Grabación de audio analógica y digital: consideraciones y comparaciones(Letto 255 volte)

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Audio analógico y audio digital

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El debate en curso entre los partidarios de lacosa análoga y los de la digital.

Si puede servir de referencia, no me importaría citar la opinión de un músico considerado uno de los más grandes directores de todos los tiempos: Herbert von Karajan, quien ya en los años 80 afirmó firmemente la absoluta superioridad de lo digital a la hora de reproducir los infinitos matices tonales y dinámicos de la gran orquesta sinfónica.

Sin embargo, cuando se pregunta en términos de calidad absoluta, la pregunta tiene poco sentido, ya que los procesos de audio digitales y analógicos son simplemente diferentes y ambos tienen sus ventajas y desventajas.

Mediante una simple comparación directa entre ambos mundos, podremos afirmar algo más, como veremos.

Antes de continuar, subrayamos que, más allá de la comparación de calidad, los controles digitales de la GRAJILLA Nos proporcionarán algunas ventajas prácticas indiscutibles, no obtenibles en el campo analógico:

• costos de compra significativamente más bajos
• Sin desgaste y sin tiempo ni costo de mantenimiento
• ahorrando espacio en el estudio
• tiempos de conexión reducidos y no requiere cableado
• reducción del riesgo de fallos de funcionamiento, que pueden solucionarse con un simple reinicio
• posibilidad de replicar infinitas "instancias" del mismo plugin en la misma sesión de trabajo (es decir: compro 1 y uso 100 al mismo tiempo)
• almacenamiento de memorias de configuración infinitas

Digital de alta definición

Comparación de la definición y la dinámica durante la grabación

Comencemos con una comparación entre lo analógico y lo digital basada en dos parámetros muy importantes, a saber, la definición y la dinámica, que se pueden encontrar durante la grabación multipista y durante la producción master.

Antes que nada, permítanme hacer algunas aclaraciones:

Es importante disipar la idea "absoluta" de que lo analógico carece de cualquier tipo de "resolución" o "definición" limitada, por muy alta que sea. La supuesta "continuidad de la información magnética" de la cinta analógica es una idea abstracta que solo adquiere significado conceptual en comparación con la digital, ya que no tiene una correspondencia real en el mundo real. De hecho, el óxido de hierro, que permite el almacenamiento magnético de la información sonora, está compuesto de gránulos microscópicos cuyo tamaño constituye efectivamente una "medida de resolución", de forma diferente pero similar a la digital.

La evidencia empírica de la influencia antes mencionada se destaca al comparar los resultados obtenidos utilizando diferentes velocidades de cinta: velocidades más altas, de hecho, mejoran la linealidad de la respuesta, especialmente en frecuencias altas, además de mejorar significativamente la fidelidad general; esto ocurre porque cada duplicación de la velocidad duplica el número de información magnética leída por el cabezal; lo que es similar a lo que sucede en el campo digital cuando se duplica la frecuencia de muestreo.

La “definición” de analógico, sin embargo, se comporta de manera diferente a la digital, ya que el almacenamiento de información magnética no es esquemático como en digital: una disminución de la velocidad de la cinta corresponderá de hecho a una disminución de la fidelidad no lineal, lo que determinará una deformación del sonido que seguirá siendo “escuchable” y no “granulado”, así como “ausente” en las frecuencias altas, como sucedería en digital al disminuir la frecuencia de muestreo a solo 24 Khz o incluso 12 Khz.

Sin embargo, como el sistema digital tiene frecuencias de muestreo de 44,1 kHz y superiores, las comparaciones de fidelidad entre ambos sistemas adquieren mayor importancia práctica.

PRODUCCIÓN MAESTRA

COSA ANÁLOGA

A maestro grabado en cinta analógica estéreo con un ancho de 1/2 pulgada a alta velocidad (30 IPS), utilizando así 1/4 de pulgada para cada pista mono), produce excelentes resultados en términos de definición y buenos resultados en términos de dinámica.

NÓTESE BIEN

30 IPS = 30 pulgadas por segundo = 30 pulgadas por segundo = aproximadamente 76,2 cm por segundo

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DIGITAL

Para llegar a un nivel de definición diferente, pero de hecho comparable al anterior, será necesario muestra en digital a 24 bits con una frecuencia de 96 kHz.

