16 Bit vs. 24 Bit Audio

A bitmélység, a mintavételi sebesség és a hangminőség mögötti rejtélyek

by Tweak

Ez a cikk a lehető legegyszerűbb lesz. Csak arra szolgál, hogy az új ember megismerkedjen a témákkal, és egy erős szemléletet adjon arról, hogy mi is számít igazán. Beszélni fogunk a bitmélységről és a mintavételezési sebességről, arról, hogy ezek hogyan fordíthatók le a tárolási követelményekre, majd a zene rögzítésének két módja közötti szubjektív különbségekről. Röviden, mi a 24 bites felvételek és a mindannyiunk által kívánt “hangminőség” viszonya.

Amikor először merészkedtem bele a digitális hangzásba, sokkal egyszerűbb világ volt. A digitális hangot rögzítő és generáló termékek mind 16 bitesek voltak. A CD lemezek, a zene terjesztésének fő módszere, 16 bites bitmélységű és 44,1 kHz-es mintavételi frekvenciájú digitális hangot tartalmazott.

Fokozatosan kezdtek megjelenni a nagyobb bitmélységű termékek – 18 bites dobgép, 20, majd 24 bites effektprocesszorok. Aztán a magnetofonok 24 bitesre ugrottak. Ma az audiointerfészed valószínűleg 24 bites, és lehetővé teszi, hogy tetszés szerinti mintavételi frekvenciát válassz, 44,1, 48, 88,2, 96 vagy akár 192khz-et. A többsávos rögzítők 16/44.1 és 24/96 között változnak. Amikor megveszel egyet, el kell döntened, hogy melyik utat választod, és elsőre jól kell csinálnod.

Szóval mit jelentenek ezek a számok, és mennyire fontosak? Erre fogunk rátérni. Először is, kézben kell tartanod ezeket a definíciókat.

Először is tudnunk kell, hogy adatokról beszélünk. Egyekről és nullákról. Ez az, amit létrehozunk, emberek! Az egész egy játék a számokkal. mi csak annyit teszünk, hogy a számokat olyan formátumba helyezzük, ami jól hangzik.

A bitmélység a hang rögzítéséhez rendelkezésre álló bitek számára utal. A legegyszerűbben úgy képzelhetjük el ezt, mint szintek sorozatát, hogy a hangenergia bármely adott pillanatban felszeletelhető. 16 bites audió esetén 65 536 lehetséges szint van. Minden egyes bit nagyobb felbontásával a szintek száma megduplázódik. Mire elérjük a 24 bitet, valójában 16 777 216 szintünk lesz. Ne feledje, hogy az idő egyetlen pillanatában megdermedt hangszeletről beszélünk.

Most vegyük bele az idő barátunkat a képbe. Itt kerülünk bele a mintavételi sebességbe.

A mintavételi sebesség az, hogy másodpercenként hányszor mérik (mintavételezik) a hangot. Tehát a CD-kre vonatkozó Red Book szabvány szerint a mintavételi sebesség 44,1 kHz vagy 44 100 szelet másodpercenként. Akkor mi a 96khz-es mintavételi frekvencia? Kitaláltad. Ez 96 000 szelet másodpercenként mintavételezett hangot jelent.

Azért rakjuk most össze az egészet. Ezzel eljutottunk a bitsebességhez, vagyis ahhoz, hogy másodpercenként mennyi adat szükséges a fájl továbbításához, ami aztán lefordítható arra, hogy mekkora a fájl mérete. A CD-je 16 bites, 44.1, tehát 44,100 szelet, mindegyikben 65,536 szint van. Egy új audio interfész másodpercenként 96 000 szeletet rögzíthet, minden szeletre közel 17 millió szint jut. Ha azt gondolja, hogy ez rengeteg adat, nos, igaza van, biztosan az. A bitsebességet általában Mbit/sec-ben fejezik ki. De nem kell ezt az egész matematikát elvégeznie. Majd én megteszem helyetted. Ez nem olyan fontos terület a rögzítési folyamatban, amin el lehet térni. Ami fontos az Ön számára, az az, hogy ez hogyan fordítható le a merevlemez tárolására.

