16 Bit vs. 24 Bit Audio

Diskuse o tajemstvích bitové hloubky, vzorkovací frekvence a kvality zvuku

od Tweak

Tento článek bude co nejjednodušší. Je určen pouze k tomu, aby nového člověka uvedl do problematiky a poskytl mu silný smysl pro pohled na to, co je skutečně důležité. Budeme hovořit o bitové hloubce a vzorkovací frekvenci, o tom, jak se tyto promítají do požadavků na úložiště, a pak si povíme o subjektivních rozdílech mezi oběma způsoby záznamu hudby. Stručně řečeno, jaký je vztah 24bitových nahrávek ke „kvalitě zvuku“, kterou všichni chceme.

Když jsem se poprvé pustil do digitálního zvuku, byl to mnohem jednodušší svět. Produkty, které zaznamenávaly a generovaly digitální zvuk, byly všechny 16bitové. Kompaktní disky, hlavní způsob distribuce hudby, mají digitální zvuk s bitovou hloubkou 16 bitů a vzorkovací frekvencí 44,1 kHz.

Postupně se začaly objevovat výrobky s vyšší bitovou hloubkou – 18bitový bicí automat, 20, pak 24bitové efektové procesory. Poté došlo ke skoku na 24 bitů u rekordérů. Dnes je vaše zvukové rozhraní pravděpodobně 24bitové a umožňuje zvolit vzorkovací frekvenci podle vašeho výběru, 44,1, 48, 88,2, 96 a dokonce 192 khz. Vícestopé rekordéry se pohybují mezi 16/44,1 a 24/96. Když si nějaký koupíte, musíte se rozhodnout, kterou cestou se vydáte, a hned napoprvé to udělat správně.

Co tedy všechna tato čísla znamenají a jak jsou důležitá? Tím se budeme zabývat. Nejprve musíte mít tyto definice pod kontrolou.

Především si uvědomte, že mluvíme o datech. Jedničky a nuly. To je to, co vytváříme, přátelé! Všechno je to hra čísel. klobouk dolů, děláme to, že čísla dáváme do formátu, který dobře zní.

Bitová hloubka označuje počet bitů, které máte k dispozici pro zachycení zvuku. Nejjednodušší způsob, jak si to představit, je řada úrovní, které lze v daném časovém okamžiku krájet zvukovou energií. U 16bitového zvuku existuje 65 536 možných úrovní. S každým bitem většího rozlišení se počet úrovní zdvojnásobuje. Když se dostaneme na 24 bitů, máme ve skutečnosti 16 777 216 úrovní. Nezapomeňte, že mluvíme o výseku zvuku zmrazeném v jediném časovém okamžiku.

Nyní přidejme do obrazu našeho přítele Čas. Zde se dostáváme ke vzorkovací frekvenci.

Samplovací frekvence je počet měření (vzorkování) vašeho zvuku za sekundu. Takže při standardu červené knihovny pro CD je vzorkovací frekvence 44,1 kHz neboli 44 100 dílků každou sekundu. Jaká je tedy vzorkovací frekvence 96 kHz? Hádáte správně. Je to 96 000 dílků zvuku vzorkovaných každou sekundu.

Takže si to teď dáme všechno dohromady. Tím se dostáváme k bitové rychlosti neboli k tomu, kolik dat za sekundu je potřeba k přenosu souboru, což lze následně převést na to, jak je soubor velký. Vaše CD je 16bitové, 44,1, takže to je 44 100 dílků, z nichž každý má 65 536 úrovní. Nové zvukové rozhraní může zaznamenat 96 000 řezů za sekundu při téměř 17 milionech úrovní pro každý řez. Pokud si myslíte, že je to hodně dat, máte pravdu, určitě je. Bitová rychlost se obvykle vyjadřuje v Mbit/s. Ale nemusíte to všechno počítat. Udělám to za vás. Není to důležitá oblast v procesu nahrávání, abyste se od ní odchylovali. Důležité pro vás je, jak se to projeví na úložišti pevného disku.

Místo potřebné pro stereofonní digitální zvuk

.

