ZOOM F6: El momento que puso patas arriba el mundo de la grabación en 2019

En 2019 ZOOM lanzó la F6, una grabadora de campo que redefinió por completo el flujo de trabajo de la grabación digital. Fue la primera grabadora del mundo en combinar DUAL AD (conversores duales A/D) con grabación a 32 bits con coma flotante, utilizando estas tecnologías para eliminar la necesidad de realizar el tradicional y esencial proceso de ajustar previamente los niveles de entrada (ganancia).

La llegada de la F6 marcó un punto de inflexión histórico en la grabación. En los entornos de grabación convencionales, un solo error en el ajuste del nivel podía obligar a repetir una toma o hacer que una grabación resultara inutilizable. La F6 introdujo un nuevo enfoque basado en la posibilidad de ajustar y recuperar posteriormente el audio grabado, sin riesgo de clipping provocado por una configuración incorrecta de la ganancia.

A continuación, analizamos los avances tecnológicos que llevaron desde las limitaciones de la grabación de 24 bits hasta la introducción de DUAL AD y la grabación a 32 bits con coma flotante, y cómo estas tecnologías acabaron estableciéndose como estándares en los entornos de producción modernos.

La diferencia entre la teoría de los 24 bits y la realidad

Antes de la llegada de los 32 bits con coma flotante, el estándar de la grabación digital era el PCM lineal de 24 bits. Aunque, en teoría, los 24 bits ofrecen un amplio rango dinámico de aproximadamente 144 dB, en la práctica, factores como la relación señal/ruido (S/N) y el margen disponible en los circuitos analógicos impedían aprovechar completamente este rango.

● Si el nivel se ajustaba demasiado alto, los sonidos repentinos y fuertes podían superar los 0 dBFS y provocar clipping digital.
● Si el nivel se ajustaba demasiado bajo para trabajar con mayor seguridad, el ruido de fondo y el ruido de cuantificación se hacían perceptibles al aumentar la ganancia durante la edición.

La ganancia analógica y la presión en el set

Por este motivo, ajustar la ganancia en el previo de micrófono era una de las tareas más importantes en un entorno de grabación. Este ajuste determinaba directamente la calidad de la grabación.

Esto era especialmente importante en situaciones en las que resultaba difícil predecir los niveles de sonido, como:

● Grabaciones en directo
● Gritos o sonidos repentinos durante rodajes de películas y series de televisión
● Grabaciones de documentales y efectos de sonido

En estas situaciones, un solo instante de clipping podía hacer que toda la grabación resultara inutilizable. La limitación de la grabación de 24 bits no estaba en la profundidad de bits en sí misma, sino en la necesidad de ajustar correctamente la ganancia analógica en cada ocasión.

El concepto de «una entrada, dos canales»

Para abordar este problema, ZOOM introdujo una solución práctica y preparada para el trabajo de campo con la grabadora F8, lanzada en 2015. El concepto central consistía en gestionar de forma segura una única señal de entrada utilizando diferentes condiciones de ganancia. Este enfoque también está reflejado en una patente relacionada con el control de ganancia tanto en las etapas analógicas como digitales (Patente n.º 6506623).

La F8 ponía este concepto en práctica generando simultáneamente dos flujos de datos independientes a partir de la misma señal de entrada:

● Una pista principal grabada con el nivel óptimo
● Una pista de seguridad con la ganancia considerablemente reducida para evitar la saturación

La redundancia como red de seguridad

Con este método, incluso si la pista principal sufría distorsión debido a un aumento repentino del volumen, la grabación podía recuperarse utilizando la pista de seguridad. De este modo, se garantizaban datos sin distorsión en una pista independiente.

Sin embargo, esta solución presentaba dos limitaciones:

● Seguía siendo necesaria una decisión humana para determinar qué pista utilizar
● Se mantenía la carga de gestionar dos archivos

Por este motivo, la F8 no resolvía completamente el problema. No generaba automáticamente una única grabación ideal.

El concepto de síntesis digital

A partir de la experiencia adquirida con la F8, el equipo de desarrollo de ZOOM asumió un nuevo reto: dividir la señal de entrada, aplicar diferentes ganancias a cada rama e integrar ambas en tiempo real mediante procesamiento digital. El objetivo era grabar desde el principio un único conjunto de datos de audio sin distorsión, en lugar de depender de pistas principales y de seguridad independientes.