A sztereó digitális hang

Bitmélység	Mintafrekvencia	Bit Rate	File Size of one stereo minute	File Size of a three minute song
16	44,100	1.35 Mbit/sec	10,1 megabájt	30,3 megabájt
16	48,000	1.46 Mbit/sec	11,0 megabájt	33 megabájt
24	96.000	4.39 Mbit/sec	33,0 megabájt	99 megabájt
mp3 fájl	128 k/bit sebesség	0.13 Mbit/Sec	0,94 megabájt	2,82 megabájt

Azt látod tehát, hogy a 24/96-os felvétel több mint háromszorosára növeli a fájl méretét. Vegyünk egy 3 perces többsávos dalt, és adjuk össze a számokat. Csak hogy a fentieket jobban érzékeltessük, mellékeltem a szabványos MP3 fájl specifikációját.

Harddiszk követelményei egy többlemezes lemezhez.3 perces zeneszám

Bitmélység/mintavételezési sebesség	monosávok száma	méret monosávonként	méret dalonként	dalok 20 gigabájtos merevlemezen	dalok 200 gigabájtos merevlemezen
16/44.1	8	15,1 mega	121 mega	164	1640
16/48	8	16.5 mega	132 mega	150	1500
24/96	8	49.5 mega	396 mega	50	500
16/44.1	16	15.1 mega	242 mega	82	820
16/48	16	16	16.5 mega	264 mega	74	740
24/96	16	49.5 mega	792 mega	24	240

Megjegyzendő, hogy ezek a méretek nem számolják az esetlegesen felvett, de nem törölt out take-eket, és lineáris felvételi módszert feltételeznek a dal elejétől a végéig minden számnál. Nem veszik figyelembe a merevlemez szektorainak méretét sem, ami sok helyet hagy üresen a meghajtón. A valóságban a mérföldek száma eltérő lehet.

Szóval most két dolgot kell megjegyezned:

1. A 24/96-os felvétel jelentősen megnövelt hangfelbontást eredményez – több mint 250-szer nagyobbat, mint 16/44.1-nél

2. A 24/96-os felvétel nagyjából 3 1/4-szer annyi helyet foglal, mint a 16/44.1-es felvétel

A technikai megbeszélés vége. Még mindig velem vagy? Lássunk bele a sűrűjébe.

Kell-e nagy bittartományban és mintavételi sebességgel felvenni?

Most térjünk rá a szubjektív oldalra, hogy hogyan szól a zene a különböző bittartományok és mintavételi sebességek mellett. Senki sem tudja igazán számszerűsíteni, hogy mennyivel jobban fog szólni egy dal 24/96-on felvéve. Attól, hogy egy 24/96-os fájl 250-szer nagyobb hangfelbontással rendelkezik, még nem jelenti azt, hogy 250-szer jobban fog szólni; még csak kétszer olyan minőségben sem fog szólni. Az igazság az, hogy a nem zenei beállítottságú barátaid talán észre sem veszik a különbséget. Ön valószínűleg észreveszi, de ne számítson semmi drámaira. Hallja a különbséget egy MP3 és egy hullámfájl között? Ha igen, akkor valószínűleg hallani fogja a különbséget a különböző mintavételi sebességek között. Például a 22,05 kHz és a 44,1 kHz közötti különbség a legtöbb zenekedvelő számára nagyon is egyértelmű. A gyakorlott fül meg tudja különböztetni a 32khz és a 44,1 közötti különbséget. De amikor a 44,1 és a 96 kHz-et hasonlítjuk össze, akkor válik igazán szubjektívvé. De próbáljunk meg itt egy kicsit objektívek lenni.

vagy 32 bites lebegtetést, ha van

Beszéljünk a mintavételi frekvenciáról és a Nyquist-elméletről. Ez az elmélet szerint egy digitális hangdarab tényleges felső küszöbe a mintavételi frekvencia felénél tetőzik. Tehát ha 44.1-es frekvencián rögzítesz, akkor a legmagasabb generált frekvencia 22kHz körül lesz. Ez 2 kHz-cel magasabb, mint amit egy tipikus, kiváló hallású ember hall. Most jön az igazi voodoo. Az audiofilok a digitális hangzás kezdete óta állítják, hogy a bakelitlemezek analóg rendszeren jobban szólnak, mint a digitális hang. Valóban találhat bizonyítékot arra, hogy az analóg felvételi és lejátszó berendezéseket 50khz-ig lehet mérni, ami több mint kétszerese a hallásküszöbünknek. Itt a nagy rejtély. Az elmélet szerint a hangenergia, még ha nem is halljuk, létezik, mivel hatással van az általunk hallott alacsonyabb frekvenciákra. Visszatérve a Nyquist-elmélethez, egy 96khz-es mintavételi frekvencia 48khz-es potenciális hangkimenetet jelent, ami nem áll túl messze a legfinomabb analóg hangreprodukciótól. Ez arra enged következtetni, hogy ugyanez az elv működik. A hang egy általunk nem érzékelhető küszöbértékben javul, és amit hallunk, azt “jobbá” teszi. Ahogy mondtam, ez voodoo.

