16 Bit vs. 24 Bit Audio

Keskustelu bittisyvyyden, näytteenottotaajuuden ja äänenlaadun mysteereistä

by Tweak

Tämä artikkeli pidetään niin yksinkertaisena kuin mahdollista. Sen tarkoituksena on vain saada uusi henkilö perehtymään asioihin ja antaa vahva näkökulma siihen, mikä on todella tärkeää. Puhumme bittisyvyydestä ja näytteenottotaajuuksista, siitä, miten nämä muuttuvat tallennustilavaatimuksiksi, ja sitten puhumme subjektiivisista eroista näiden kahden musiikin tallennusmenetelmän välillä. Lyhyesti sanottuna, mikä on 24-bittisten tallenteiden suhde ”äänenlaatuun”, jota me kaikki haluamme.

Kun ensimmäisen kerran uskaltauduin digitaalisen audion pariin, maailma oli paljon yksinkertaisempi. Digitaalista ääntä tallentavat ja tuottavat tuotteet olivat kaikki 16-bittisiä. CD-levyillä, musiikin pääasiallisella jakelutavalla, on digitaalista ääntä, jonka bittisyvyys on 16 bittiä ja näytteenottotaajuus 44,1 kHz.

Vähitellen alkoi ilmestyä tuotteita, joissa oli suurempi bittisyvyys – 18-bittinen rumpukone, 20- ja sitten 24-bittiset efektiprosessorit. Sitten tallentimet tekivät harppauksen 24 bittiin. Nykyään audioliitäntäsi on todennäköisesti 24-bittinen ja voit valita haluamasi näytteenottotaajuuden, 44.1, 48, 88.2, 96 ja jopa 192 khz. Moniraitanauhurit vaihtelevat 16/44.1:n ja 24/96:n välillä. Kun ostat sellaisen, sinun on päätettävä, kumpaan suuntaan menet, ja tehtävä se oikein ensimmäisellä kerralla.

Mitä kaikki nämä numerot tarkoittavat ja kuinka tärkeitä ne ovat? Siihen me aiomme mennä. Ensin sinun on saatava nämä määritelmät hallintaan.

Tiedä ensinnäkin, että puhumme datasta. Ykkösiä ja nollia. Sitä me olemme luomassa, ihmiset! Se on pelkkää numeropeliä. hat we are doing is putting the numbers into a format that sounds good.

Bit Depth refers to the number of bits you have to capture audio. Helpoin tapa kuvitella tämä on sarjana tasoja, joita äänienergiaa voidaan viipaloida millä tahansa hetkellä. 16-bittisellä audiolla on 65 536 mahdollista tasoa. Kun resoluutio kasvaa bittikohtaisesti, tasojen määrä kaksinkertaistuu. Kun päästään 24 bittiin, tasoja on 16 777 216. Muista, että kyse on yhteen ainoaan ajanhetkeen jähmettyneestä äänipätkästä.

Lisätään nyt kuvaan ystävämme aika. Siellä pääsemme näytteenottotaajuuteen.

Näytteenottotaajuus on se, kuinka monta kertaa ääni mitataan (näytteistetään) sekunnissa. CD-levyjen red book -standardin mukaan näytteenottotaajuus on siis 44,1 kHz eli 44 100 viipaletta sekunnissa. Mikä on siis 96khz näytteenottotaajuus? Arvasit sen. Se on 96 000 viipaletta ääntä, jotka näytteistetään joka sekunti.

Sovitetaan nyt kaikki yhteen. Näin pääsemme bittinopeuteen eli siihen, kuinka paljon dataa sekunnissa tarvitaan tiedoston siirtämiseen, mikä voidaan sitten kääntää siihen, kuinka suuri tiedosto on. CD-levysi on 16bit, 44.1, joten se on 44 100 viipaletta, joissa jokaisessa on 65 536 tasoa. Uusi audioliitäntä voi tallentaa 96 000 viipaletta sekunnissa ja lähes 17 miljoonaa tasoa jokaista viipaletta kohti. Jos luulet, että se on paljon dataa, olet oikeassa, se on todellakin paljon. Bittinopeus ilmaistaan yleensä Mbit/sekunnissa. Mutta sinun ei tarvitse tehdä kaikkea tätä matematiikkaa. Minä teen sen puolestasi. Tämä ei ole tärkeä osa-alue äänitysprosessissa, johon kannattaa harhautua. Sinulle on tärkeää se, miten tämä näkyy kiintolevyn tallennustilassa.

