Guia de compresión

La compresión de audio puede ser algo confuso en un principio por el hecho de que las herramientas para implementarla suelen tener muchos parámetros que interactúan entre si y rápidamente se transforman en un dolor de cabeza.

A todo esto se suma el hecho de que muchas veces se confunde la compresión de audio, que es un procesamiento de dinámica, con la compresión de datos en términos de formatos digitales como el MP3 por ejemplo, que son temas completamente distintos.

Por eso hicimos esta guía que pretende atacar las dudas más comunes en cuanto a compresores. Las que tuve yo y las que seguramente tienes tu en este momento.

¿Qué son los compresores?

Los compresores son dispositivos que sirven para el control de la dinámica de una señal y esencialmente son un control automático de volumen o nivel.

Hacel algo parecido a lo que haría una persona controlando el fader de una consola en tiempo real, donde la persona tiene la función de bajar el fader cuando el volumen de algún elemento sube repentinamente en exceso. 

El objetivo es controlar el rango dinámico de los sonidos y evitar que suene excesivamente fuerte o que quede enterrado en otros momentos.

Entonces lo que hace el compresor en esencia es reducir el nivel de una señal con unos parámetros que son fijados por el usuario y que modifican como se comporta el mismo.

¿Cómo funciona un compresor?

En esencia un compresor funciona comparando señales, por ejemplo ingresa una señal como una voz nosotros fijamos un cierto nivel, umbral o treshold, que de ser sobrepasado hace que el compresor actúe reduciendo el nivel a la salida como si fuera un fader en una consola.

Entonces el compresor está todo el tiempo comparando la señal de entrada contra este umbral y reduciendo la señal a la salida si es que la señal rebasa el umbral. 

La cantidad de reducción de ganancia a la salida no es siempre la misma si no que es modificable por el usuario con otro parámetro llamado razón de compresión o ratio.

¿Parámetros del compresor?

Los compresores tienen varios parámetros modificables por el usuario que aparecen en forma de perillas o valores, tanto en los modelos digitales como en los de hardware. 

Veamos cuales son los parámetros de un compresor:

• Umbral o Treshold: es el valor que establecemos para que si la señal rebasa ese valor se reduzca en ganancia. Mientras más bajo sea el valor, mayor cantidad de señal va a entrar en la compresión y por lo tanto va a existir mayor reducción de ganancia. Un detalle a tener en cuenta es que en los modelos digitales el umbral va a aparecer como un número negativo por lo que cuanto más negativo sea ese número mas bajo el umbral y más señal se comprime.
• Razón de compresión o Ratio: es la proporción por la cual se va a reducir la señal que supere el umbral. Por ejemplo si nuestra señal pasa el umbral por 10 decibeles y queremos que se reduzcan 5 decibeles colocamos una razón de 2:1, funciona como una división.A razones más altas mayor reducción habrá, pero también la compresión puede empezar a ser más audible, cosa que generalmente no queremos que suceda. Lo que se busca es que el efecto de la compresión sea transparente para que el oyente no se de cuenta que la señal fue manipulada.
• Ataque o Attack: es el tiempo en segundos, por lo general se establece en el orden de los mili segundos, que toma el compresor desde que la señal pasó el umbral hasta la reducción completa de ganancia que fijamos junto a la razón de compresión. Hay que tener en cuenta que el compresor en esencia actúa inmediatamente pero es este tiempo el que determina cómo interactúa con la envolvente acústica de la señal a comprimir.
• Release: es el tiempo en segundos o mili segundos que demora el compresor en retornar a la ganancia unitaria una vez que la señal dejo de estar por encima del umbral fijado. De igual forma que con el ataque el release puede modificar la envolvente del sonido en cuestión y por ello es muy importante en el funcionamiento del compresor.
• Knee: que significa rodilla en ingléses un parámetro que se encuentra en algunos compresores que modifica la manera en como comienza a actuar el compresor, el nombre se debe a que la curva que describe la manera de comenzar a actuar del compresor es parecida a una rodilla, knee en inglés.
  Cuando hablamos de soft knee nos referimos a que el compresor comienza a actuar gradualmente antes del umbral fijado y llega a su razón de compresión establecida de esa forma. En cambio un compresor en hard knee va a actuar solo cuando la señal pasa del umbral establecido y por lo tanto más agresivamente.
• Make up gain o output gain: es el parámetro que controla la ganancia de salida del compresor, luego de haber actuado y reducido la señal por una cantidad de decibeles. Lo que se busca en general es que lo que se redujo en nivel se vuelva a ganar y por lo tanto hacer que las partes que tenían menos volumen ahora se acerquen a las que fueron comprimidas.

Imagen: demostración de cómo funciona el concepto de umbral.