De esta forma se obtendrán resultados muy similares al digital en términos de definición, pero claramente superiores en términos de dinámica gracias al mayor espacio dinámico determinado por la profundidad de bits.

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GRABACIÓN MULTIPISTA

COSA ANÁLOGA 

Se pueden obtener resultados excelentes, aunque un poco menos elevados en cuanto a dinámica y definición, trabajando con gran cuidado y habilidad incluso durante la grabación analógica multipista en cinta magnética de 2 pulgadas (24 pistas en 2 pulgadas = 1/12 de pulgada para una pista mono) a una velocidad de 15 IPS (una velocidad no siempre utilizada, prefiriéndose más a menudo la velocidad de 7,5 IPS, para ahorrar, como en el caso del 50%, en el coste muy considerable de la cinta magnética de este tipo).

Al reducir la velocidad se reduce la definición y sobre todo el rango dinámico en términos de relación señal-ruido.

En tales sistemas, la diafonía causada por la concomitancia de las pistas en la cinta aumenta en comparación con la diafonía menos significativa presente en la cinta maestra; sin embargo,  se mantiene en un buen nivel.

Para mantener el nivel de ruido relativamente bajo y aumentar el rango dinámico efectivo, a menudo se utilizan procesos de reducción de ruido y, cuando es posible, se lleva el nivel de grabación a los valores más altos que la cinta digital puede tolerar, confiriendo al sonido un color inducido por saturación progresiva, capaz de modificar y, en cierto sentido, enriquecer su contenido armónico, lo que a menudo se considera una ventaja, pero no siempre.

Un método práctico para manejar la diafonía de forma controlada es utilizar las bandas laterales de la cinta para las fuentes más delicadas, evitando además colocarlas junto a otras fuentes que tengan alta energía y un rango de frecuencia similar (por ejemplo, a veces se solía utilizar las pistas 01, 02 y 03 del grabador de 24 pistas para los HH y los platillos, dejando la pista 04 vacía y continuando a partir de la siguiente pista con las fuentes más energéticas como la caja, el bajo, etcétera).

DIGITAL 

En términos de definición pura, al grabar digitalmente a 24 bit – 48 Khz, se podría decir que obtendrás resultados ligeramente inferiores a los grabados en analógico a 15 IPS, o ligeramente superiores a los grabados a 7,5 IPS). 

Lo digital superará a lo analógico en definición percibida utilizando sesiones multipista de 96 Khz.

En términos de dinámica, el audio digital de 24 bits o superior será significativamente superior, lo que permitirá un procesamiento más “relajado” en términos de gestión de niveles durante la manipulación de audio, gracias al abundante rango dinámico prácticamente libre de ruido.

La diafonía digital es casi inexistente, ya que sólo se puede producir durante la fase de conversión A/D y sólo en el caso de grabación simultánea de múltiples pistas.

Lo digital, por su naturaleza, es lineal a cualquier nivel de grabación y por tanto no ofrece la posibilidad de crear una saturación progresiva en función de los niveles de grabación (lo que también puede tener un valor creativo).

A cambio, ofrece una mejor fidelidad en términos de correspondencia más cercana con la entrada de sonido original en la grabación.

El muestreo

El muestreo a 48 kHz resolvió algunos de los problemas planteados inicialmente por 44,1 kHz; posteriormente, con 96 kHz, el muestreo se optimizó aún más durante el proceso de producción. 

En opinión de muchos ingenieros de sonido, la ventaja que ofrece el muestreo a 192 o 384 kHz es más virtual que real: estos sistemas ofrecen poca o ninguna ventaja apreciable, al tiempo que quitan importantes recursos de energía al sistema, tanto en términos de grabación como de procesamiento.

El uso de archivos de 88,2 Khz y 96 Khz, por otro lado, tiene sus razones válidas, especialmente en las fases de manipulación de audio, si bien puede resultar excesivo para archivos destinados al usuario final.

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Bits y dinámica

Evaluemos mejor el espacio dinámico útil.

