¿Qué son los LUFS en la masterización de audio?

 Midiendo la sonoridad con LUFS

En el mundo del audio y la masterización actual, nos encontramos con un término cada vez más común, los LUFS. Las siglas significan Unidades de Sonoridad de Escala Completa (loudness units full scale).

¿Qué es la sonoridad (loudness)?

La sonoridad es la percepción subjetiva de la intensidad del sonido. En otras palabras, lo que se conoce comúnmente como "volumen". El término volumen no es un concepto técnico para el sonido, pues en el ámbito de la física, volumen es el espacio que ocupa un cuerpo. Por este motivo, es importante aclarar que el término técnico correcto es sonoridad.

La intensidad del sonido es un fenómeno físico, es objetivo y medible. Está relacionada con el nivel de presión sonora (SPL) que se mide en decibeles. Sin embargo, la sonoridad es un fenómeno psicoacústico, y por tanto, subjetivo. Esto significa que, aunque dos sonidos tengan el mismo nivel de dB SPL, la impresión de sonoridad puede ser diferente para cada persona.

De hecho, la sonoridad no solo depende de la intensidad del sonido. También depende de otros factores como:

Frecuencia

Nuestro oido no reacciona igual a sonidos graves, medios o agudos. De hecho, es mucho más sensible a los sonidos medios (2 - 4 kHz), que son las frecuencias más importantes para la voz. Por otro lado es muy poco sensible a los sonidos graves. 

Esto afecta considerablemente la percepción de sonoridad, pues un sonido medio sonará más fuerte que uno grave, aunque ambos tengan el mismo nivel de dB SPL.

Contenido armónico

De manera similar, la cantidad de armónicos que tiene un sonido afecta considerablemente la percepción de sonoridad. Por ejemplo, el sonido de un violín con muchos armónicos puede sentirse más intenso que el de una flauta dulce, que genera menos armónicos. 

Tiempo

El tiempo juega un papel fundamental en la percepción de sonoridad. Si un sonido tiene una duración muy corta, nuestro oido no será capaz de procesar la intensidad de la misma forma que un sonido más largo. El tiempo de reacción del oido es de unos 300 ms. Sonidos más cortos que esto casi no se perciben como fuertes. 

Por ello es que un sonido muy corto, como el de un hi-hat, puede no sentirse tan fuerte, aunque su nivel en dB SPL sea alto. 

Antes de los LUFS

Antes de la creación de los LUFS, la manera en que se aproximaba el nivel de sonoridad era con los vúmetros o medidores de Unidades de Volumen (VU). ¡Quizás por esto se le conoce como "volumen" a la sonoridad! 🙃

Medidor de VU's o vúmetro

Estos famosos medidores, tienen una balística característica que integra el nivel de una señal de audio cada 300 ms (recordemos el tiempo de reacción de nuestro oido). Esto hace que la aguja no se mueva tan rápido con señales cortas y marque los VU de manera similar al volumen que escuchamos.

Este sistema ha funcionado de manera aceptable por décadas, ayudando a los ingenieros de grabación y mezcla a ajustar sus niveles. Sin embargo, es un sistema limitado, pues no considera la frecuencia de la señal ni la duración completa, por lo que no es preciso.

El carecer de una forma de medir la sonoridad de una manera adecuada, generó la llamada "Guerra del volumen" en los años 90's y 2000's. Durante estos años, los productores musicales creaban CDs que sonaban cada vez más fuerte. Esto, con la intensión de hacerlos parecer sonar "mejor", pues el oido se engaña fácilmente con mayores niveles de sonoridad.

A la larga, la guerra del volumen generó producciones muy altas en sonoridad, pero ultra-comprimidas, con distorsión y sin dinámica, algo esencial en la música. Esto hizo que la calidad de audio en las producciones fuera menor que lo que se hacía años atrás. 

Este fenómeno también se hizo notorio en la TV y radio, en donde los anuncios comerciales sonaban más fuerte que los programas. La falta de una medición de sonoridad confiable, hizo que fuera muy difícil estandarizar los niveles de canciones, programas, anuncios etc.

Llegan los LKFS

En la década de los 2010's, y con el acelerado desarrollo del procesamiento digital de audio, la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU) publicó un nuevo estándar para la medición de sonoridad (loudness). La recomendación ITU-R BS.1770.

En este documento técnico se explica de manera detallada el proceso para medir la sonoridad de una señal, así como sus niveles true-peak o pico real. Básicamente, la señal se divide en diferentes bandas de frecuencia y se promedia considerando un "factor K" (una serie de números obtenidos en la investigación), así como diferentes tiempos de integración. 

Con esto se consiguen valores de sonoridad muy acertados y constantes, tanto para música como para contenido de audio en general. Fue así como nacieron los LKFS o Loudness K-weighted Full Scale. 

Estas unidades utilizan la escala de decibeles (dB). Lo que significa que un 1 LKFS = 1 dB.

Y ¿qué son los LU?

Dentro de la recomendación también se mencionan los LU o loudness units (unidades de sonoridad). Estas unidades representan los cambios relativos de sonoridad y también están en la escala de dB. Por ejemplo, reducir la sonoridad -3 LU es lo mismo que bajar -3 dB.

Otro ejemplo es decir que una canción tiene cierto rango de sonoridad, como 10 LU, es decir, la diferencia entre las partes más suaves y las más intensas son 10 LU.

Finalmente, los LUFS

Pocos años después de la aparición de los LKFS, la Unión Europea de Radiodifusión (EBU) propuso cambiar el nombre de LKFS a LUFS para mantener un estándar en la nomenclatura más adecuado. Esta es la manera en que los conocemos hasta la fecha. En otras palabras, los LUFS y los LKFS son equivalentes.

Ahora, lo más importante de todo esto es que, al poder medir LUFS, podemos producir contenido de audio con niveles de sonoridad estandarizados.

Por ejemplo, uno de los primeros casos fue YouTube. A medida que la plataforma se fue haciendo más popular, los usuarios se comenzaron a quejar por las variaciones de volumen de los videos. Por esta razón YouTube decidió adoptar los LUFS, para asegurarse de que cualquier video que sonara muy fuerte fuera reducido a un volumen estándar. 

De manera similar, con la explosión de las plataformas de streaming, se ha estandarizado el uso de LUFS para mejorar la experiencia de usuario. Cada vez más sistemas y plataformas utilizan LUFS para mantener los niveles de sonoridad uniformes. Al día de hoy, estos son los estándares de las plataformas más populares. 

Estándares en LUFS de plataformas

Como vemos, la mayoría ha adoptado un nivel promedio de -14 LUFS. Esto significa que no tiene mucho sentido producir contenido mucho más fuerte que eso, pues la plataforma lo bajará a -14 LUFS automáticamente. 

Por otro lado, si producimos contenidos con niveles inferiores a -14 LUFS, nuestra canción tendrá un  nivel más bajo que otras canciones, pues muchas plataformas no aumentan la sonoridad, solo la reducen. 

Existen otros estándares para medir la sonoridad (Ej: ReplayGain), sin embargo definitivamente parece que los LUFS llegaron para quedarse durante un buen tiempo, terminando así con la "Guerra del volumen" y permitiendo que los productores de audio se enfoquen más en la calidad del sonido y no solo en "sonar fuerte".

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