Digitaalisen stereoäänen

Bittisyvyys	Näytteenottotaajuus	Näytteenottotaajuus	Bittinopeus	Tiedoston koko yhden stereominuutin	Tiedoston koko kolmen minuutin kappaleen
16	44,100	1.35 Mbit/s	10,1 megatavua	30,3 megatavua
16	48 000	1.46 Mbit/s	11.0 megatavua	33 megatavua
24	96,000	4.39 Mbit/s	33.0 megatavua	99 megatavua
mp3-tiedosto	128 k/bit nopeus	0.13 Mbit/sek	0.94 megatavua	2.82 megatavua

Näet siis, miten tallennus nopeudella 24/96 yli kolminkertaistaa tiedostokoon. Otetaan 3 minuutin moniraitainen kappale ja lasketaan luvut yhteen. Jotta edellä oleva olisi helpompaa, liitin mukaan MP3-standarditiedoston speksit.

Kovalevyvaatimukset moniääniselle äänitteelleraitainen 3 minuutin kappale

Bittisyvyys/näytteenottotaajuus	monoraitojen määrä	kokoa monoraitaa kohti	kokoa kappaletta kohti	lauluja 20 gigatavun kovalevylle	lauluja 200 gigatavun kovalevylle
16/44.1	8	15.1 megaa	121 megaa	164	1640
16/48	8	16.5 megaa	132 megaa	150	1500
24/96	8	49.5 megaa	396 megaa	50	500
16/44.1	16	15.1 mega	242 mega	82	820
16/48	16	16	16.5 megaa	264 megaa	74	740
24/96	16	49.5 megaa	792 megaa	24	240

Huomaa, että nämä koot eivät laske mahdollisia out-takeja, jotka olet ehkä nauhoittanut, mutta joita et ole poistanut, ja että ne edellyttävät lineaarista nauhoitusmenetelmää kappaleen alusta loppuun jokaiselle kappaleelle. Ne eivät myöskään ota huomioon kiintolevysektorien kokoa, jolloin kiintolevylle jää paljon tilaa tyhjäksi. Todellisuus voi vaihdella.

Sinun pitäisi siis huomioida nyt kaksi asiaa:

1. Tallentaminen 24/96:lla tuottaa huomattavasti suuremman äänitarkkuuden – yli 250 kertaa enemmän kuin 16/44.1:llä

2. Tallentaminen 24/96:lla vie noin 3 1/4 kertaa enemmän tilaa kuin tallentaminen 16/44.1:llä

Teknisen keskustelun loppu. Oletko vielä mukana? Mennäänpäs nyt itse asiaan.

Pitäisikö äänittää korkealla bittisyvyydellä ja näytteenottotaajuudella?

Mennään nyt subjektiiviseen puoleen siitä, miltä musiikki kuulostaa näillä eri bittisyvyyksillä ja näytteenottotaajuuksilla. Kukaan ei voi oikeasti kvantifioida, kuinka paljon paremmalta biisi kuulostaa 24/96:lla äänitettynä. Vaikka 24/96-tiedostossa on 250 kertaa suurempi äänitarkkuus, se ei tarkoita, että se kuulostaa 250 kertaa paremmalta; se ei kuulosta edes kaksi kertaa laadukkaammalta. Todellisuudessa musiikista kiinnostumattomat ystäväsi eivät välttämättä edes huomaa eroa. Sinä todennäköisesti huomaat, mutta älä odota mitään dramaattista. Kuuletko eron MP3- ja aaltotiedoston välillä? Jos kuulet, kuulet todennäköisesti eron eri näytteenottotaajuuksien välillä. Esimerkiksi 22,05 kHz:n ja 44,1 kHz:n välinen ero on hyvin selvä useimmille musiikin ystäville. Harjaantunut korva erottaa 32 khz:n ja 44,1:n välisen eron. Mutta kun 44,1 ja 96 kHz:n taajuuksia verrataan toisiinsa, tilanne muuttuu todella subjektiiviseksi. Yritetään kuitenkin olla hieman objektiivisia tässä.