Sistemas digitales en 16 bits Ofrecen una rango de 96 db, igual o ligeramente inferior a la del analógico profesional que, en el mejor de los casos, gracias a la notable tolerancia del medio magnético, podría darnos algunos dB más.

Esta ventaja de lo analógico es teórica, sin embargo, debido al mayor nivel de ruido asociado a la grabación analógica, que resta unas pocas docenas de dB del rango dinámico en la parte inferior de su extensión.

Relación señal-ruido

En pocas palabras, las mejores cámaras analógicas profesionales son capaces de reproducir una relación señal-ruido (relación señal-ruido) que oscila entre 55 dB y 73 dB, dependiendo de la calidad de la cinta y de la grabadora, del ancho de la banda magnética de la cinta y de la velocidad de movimiento utilizada.

Por medio de circuitos Dolby, utilizado especialmente durante la grabación multipista pero a veces también durante el masterización en pista estéreoel relación señal-ruido Podría incrementarse en unos 10-12 dB, alcanzando un rango dinámico útil de 85 dB, muy notable pero todavía inferior al de los sistemas digitales de 16 bits. 

La llegada de los 24 bits

Con la llegada de la tecnología de 24 bits, el proceso de producción de audio digital ha dado un importante paso adelante.

De hecho, cada bit individual es capaz de codificar 6 dB de rango dinámico, lo que significa que con 24 bits tendremos 48 dB más de espacio dinámico en comparación con los 96 dB del “sistema” de 16 bits, para un total de 144 dB útiles.

Esto nos ha permitido eliminar virtualmente cualquier ruido de fondo inducido por el propio proceso de muestreo (a excepción de imperfecciones en los conversores A/D, dependiendo de la calidad), permitiéndonos operar con niveles incluso significativamente más bajos de lo habitual, también para prevenir cualquier riesgo de recorte accidental y evitar efectos de saturación no deseados.

Se obtuvieron más beneficios cuando se introdujeron los DAW de 64 bits y la codificación de punto flotante.

Estos sistemas tendrían un rango dinámico teórico muy alto, pero aún tendrían que competir con los sistemas de conversión A/D y D/A de 24 bits.

Esto no produce un aumento apreciable en términos de calidad o dinámica en el archivo producido, sino que optimiza la gestión de la dinámica durante el procesamiento de audio con el fin de:

• Evite el recorte durante la renderización
• Reducir drásticamente los errores de redondeo numérico que ocurren durante el procesamiento de señales
• permitir que el DAW y los complementos de 32 o 64 bits funcionen de forma "nativa", evitando el recorte (NB: en la práctica experimental esto siempre es cierto en complementos "precisos" de 32 o 64 bits, según el caso, mientras que no siempre es cierto en muchos complementos "coloreados", como algunos ecualizadores y compresores emulados)

La cadena de audio de calidad

Para mantener un alto nivel de calidad, cada eslabón de la cadena digital no debe presentar fallos en: 

• instrumentos virtuales
• Convertidores A/D y D/A
• GRAJILLA
• complementos
• cualquier otro elemento relacionado

Además, otro elemento importante además de la calidad individual de los componentes es la optimización de la compatibilidad entre ellos en términos de frecuencia de muestreo y número de bits.

Cada uno de los elementos anteriores debe ofrecer una calidad muy alta y la sesión de trabajo debe configurarse en el valor mínimo de 44,1 Khz o 48,0

Si los recursos lo permiten, mejor aún a 88,2 o 96 Khz.

Lo anterior, muestreando a 24 bits o más, manteniendo las convenientes ventajas que ofrece en el campo de la gestión dinámica de recursos.

Alias

Para evitar o mitigar el aliasing, todo conversor A/D de buena calidad debe contar con un filtro antialiasing en la entrada. De lo contrario, un filtro paso bajo con una pendiente muy pronunciada, colocado entre la fuente de entrada y el conversor, podría solucionar el problema.

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Esta solución, obviamente, limitará la respuesta de frecuencia del programa de audio dentro de los límites de audibilidad, lo que tiene pros y contras, que describiré a continuación:

PRO – en sistemas capaces de muestrear y reproducir correctamente frecuencias superiores al rango audible, que el filtro anti-aliasing incorporado limitará a 96 y 192 Khz (dependiendo del sistema utilizado), las frecuencias ultrasónicas pueden contribuir a obtener reacciones sustractivas en el rango audible similares a lo que ocurre en acústica, contribuyendo a colorear el sonido de la banda audible de una forma más natural, gracias al aporte de frecuencias y pulsaciones que de otra manera se perderían.