Bitová hloubka	Vzorkovací frekvence	Bit Rate	Velikost souboru jedné stereofonní minuty	Velikost souboru tříminutové skladby
16	44,100	1.35 Mbit/sec	10,1 megabajtů	30,3 megabajtů
16	48 000	1.46 Mbit/sec	11,0 megabajtů	33 megabajtů
24	96 000	4.39 Mbit/sec	33,0 megabajtů	99 megabajtů
mp3 soubor	128 k/bit rychlost	0.13 Mbit/Sec	0,94 megabajtů	2,82 megabajtů

Takže vidíte, jak nahrávání rychlostí 24/96 více než ztrojnásobí velikost souboru. Vezměme si tříminutovou vícestopou skladbu a sečtěme čísla. Pro větší názornost jsem připojil specifikaci standardního souboru MP3.

Požadavky na pevný disk pro vícesouborový záznam.stopu o délce 3 minuty

Bitová hloubka/vzorkovací frekvence	počet mono stop	velikost jedné mono stopy	velikost jedné skladby	písně na 20 gigabajtový pevný disk	písně na 200 gigabajtový pevný disk
16/44.1	8	15,1 megs	121 megs	164	1640
16/48	8	16.5megové	132 megové	150	1500
24/96	8	49.5 meg	396 meg	50	500
16/44,1	16	15.1 megový	242megový	82	820
16/48	16	16.5 meg	264 meg	74	740
24/96	16	49.5 meg	792 meg	24	240

Všimněte si, že tyto velikosti nepočítají s případnými out takes, které jste nahráli, ale nesmazali, a předpokládají lineární způsob nahrávání od začátku do konce skladby pro každou stopu. Rovněž nezohledňují velikost sektorů pevného disku, což způsobí, že spousta místa na disku zůstane prázdná. Skutečný stav se může lišit.

Takže byste si nyní měli všimnout dvou věcí:

1. Jaký je stav disku? Nahrávání při 24/96 přináší výrazně vyšší rozlišení zvuku – více než 250krát vyšší než při 16/44,1

2. Nahrávání při 24/96 zabírá zhruba 3 1/4krát více místa než nahrávání při 16/44,1

Konec technické diskuse. Jste stále se mnou? Pojďme se pustit do hloubky.

Měli byste nahrávat s vysokou bitovou hloubkou a vzorkovací frekvencí?“

Nyní přejděme k subjektivní stránce toho, jak hudba zní při těchto různých bitových hloubkách a vzorkovacích frekvencích. Nikdo nedokáže kvantifikovat, o kolik lépe bude skladba znít nahraná při 24/96. Vždyť je to jen otázka času. To, že soubor 24/96 má 250krát vyšší rozlišení zvuku, neznamená, že bude znít 250krát lépe; nebude znít ani dvakrát kvalitněji. Popravdě řečeno, vaši přátelé, kteří nejsou hudebně zaměřeni, si rozdílu možná ani nevšimnou. Vy pravděpodobně ano, ale nečekejte nic dramatického. Slyšíte rozdíl mezi soubory MP3 a wave? Pokud ano, pravděpodobně uslyšíte rozdíl mezi různými vzorkovacími frekvencemi. Například rozdíl mezi 22,05 kHz a 44,1 kHz je pro většinu milovníků hudby velmi zřetelný. Trénované ucho dokáže rozeznat rozdíl mezi 32 khz a 44,1. Ale když se porovnává 44,1 a 96 kHz, začíná to být opravdu subjektivní. Ale zkusme být trochu objektivní.

nebo 32bitový float, pokud je k dispozici

Povíme si něco o vzorkovací frekvenci a Nyquistově teorii. Tato teorie říká, že skutečný horní práh digitálního zvuku dosáhne vrcholu při polovině vzorkovací frekvence. Pokud tedy nahráváte při frekvenci 44,1, nejvyšší generované frekvence budou kolem 22 kHz. To je o 2 kHz více, než slyší typický člověk s vynikajícím sluchem. Nyní se dostáváme ke skutečnému voodoo. Audiofilové od počátku digitálního zvuku tvrdí, že vinylové desky na analogovém systému zní lépe než digitální zvuk. Skutečně můžete najít důkazy, že analogové nahrávací a přehrávací zařízení lze měřit až do 50khz, což je více než dvojnásobek našeho prahu slyšení. Zde je velká záhada. Teorie říká, že zvuková energie, i když ji neslyšíme, existuje, protože má vliv na nižší frekvence, které slyšíme. Zpět k Nyquistově teorii, vzorkovací frekvence 96 khz se promítne do potenciálního zvukového výstupu při 48 khz, což není příliš daleko od nejjemnější analogové reprodukce zvuku. To vede k domněnce, že funguje stejný princip. Zvuk je vylepšen na hranici, kterou nejsme schopni vnímat, a díky tomu je to, co slyšíme, „lepší“. Jak jsem řekl, je to voodoo.