El prototipo de DUAL AD

Este concepto dio lugar al sistema que posteriormente recibiría el nombre de «DUAL AD». El sistema divide la señal en dos rutas:

● Una ruta de alta ganancia para señales de bajo nivel

● Una ruta de baja ganancia (o sin ganancia) para señales de alto nivel

Retos técnicos hasta su comercialización

La implementación de este método implicaba varios desafíos:

● Minimizar los errores de fase y nivel provocados por la división analógica de la señal
● Minimizar el ruido discontinuo durante la conmutación y síntesis de las salidas A/D
● Garantizar la estabilidad del procesamiento en tiempo real
● Diseñar un circuito adecuado para la producción en masa

El equipo de desarrollo perfeccionó el método DUAL AD mediante numerosos prototipos y pruebas antes de prepararlo para su comercialización.

Repensando los formatos de grabación

Paralelamente al desarrollo de DUAL AD, ZOOM también estaba revisando internamente los formatos de grabación. En una época en la que las frecuencias de muestreo elevadas, como 192 kHz, estaban ganando protagonismo, un reconocido ingeniero de la industria de la grabación japonesa ofreció un consejo diferente: para la calidad del sonido, una mayor profundidad de bits es más importante que una mayor frecuencia de muestreo.

El verdadero valor de DUAL AD y las limitaciones del formato fijo de 24 bits

El núcleo técnico del sistema DUAL AD es el siguiente: incluso los sonidos muy suaves, una vez que pasan por un circuito de alta ganancia, pueden aprovechar una resolución cercana a la totalidad de los 24 bits. Normalmente, al grabar sonidos suaves con una resolución de 24 bits, solo se utilizan los bits inferiores, lo que se traduce en una resolución efectiva considerablemente menor. Con DUAL A/D, los sonidos suaves son capturados por el convertidor A/D de alta ganancia, conservando así una cantidad de información mucho mayor y más consistente.

Esto plantea un nuevo problema. DUAL AD genera un amplio rango de datos, desde sonidos fuertes capturados por el convertidor A/D de baja ganancia hasta sonidos suaves capturados por el convertidor A/D de alta ganancia. Cuando estos datos se comprimen en el formato convencional de 24 bits de coma fija, se pierde la resolución capturada por el convertidor A/D de alta ganancia.

La adopción del contenedor de coma flotante de 32 bits

La solución fue el formato de coma flotante de 32 bits. En el marketing suelen destacar su capacidad para evitar la distorsión, pero su función técnica es más específica: actúa como un contenedor capaz de almacenar los datos de alta resolución generados por DUAL AD sin degradarlos. Un número de coma flotante de 32 bits está compuesto por una mantisa (24bits) y un exponente (8 bits). Esta estructura permite grabar todo el rango de salida de DUAL AD, desde un susurro apenas audible hasta un sonido fuerte y repentino, sin pérdida de datos.

En 2019 ZOOM lanzó la F6, la primera grabadora de campo del mundo en combinar DUAL AD y grabación a 32 bits con coma flotante. La característica que define a la F6 es que elimina la necesidad de que el técnico tenga que decidir con qué nivel de ganancia realizar la grabación.

Con la F8, la misma entrada se grababa simultáneamente en dos pistas independientes para evitar errores:

● Una pista principal con la ganancia óptima
● Una pista de baja ganancia que priorizaba una grabación sin distorsión

Sin embargo, el usuario todavía tenía que seleccionar manualmente qué pista utilizar durante la edición.

La F6 combina automáticamente estas dos pistas en el momento de la grabación. La señal de entrada se divide internamente en dos rutas de conversión A/D:

● Los sonidos suaves se capturan con una alta resolución mediante el convertidor A/D de alta ganancia

● Los sonidos fuertes se capturan sin clipping mediante el convertidor A/D de baja ganancia

El resultado se graba como un único archivo de audio en coma flotante de 32 bits. Este formato conserva toda la información, desde los sonidos más débiles hasta los más fuertes, sin pérdidas.

El punto clave es que la F6 no está diseñada para corregir posteriormente un sonido distorsionado. Está diseñada para evitar desde el principio que se produzcan distorsión y falta de resolución. Como resultado, la única decisión necesaria durante la grabación es si grabar o no.

La F6 eliminó por completo la necesidad de ajustar la ganancia durante la grabación.

El punto clave es que la F6 no está diseñada para corregir posteriormente un sonido distorsionado. Está diseñada para evitar desde el principio que se produzcan distorsión y falta de resolución. Como resultado, la única decisión necesaria durante la grabación es si grabar o no.