CONTRA – en el mismo muestreo de alta frecuencia, el ingeniero de sonido no podrá tener control acústico sobre las distorsiones inducidas en altas frecuencias en el rango inaudible, lo que podría producir (por sustracción) armónicos no deseados en el rango audible, creando una degradación notable de la calidad del audio, que es tan insidiosa como intolerable.

Una acción anti-aliasing más efectiva se logra mediante el uso de un filtro anti-aliasing combinado con un proceso de sobremuestreo, ofrecido por convertidores y complementos, siempre recomendados cuando estén disponibles.

Distorsión entre muestras y sobremuestras

Hablando de alias, sabemos que el convertidores Utilizan un proceso de interpolación entre 2 muestras contiguas, con el fin de recrear una simulación de valores de muestreo continuo, similar al sistema analógico.

Esto da como resultado un redondeo hacia arriba de los valores de intensidad de dos muestras adyacentes.

Por lo tanto, será claro entender que, al llevar una señal digital a valores cercanos o iguales a 0 dB, lainterpolación Esto en sí mismo creará una distorsión.

Este riesgo será mayor cuanto menor sea la frecuencia de muestreo de la muestreo (y por tanto su resolución), obligando al sistema a producir curvas de interpolación más ancho para compensar un espacio más grande entre las dos muestras adyacentes.

Además, ciertos procesos de manipulación de audio pueden crear picos tan rápidos que superen el punto pico. recorte digital.

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NÓTESE BIEN

Ambos riesgos son especialmente sensibles cuando se exporta un archivo de audio después de un proceso de masterización.

E incluso al convertir y reconvertir un master hacia y desde un formato de audio que utiliza procesos de compresión de datos (mp3, aac, etc.) será posible encontrarse con el problema de exceder accidentalmente el límite de recorte.

Desplazamiento de CC

En la grabación de audio, una Desplazamiento de CC es una característica indeseable de un sonido grabado. 

Se produce en la captura del sonido, antes de que llegue a la grabadora, y en ocasiones es causado por equipos analógicos obsoletos, defectuosos o de baja calidad. 

EL'compensar hace el centro de “equilibrio” de la forma de onda no quedarse en 0 dB, sino en un valor ligeramente superior o inferior. 

Esto podría causar dos posibles problemas: 

1. recorte de picos, si se ha elevado la base de la forma de onda; por lo tanto, el primer consejo es monitorear los niveles del programa de audio ya durante la grabación, para evitar distorsiones inesperadas
2. una distorsión de baja frecuencia

Una vez digitalizado en una pista de audio, el problema debe eliminarse mediante una función específica en el DAW, si está presente (Eliminación de la compensación de CC).

Normalmente, esta función también nos permitirá analizar un archivo “sospechoso” para diagnosticar y eliminar el problema.

En caso de que el DAW no cuente con uno, la aplicación de un filtro de paso alto Con un corte drástico por debajo de la banda audible (20 Hz o incluso mucho más abajo) aún debería eliminarse el problema.

Además del riesgo de recorte, la presencia de Desplazamiento de CC También podría afectar la respuesta de un compresor dinámico, por lo que siempre es una buena idea eliminarlo lo antes posible.

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La prueba de Montgomery

A continuación se presenta un breve resumen de una investigación realizada poringeniero Christopher Montgomery (creador del archivo de formato HOY y un estudioso cuidadoso del muestreo de audio y percepción acústica), lo que supuso la ejecución de numerosas pruebas a lo largo de todo un año, en las que participaron un buen número de audiófilos, entre los que se encontraban varios "insiders".

El objetivo de la prueba era verificar si un buen número de oyentes expertos eran realmente capaces de distinguir entreescucha comparativa entre archivos de audio que contienen el mismo programa de sonido pero muestreados en diferentes frecuencias de muestreo.

