dB Peak, RMS, LUFS, True Peak i Crest Factor: comparativa i taula resum

Introducció

Obres el DAW i tens almenys dues mesures de volum diferents. Obres qualsevol analitzador com Youlean o Insight i en veus moltes més. Tots parlen de "decibels", mesuren el nivell de volum, però cap mesura és exactament la mateixa.

Aquesta confusió és un dels motius pels quals et quedes bloquejat preguntant-te "quin és el nivell correcte" sense arribar mai a una resposta clara: la pregunta en si és incompleta si no saps respecte a quina mesura. Conéixer quin nivell mirar en cada moment et permetrà saber que està passant a la teva pista, bus, grup o mescla. En aquest article poso sobre la taula cada concepte, un per un, perquè entenguis exactament què significa i en què es diferencien entre ells.

dB: la unitat, no la mesura

El dB (decibel) no és una mesura absoluta, sinó relativa. Sempre expressa el nivell del senyal (normalment la potència) respecte a un nivell de referència i en una escala logarítmica.

Existeixen diverses unitats de decibels: dBFS, dB SPL, dBu, dBV, dBA, etc. El que canvia és precisament aquesta referència. Quan algú parla de, per exemple, -6 dB, pot voler dir coses diferents segons en quina referència parlem.

Quan parlem d'àudio, i de producció, mescla i màstering en general, utilitzem el dBFS i el dBTP.

dBFS i Peak: el pic instantani

dBFS (Decibels Full Scale) és la unitat dins del domini digital:

• 0 dBFS és el límit absolut. No es pot pujar més: si ho fas, el senyal es retalla (clipping).
• -6 dBFS és sis decibels per sota del límit.
• -∞ dBFS és silenci.

Nota tècnica: aquest límit absolut és el que trobaràs a la sortida final (targeta de so, exportació). Però internament, els DAWs actuals processen en 32 bits en coma flotant (o 64 bits), cosa que permet que es puguin superar els 0 dBFS sense distorsionar. El que sí que has d'evitar és que el màster final, un cop exportat, superi aquest límit.

El Peak és una mesura dels mateixos dBFS, aplicat al valor instantani més alt del senyal. Quan el nivell d'una pista al DAW et marca "-6 dB", t'està dient literalment: "el pic d'aquesta pista arriba a -6 dBFS". És extremadament ràpid i reactiu: un sol transitori d'una mil·lèsima de segon ja el fa saltar.

Per a què serveix: saber el pic màxim d'una pista o saber si una pista satura, a nivell de mostra digital. Limitació: no ho detecta tot. Hi ha clippings reals que el Peak estàndard, tal com el mostra el teu DAW, no arriba a veure. Aquí és on entra el True Peak.

Però, què és exactament el clipping?

Quan el senyal intenta superar el 0 dBFS, no hi ha cap valor disponible per representar-lo per sobre d'aquest límit, així que la punta de l'ona es retalla en sec: la corba arrodonida original queda convertida en una superfície plana. Aquest tall brusc genera harmònics nous que no existien a l'àudio original, i és el que sentim com una distorsió dura i desagradable. En un DAW en coma flotant pots desfer-ho abaixant el guany abans de l'exportació final, però un cop el senyal s'ha convertit i imprès en un format de bits fixos (per exemple, en exportar el WAV a 16 bits definitiu), la informació que s'ha perdut en el tall ja no es pot recuperar.

True Peak: el pic que el Peak estàndard no veu

Normalment, els mesuradors de Peak estàndard no poden detectar un clipping real. Quan el senyal digital es reconstrueix en analògic (conversió D/A) o es codifica en un format amb pèrdua (MP3, AAC), l'ona es reconstrueix entre les mostres digitals mitjançant una interpolació (sinc interpolation), un procés que reconstrueix l'ona a partir de les mostres anteriors i posteriors, i en aquest procés i entre els valors màxims de Peak, poden aparèixer pics que superin els 0 dBFS encara que cap mostra digital individual ho marqui.

Aquests són els anomenats intersample peaks (pics entre mostres), i poden arribar +1, +2 o fins a +3 dB per sobre del pic digital que veus al teu DAW.

True Peak (dBTP) és una mesura que aplica un sobremostreig (oversampling) del senyal per estimar aquests pics "invisibles", ja que s'utilitzen tècniques de sobremostreig, normalment x4 o x8, per poder reconstruir l'ona digital i preveure amb precisió els pics que apareixeran al domini analògic. És l'estàndard que fan servir les plataformes d'streaming i broadcast per assegurar que l'àudio no distorsioni un cop passi per la seva pròpia conversió o codificació. Per això moltes normatives (com l'EBU R128) i recomanacions de plataformes exigeixen un marge de True Peak de -1 dBTP.