Třída pro pokročilé: Co je to 32bitové zpracování s plovoucí desetinnou čárkou? Většina velkých sekvencerů a mnoho lepších vícestopých rekordérů vykresluje zvuk dočasně v 32bitovém formátu s plovoucí desetinnou čárkou. To by se nemělo zaměňovat s 32bitovým záznamem. V podstatě jde o to, že se do souboru po nahrávání přidají další bity, aby se v digitální doméně vytvořil velkorysý prostor pro zvukovou matematiku. Před výstupem soubor projde 24bitovými převodníky na vašem rozhraní. „Plovoucí tečku“ si představuji jako škálovatelnou desetinnou čárku ve výpočtu. Když budete mít pro výpočty 32 a ne 24 registrů, bude výsledek přesnější. Jeho také umožňuje některé výpočty, které by byly teoreticky nemožné s řetězci 24 čísel.

Představte si 16kanálový audio mixér, který sčítá, tj. „sčítá“ a maticuje 16 sad 32 čísel 44 100krát za sekundu. To je spousta matematiky! Teď přidejte všechny ty šikovné pluginy, které dělají svou matematiku nad každým kanálem, a ten super tvrdý limiter cihlové zdi na konci řetězce. Hej! We be kickin da numbers dude!

Přesto když se data dostanou do 24bitového převodníku, je 8 bitů „zkráceno“ nebo odříznuto. Ale přesto je matematický výsledek přesnější. To vše se děje za vašimi zády a nemusíte o tom přemýšlet.

Měli byste ale nahrávat s vysokou vzorkovací frekvencí? Dobře! Nyní si uvědomte, že vzorkovací frekvence v obrovsky liší od bitové hloubky. Bude záležet na tom, koho se zeptáš. Někteří lidé říkají: „Při vypalování CD to stejně skončí jako 44.1“. Jiní vám řeknou, že když zvukové rozhraní zpracovává a míchá zvuky při 96 kHz, výsledek je lepší a zůstane lepší i po konečném převodu na 44,1. To je ovšem jen otázka času. A téměř všechny ostatní pozice jsou také zabrané. Někteří říkají, že 16/44.1 je dost dobré pro CD jeho dost dobré pro mě. Jiní říkají, ať se udělá 24/44.1, protože to není o tolik víc místa a zvyšuje to odstup signálu od šumu. Existuje jeden argument, který říká, že 24/88.2 je lepší než 24/96, protože je to sudé číslo převodu zpět na 44.1.

Bitová hloubka. Dobře, tohle je evangelium podle Tweaka! Pokud máte tuto funkci, používejte 24 bitů pro každý záznam. Posledních deset let jsem věřil, že 16 bitů je správná cesta, a teď jsem absolutně změnil názor. Bez ohledu na to, co nahráváte, to platí. Pokud máte pěkný mikrofon, velmi dobrý předzesilovač a čistý zvukový systém a nahráváte vysoce dynamické nástroje, jako jsou akustické kytary, klasické orchestry, acapella vokály, rozdíl tam bude. Ale není to tak, že 24 bitů dat dělá zvuk lepším. Ve skutečnosti tomu tak není. To, co dělá, je, že dává zvuku více prostoru k dýchání v číselné oblasti digitálního zvuku. Nezapomeňte, že mluvíme o číslech, výpočtech, ne o analogových vlnách. S 24 bity dat, které oddělují vaše záznamové médium, je možné nahrávat extrémně dynamickou hudbu s velmi tichými tichými pasážemi a mimořádně hlasitými pasážemi. Tiché pasáže budou s menší pravděpodobností bojovat o to, aby zůstaly nad hladinou šumu vašeho systému. Lze nahrávat bez komprese. Můžete nahrávat při nižších úrovních, s větším prostorem pro hlavu. To zajistí, že občasné špičky nebudou useknuty nahoře, a poskytne to převodníkům prostor k dýchání. Protože netlačíte na hranice šířky pásma, nástroje budou znít čistěji a vokály mohou znít „čistěji“, skladba se bude lépe míchat a bude v ní méně šumu. Není to tedy tak, že by 24bitové nahrávky zněly lépe. Ve skutečnosti mohou znít stejně špatně nebo hůře než 16bitové. Ale 24 bitů dává nahrávači šumovou hladinu a prostor pro vytvoření vynikající nahrávky. Je to nástroj a ve správných rukou vás může zvukově odrovnat.

