En el mundo de la música y el procesamiento de señales, los analizadores de espectro de audio juegan un papel crucial. Estos dispositivos permiten visualizar la distribución de la energía de una señal de audio a través de diferentes frecuencias, proporcionando una representación gráfica que facilita la comprensión del contenido sonoro.
¡ España ! , vamos …
Fondo transparente integado en windows
La opción fondo activo, permite dejar el analizador en el escritorio de fondo siempre y sin molestar.
¿Qué es un Analizador de Espectro?
Un analizador de espectro es una herramienta que mide la magnitud de diferentes componentes de frecuencia de una señal de audio. Se utiliza para visualizar cómo se distribuye la energía de una señal a través del espectro de frecuencias, mostrando frecuencias bajas (graves), medias y altas (agudos) en diferentes niveles de amplitud. Esto se representa típicamente mediante barras verticales que varían en altura según la energía de la frecuencia correspondiente.
El modo Starwars con imágenes, permite ver los dos carácteres moviéndose. La espada laser crece en función de la frecuencia y potencia de sonido.
Transformada Rápida de Fourier (FFT)
La Transformada Rápida de Fourier (FFT, por sus siglas en inglés) es un algoritmo eficiente para calcular la Transformada de Fourier Discreta (DFT). La DFT es una técnica matemática que transforma una señal del dominio del tiempo (donde se observa cómo varía la amplitud con el tiempo) al dominio de la frecuencia (donde se observa cómo se distribuyen las amplitudes entre diferentes frecuencias).
La FFT permite descomponer una señal de audio en sus componentes de frecuencia individuales. Esto es esencial para la creación de un analizador de espectro, ya que nos permite identificar y visualizar la magnitud de cada componente de frecuencia en la señal de audio.
Componentes del Programa
Logo de Pal Frequency con las 10 barras moradas por defecto y la alternancia de líneas
Puedes ubicar el analizador en otra pantalla. Ideal para bares, locales, etc que usen reproductores streaming o videos. Cualquier canal de sonido.
El programa de analizador de espectro de audio que he creado en VB.NET utiliza la biblioteca NAudio para capturar y procesar el audio. Aquí hay una visión general de cómo funciona:
- Captura de Audio: Utilizo WasapiLoopbackCapture de NAudio para capturar el audio que se reproduce en el sistema. Esto incluye cualquier sonido que salga por los altavoces, lo que permite analizar cualquier fuente de audio sin necesidad de una entrada de micrófono.
- Buffer de Audio: Los datos de audio capturados se almacenan en un BufferedWaveProvider. Este buffer permite gestionar los datos de audio de manera eficiente, asegurando que siempre hay una cantidad suficiente de datos para procesar sin perder información.
- Procesamiento de la FFT: Los datos de audio se procesan utilizando la FFT para descomponer la señal en sus componentes de frecuencia. Calculo las magnitudes de estas frecuencias, que luego se utilizan para visualizar el espectro.
- Visualización: El programa actualiza continuamente una representación gráfica del espectro de audio en tiempo real. Se utilizan barras verticales para mostrar la magnitud de las diferentes frecuencias, con colores que indican diferentes rangos de frecuencia: graves, medios y agudos.
- Crear en streaming y uso CPU: Crear un analizador que realice la descarga en streaming es considerablemente más complejo debido a la gestión del buffer y a los posibles errores de memoria. Aún más desafiante es lograrlo con un consumo mínimo de CPU. 😉
Utilidad del Analizador de Espectro de Audio
El analizador de espectro de audio tiene múltiples aplicaciones prácticas y educativas. Por ejemplo, si estás escuchando música en Spotify, el programa te permitirá ver cómo se distribuyen las diferentes frecuencias en la canción que estás reproduciendo. Podrás observar cómo los graves, medios y agudos varían en tiempo real, proporcionando una comprensión visual de la estructura de la música.
En el contexto de videoconferencias, el analizador de espectro puede ser útil para monitorear la calidad del audio. Podrás detectar si hay una frecuencia específica que está distorsionada o ausente, lo que puede ayudarte a ajustar tus configuraciones de audio para una mejor experiencia de comunicación.
Además, si utilizas auriculares, el programa puede servir como una herramienta visual para confirmar que están funcionando correctamente. Podrás ver el espectro de audio en tiempo real y asegurarte de que todos los rangos de frecuencia se están reproduciendo como deberían. Esto es especialmente útil para técnicos de audio y músicos que necesitan asegurarse de la calidad del sonido.
Puedes maximizarlo, minimizarlo, moverlo a otro monitor y ajustar cualquier parámetro, como las barras, el color y la frecuencia. Para cerrarlo, haz clic derecho; para maximizarlo, haz doble clic. También puedes usar las opciones del cuadro o estirar las esquinas.
Admite multiples instancias en primer plano de diverso tipo.
Desafíos y Soluciones
Durante el desarrollo del programa, enfrenté varios desafíos técnicos, entre ellos:
- Gestión del Buffer: Asegurar que el buffer de audio no se llene demasiado rápido y provoque desbordamientos. Aumentar el tamaño del buffer y gestionar eficientemente la lectura de datos fueron soluciones clave.
- Rendimiento de la FFT: La FFT debe ejecutarse de manera eficiente para mantener el análisis en tiempo real. Optimizar el código y asegurar que la FFT se realiza correctamente en cada iteración fue esencial.
- Frecuencia de Actualización: Mantener una frecuencia de actualización adecuada para la visualización sin sobrecargar la CPU. Ajustar el temporizador de actualización para equilibrar el rendimiento y la fluidez de la visualización fue crucial.
- Desarrollo: Cuando depuraba no refrescaba los datos en tiempo real, lo que resulto ser muy incómodo. Era preciso lanzar la aplicación constantemente fuera del entorno de desarrollo.
Conclusión
Crear un analizador de espectro de audio en tiempo real con VB.NET y NAudio no solo es un proyecto interesante, sino también una excelente manera de profundizar en el procesamiento de señales de audio y la programación gráfica. La combinación de la captura de audio, el procesamiento de la FFT y la visualización en tiempo real ofrece una herramienta poderosa para analizar y comprender mejor las señales de audio.
Este proyecto no solo sirve como una herramienta educativa, sino que también tiene aplicaciones prácticas en la ingeniería de audio, la música y cualquier campo que requiera análisis detallados de las señales de audio. Con la base proporcionada por este programa, se pueden desarrollar analizadores de espectro más avanzados y personalizados para diversas necesidades.
Descargar fichero comprimido en .rar, no requiere instalación
Versión 1.0, 29/06/2024 –
Requisitos de Funcionamiento
Para ejecutar el programa, necesitarás cumplir con los siguientes requisitos:
- Sistema Operativo: Windows 10 o superior
- .NET: .NET 8
- Hardware: Una tarjeta de sonido que soporte loopback o una fuente de audio externa
- Desarrollado con Naudio y Visual Studio 2022.
- Programa gratuito.
- Pte dejar el código de proyecto en Github.
Descargo de Responsabilidad
El uso de este programa es bajo tu propio riesgo. No me hago responsable de cualquier daño directo, indirecto, incidental o consecuente que surja del uso de este software. Asegúrate de cumplir con todas las leyes y regulaciones aplicables al usar este programa en tu jurisdicción.
Programa libre de virus.
