O aliasing em áudio é um daqueles conceitos que você pode conhecer intuitivamente, mas não tem a linguagem para a qual. A maioria dos produtores musicais ou até mesmo ouvintes casuais pode identificar que algo está errado quando ocorre o aliasing, mas vale a pena ter um entendimento firme de como o sinal de áudio original está sendo danificado para evitar esse processo destrutivo de áudio.

Abaixo, explicaremos o que é aliasing em áudio, como ele soa e compartilharemos algumas estratégias para ajudar você a evitar a introdução de aliases em sua mixagem.

Entendendo o aliasing em áudio

O aliasing é um processo destrutivo que pode ocorrer ao converter um sinal analógico (ou som ao vivo) em áudio digital. Quando um sinal de áudio é recriado digitalmente em uma taxa de amostragem muito baixa para o áudio, isso pode fazer com que os componentes de alta frequência sejam deturpados, subamostrados e, por fim, distorcidos.

Você pode ouvir como o aliasing, às vezes chamado de distorção de aliasing, soa aqui:

O que é a frequência de Nyquist?

Quando se trata de discutir aliasing em áudio, você pode se deparar com esse conceito conhecido como teorema de Nyquist ou frequência de Nyquist. Esse conceito recebeu o nome de Harry Nyquist, que descobriu que, para evitar o aliasing ao converter um sinal analógico em um sinal de áudio digital, você deve processar o áudio com o dobro do componente de frequência mais alta.

Vamos detalhar isso um pouco. Em palavras simples, a frequência mais alta é metade da taxa de amostragem para evitar erros ao converter um sinal analógico em áudio digital. Esse processamento de áudio digital ocorre em sua interface, em um console de mixagem ou sempre que o sinal passa por um conversor analógico para digital (conversor A/D).

Podemos usar o teorema de Nyquist para explicar por que é comum usar uma taxa de amostragem de 44,1 kHz ou 48 kHz em áudio digital. Como a faixa de frequência da audição humana é de aproximadamente 20 Hz a 20 kHz, se dobrarmos a extremidade superior, obteremos 40 kHz. Adicione um pequeno buffer e você obterá as taxas de amostragem mais comuns usadas para processar e reproduzir áudio no sistema digital atual.

Ainda não sabe como entender o teorema da frequência de Nyquist e como ele se relaciona com o aliasing? Dê uma olhada neste explicador:

O que causa o aliasing na música?

Em termos científicos, o aliasing ocorre quando um osciloscópio não consegue amostrar um sinal analógico com rapidez suficiente, criando conteúdo de frequência identificado erroneamente que é apresentado como artefatos no áudio processado. Em outras palavras, é quando sua taxa de amostragem é muito baixa para processar um determinado trecho de áudio, causando erros e componentes indistinguíveis de alta frequência no sinal digitalizado.

O aliasing também ocorre em outras mídias, como vídeo, no que se refere à taxa de amostragem. Para alguns, o aliasing pode ser melhor explicado por meio do exemplo do efeito da roda do vagão, mostrando o aliasing temporal:

Como é o som do aliasing?

Você pode procurar exemplos de aliasing de áudio ou ouvir o trecho que incluímos acima, que soa como frequências atonais agudas que são um pouco ásperas para os ouvidos. Como discutiremos abaixo, existem alguns plug-ins de redução de resolução que o recriam deliberadamente para obter um determinado efeito. Por exemplo, o plug-in padrão “Redux” da Ableton usa redução de resolução para criar artefatos no áudio:

Como evitar o aliasing no áudio

Para evitar o aliasing no áudio, use taxas de amostragem de 44,1 kHz ou mais ao gravar ou processar áudio. Isso pressupõe que você esteja convertendo sinal analógico em áudio digital no contexto de produção e compartilhamento de músicas em saídas padrão, como plataformas de streaming ou mídias sociais.