Felsőbb osztály: Mi az a 32 bites lebegőpontos feldolgozás? A legtöbb nagyobb szekvencer és sok jobb többsávos felvevőprogram ideiglenesen 32 bites lebegőpontos formátumban rendereli az audiót. Ez nem tévesztendő össze a 32 bites rögzítéssel. Alapvetően az extra biteket a felvétel után adják hozzá a fájlhoz, hogy a digitális tartományban bőséges mozgásteret biztosítsanak a hangmatematika számára. Mielőtt a fájl kimenetre kerül, átmegy az interfész 24 bites átalakítóin. A “lebegőpontra” úgy gondolok, mint egy skálázható tizedespontra egy számításban. Ha 24 regiszter helyett 32 regisztert használunk a számításokhoz, az pontosabb eredményt fog adni. Ez lehetővé tesz olyan számításokat is, amelyek elméletileg lehetetlenek lennének 24 számból álló számsorokkal.

Gondoljunk csak egy 16 csatornás hangkeverőre, amely másodpercenként 44 100-szor összegez, azaz “összead” és mátrixol 16 32 számból álló sorozatot. Ez rengeteg matek! Most add hozzá azokat az ügyes plugineket, amelyek minden egyes csatorna tetején végzik a matekjukat, és azt a szuper kemény téglafal limitert a lánc végén. Yo! Rúgjuk a számokat, haver!

Mégis, amikor az adatok elérik a 24 bites átalakítót, 8 bit “csonkolva” vagy levágva van. De ettől még a matematikai eredmény pontosabb. Mindez a hátad mögött történik, és nem kell gondolkodnod rajta.

De vajon magas mintavételi frekvenciával kell-e felvenned? Rendben van! Ne feledd most már, hogy a mintavételi frekvencia óriási mértékben különbözik a bitmélységtől. Ez attól függ, hogy kit kérdezel. Van, aki azt mondja, hogy “úgyis 44.1 lesz a vége, akárhogy is lesz”, amikor a cd-t kiírják. Mások azt mondják, hogy ha egy audio interfész 96 kHz-en dolgozza fel és keveri a hangokat, akkor az eredmény jobb, és jobb marad a végső 44.1-re való konvertálás után is. És szinte minden más álláspontot is képviselnek. Néhányan azt mondják, hogy a 16/44.1 elég jó a CD-hez az elég jó nekem. Mások azt mondják, hogy csinálj 24/44.1-et, mert az nem sokkal több hely és növeli a jel-zaj arányt. Van egy érv, amely szerint a 24/88.2 jobb, mint a 24/96, mert ez egy páros számú konverzió, ami 44.1-re megy vissza.

Bitmélység. Oké, ez az evangélium Tweak szerint! Használj 24 bitet minden felvételhez, ha van ilyen lehetőséged. Az elmúlt évtizedben hívője voltam annak, hogy a 16 bit a helyes út, és teljesen megváltoztattam a véleményemet. Nem számít, hogy mit veszel fel, ez igaz. Ha van egy szép mikrofonod, egy nagyon jó előerősítőd és egy tiszta audiorendszered, és nagyon dinamikus hangszereket veszel fel, például akusztikus gitárokat, klasszikus zenekarokat, acapella éneket, a különbség meglesz. De! Nem az a lényeg, hogy a 24 bites adat jobb hangzást eredményez. Valójában nem. Ami viszont igen, az az, hogy a digitális hangzás numerikus birodalmában nagyobb teret ad a hangnak, hogy lélegezzen. Ne feledje, számokról, számításokról beszélünk, nem analóg hullámformákról. A 24 bites adatmennyiséggel a hanghordozót demarizálva rendkívül dinamikus zenét lehet rögzíteni, nagyon halk halk részekkel és rendkívüli hangos részekkel. A halk részek kevésbé fognak küzdeni azért, hogy a rendszer zajszintje felett maradjanak. Tömörítés nélkül is lehet rögzíteni. Alacsonyabb szinteken, nagyobb hangmagassággal lehet felvenni. Ez biztosítja, hogy az alkalmi csúcs nem csonkolódik le a csúcson, és a konvertereknek is ad némi teret a lélegzéshez. Mivel nem feszegeti a sávszélesség határait, a hangszerek tisztábban fognak szólni, és az ének is “tisztábban” szólhat, a dal jobban keveredik, és kevesebb lesz a zaj. Tehát nem arról van szó, hogy a 24 bites felvételek jobban szólnak. Valójában ugyanolyan rosszul vagy rosszabbul is szólhatnak, mint a 16 bitesek. De a 24 bit biztosítja a felvételkészítő számára a zajszintet és a fejteret, hogy kiváló felvételt készíthessen. Ez egy eszköz, és a megfelelő kézben hangzás szempontjából képes elszállítani.”

