Reverb digital: Comb Filtering

Published On Mar-13-2017

Transcripción

La reverberación podría verse, de manera simplista, como un conjunto de señales retrasadas con respecto a la señal original. Existen algoritmos digitales de reverberación que funcionan específicamente bajo este concepto. Por medio de sistemas de delay, retrasan múltiples copias de la señal y producen así el fenómeno de comb filtering, además de funcionar como all-pass filters.

Recordemos que el comb filtering es el fenómeno que se da por la interacción de fase entre una señal original y copias retrasadas de la misma, ya sea por medios acústicos o eléctricos. Para un retraso específico, diferentes frecuencias son canceladas por la superposición destructiva, mientras que otras son amplificadas por superposición constructiva. Por su parte, los filtros all-pass son aquellos que modifican la fase de los sonidos, en función de la frecuencia. Su amplitud no es modificada.

Los algoritmos que se basan en el comb filtering y all-pass filters creados por sistemas de delay son conocidos como reverberadores de respuesta a impulso infinita, Infinite Impulse Response Reverberators o IIR Reverberators

Comb Filtering

La reverberación es producto de la combinación de todas las reflexiones del sonido dentro de un espacio cerrado. Consideremos el siguiente ejemplo. Un parlante se encuentra dentro de una habitación y emite un sonido, el cual viaja directamente hacia el punto de escucha, además de producir reflexiones contra las superficies. Las reflexiones también alcanzan el punto de escucha, cada una con un tiempo de retraso específico respecto al sonido directo.

Este comportamiento podría ser imitado por un dispositivo que genere repeticiones del sonido, cada una con un tiempo de retraso específico y una amplitud decreciente, de manera que se simule lo ocurrido en el espacio acústico. El dispositivo del que hablamos es, esencialmente, un delay. Cuanto más se asemejen la cantidad de repeticiones, su amplitud, tiempo de retraso y contenido espectral, con las de la reverberación real, más convincente será el efecto producido.

Figura 4.1. Reflexiones en un espacio cerrado

En el año 1962, Manfred Schroeder planteó un método para producir reverberación utilizando un único dispositivo de delay para retrasar la señal y producir comb filtering. Recordemos que, en esa época, la tecnología de procesamiento digital era limitada. Un teléfono inteligente moderno es 1300 veces más potente que la computadora Apollo 11, utilizada para el alunizaje de 1969.

Nótese que la amplitud de las repeticiones decae exponencialmente, de forma similar a la reverberación real. No obstante, la respuesta de frecuencias del comb filter estaba alejada de producir resultados realistas, debido a la disposición característica de los picos y atenuaciones encontradas a lo largo del espectro de frecuencias. Decimos que el sonido tiene una fuerte coloración. Como resultado, únicamente las frecuencias que son aumentadas por el comb filtering logran producir varias repeticiones. Las frecuencias que son atenuadas por el comb filtering, decaen rápidamente.

Figura 4.2. Reverb generado por comb filtering

Es posible modificar las frecuencias que son atenuadas y las que son aumentadas, por medio de la variación del tiempo de retraso que produce el comb filtering. No obstante, cuando el tiempo de retraso es alto, se produce un sonido similar al del flutter echo. Cuando el tiempo de retraso es bajo, se produce una serie de repeticiones más cercanas al sonido de la reverberación natural.

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