Korg MR1000 1-Bit 5,6MHz mobilní rekordér

Díky nedotčené věrnosti a maximální flexibilitě 1bitové technologie je nový, překvapivě cenově dostupný MR-1000 zárukou, že vaše finální mixy a lokální nahrávky nikdy nezastarají. Tweak: Nový formát DSD slibuje, že dokáže roztočit kopie našich master nahrávek s libovolnou vzorkovací frekvencí. Přečtěte si tento článek od společnosti Korg

Co se týče vzorkovací frekvence, pokud nemáte pádný důvod ji nepoužívat, používejte vzorkovací frekvenci 44,1. Naopak, pokud máte dobrý důvod ji nepoužívat, použijte vzorkovací frekvenci 44,1. Pokud děláte zvuk pro video, možná budete chtít použít 48 khz, protože mnoho editorů používá pouze tuto frekvenci. Zdá se, že některým druhům hudby mírně prospívá vysoké rozlišení 88,2 nebo 96 khz. Akustické nástroje, jako jsou kytary, bicí nástroje a samozřejmě vokály, tj. věci s jemnými vysokými frekvencemi, se zdají mít prospěch, ale je to nepatrné. Řekněme, že máte zvukové rozhraní za 399 dolarů s vestavěnými předzesilovači. Výměna předzesilovače a převodníků za lepší vám přinese větší zvukový rozdíl při frekvenci 44,1 než nahrávání při 96 khz.

Po vstupu do sekvenceru mohou být zvukové soubory převedeny na 32 bitů pro zpracování a při výstupu převedeny zpět na 24 nebo 16 bitů. Moje rada tedy zní: nahrávejte minimálně ve 24 bitech/44,1 a přejděte na vzorkovací frekvenci 88,2 nebo 96, pokud si myslíte, že si to váš materiál zaslouží (a máte místo na disku.)

A co frekvence 192 khz? Dobře, přivedu vás k zamyšlení nad tím, jak vás výrobci zvukových rozhraní plánují přimět ke koupi jejich výrobků. Jedna firma přijde se 192 a pak mají všichni pocit, že musí, jinak přijdou o prodeje. Podle mého názoru je to humbuk. Pokud chcete rychleji zaplnit pevné disky, klidně to používejte. Na fórech jsme o tom dlouho a tvrdě debatovali. Nakonec nikdo nepozná rozdíl.

Jak tedy dosáhnout kvality zvuku?

Lidé se mě na to ptají pořád a já se pokaždé kroutím: „Jaké zařízení (doplňte prázdné místo… zvuková karta, předzesilovač, kabel, rekordér, sekvencer) mi poskytne „nejlepší“ kvalitu zvuku?“. Kroutím hlavou, protože si představuji, jak si člověk jde koupit předzesilovač za 500 dolarů, strčí ho do studia, připojí mikrofon a s hrůzou zjistí, že to „zní stejně“, „možná o něco lépe“, „těžko říct“. Proč je to sakra tak? Hlavním důvodem je to, že je to všechno jeden velký systém a ten je tak čistý, jak čistý je jeho nejšpinavější panoramatický hrnec. Jeden šumící kabel může zlikvidovat zisky jinak skvěle znějícího zařízení. Nedotčený mikrofonní předzesilovač připojený digitálně ke zvukové kartě s chvěním bude poražen. Celý váš řetězec musí být profi kvality, od předzesilovačů, dovnitř a ven z převodníků až po špičkové monitory. Pokud však máte skvělý signálový řetězec, budou i vaše 16bitové nahrávky znít lépe než 24/96 s průměrnými předzesilovači a typickými převodníky a monitory.