tai 32-bittistä floatia, jos se on käytettävissä

Puhutaanpa näytteenottotaajuudesta ja Nyquistin teoriasta. Tämän teorian mukaan digitaalisen äänikappaleen todellinen yläraja on korkeimmillaan puolessa näytteenottotaajuudesta. Jos siis nauhoitat 44.1:llä, syntyvät korkeimmat taajuudet ovat noin 22kHz. Se on 2 khz korkeampi kuin mitä tyypillinen ihminen, jolla on erinomainen kuulo, kuulee. Nyt päästään varsinaiseen voodooseen. Audioharrastajat ovat väittäneet digitaalisen äänentoiston alusta lähtien, että vinyylilevyt analogisella järjestelmällä kuulostavat paremmilta kuin digitaalinen äänentoisto. Voit todellakin löytää todisteita siitä, että analogiset äänitys- ja toistolaitteet voidaan mitata 50 khz:iin asti, mikä on yli kaksi kertaa kuulokynnyksemme verran. Tässä on suuri mysteeri. Teorian mukaan äänienergia on olemassa, vaikka emme kuule sitä, ja sillä on vaikutusta alempiin taajuuksiin, jotka kuulemme. Takaisin Nyquistin teoriaan, 96 khz:n näytteenottotaajuus vastaa 48 khz:n potentiaalista äänilähdettä, joka ei ole kovin kaukana hienoimmasta analogisesta äänentoistosta. Tämän perusteella voidaan olettaa, että sama periaate on toiminnassa. Ääntä parannetaan kynnyksellä, jota emme voi havaita, ja se tekee siitä, mitä voimme kuulla, ”parempaa”. Kuten sanoin, se on voodoota.

Edistyneempi luokka: Mitä on 32-bittinen liukulukupisteen käsittely? Useimmat suuret sekvensserit ja monet paremmat moniraitanauhurit renderöivät äänen väliaikaisesti 32-bittisessä liukulukumuodossa. Tätä ei pidä sekoittaa 32-bittiseen tallentamiseen. Periaatteessa ylimääräiset bitit lisätään tiedostoon nauhoituksen jälkeen, jotta äänimatematiikkaan saadaan runsaasti tilaa digitaalisella alueella. Ennen kuin tiedosto tulostetaan, se kulkee käyttöliittymän 24-bittisten muuntimien läpi. Ajattelen ”kelluvaa pistettä” skaalautuvana desimaalipisteenä laskennassa. Kun laskutoimituksissa on 32 rekisteriä 24 rekisterin sijasta, saadaan tarkempi tulos. Se mahdollistaa myös joitakin laskutoimituksia, jotka olisivat teoreettisesti mahdottomia 24 numeron merkkijonoilla.

Ajattele 16-kanavaista audiomikseriä, joka summaa eli ”lisää” ja matriisoi 16 32 numeron sarjaa 44 100 kertaa sekunnissa. Siinä on paljon matematiikkaa! Nyt lisätään kaikki nuo näppärät plugarit, jotka tekevät matematiikkaansa jokaisen kanavan päällä ja se superkova tiiliseinäinen limitteri ketjun lopussa. Yo! Me potkimme numeroita, hemmo!

Silti kun data osuu 24-bittiseen muuntimeen, 8 bittiä ”katkaistaan” tai leikataan pois. Mutta silti matemaattinen tulos on tarkempi. Tämä kaikki tapahtuu selkäsi takana, eikä sinun tarvitse ajatella sitä.