Korg MR1000 1-Bit 5.6MHz-es mobilfelvevő

Az új, meglepően kedvező árú MR-1000 az 1-bites technológia érintetlen hűségével és végső rugalmasságával biztosítja, hogy a végső keverések és a helyszíni felvételek soha ne legyenek elavultak. Tweak: Az új DSD formátum azt ígéri, hogy bármilyen mintavételi frekvencián képesek leszünk mesterfelvételeink másolatát leforgatni. Olvassa el ezt a cikket a Korg

A mintavételi frekvenciát illetően, hacsak nincs jó okunk ellene, használjunk 44.1-es mintavételi frekvenciát. Ha videóhoz készítesz hangot, érdemes 48 khz-t használni, mivel sok szerkesztő csak ezt a frekvenciát használja. Úgy tűnik, hogy egyes zenéknek némileg előnyös a 88,2 vagy 96 khz-es nagy felbontás. Az akusztikus hangszerek, például a gitárok, az ütőhangszerek és természetesen az ének, azaz a finom magas frekvenciájú dolgok, úgy tűnik, előnyben részesülnek, de ez csak finoman érzékelhető. Tegyük fel, hogy van egy 399 dolláros audiointerfészed beépített előerősítőkkel. Az előerősítő és az átalakítók jobbakra cserélése nagyobb hangzásbeli különbséget fog adni 44.1-nél, mint a 96khz-es felvétel.

A szekvencerben a hangfájlok a feldolgozáshoz 32 bitesre konvertálódhatnak, majd kifelé menet visszakonvertálódhatnak 24 vagy 16 bitesre. Tehát azt tanácsolom, hogy minimum 24 bit/44.1-ben rögzítsd, és menj fel 88.2 vagy 96-os mintavételi frekvenciára, ha úgy gondolod, hogy az anyagod ezt indokolja (és van elég lemezterületed.)

Mi a helyzet a 192khz-es frekvenciával? Oké, hadd gondolkozzunk el azon, hogy az audio interfész gyártók hogyan akarnak rávenni téged arra, hogy megvásárold a termékeiket. Egy cég kijön a 192-vel, aztán mind úgy érzi, hogy muszáj, különben eladásokat veszít. Véleményem szerint ez hype. Ha gyorsabban akarod megtölteni a merevlemezeket, csak rajta, használd. Ezt már sokáig és keményen megvitattuk a fórumokon. A végén senki sem tudja megmondani a különbséget.

Hogyan érjük el a hangminőséget?

Az emberek folyton ezt kérdezik tőlem, és én minden alkalommal összerezzenek: “Milyen felszerelés (töltsd ki az üres részt… hangkártya, előerősítő, kábel, felvevő, szekvenszer) biztosítja számomra a “legjobb” hangminőséget?”. Azért rándulok össze, mert elképzelem az embert, aki elmegy, vesz egy 500 dolláros előerősítőt, majd bedugja a stúdiójába, csatlakoztatja a mikrofont, és szomorúan veszi észre, hogy “ugyanúgy szól”, “talán egy kicsit jobban”, um, “nehéz megmondani”. Mi a fene ez? A fő ok az, hogy az egész egy nagy rendszer, és csak annyira tiszta, mint a legpiszkosabb pan pot. Egyetlen zümmögő kábel eltörölheti az egyébként nagyszerű hangzású eszközök által elért nyereséget. Egy makulátlan Mic előerősítő digitálisan csatlakoztatva egy hangkártyához a rázkódások legyőzik. Az egész láncodnak profi minőségűnek kell lennie, az előerősítőktől kezdve a konvertereken át a csúcsminőségű monitorokig. De ha van egy nagyszerű jelláncod, még a 16 bites felvételeid is jobban fognak szólni, mint a 24/96 átlagos előerősítőkkel, tipikus átalakítókkal és monitorokkal.