Lynx Studio Technology Aurora 16 16kanálový digitální zvukový převodník

Nová řada digitálních zvukových převodníků Aurora od společnosti Lynx Studio Technology nabízí bezprecedentní kvalitu zvuku a ovládání v osmi a šestnáctikanálových modelech v jednorackovém provedení. Převodník Aurora 16 je vybaven analogově-digitálním a digitálně-analogovým převodem 192 kHz s ovládáním všech možností směrování a vzorkovací frekvence na předním panelu. Rozšířené funkce systému Aurora jsou přístupné prostřednictvím počítače s Lynx AES16 nebo infračerveně pomocí kompatibilních notebooků a kapesních počítačů. Zadní panel je vybaven konektory Clock a MIDI In a Out a zásuvkou LSlot pro volitelné použití rozhraní ADAT, Firewire a dalších zvukových rozhraní.

Ale aby bylo jasno: není to jen zařízení. Je to technika. Někdo s Neumannem U87 za 2700 dolarů a špičkovým předzesilovačem Great River bude mít stejně příšernou nahrávku, pokud nebude mikrofon dobře umístěn nebo pokud místnost zvýrazní nežádoucí vlastnosti. Pokud při nahrávání použijete na vokál příliš velkou kompresi, bude znít špatně bez ohledu na to, jaké máte vybavení. Tím vším chci pozitivně říci, že když víte, jak používat ekvalizéry, procesory a pluginy, budete na cestě k dosažení mixu vysoké zvukové kvality. Tím se dostávám k hlavnímu bodu. Člověk, který opravdu zná své vybavení a pracuje s ním, může dosáhnout větší kvality zvuku v 16 bitech s horším vybavením než člověk, který jen zapojí a jede na špičkových rekordérech 24/96. Technika je stejně důležitá jako vybavení, které je důležitější než bity a rychlosti. A je jen jedna věc, která je důležitější než technika a vybavení.

Nejdůležitější bod si nechávám na konec a už jsem to říkal a řeknu to znovu. Skvělá hudba nahraná na mizerný kazetový deck si získá více srdcí než lejno vyleštěné na 24/192. Váš talent je důležitější než cokoli jiného a ten si nekoupíte. Takže nezapomeňte cvičit, pracovat na své technice, když si to můžete dovolit, vylepšovat svou signálovou cestu, a až se otevřou perleťové brány zvukové kvality, pak uvažujte o 24/96 jako o pěkné povrchové úpravě dobře provedeného uměleckého díla.

Zůstávám

Rich the TweakMeister

Potentní příspěvky ze Studio-central

• Technický pohled na teorii vzorkování v netechnických termínech
• Co je to kvalita zvuku
• 24/96 vs. 16/44
• Velká devítka
• Kdy budeme mít 32 bitů?
• Proč a kdy 192khz?
• V jakém rozlišení a bitové hloubce je nejlepší nahrávat?

Přejít na další hodinu

Přejít na předchozí hodinu

Chladný citát:

„Hudba ve své nejlepší podobě nepotřebuje novinky, ba naopak, čím je starší, čím více je na ni člověk zvyklý, tím je její účinek silnější.“

Goethe (1749-1832), německý básník, dramatik.

Tweakovy články o základních studiových pojmech

Připojení zvuku
Základy MIDI
Mnoho funkcí MIDI dat
Zvukové rozhraní
Průtok signálu počítačem-.studio
Signálový tok MPC hiphopového studia
Signálový tok vícestopého studia
Sestavení studiové sestavy
Nastavení studia v kostce
5 horkých tipů
Vytvoření tiché místnosti
Pochopení MIDI rozhraní
Válka proti šumu
Vícenásobné zobrazování videa
Latence a jak na ni? Dohoda
Slovní hodiny
Časový kód
Vše o kabelech
Digitální zvukové převodníky
Bitová hloubka a vzorkovací frekvence
Studiové monitory
Impedance pro hudebníky
Jak nastavit Patchbay
Základy akustiky místnosti
Ceník studiových monitorů
Akustické produkty
Katalog MIDI rozhraní

.