RESULTADO DE LA PRUEBA

Ninguno de los expertos oyentes antes mencionados fue capaz de distinguir con certeza fiable alguna diferencia entre archivos de audio procedentes de fuentes muestreadas en muy alta definición y aquellos convertidos por ellos a diferentes combinaciones de frecuencia y número de bits.

En cuanto a la poco, cabe aclarar que el proceso de procesamiento de un archivo de audio somete a éste a una pérdida de dinámica, por lo que es recomendable trabajar siempre con un número elevado de bits, pudiendo así otorgar a los procesos un amplio margen de tolerancia, con el fin de evitar cualquier riesgo de distorsión.

La reducción de la definición a 16 bits Ahora sólo es tolerable al final de la obra, mediante un proceso adecuado de vacilación lo que minimiza cualquier desventaja inducida por la conversión final.

Resumen final

• • • Será suficiente utilizar las frecuencias de 44,1 o 48 Khz tanto en el procesamiento de audio como en la producción de archivos de audio destinados al usuario final.
    • Si los recursos de su sistema de grabación y procesamiento de audio lo permiten, es recomendable utilizar 88,2 o 96 Khz durante la producción y posterior manipulación del audio, siendo frecuencias superiores las que resultarían redundantes.
    • En particular, los procesos de masterización, que no requieren un gasto muy elevado de recursos del DAW, deben realizarse en sobremuestreo, con frecuencias el doble de las de la mezcla.
    • El uso de 24 bits o más será esencial a la hora de manipular audio y de exportar un master de archivo, mientras que su uso puede considerarse opcional a la hora de exportar ficheros destinados a usuarios finales, para cuya operación 16 bits serían absolutamente suficientes.
    • El uso de sistemas de coma flotante siempre es aconsejable para hacer la gestión de niveles en el DAW más práctica, rápida y segura.

Respecto a las frecuencias de muestreo de los sistemas de 176,4, 192, 352,8 y 384 Khz, dada la falta de feedback sobre su calidad surgida durante las pruebas, el propio Montgomery decretó su dudosa utilidad.

El sonido

Utilizando un número adecuado de bits y frecuencias de muestreo para la tecnología digital, ya no es posible definir una superioridad entre la tecnología digital y la analógica en términos de calidad de sonido pura, ya que ambas ofrecen ventajas y desventajas muy diferentes, lo que dificulta su comparación. Sin embargo, a continuación intentaremos resumirlas para destacar sus diferencias características.

1. Digital:
   • Limpieza y claridadLos sistemas digitales tienden a producir grabaciones muy limpias y claras, casi sin ruido de fondo.
   • Fidelidad:Alta fidelidad en la reproducción del sonido original, con mínimas coloraciones o alteraciones.
   • DinámicaAmplio rango dinámico, especialmente con formatos de 24 bits y superiores. El rango dinámico de las fuentes se respeta fielmente.
   • Crujido: El ruido de fondo del propio sistema es inexistente, aunque en la práctica puede ser inducido en muy pequeña medida por los convertidores de entrada y salida.
2. Cosa análoga:
   • Calidez y carácterLas grabaciones analógicas suelen describirse como “más cálidas” y “más completas”, con una cierta coloración sonora que puede resultar estéticamente agradable, aunque en realidad se trata de una alteración, debido a elementos que no tienen nada que ver con las fuentes originales, sino que son inducidos por las fluctuaciones de la cinta y el proceso de distorsión armónica de la cinta y del equipo.
   • Saturación natural:Cuando la cinta está sobrecargada, produce una saturación armónica que muchos encuentran musicalmente agradable.
   • Dinámica: El rango dinámico generalmente es más limitado que el digital; en rangos dinámicos altos, las fuentes tienden a estar ligeramente comprimidas tanto por la saturación relativa de los preamplificadores como por el “esfuerzo de contención dinámica” de la cinta magnética.
   • CrujidoEl ruido de fondo (como el silbido de la cinta) puede ser más perceptible, sin embargo, cuando está por debajo del nivel audible, contribuye a colorear el sonido, haciéndolo sonar más sucio pero también enriquecido en plenitud de timbre.

El futuro de lo digital

La historia de toda tecnología nos enseña que los procesos tradicionales alcanzan una cúspide insuperable de la evolución, mientras que los nuevos procesos dan sus primeros modestos pasos.