Lynx Studio Technology Aurora 16 16 csatornás digitális hangátalakító

A Lynx Studio Technology új Aurora digitális hangátalakító termékcsaládja példátlan hangminőséget és vezérlést kínál egy rackhelyen elhelyezett nyolc és tizenhat csatornás modellekben. Az Aurora 16 192 kHz-es analóg-digitális és digitális-analóg konverzióval rendelkezik, és az előlapon vezérelhető az összes útválasztási és mintavételi sebesség opció. Az Aurora kibővített funkciói a Lynx AES16 segítségével számítógépen keresztül, vagy infravörös úton, kompatibilis laptopok és kézi Pocket PC-k segítségével érhetők el. A hátlapon Clock és MIDI In és Out csatlakozók, valamint egy LSlot rekesz található, az ADAT, Firewire és más audio interfészek opcionális használatához.

De legyünk őszinték: ez nem csak felszerelés. Hanem a technika. Ha valakinek van egy 2700 dolláros Neumann U87 és egy csúcsminőségű Great River előerősítője, attól még szörnyű lesz a felvétele, ha a mikrofon nem jól van elhelyezve, vagy ha a szoba kihozza a nemkívánatos tulajdonságokat. Ha túl sok tömörítést alkalmazol egy énekhangra felvétel közben, az rosszul fog hangzani, nem számít, milyen felszerelésed van. Mindez azt jelenti, pozitívan, hogy ha tudod, hogyan kell alkalmazni az eq-t, a processzorokat és a pluginokat, akkor jó úton haladsz a magas hangminőségű mix elérése felé. Ezzel el is érkeztem a lényeghez. Az a személy, aki valóban ismeri a felszerelését és dolgozik vele, nagyobb hangminőséget tud produkálni 16 biten, kisebb felszereléssel, mint az, aki csak úgy bedugja és megy a 24/96-os felsőkategóriás magnókkal. A technika ugyanolyan fontos, mint a felszerelés, ami fontosabb, mint a bitek és a sebesség. És csak egy dolog fontosabb, mint a technika és a felszerelés.

A legfontosabb pontot a végére tartogatom, és ezt már korábban is mondtam, és most is fogom. Egy ócska kazettás deckkel felvett remek zene több szívet fog megnyerni, mint egy 24/192-re fényezett szaros. A tehetséged mindennél fontosabb, és ezt nem lehet megvenni. Tehát ne feledd, hogy gyakorolj, dolgozz a technikádon, ha megengedheted magadnak, fejleszd a jelútvonaladat, és amikor megnyílnak a hangminőség gyöngykapui, akkor vedd úgy a 24/96-ot, mintha egy jól megmunkált műalkotáson lenne egy szép befejezés.

Maradok

Rich a TweakMeister

Potent Posts from Studio-central

• A Technical Look at Sampling Theory in Non-Technical Terms
• What is Sound Quality?
• 24/96 vs. 16/44
• The Big 9
• When will we have 32 bit?
• Miért és mikor 192khz?
• Milyen felbontással és bitmélységgel a legjobb rögzíteni?

Menj a következő osztályba

Menj az előző osztályba

Klassz idézet:

“A zene a legjobb formájában nem szorul újdonságra; sőt, minél régebbi, minél jobban hozzászokik az ember, annál erősebb a hatása.”

Goethe (1749-1832), német költő, drámaíró.

Tweak’s Articles on Essential Studio Concepts

Hooking Up Audio
MIDI Basics
The Many Functions of MIDI Data
The Audio Interface
Signal Flow Computer-alapú stúdió
Egy MPC Hip Hop stúdió jeláramlása
Egy többsávos stúdió jeláramlása
A stúdió felszerelésének összeállítása
Stúdió beállítása dióhéjban
5 forró tipp
Csendes szoba kialakítása
A MIDI interfészek megértése
A zúgás elleni háború
Multiple Video Displays
Latincy és hogyan lehet Deal
Word Clock
TimeCode
Minden a kábelekről
Digitális audió átalakítók
Bitmélység és mintavételi sebesség
Stúdiómonitorok
Impedancia a zenészek számára
How to setup a Patchbay
Room Acoustics Basics
Studio Monitors Price List
Acoustic Products
Catalog of MIDI Interfaces