Mutta pitäisikö sinun nauhoittaa korkealla näytteenottotaajuudella? Hyvä on! Muista nyt, että näytteenottotaajuus on valtavasti eri asia kuin bittisyvyys. Sen riippuu siitä keneltä kysyt. Jotkut sanovat ”Se kaikki päätyy 44.1:ksi joka tapauksessa” kun cd poltetaan. Toiset kertovat, että kun audioliitäntä käsittelee ja miksaa äänet 96 kHz:n taajuudella, lopputulos on parempi ja pysyy parempana myös lopullisen 44.1-muunnoksen jälkeen. Ja melkein kaikki muutkin kannanotot. Jotkut sanovat, että 16/44.1 on tarpeeksi hyvä CD:lle, se on tarpeeksi hyvä minulle. Toiset sanovat, että tee 24/44.1, koska se ei ole niin paljon enemmän tilaa ja se lisää signaali-kohinasuhdetta. Eräässä väitteessä sanotaan, että 24/88.2 on parempi kuin 24/96, koska se on parillinen muuntaminen takaisin 44.1:een.

Bitin syvyys. Ok, tämä on evankeliumi Tweakin mukaan! Käytä 24 bittiä jokaisessa äänityksessä, jos sinulla on tämä ominaisuus. Olin viime vuosikymmenen ajan sitä mieltä, että 16 bit oli oikea tapa toimia, ja olen ehdottomasti muuttanut mieleni. Riippumatta siitä, mitä äänität, tämä on totta. Jos sinulla on hyvä mikrofoni, erittäin hyvä esivahvistin ja puhdas äänentoistojärjestelmä ja äänität erittäin dynaamisia instrumentteja, kuten akustisia kitaroita, klassisia orkestereita ja acapella-laulua, ero on huomattava. Mutta! Ei ole niin, että 24-bittinen data parantaisi ääntä. Se ei itse asiassa paranna. Se antaa äänelle enemmän tilaa hengittää digitaalisen äänentoiston numeerisessa valtakunnassa. Muista, että puhumme numeroista, laskelmista, emme analogisista aaltomuodoista. Kun 24-bittinen data purkaa tallennusvälineesi, on mahdollista äänittää erittäin dynaamista musiikkia, jossa on hyvin hiljaisia hiljaisia kohtia ja poikkeuksellisen kovia kohtia. Hiljaiset kohdat kamppailevat epätodennäköisemmin pysyäkseen järjestelmässäsi melutason yläpuolella. Voit äänittää ilman pakkausta. Voit äänittää matalammilla tasoilla ja suuremmalla äänenvoimakkuudella. Näin varmistetaan, että satunnaisia huippuja ei katkaista huipulta, ja se antaa muuntimille tilaa hengittää. Koska et aja kaistanleveyden rajoja, instrumenttisi kuulostavat selkeämmiltä ja laulu saattaa kuulostaa ”puhtaammalta”, kappale miksautuu paremmin ja kohinaa on vähemmän. Ei siis ole niin, että 24-bittiset äänitteet kuulostaisivat paremmilta. Itse asiassa ne voivat kuulostaa yhtä huonoilta tai huonommilta kuin 16-bittiset. Mutta 24 bittiä antaa äänittäjälle melutasoa ja tilaa luoda erinomainen äänitys. Se on työkalu, ja oikeassa kädessä se voi puhaltaa sinut ääniteknisesti taivaan tuuliin.

Korg MR1000 1-Bit 5.6MHz Mobile Recorder

Uusi, yllättävän edullinen MR-1000 varmistaa 1-bittisen tekniikan virheettömällä uskollisuudella ja äärimmäisellä joustavuudella, etteivät lopulliset miksaukset ja kuvauspaikkatallenteet koskaan ole vanhentuneita. Tweak: Uuden DSD-formaatin luvataan kykenevän pyörittämään kopioita master-tallenteistamme millä tahansa näytteenottotaajuudella. Lue tämä Korgin artikkeli