Lo mismo ocurrió con lo analógico, que, cuando apareció lo digital, fue indiscutiblemente superior en casi todos los aspectos. 

En los últimos años hemos asistido a una yuxtaposición cualitativa de las dos tecnologías, a pesar de las diferencias que sugieren la posibilidad de una interacción inteligente entre los dos mundos.

En el futuro será inevitable que lo digital sustituya casi por completo a lo analógico, pues será cada vez más capaz de emular sus cualidades y carácter (ya lo está haciendo), al tiempo que desarrollará otros nuevos y exclusivos, gobernables a través de las indudables y notables ventajas prácticas inherentes a la gestión digital.

Son mil las “leyendas urbanas” que acompañan a muchos recursos tradicionales que, si bien son indudablemente de excelente calidad, suelen ser considerados “mitológicos”, superando en ocasiones con su mito la realidad objetiva.

Más allá de la calidad, el color especial de un ecualizador de hardware es algo único, y también lo es la reactividad progresiva inducida por un procesador de dinámica de tubo.

Lo anterior justifica el cariño y adoración de muchos ingenieros de sonido, quienes siguen prefiriendo su uso.

La calidad y el éxito de los procesadores analógicos de gama alta también se ve confirmado por el esfuerzo realizado por muchos diseñadores de software, para emular los dispositivos hardware más célebres, diseñándolos en forma de plugins, con resultados a veces sorprendentes.

Una opinión personal

Habiendo trabajado en el campo de la grabación analógica al comienzo de mi carrera, entiendo que a muchos ingenieros de sonido les gusta la dimensión sonora creada por la cinta magnética y los procesadores de hardware.

En este contexto, sin embargo, cualquier comparación honesta a menudo se ve distorsionada por las preferencias individuales, mientras que lo que cuenta es la búsqueda de una calidad objetiva orientada al objetivo a alcanzar.

En lo que respecta al procesamiento, he tenido varias oportunidades de hacer comparaciones directas entre el rendimiento de algunos de los mejores procesadores analógicos y los plugins digitales más refinados instalados en los mejores DAW.

A menudo he preferido lo digital en el área del control tonal y a veces incluso en la dinámica, mientras que en otros casos ocurrió lo contrario.

En general podría decir que:

Los ecualizadores digitales precisos son generalmente preferibles en el contexto de la ecualización quirúrgica, por ejemplo durante las etapas preliminares de ecualización destinadas a limpiar el sonido de resonancias no deseadas, gracias a su precisión milimétrica para localizar y controlar el espectro tonal de forma altamente selectiva, sin introducir ningún tipo de coloración; también suelen ser preferibles en operaciones de coloración tímbrica pasiva, es decir, cuando se utilizan para atenuar un grupo de frecuencias.

Cuando se trata de coloración de timbre activa, es decir, cuando intento amplificar un rango tonal, a menudo logro resultados más satisfactorios con ecualizadores analógicos pero también con sus emuladores digitales (a menudo uso Neve y Pultec), algunos de los cuales ahora conducen a resultados impresionantes incluso en términos de cumplimiento con el modelo de hardware correspondiente.

En el terreno dinámico podría decir quizás que los compresores digitales precisos permiten un control detallado y neutral de la dinámica general de las pistas, mientras que los compresores analógicos y sus emuladores digitales, aunque menos precisos, tienden a suavizar la agudeza dinámica de una manera más "adaptable" y a enriquecer el espectro armónico de manera modulada, contribuyendo a hacer el sonido rico, áspero y cálido.

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Algunas máquinas analógicas de alta calidad también tienen su propio “color” único y agradable, que algunos de los emuladores de complementos más exitosos nos han transmitido parcialmente.

Por tanto, en esta etapa la elección dependerá del caso concreto a tratar, de los gustos personales, del presupuesto disponible y de la capacidad de gestionar los diferentes problemas inherentes tanto a lo digital como a lo analógico.

Como siempre, la falta de prejuicios será la mejor guía para tus elecciones y te permitirá construir una configuración “mixta”, que incluye la integración de algunos elementos analógicos en un contexto digital moderno.