En esta imagen podemos observar el umbral de compresión en una gráfica de nivel vs tiempo. Nosotros establecemos un umbral a partir del cual el compresor va a empezar a actuar, si la señal que ingresa al compresor sobrepasa ese umbral será afectada por el mismo, de otra manera el compresor no actuará dejando pasar la señal. En la gráfica el umbral es la línea naranja.

La cantidad de compresión que será aplicada se determina por el ratio o razón de compresión. El mismo nos da cuenta de que tanto vamos a reducir el «exceso» de señal es decir cuanto se va a comprimir la señal que pase el threshold. 

Haciendo una analogía el ratio equivaldría a la fuerza si habláramos de comprimir algo físico.

Los parámetros de tiempo ataque/release equivaldrían a la velocidad con la que la fuerza actúa o deja de actuar.

Imagen: vista de un plugin de compresión dentro de un DAW. Dependiendo del compresor puedes tener más o menos parámetros para ajustar.

Función de transferencia de un compresor

Al usar un compresor nos vamos a encontrar con un gráfico muy característico llamado función de transferencia.

Este gráfico indica cómo se comporta la señal de entrada contra la de salida en términos de nivel.

Cuando no existe compresión la gráfica es una línea diagonal donde se observa que cualquier valor en el eje Y se refleja en el eje X con el mismo valor.

En cambio cuando los ajustes de compresión cambian vamos a observar cómo se comporta la señal a la salida, dependiendo del nivel a la entrada y de los ajustes específicos del compresor.

La función de transferencia nos muestra el ajuste de umbral y la razón de compresión que se haya seleccionado para la compresión y el efecto que tendrá sobre la señal a la salida. 

Imagen: ejemplo de la función de transferencia de un compresor de audio, que compara el nivel de entrada contra el de salida. La diagonal del medio significa que la entrada es igual a la salida. En cambio la otra línea demuestra una reducción de nivel desde el umbral hacia arriba de 4:1.

¿Cuando se usa la compresión de audio?

Si bien hay una infinidad de ocasiones en los que podemos usar un compresor vamos a dar algunos ejemplos para entender mejor su uso:

• Una voz que por momentos grita o canta muy fuerte y en otros momentos está muy baja y se pierde entre los demás elementos de la mezcla. En este caso buscamos que el compresor actúe en las partes que están mucho más fuertes y reducimos su nivel acercando de esta manera las partes mas débiles.
• Una guitarra acústica que sube mucho de nivel o se va de plano en algunos momentos en que el guitarrista se emociona y rasguea con mucha más intensidad. Acá lo que buscamos es reducir la parte de picos que hacen que la guitarra se escape y por lo tanto nivelar mejor a la misma.
• Una batería inconstante: acá lo que buscamos es que si hubieron golpes que suenan mucho más fuerte que los demás comprimir sobre ellos solamente buscando reducir el nivel sin alterar el resto. Con esto vamos a lograr que todos los golpes estén más nivelados.
• Un bajo que se excede en algunos lugares y se pierde en otros: el bajo por su naturaleza de elemento que aporta la solidez y las frecuencias más graves en la mezcla es crucial que se mantenga lo más estable posible en cuanto a nivel. Es aquí que un compresor nos puede dar una mano y reducir por ejemplo los picos que se exceden mucho para buscar la mayor constancia posible.
• Instrumentos percusivos: muchas veces cuando tenemos una mezcla densa una de las pocas maneras que tenemos para que se noten todos los elementos es usando compresión tal es el caso de las percusiones que pueden tener algunos golpes muy fuertes y otros de mucho menor nivel. En este caso buscamos algo similar que con la batería comprimir lo más posible en los lugares en que se escapa esos golpes.
• Cambio de timbre de un instrumento: además de funcionar como un mero nivelador de volumen los compresores también pueden incidir en el timbre del instrumento, para ello se trabaja con los parámetros de ataque y release de manera de modificar la información de envolventes de la señal.

Estos son solo algunos de los ejemplos en los que el compresor nos facilita la vida y hay una infinidad más de posibilidades. Lo importante es saber lo mejor posible que es lo que estamos buscando antes de poner las manos sobre las perillas por que es muy fácil marearse y perder la perspectiva con tantos parámetros y posibilidades.

¿Cómo usar la compresión?

El uso de la compresión va a depender un poco del tipo de sonido o fuente que necesitemos trabajar, ya que por ejemplo no da lo mismo comprimir una voz que un tambor de bateria, en particular por la forma en la que se desempeñan en el tiempo ambos sonidos.

En el ejemplo anterior el tambor tiene mucha energía en el instante inicial y rápidamente esa energía decae, en cambio una voz tiene una duración mucho mayor en el tiempo y menor cantidad de energía inicial.

Entonces el uso del compresor va a estar condicionado por la envolvente musical que tiene cada elemento que vayamos a comprimir. 