Per a què serveix: saber si distorsionaràs un cop el teu àudio surti del DAW cap al món real. El Peak i el True Peak t'ajudaran a saber si apareixerà distorsió, però cap dels dos et diu realment si el teu tema sona fort o fluix, per a això ens calen dues mesures totalment diferents: l'RMS i el LUFS.

RMS: la mesura de l'energia mitjana

RMS (Root Mean Square) calcula una mitjana de l'energia del senyal al llarg d'una finestra de temps, en lloc de mirar només la mostra més alta. L'estàndard AES17 utilitza una finestra de 300 ms per mesurar l'RMS, doncs és una aproximació molt més propera a com percebem el volum: la nostra oïda no reacciona a pics d'una mil·lèsima de segon sinó a l'energia sostinguda.

• Un cop de caixa té un pic alt però un RMS baix: energia concentrada en un instant.
• Un baix sostingut té un pic similar al seu RMS: energia mantinguda en el temps.

Un tema molt comprimit (poca diferència entre moments forts i fluixos) tindrà un RMS proper al seu Peak. Un tema molt dinàmic, en canvi, tindrà un RMS molt per sota del seu Peak. Aquesta diferència té nom propi, i la veurem més endavant: el factor de cresta "Crest Factor".

Limitació del RMS: l'oïda humana no percep totes les freqüències per igual. És més sensible a les freqüències mitges i agudes que als greus, per això un RMS de -12 dB en un hi-hat pot sonar més fort a l'oïda que un RMS de -12 dB en un baix, encara que el mesurador digui exactament el mateix número. Aquí és on entra el LUFS.

LUFS: com treballa realment l'oïda humana

LUFS (Loudness Units relative to Full Scale) va un pas més enllà de l'RMS: no és només una mitjana d'energia, sinó una mesura pensada per aproximar-se a com percep el volum la nostra oïda, seguint l'estàndard ITU-R BS.1770. Aplica una ponderació de freqüència (K-weighting) que dóna menys pes a les freqüències molt greus i molt agudes (igual que ho fa el nostre sistema auditiu), i ignora els trams de silenci o molt fluixos perquè no distorsionin la mitja (gating). En altres paraules, aplica un equalitzador amb una resposta freqüencial similar a la nostra oïda, i afegeix una porta de soroll relativa per no tenir en compte la mitja si hi ha una part de la cançó molt tranquila (petit silenci, parada, etc), i calcula després l'energia mitja.

Té tres finestres temporals diferents, segons el que volem observar:

LUFS, doncs, és l'estàndard d'unitat de mesura actual per a la normalització de l'àudio masteritzat, tant en sistemes de reproducció de música i vídeo com en sistemes de difusió com l'streaming o la televisió. Alguns valors de referència habituals de les plataformes d'streaming musicals més utilitzades (orientatius: cada plataforma pot ajustar-los amb el temps, verifica-ho abans de donar-los per definitius):

• Spotify: -14 LUFS Integrated
• YouTube: -14 LUFS Integrated
• Apple Music: -16 LUFS Integrated
• Tidal: -14 LUFS Integrated
• Soundcloud: -14 LUFS Integrated

Per a què serveix: saber a quin volum objectiu s'ha de publicar a cada plataforma segons la seva pròpia documentació.

Nota important: *aquests valors són la política declarada, no una garantia del que sentiràs sempre. A la pràctica, és molt habitual trobar temes a les plataformes a -6 o -8 LUFS, sense cap atenuació aparent. Les raons poden variar: la versió del reproductor, la configuració o tipus de compte d'usuari, el canvi en l'algoritme amb el temps, o la regió des d'on s'escolta.

La conclusió pràctica: masteritza amb la intenció i la dinàmica que el teu tema i estil necessita, verifica amb el teu propi sistema de mesura i no segueixis el número de la documentació oficial (o només en cas que t'ho demanin explícitament).*

Crest Factor: la relació entre els Peaks i l'RMS

El factor de cresta "Crest Factor" no és una mesura, sinó una relació entre els Peaks i la mitja que ens dóna la lectura de la dinàmica.

$Crest\ Factor = Peak_{dBFS} − RMS_{dBFS}$

Un Crest Factor alt indica un senyal molt dinàmic, amb pics curts i puntuals per sobre d'una mitjana molt més baixa (per exemple, un enregistrament de bateria acústica sense comprimir, o una cançó amb pocs elements). Un Crest Factor baix indica un senyal molt comprimit o limitat, amb el Peak i el RMS gairebé enganxats (per exemple, un màster molt apretat de música electrònica o de música metal).

