros de la imagen; el lateral, con la pista analógica estéreo; los espacios entre perforaciones, con la información de Dolby Digital, y por último el código de tiempo de DTS.
Por este motivo Sony tuvo que utilizar el único espacio disponible, que son los bordes laterales de la cinta. El problema es que estos espacios son los que resultan mas castigados y dañados del celuloide, por lo que idearon un sistema de backup y corrección de errores. Este sistema funciona colocando la misma información por duplicado en cada borde, pero en una forma desordenada o mas bien asimétrica respecto uno del otro, así cuando un borde no puede ser leído, o esa porción de la cinta es cortada o dañada por un accidente, se utiliza la información que está ubicada en otro lado sobre el otro lateral.
Cabe aclarar que SDDS es la única norma de sonido digital multicanal que no tiene un equivalente en uso hogareño o de consumo. Ni en DVD de audio, o de video ni cualquier otro soporte de consumo se encuentra grabado bajo esta norma.

THX: El nombre de la sigla se desprende del nombre de la primera película de George Lucas, llamada THX 1138.
A diferencia del resto de los sistemas multicanal expuestos, THX es una norma de estándares técnicos que busca, por un lado, fijar una norma mínima de tecnología y calidad necesarias para reproducir películas en una sala, y al mismo tiempo, generar un ambiente de características similares en todas las salas de cine en el mundo y estudios de mezcla en los que se realiza el sonido de una película o en los que ésta se vaya a reproducir, para de esa manera asegurar a los directores que lo que ellos están viendo y escuchando al realizar la mezcla de sonido, es lo mismo o por lo menos es muy parecido a lo que la gente va a ver y escuchar en el cine.
La norma THX en general tiene en cuenta aspectos puntuales relacionados con el sonido o con la acústica, pero también pauta ciertos aspectos respecto de la imagen y la comodidad de las salas.
La idea surge en 1982 cuando George Lucas pretendía que su reciente película El Retorno del Jedi, fuera vista y escuchada de la misma forma exactamente como él la había pensado y realizado.
Las características que tiene en cuenta la norma THX para certificar son:
- Calidad, color y ángulo de incidencia del proyector sobre la pantalla.
- Ruido generado dentro de la sala (aire acondicionado, proyector, etc) y ruido generado fuera de la sala (ruido ambiente, otra sala contigua, etc).
- Ángulos de visión y escucha de los espectadores.
- Propiedades acústicas de la sala.
- Sistema de sonido.
Para certificar un cine bajo la norma THX antes de su fabricación, el arquitecto o ingeniero debe ponerse en contacto con THX para comenzar su construcción de manera compatible con las exigencias de la norma.
Los equipos a ser instalados se seleccionan de una lista que THX entrega, conteniendo los dispositivos de audio, decodificadores, altavoces, amplificadores, etc, homologados por la norma para ser usados en cines.
Al mismo tiempo THX provee mediante el pago de una cuota, o leasing, unos procesadores digitales / analógicos específicos para tratamiento del audio con los que debe contar el cine obligatoriamente. El ingeniero de THX se encarga de ecualizar la sala y de precintar todo el equipamiento. Cada sala debe además pagar una cuota por utilizar el logo THX en su sala habilitada y reproducir el video de THX antes de cada película.
De la misma manera que una sala de cine es diseñada y corregida para ser compatible con la norma THX los estudios de mezcla de sonido para cine, también son adaptados para conseguir su certificado THX, con la única diferencia que la lista de equipos homologados para estudios es diferente a la lista para cines.
Desde la aparición de THX, un técnico de sonido puede realizar una mezcla en el estudio, con la seguridad que los espectadores van a escuchar exactamente lo mismo en el cine.
Existe la norma THX para equipos de uso doméstico, en la que un usuario pueda comprar un conjunto de reproductor de DVD, decodificador multicanal, amplificadores y altavoces homologados por THX.
DELL sacó a la venta el primer PC con licencia THX, y Logitech también posee unos altavoces multimedia con certificación THX.

Aclaración Sonido analógico:
El sonido es tomado del ambiente y transformado en impulsos eléctricos que son equivalentes en frecuencia y amplitud a las características del sonido en el aire. Luego, esa señal eléctrica es almacenada en medios mecánicos o magnéticos de manera tal que las variaciones generadas en el soporte, son equivalentes o análogas a las señales eléctricas.
Los medios de almacenamiento analógicos son el disco de pasta o vinilo, los cassettes de audio, cinta abierta, etc.

Aclaración Sonido Digital:
Los impulsos eléctricos generados, son almacenados digitalmente, con valores de ceros y unos.
Mediante el muestreo, la señal analógica, es analizada, y se asignan valores numéricos diferencias de amplitud y frecuencia de esa señal. Este proceso se denomina Conversión Análoga / Digital, o Analog / Digital Conversión (ADC).
Como resultado de la digitalización, puede haber una pérdida de calidad o similitud entre el sonido original analógico, y el sonido muestreado, pero en la actualidad con un ADC de calidad ese error es irrelevante. Además, la señal una vez que ingresa en el ámbito digital, permanece resguardada de degradaciones o ruidos que sí son propios de los medios analógicos, como el cassette.
En cine, el audio digital se almacena en formato de micropixels sobre el celuloide o en CDs externos (de la manera explicada anteriormente).
Cada píxel toma el valor de 1 o 0 de acuerdo a si es un píxel transparente o negro. De esta manera cuando un haz de luz ubicado en el decodificador pasa sobre la señal digital, otro dispositivo toma instantáneamente fotos de cada cuadro de información de audio digital, para ser luego transformados en señal digital de audio, y mas tarde en señal de audio analógica, por los conversores Digital / analógico, o Digital/ Analog Converter (DAC).

Formatos de Consumo:
Muchos de los formatos de sonido multicanal vistos tienen un equivalente en formatos de consumo, es decir en DVD de Vídeo, DVD de Audio, Laserdisc, etc. De hecho Dolby Digital, Dolby Digital EX, DTS y DTS ES, existen también en el ámbito de consumo, bajo características que se conocen como Home Cinema (Cine en casa).
SDDS es el único sistema que no se comercializa para uso hogareño. Esto es destacado como una ventaja por Sony, ya que al destinar su sistema únicamente para ámbitos profesionales, les permite lograr características de mayor calidad, y evitar las limitaciones que implica compatibilizar un sistema con el uso de consumo masivo