Principalmente según sea el tipo de compresión vamos a adaptar la manera en la que se va a trabajar el: ataque, release, la razón de compresión y finalmente el umbral, ya que todos estos parámetros están estrechamente relacionados.

Veamos entonces un ejemplo típico del uso de la compresión y cómo ajustar los parámetros.

• Determinar la parte de la canción a comprimir: recordemos que vamos a usar la compresión para atenuar una parte que tiene más nivel en favor de otra con menos nivel. El nivel lo podemos determinar viendo la forma de onda en la ventana de edición, ya que viene representado por la altura del dibujo de la onda.
• Ajustar la razón de compresión: en general te sugiero que empieces probando con una razón de 4:1 que es un valor intermedio y sirve para la mayoría de las aplicaciones generales; valores más bajos se suelen usar para compresiones más transparentes y valores mayores para compresiones más audibles.
• Ajustar el umbral: la idea es ir reduciendo el umbral, llevarlo hacia números más negativos, hasta encontrar una cantidad de compresión en la zona de la canción que tiene mayor nivel. En general se estipula comprimir principalmente en esos momentos y no atenuar en las partes que tienen menos nivel; la atenuación sugerida para obtener resultados óptimos es de entre 3-6 dB.
• Ajustar ataque: el tiempo de ataque va a depender un poco que la necesidad que tengamos al comprimir, pero podemos decir que en general para instrumentos percusivos (baterias, percusiones) podemos usar tiempos entre 10-50 milisegundos. Para los instrumentos que tienen envolventes de mayor duración se sugiere usar tiempos entre 30-100 milisegundos; hay que tener en cuenta que cada sonido es distinto y hay que probar hasta encontrar el valor que funcione en cada producción.
• Ajustar release: va a depender del tipo de elemento a comprimir y su envolvente acústica, como sugerencia se pueden probar valores que sean algo más lentos que el ataque elegido. Por ejemplo si el ataque fue de 30 ms, podemos probar tiempos entre 30-50 ms para el release.
• Ajustar la ganancia de salida: una vez tengamos la atenuación deseada en la sección de mayor nivel, es bueno aplicar una ganancia de salida para emparejar el nivel con la entrada; es decir debemos apagar/encender el plugin e incrementar la ganancia de salida solo hasta que el nivel subjetivo entre encendido/apagado sea igual.

En la práctica la compresión es de esas cosas que hay que refinar cíclicamente en la mezcla, por lo que muchas veces los ajustes iniciales pueden cambiar más de una vez a lo largo de toda la mezcla.

Al ser una herramienta que tiene dependencia entre sus parámetros, al ajustar un valor debemos revisar ya que es posible necesitar cambiar otro y es necesario probar exagerando cada uno de dichos parámetros para saber cuál es su efecto real dentro del contexto.

Por otro lado los compresores vienen en distintos «tipos o sabores«, que tienen que ver con el tipo de circuito de reducción de ganancia o de deteccióny el circuito de amplificación que emplean para hacer la compresión.

Algunos de los compresores más conocidos son: óptico u opto, VCA, FET, Vari Mu, etc. Es muy importante conocerlos ya que vamos a poder seleccionar y usar la herramienta adecuada para cada ocasión.

Tipos de compresión

Hemos hablado sobre los parámetros del compresor y cómo usar el compresor en líneas generales, sin embargo tenemos un detalle muy relevante a la hora de utilizar la compresión.

No todos los sonidos o señales son iguales.

Seguramente habrás notado que cuando observas la forma de onda de un golpe de bombo, es diferente a una nota de bajo o a una voz.

Esto tiene que ver con lo que se conoce como envolvente acústica, que es la manera en la que evoluciona la amplitud de un sonido en el tiempo.

Simplificando el tema cuando vamos a comprimir tendremos dos tipos de señales marcadamente diferentes: las percusivas como una bateria o percusión y las constantes como un bajo, un piano o una voz.

Al momento de trabajar con la compresión, los ajustes que vamos a emplear se basan en el tipo de sonido con el que estamos lidiando.

Imagen: vista dde la forma de onda de dos sonidos diferentes. Arriba en naranja un golpe de bombo, debajo una nota de un bajo eléctrico.

