El secreto de Accurate Tuner para Windows Phone: funciona como un oído humano

Sintonizador preciso demostrado en Nokia Lumia 800

“Si un laudista ha vivido ochenta años, seguramente ha pasado sesenta años afinando”.

Johann Mattheson, compositor alemán, ca. 1720

La capacidad de afinar un instrumento musical, un oído musical, sigue siendo una habilidad fundamental para cualquier músico. Pero afinar de oído es difícil, toma tiempo y el resultado rara vez es perfecto. Algunos instrumentos son un verdadero desafío para afinarlos perfectamente. Puede que te sorprenda, pero incluso una guitarra pertenece a estos instrumentos difíciles de afinar, ya que la tercera mayor entre G y B (3.ª y 2.ª cuerdas) tiene que estar ligeramente desafinada para estar afinada correctamente.

La reciente explosión de afinadores de tono electrónicos ha resuelto este problema para muchos músicos. Pero estas herramientas cuestan dinero y la gente no siempre las tiene en sus bolsillos. Los teléfonos inteligentes vienen a ayudar aquí. El poder de cómputo de estas pequeñas bestias es lo suficientemente bueno para un procesamiento DSP bastante avanzado y los sintonizadores se pueden realizar en el software.

Hoy en día, hay cientos de aplicaciones de ajuste de tono en todas las plataformas de teléfonos inteligentes e incluso la plataforma más joven, Windows Phone, ya disfruta de docenas de sintonizadores en Marketplace. Pero hay un pequeño y feo secreto que voy a compartir contigo: el 95 % de estas aplicaciones no se pueden utilizar. Es cierto para todas las plataformas. Por ejemplo, casi todos los sintonizadores de iOS son hermosos, con una interfaz de usuario hermosa y práctica, pero solo 1 de cada 20 de ellos tiene la combinación correcta de precisión, velocidad y otras características para ser lo suficientemente utilizable y confiable en la práctica.

En este artículo me voy a concentrar en los sintonizadores de teléfonos de aguja y elegir solo uno de sus errores comunes. E incluso voy a explicar ampliamente cómo se resuelve con Accurate Tuner para Windows Phone, aunque no espere ningún código fuente.

Los sintonizadores de aguja son los más simples de usar. Muestran un tono de tono medido de una manera muy natural mediante una aguja, LED u otro indicador "analógico". También suelen mostrar una nota en notación científica, por ejemplo “C4″ (C = nota, 4 = octava). Y este es un problema común con los sintonizadores de teléfonos, ya que la letra y el número a menudo son incorrectos y cambian constantemente. Vamos a explicar por qué sucede.

Los sintonizadores de aguja analizan la señal de sonido mediante un algoritmo científico complejo: Transformada rápida de Fourier (FFT). FFT transforma la señal en el gráfico, donde el eje X es una frecuencia y el eje Y es una amplitud. Los picos denotan frecuencias dominantes.

Como puede ver, hay varias frecuencias en esta señal. Pero, de hecho, este es el análisis de frecuencia de un solo tono, es decir, una cuerda de guitarra. Y ahora viene el hecho divertido: para los tonos musicales, ¡este es siempre el caso! Siempre hay 4-12 picos para cualquier nota dada, porque cada tono musical se compone de frecuencias armónicas (parciales). Por lo general, son múltiplos enteros de la frecuencia fundamental.

En el caso ilustrado arriba, la frecuencia fundamental (el primer armónico) es la más fuerte, pero no es la regla. Muy a menudo, los armónicos 1, 2 o 3 son más fuertes que el 4, por lo que si el afinador solo muestra el armónico más fuerte, ¡lo muestra +1 octava, +1 octava y 1 quinta perfecta o +1 octavas más altas! Y estas notas están cambiando constantemente.

La mayoría de las veces, solo la octava es incorrecta, mientras que la letra es correcta. Los sintonizadores de hardware baratos resuelven este problema de la manera más fácil: simplemente no muestran la octava. Vea la imagen de Artisan WCT-50 arriba: no se muestra el número de octava. C siempre es C, pero el dispositivo no está seguro de su octava. Para ser honesto, rara vez necesitas saber la octava durante la afinación.

En los teléfonos inteligentes, este problema es aún más apremiante, ya que los micrófonos típicos de los teléfonos tienen una respuesta de frecuencia débil por debajo de 100 Hz, lo que hace que esos picos sean más pequeños para frecuencias por debajo de 100 Hz. la cuerda de bajo más baja E2 (82,41 Hz) suele ser completamente inalcanzable para ellos.

Grabemos el E2 de una guitarra en Samsung Focus Flash. Esta es la señal grabada:

Y esta es la salida de FFT:

Como puede ver, tanto el segundo armónico (E2) como el tercero (B3) son más fuertes que el primero, E3, ¡que es la nota correcta! Las frecuencias por debajo de 3 Hz son más silenciosas para el micrófono de Focus Flash y otros teléfonos no son mejores. Aún así, Accurate Tuner puede identificarlo correctamente:

Nota: La lista de armónicos y la forma de onda difieren ligeramente de los gráficos anteriores, ya que no se toman exactamente en el mismo momento. La forma de onda deshilachada fue causada por un ruido de fondo. Además, hay un error conocido en AT que el segundo armónico siempre se omite en la lista; se corregirá en la próxima actualización.

¿Cómo es esto posible? Accurate Tuner analiza todos los armónicos, no solo el más fuerte. En algunos casos, incluso puede calcular la frecuencia fundamental de los armónicos más altos, incluso si se pierde por completo en un ruido de fondo.

Un oído humano funciona de la misma manera. Su sensibilidad de tono es mucho peor en frecuencias muy bajas, pero un oyente sabe con certeza que esto es E2, no E3. Un músico entrenado puede medir tonos musicales bajos diez veces mejor de lo que es anatómicamente posible, porque su cerebro escucha el tono en su complejidad y analiza todos sus componentes, no sólo el más bajo. Sin embargo, no funciona para ningún tono o sonido, solo para sonidos armónicamente ricos, como suelen ser los tonos producidos por instrumentos musicales.

Si compra la versión paga de Accurate Tuner Pro, puede modelar tonos armónicamente pobres o ricos en su generador de tonos configurando los niveles de armónicos. Si tiene dos teléfonos, puede usarlo para probar Accurate Tuner y otros sintonizadores de teléfonos. Como puede adivinar, los mejores afinadores serán más precisos con más armónicos presentes en el sonido. Por supuesto, para obtener los mejores resultados, debe usar parlantes externos sólidos.

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