No hi ha un factor de cresta "correcte" universal, depèn totalment del gènere i de la intenció artística, però com a referència orientativa, podem partir de la següent taula:

Un tema de jazz pot tenir un factor de cresta de 18 dB amb un LUFS Integrated de -18, i un tema d'EDM un factor de 8 dB amb un LUFS Integrated de -8: tots dos poden sonar "al seu volum" dins del seu gènere. El número no és bo ni dolent per si sol, només és informació per prendre una decisió conscient, no un objectiu a perseguir.

L'evolució moderna: PLR i PSR

Actualment, s'utilitzen dues mètriques basades en el mateix principi però molt més precises: el PSR i el PLR.

PSR (Peak to Short-Term Loudness Ratio): és l'equivalent actual al Crest Factor. Es calcula la dinàmica utilitzant el True Peak amb el LUFS Short-Term (3 segons). Si durant una part intensa de la cançó el PSR baixa per sota de 5 o 6, podria dir-nos que s'està sobrecomprimint i els transitoris han desaparegut.

$PSR = True\ Peak_{dBTP} − LUFS_{Short-Term}$

PLR (Peak to Loudness Ratio): la mesura per calcular la macro-dinàmica del tema sencer. Es calcula utiltizant el True Peak màxim i el LUFS Integrated.

$PLR = True\ Peak_{dBTP} − LUFS_{Integrated}$

Per exemple, podem tenir un PLR alt si la cançó té una secció molt fluixa o amb pocs elements (per exemple la intro) i un final més intens, però el PSR pot ser petit durant la part intensa perquè en aquella secció hi ha més elements i hi ha més compressió. Comprovar el PSR a les seccions més intenses ens ajuda a decidir si hem perdut impacte o al contrari, podem encara "aixafar-lo" més.

Exemple: mesurem el mateix fragment d'audio

Un fragment d'una cançó de 10 segons ens dóna aquestes diferents mesures alhora:

Cinc lectures, un sol fragment d'àudio, i cap de les cinc es contradiu amb les altres sinó que cadascuna ens respon una pregunta diferent.

Taula resum

Errors habituals

• Confondre dBFS/Peak amb volum percebut: Un pic a -6 dB pot sonar molt fort (si és dens) o molt fluix (si és transitori). La mesura de Peak només et parla del límit digital, no de com fort sona la pista.
• Confiar només amb el Peak per evitar distorsió: El format final passarà per una conversió analògica o per una codificació amb pèrdua (MP3/AAC), doncs necessites vigilar el True Peak (dBTP), no només el Peak.
• Obsessionar-te amb el LUFS Integrated i oblidar el True Peak: El teu màster pot estar a -14 LUFS però tot i així, tenir True Peaks a +2 dBTP. El resultat és que el tema sonarà distorsionat.
• Ignorar el Crest Factor (PSR): Pujar el LUFS a base de comprimir o limitar, farà que la mescla perdi vida (reducció del PSR). El volum mitjà pujarà, però l'impacte desapareixerà.
• Pensar que el LUFS és un objectiu a assolir: És un límit de normalització, no una meta. Un tema pot sonar fort a -12 LUFS si la mescla és bona, i un altre pot sonar ofegat i pla a -6 LUFS si està sobrecomprimit.

Conclusió

Peak, True Peak, RMS, LUFS i Crest Factor o PSR no competeixen entre ells: cadascun respon una pregunta diferent. Peak et diu si distorsiones internament. True Peak t'avisa de si distorsionaràs al món real. L'RMS i el LUFS t'aproximen a la percepció humana del volum. I el Crest Factor o PSR et revela quant de marge dinàmic li queda a la mescla.

Un cop separes aquests conceptes, l'eterna pregunta de "quin és el nivell correcte?" deixa de tenir sentit. A partir d'ara, començaràs a fer-te les preguntes adequades en cada etapa del procés:

• Estic exportant el màster sense retallar el senyal (True Peak)?
• Estic al loudness objectiu que el gènere i el tema necessiten i per la plataforma on ho publicaré (LUFS)?
• Segueix tenint impacte la part de la tornada o drop (PSR)?

Aprèn a aplicar aquests criteris sobre projectes reals, desenvolupa els coneixements del so per entendre l'equilibri de la mescla i aconseguir un volum professional. Consulta el Curs de Mescla i Màstering.