Outras saídas com mais nuances, como transmissão, TV e filmes, podem exigir diferentes requisitos de taxa de amostragem, todos fornecidos pelo seu respectivo canal de distribuição. Para evitar o aliasing de áudio, basta usar a taxa de amostragem correta para o trabalho.

O aliasing já foi usado de forma criativa?

Sim! A distorção de alias ou a redução da resolução podem ter um efeito Lo-fi exclusivo que é incorporado em plug-ins de emulação retrô, plug-ins de vinil e outros efeitos, como o Redux da Ableton, para criar artefatos no áudio de forma consciente. Esse efeito geralmente é usado com moderação, mas pode adicionar muito caráter às suas misturas quando usado deliberadamente, mas com moderação.

Como sei qual taxa de amostragem usar?

De acordo com o teorema de Nyquist, você precisa usar uma taxa de amostragem que seja o dobro da amplitude da frequência mais alta em sua composição. Tendo em mente que a faixa de audição humana atinge cerca de 20.000 Hz, você deve estar perfeitamente bem para usar a taxa de amostragem padrão de 44,1 kHz. Alguns engenheiros processam áudio a 48 kHz apenas para capturar todo o sinal de áudio convertido com total fidelidade, mas isso pode ser um exagero para o ouvinte comum.

Lembre-se de que quanto maior a taxa de amostragem, mais dados serão capturados e, portanto, maior será o arquivo. Há uma desvantagem quando se trata de selecionar uma taxa de amostragem mais alta, mas, de um modo geral, se você optar por 44,1 kHz ou mais, poderá reproduzir áudio analógico em um sinal digital com precisão.

É lógico que 44,1 kHz devam cobrir você na maioria dos cenários, pois é isso que reflete o alcance auditivo humano, mas nunca se esqueça do poder e da simplicidade de usar seus ouvidos. Você pode ouvir quando os sinais de áudio têm artefatos indesejados. SEMPRE teste suas mixagens e masterizações em vários canais de saída para garantir que você não perca nenhum erro estilístico ou técnico no processamento de áudio, como aliasing.

Posso corrigir o aliasing no áudio?

A única maneira de eliminar completamente o aliasing é processar seu sinal analógico em uma taxa de sinal adequada, de acordo com o conceito de frequência de Nyquist detalhado acima. No entanto, o aliasing incorporado ao áudio pode se tornar menos perceptível usando um filtro passa-baixa, fazendo com que você ouça menos sinais de alta frequência que ficaram distorcidos.

Idealmente, você pode alterar suas configurações de taxa de amostragem para evitar completamente o problema. Isso pode ser feito nas preferências de sua estação de trabalho de áudio digital, no conversor A/D ou em qualquer outro equipamento que ajude a converter áudio de um sinal de áudio analógico para digital.

Também é importante notar que alguns plug-ins focados em distorção podem introduzir alias. Para mitigar isso, você pode optar por configurações de alta qualidade, como o botão liga/desliga de alta qualidade apresentado no Ableton Live nesses plug-ins:

É um clichê da engenharia por um motivo: em caso de dúvida, confie em seus ouvidos. Processe deliberadamente e teste A/B cada camada de efeito à medida que você mistura para ter certeza de que está introduzindo somente o conteúdo de frequência desejado em sua mixagem. A técnica adequada de gravação e preparação de ganho também pode ajudá-lo a produzir um sinal de áudio limpo durante a gravação.

Evitar alias no áudio é uma boa regra geral

Conforme discutimos, há alguns cenários específicos nos quais utilizamos aliasing em áudio no contexto de tentar criar artefatos de áudio para um efeito específico. No entanto, fora desse espaço, os sinais de áudio devem ser preservados, processados e manipulados dentro de sua faixa de frequência de áudio para manter os componentes de alta frequência intactos.

Desde que você use a técnica adequada de processamento de áudio digital e preserve sua amostra de um estágio de produção para o outro, não precisará se preocupar muito com as frequências severas que vêm com o aliasing de áudio.