La F6 eliminó por completo la necesidad de ajustar la ganancia durante la grabación.

La introducción de la F6 cambió la forma en que los profesionales del vídeo y el audio abordaban la grabación de campo. Los operadores ya no necesitaban ajustar la ganancia durante la grabación y podían modificar posteriormente el volumen durante la edición sin degradar la calidad del sonido.

Era una experiencia que no había sido posible con las grabadoras anteriores. Marcó el momento en que la grabación de datos RAW, similar a la utilizada en el sector de la fotografía, se hizo posible también en el ámbito del audio.

Las ventajas eran especialmente evidentes en situaciones de trabajo con una sola persona, en las que un único operador se encarga tanto de la cámara como del audio, así como en la producción de vlogs y contenidos para YouTube. En estas situaciones, la calidad del audio se conserva mientras la F6 esté grabando, incluso cuando el operador no puede monitorizar el sonido de forma continua.

Cambios durante la grabación

Con la F6, la necesidad de concentrarse en ajustar con precisión la ganancia durante la grabación se reduce considerablemente, incluso en situaciones como:

● Un grito repentino de un actor
● Picos inesperados en el ruido ambiental
● Cambios repentinos de volumen durante una actuación en directo

En estas situaciones, el sistema DUAL AD captura simultáneamente la información de los canales de alta y baja ganancia y la graba en formato 32 bits con coma flotante. Esto reduce el riesgo de que la grabación resulte fallida.

Cambios durante la edición

El procesamiento a 32 bits con coma flotante ofrece una ventaja clara durante la edición: una mejor relación señal/ruido. Con la grabación convencional de 24 bits (mediante una única conversión A/D), aumentar posteriormente el volumen de sonidos extremadamente débiles hacía más perceptible el ruido de fondo de los circuitos analógicos y añadía ruido de cuantificación debido a la resolución limitada de los datos digitales. Esto dificultaba en muchos casos recuperar el sonido con una calidad utilizable.

Los dispositivos equipados con DUAL AD, como la F6, abordan este problema tanto desde el punto de vista analógico como digital. Los sonidos suaves se amplifican en la etapa analógica mediante un circuito A/D interno de alta ganancia antes de ser digitalizados.

● Mejor relación señal/ruido: como la señal analógica se graba muy por encima del nivel de ruido, el ruido de fondo se mantiene bajo incluso después de amplificarla.
● Resolución conservada: como la amplitud de la onda aumenta antes de la conversión A/D, se puede utilizar toda la profundidad de 24 bits, capturando detalles que de otro modo se perderían.

Estos datos se almacenan en el contenedor de coma flotante de 32 bits. Como resultado, incluso cuando la forma de onda se amplía considerablemente en el software de edición, el sonido permanece libre de ruido y distorsión.

● Sin saturación (gracias a la conversión A/D de baja ganancia): el sonido no se distorsiona durante los picos repentinos.
● Bajo nivel de ruido (gracias a la conversión A/D de alta ganancia): amplificar sonidos suaves no introduce una textura granulada.

En conjunto, estos dos factores permiten un flujo de trabajo en el que se mantiene un margen de seguridad durante la grabación y los ajustes finales se realizan durante la edición, sin pérdida de calidad de sonido.

ZOOM está ampliando esta tecnología, desarrollada inicialmente para la F6, a otras categorías de productos:

● ZOOM UAC-232: interfaz de audio compatible con coma flotante de 32 bits
● ZOOM L6 (LiveTrak): mezclador digital compatible con coma flotante de 32 bits
● MicTrak: grabadora portátil de mano con coma flotante de 32 bits
● Essential Series: grabadoras portátiles de mano con coma flotante de 32 bits

La compatibilidad con audio en coma flotante de 32 bits está extendiéndose cada vez más en el sector. Sin embargo, ZOOM fue la primera en llevar a la práctica, en entornos reales de grabación de campo, un sistema que combina DUAL AD y audio en coma flotante de 32 bits.

La H4 popularizó la grabación portátil de alta calidad en 2006. La F6 y la tecnología DUAL AD establecieron un nuevo estándar en 2019: la grabación resistente a los errores.

Este cambio aportó varias ventajas:

● Redujo el estrés durante la grabación
● Aumentó la libertad creativa durante la edición
● Permitió a los creadores centrarse en el contenido en su conjunto, incluido el audio

La combinación de DUAL AD y el procesamiento de 32 bits con coma flotante es mucho más que un aumento de la profundidad de bits. Mejora la fiabilidad del propio proceso de grabación.