Näytteenottotaajuuden osalta, ellei sinulla ole hyvää syytä olla käyttämättä, käytä näytteenottotaajuutta 44,1. Jos teet ääntä videota varten, kannattaa käyttää 48 khz:n taajuutta, sillä monet editorit käyttävät vain sitä. Jotkin musiikkilajit näyttävät hyötyvän hieman 88,2 tai 96 khz:n korkeasta resoluutiosta. Akustiset soittimet, kuten kitarat, lyömäsoittimet ja tietysti laulu, eli asiat, joissa on herkkiä korkeita taajuuksia, näyttävät hyötyvän, mutta se on hienovaraista. Sanotaan, että sinulla on 399 dollarin hintainen audioliitäntä, jossa on sisäiset esivahvistimet. Vaihtamalla esivahvistimesi ja muuntimesi parempiin saat enemmän äänellistä eroa 44.1:n taajuudella kuin 96 khz:n taajuudella äänittämällä.

Sekvensserin sisällä äänitiedostot voidaan muuntaa 32-bittisiksi käsittelyä varten ja muuntaa takaisin 24- tai 16-bittisiksi matkalla ulos. Neuvoni on siis nauhoittaa vähintään 24 bittiä/44.1:llä ja nostaa näytteenottotaajuus 88.2:een tai 96:een, jos uskot materiaalisi oikeuttavan sen (ja sinulla on levytilaa.)

Mikä on 192khz:n taajuus? Ok, annas kun mietin miten audioliitäntöjen valmistajat aikovat saada sinut ostamaan heidän tuotteitaan. Yksi firma tulee ulos 192:lla ja sitten kaikki kokevat, että heidän on pakko tai he menettävät myyntiä. Se on mielestäni hypeä. Jos haluat täyttää kiintolevyt nopeammin, käytä sitä. Olemme keskustelleet tästä pitkään ja hartaasti foorumeilla. Loppujen lopuksi kukaan ei huomaa eroa.

Miten siis saavutetaan äänenlaatu?

Väki kysyy minulta koko ajan, ja nyrpistelen aina kun he kysyvät: ”Millä laitteella (täytä tyhjä… äänikortti, esivahvistin, kaapeli, nauhuri, sekvensseri) saan ”parhaan” äänenlaadun?”” Minua nyrpistää, koska kuvittelen henkilön menevän ulos, ostavan 500 dollarin esivahvistimen ja pistävän sen studioonsa, kytkevän mikrofonin ja huomaavan masentuneena, että se ”kuulostaa samalta”, ”ehkä hieman paremmalta”, um, ”vaikea sanoa”. Miksi ihmeessä? Tärkein syy on se, että se kaikki on iso järjestelmä ja se on vain niin puhdas kuin sen likaisin pan-potti. Yksi humiseva kaapeli voi tuhota muuten hyvältä kuulostavilla laitteilla saavutetut parannukset. Koskematon mikrofonin esivahvistin, joka on kytketty digitaalisesti äänikorttiin, jossa on nykimistä, häviää. Koko ketjun on oltava pro-laatua, esivahvistimista, muuntimista sisään ja ulos, huippulaatuisiin monitoreihin. Mutta jos sinulla on hyvä signaaliketju, jopa 16-bittiset tallenteet kuulostavat paremmilta kuin 24/96 keskiverto esivahvistimilla ja tyypillisillä muuntimilla ja monitoreilla.

Lynx Studio Technology Aurora 16 16-kanavainen digitaalinen audiomuunnin

Lynx Studio Technologyn uusi Aurora-mallisto digitaalisia audiomuuntimia tarjoaa ennennäkemätöntä äänenlaatua ja hallintaa yhden räkkitilan kahdeksan- ja kuusitoista kanavaisissa malleissa. Aurora 16 -mallissa on 192 kHz:n analogia-digitaali- ja digitaali-analogiamuunnos, ja etupaneelissa on kaikkien reititys- ja näytteenottotaajuusvaihtoehtojen hallinta. Auroran laajennettuihin toimintoihin pääsee käsiksi tietokoneen kautta Lynx AES16:lla tai infrapunalla yhteensopivilla kannettavilla tietokoneilla ja kämmentietokoneilla. Takapaneelissa on Clock- ja MIDI In- ja Out-liittimet sekä LSlot-korttipaikka ADAT-, Firewire- ja muiden audioliitäntöjen valinnaista käyttöä varten.