Estos son algunos parámetros de partida para los sonidos percusivos:

• Razón de compresión: se sugieren usar valores entre 4:1 a 8:1 para los sonidos percusivos. A mayor este valor más agresiva o más cantidad de atenuación podemos esperar.  
• Knee: cuando trabajamos en percusiones solo queremos atenuar los golpes que excedan la media o los que sean molestos. Por ese motivo necesitamos que el compresor funcione en modo hard knee. Es decir que solo cuando la señal rebase el umbral el proceso actúe.
• Ataque: al trabajar percusiones vamos a operar con tiempos más bien rápidos. Valores instantáneos hacia 30 mili segundos son los habituales. Considera que mientras más rápido se ajusta el ataque, más porción del ataque natural vamos a estar atenuando, por lo tanto reduciendo.
• Release: se sugieren valores relativamente rápidos entre 50-80 mili segundos, normalmente se ajusta este parámetro un poco más lento que el valor de ataque,
• Umbral: se ajusta según el momento donde se requiera compresión, podemos darnos una idea revisando la forma de onda y detectando los momentos en los que la señal se escapa de la media. Allí podemos proceder a ajustar el umbral para observar reducción de ganancia.

Para los sonidos de duración más prolongada como la voz, bajo, piano, prueba estos ajustes:

• Razón de compresión: se sugieren usar valores entre 1,5-3:1 para este tipo de sonidos. Mientras el valor sea menor la compresión será más transparente y generara menor reducción de ganancia.
• Knee: cuando trabajamos en sonidos sostenidos buscamos que la compresión no se note y sea transparente. Por ese motivo necesitamos que el compresor funcione en modo soft knee. Es decir que comience a actuar antes del valor fijado en el umbral de manera gradual.
• Ataque: al trabajar sonidos sostenidos precisamos un ajuste más lento del ataque. Valores entre 50-100 mili segundos son habituales para este uso. Considera que lo que se busca es dejar pasar la transiente o ataque inicial del sonido y actuar luego comprimiendo.
• Release: se sugieren valores más lentos que los del ataque entre 50-150 mili segundos, normalmente se ajusta este parámetro un poco más lento que el valor de ataque,
• Umbral: se ajusta según la cantidad de compresión que se necesite. Muchas veces este tipo de compresión significa que actuamos más seguido con la atenuación.

Limitadores de audio

Probablemente hayas escuchado hablar de los limitadores y te preguntes de que se trata eso. 

Los limitadores son en realidad un caso especial de compresión en que la razón de compresión es de por lo menos 10:1, a veces infinito:1.

La idea detrás de un limitador es fijar un punto o umbral límite para la señal de tal forma que no sea capaz de rebasarlo. 

En términos prácticos si se ajusta el techo de salida para que la señal no rebase -1 dB, a la salida sin importar el nivel a la entrada el nivel final será de - 1 dB.

Normalmente la particularidad del limitador es que cada vez que se reduce el valor del umbral se incrementa por la misma cantidad el nivel de salida.

Generalmente los limitadores se emplean en casos en los que la señal tiene que tener muy poco rango dinámico como por ejemplo en un bajo que necesitamos que esté siempre con la misma intensidad.

Otra aplicación muy importante es al masterizar, en donde se usan limitadores del tipo brick wall o pared de ladrillo, que cumplen la función de no dejar pasar la señal de un nivel determinado por el usuario. 

Nosotros le definimos hasta donde queremos que sea la salida y el limitador se encarga que no se supere ese lugar, es una de las herramientas que se usan y abusan para incrementar la sonoridad y volumen final del master.

Parámetros del limitador

• Umbral o threshold: valor establecido por el usuario que al ser rebasado va a producir limitación efectiva de la señal. Una particularidad del limitador es que cada vez que se reduce este parámetro se incrementa en la misma cantidad el nivel de salida.
• Techo de salida o out ceiling: este parámetro establece el límite al nivel de salida final de la señal. Normalmente se establece dependiendo del formato o lugar donde se va a reproducir el master. Típicamente se otorga un margen de seguridad para evitar los clipeos o distorsiones de recorte en diferentes medios de reproducción.
• Release o curva de release: este parámetro determina el tiempo en milisegundos donde el limitador continúa actuando una vez la señal pasa por debajo del umbral. Al masterizar es importante este ajuste para evitar inducir distorsiones por este proceso. Muchos limitadores ofrecen curvas de release automáticas dependientes en el tipo de programa musical que se reproduce.
• Lector de atenuación: es una herramienta que nos muestra en tiempo real la cantidad efectiva de reducción de ganancia que realiza el limitador. Tener en cuenta que grandes reducciones de ganancia por encima de unos 6 dB tienden a generar problemas al audio. 

Imagen: ejemplo de plugin limitador de audio L2 de la firma Waves. Varios parámtros están fijos ya que el limitador cumple una función específica.

Conclusiones

La compresión de audio es una de las herramientas más poderosas para controlar la dinámica de los sonidos, además de moldear cada señal de la producción.

Sin lugar a dudas la compresión presenta un mundo de posibilidades por sí sola, tanto al trabajar con elementos percusivos, como los de duración más larga.

Al trabajar con compresión ten en cuenta que no solo se opera sobre el nivel, si no que se lo hace en el tiempo con las constantes de tiempo.