Mutta tehdään asia selväksi: kyseessä ei ole pelkkä laite. Se on tekniikkaa. Joku, jolla on 2700 dollarin Neumann U87 ja huippuluokan Great Riverin esivahvistin, saa silti kamalan äänityksen, jos mikrofonia ei ole sijoitettu hyvin tai jos huone tuo esiin ei-toivottuja ominaisuuksia. Jos käytät liian paljon kompressiota lauluääniin äänittäessäsi, se kuulostaa huonolta riippumatta siitä, mitä laitteita sinulla on. Tämän kaiken tarkoituksena on sanoa positiivisesti, että kun osaat soveltaa taajuuskorjainta, prosessoreita ja plugineja, olet matkalla kohti laadukasta miksausta. Tästä pääsenkin asiaan. Henkilö, joka todella tuntee laitteensa ja työskentelee niiden kanssa, voi saada aikaan paremman äänenlaadun 16-bittisellä 16-bittisellä äänentoistolla pienemmällä laitteella kuin henkilö, joka vain kytkee ja käyttää huippuluokan 24/96-nauhureita. Tekniikka on yhtä tärkeää kuin laitteet, jotka ovat tärkeämpiä kuin bitit ja nopeudet. Ja on vain yksi asia, joka on tärkeämpi kuin tekniikka ja laitteet.

Tärkein kohta on säästetty viimeiseksi, ja olen sanonut sen ennenkin, ja sanon sen uudelleen. Surkealla kasettidekillä äänitetty loistava musiikki voittaa enemmän sydämiä kuin 24/192:lla kiillotettu pökäle. Lahjakkuus on tärkeämpää kuin mikään muu, ja sitä ei voi ostaa. Muista siis harjoitella, työstää tekniikkaasi, ja kun sinulla on siihen varaa, päivitä signaalitietäsi, ja sitten kun äänenlaadun helmiäisportit avautuvat, harkitse 24/96:aa kuin hienoa viimeistelyä hyvin tehdyssä taideteoksessa.

Olen edelleen

Rich the TweakMeister

Potent Posts from Studio-central

• Tekninen katsaus näytteenottoteoriaan ei-teknisin termein
• Mitä on äänenlaatu?
• 24/96 vs. 16/44
• The Big 9
• Kuinkas me saamme 32-bittisen äänentoiston käyttöön?
• Miksi ja milloin 192khz?
• Millä resoluutiolla ja bittisyvyydellä on paras äänittää?

Seuraavaan luokkaan

Seuraavaan luokkaan

Viileä sitaatti:

”Musiikki ei parhaimmillaan kaipaa mitään uutta; mitä vanhempi se on, sitä enemmän siihen on tottunut, sitä voimakkaampi on sen vaikutus.”

Goethe (1749-1832), saksalainen runoilija, dramaatikko.

Tweakin artikkelit olennaisista studiokäsitteistä

Audion kytkeminen
MIDI-perusteet
MIDI-tiedon monet toiminnot
Audiorajapinta
Signaalivirta tietokone-based Studio
Signal Flow of an MPC Hip Hop Studio
Signal Flow of a MultiTrack Studio
Assembling Your Studio Rig
Studio setup in a Nutshell
5 Hot Tips
Building a Quiet Room
Understanding MIDI Interfaces
The War on Hum
Multiple Video Displays
Latency and how to Deal
Word Clock
TimeCode
Kaikkea kaapeleista
Digitaaliset audiomuuntimet
Bittisyvyys ja näytteenottotaajuus
Studiomonitorit
Impedanssi muusikoille
How to setup a Patchbay
Huoneakustiikan perusteet
Studiomonitorien hintaluettelo
Acoustic Products
Katalogi MIDI-rajapinnoista