16 Bit vs. 24 Bit Audio

Discussione dei misteri dietro la profondità di bit, le frequenze di campionamento e la qualità del suono

di Tweak

Questo articolo sarà il più semplice possibile. È solo progettato per mettere la persona nuova al corrente dei problemi e fornire un forte senso di prospettiva su ciò che conta davvero. Parleremo di profondità di bit e frequenze di campionamento, come queste si traducono in requisiti di memorizzazione, e poi parleremo delle differenze soggettive tra i due metodi di registrazione della vostra musica. In breve, qual è la relazione tra le registrazioni a 24 bit e la “qualità del suono” che tutti vogliamo.

Quando mi sono avventurato per la prima volta nell’audio digitale, il mondo era molto più semplice. I prodotti che registravano e generavano audio digitale erano tutti a 16 bit. I compact disc, il principale metodo di distribuzione della musica, hanno un audio digitale che ha una profondità di bit di 16 bit e una frequenza di campionamento di 44,1 kHz.

Gradualmente, cominciarono ad apparire prodotti con una profondità di bit più alta – una drum machine a 18 bit, 20, poi 24 bit di processori di effetti. Poi i registratori fecero il salto a 24 bit. Oggi, la tua interfaccia audio è probabilmente a 24 bit e ti permette di selezionare la frequenza di campionamento di tua scelta, 44.1, 48, 88.2, 96 e persino 192khz. I registratori multi traccia variano tra 16/44.1 e 24/96. Quando ne compri uno devi decidere quale strada prendere e farlo bene la prima volta.

Quindi cosa significano tutti questi numeri e quanto sono importanti? Ecco dove andremo a parare. Per prima cosa, dovete avere queste definizioni sotto controllo.

Prima di tutto, sappiate che stiamo parlando di dati. Uno e zero. Questo è ciò che stiamo creando, gente! È tutto un gioco di numeri. Quello che stiamo facendo è mettere i numeri in un formato che suoni bene.

Bit Depth si riferisce al numero di bit che avete per catturare l’audio. Il modo più semplice per immaginarlo è come una serie di livelli, che l’energia audio può essere affettata in qualsiasi momento nel tempo. Con 16 bit audio, ci sono 65.536 livelli possibili. Con ogni bit di risoluzione maggiore, il numero di livelli raddoppia. Quando arriviamo a 24 bit, abbiamo effettivamente 16.777.216 livelli. Ricordate che stiamo parlando di una fetta di audio congelata in un singolo momento di tempo.

Ora aggiungiamo il nostro amico Tempo nel quadro. È qui che entriamo nel Sample Rate.

Il sample rate è il numero di volte che l’audio viene misurato (campionato) al secondo. Così allo standard del libro rosso per i CD, la frequenza di campionamento è 44,1 kHz o 44.100 fette ogni secondo. Quindi cos’è la frequenza di campionamento a 96 kHz? Avete indovinato. Sono 96.000 fette di audio campionato ogni secondo.

Così ora mettiamo tutto insieme. Questo ci porta al Bit Rate, o quanti dati al secondo sono necessari per trasmettere il file, che può poi essere tradotto in quanto è grande il file. Il tuo CD è a 16 bit, 44.1 quindi sono 44.100 fette, ognuna con 65.536 livelli. Una nuova interfaccia audio può registrare 96.000 slice al secondo a quasi 17 milioni di livelli per ogni slice. Se pensate che siano molti dati, beh, avete ragione, lo sono certamente. Il Bit Rate è solitamente espresso in Mbit/sec. Ma non avete bisogno di fare tutti questi calcoli. Lo farò io per voi. Questa non è un’area importante nel processo di registrazione su cui mettersi in disparte. Ciò che è importante per voi è come questo si traduce nella memorizzazione sul vostro disco rigido.

Spazio richiesto per l’audio digitale stereo

Bit Depth	Sample Rate	Bit Rate	Dimensione file di un minuto stereo	Dimensione file di una canzone di tre minuti
16	44,100	1.35 Mbit/sec	10,1 megabyte	30,3 megabyte
16	48.000	1.46 Mbit/sec	11.0 megabyte	33 megabyte
24	96.000	4.39 Mbit/sec	33.0 megabyte	99 megabyte
file MP3	128 k/bit rate	0.13 Mbit/Sec	0.94 megabyte	2.82 megabyte

Così vedi come la registrazione a 24/96 triplica la dimensione del tuo file. Prendiamo una canzone multitraccia di 3 minuti e sommiamo i numeri. Solo per mettere in maggior rilievo quanto sopra, ho incluso le specifiche del file MP3 standard.

Requisiti del disco rigido per una canzonebrano di 3 minuti

Profondità di bit/tasso di campionamento	numero di tracce mono	dimensione per traccia mono	dimensione per canzone	canzoni per disco fisso da 20 gigabyte	canzoni per disco fisso da 200 gigabyte
16/44.1	8	15.1 megs	121 megs	164	1640
16/48	8	16.5meg	132 megs	150	1500
24/96	8	49.5 megs	396 megs	50	500
16/44.1	16	15.1 megs	242megs	82	820
16/48	16	16.5 megs	264 megs	74	740
24/96	16	49.5 megs	792 megs	24	240

Nota che queste dimensioni non contano nessun out takes che puoi aver registrato ma non cancellato e assumono un metodo di registrazione lineare dall’inizio alla fine della canzone per ogni traccia. Inoltre non tengono conto della dimensione dei settori dell’hard disk che lascerà molto spazio vuoto sul disco. Il mondo reale può variare.

Quindi dovresti notare due cose ora:

1. La registrazione a 24/96 produce una risoluzione audio notevolmente aumentata – oltre 250 volte quella a 16/44.1

2. La registrazione a 24/96 occupa circa 3 1/4 di spazio rispetto alla registrazione a 16/44.1

Fine della discussione tecnica. Siete ancora con me? Entriamo nel vivo della questione.

Si dovrebbe registrare ad un’alta profondità di bit e frequenza di campionamento?

Ora passiamo al lato soggettivo di come suona la musica a queste diverse profondità di bit e frequenze di campionamento. Nessuno può davvero quantificare quanto meglio suoni una canzone registrata a 24/96. Solo perché un file a 24/96 ha 250 volte la risoluzione audio non significa che suonerà 250 volte meglio; non suonerà nemmeno il doppio della qualità. In verità, i vostri amici non inclini alla musica potrebbero anche non notare la differenza. Tu probabilmente sì, ma non aspettarti niente di drammatico. Riesci a sentire la differenza tra un MP3 e un file wave? Se sì, probabilmente sentirai la differenza tra diverse frequenze di campionamento. Per esempio, la differenza tra 22,05 kHz e 44,1 kHz è molto chiara alla maggior parte degli amanti della musica. Un orecchio allenato può dire la differenza tra 32khz e 44.1. Ma quando si confrontano 44.1 e 96kHz la cosa diventa davvero soggettiva. Ma cerchiamo di essere un po’ obiettivi qui.

o 32 bit float se disponibile

Parliamo della frequenza di campionamento e della teoria di Nyquist. Questa teoria è che l’effettiva soglia superiore di un pezzo di audio digitale raggiunge la metà della frequenza di campionamento. Quindi se stai registrando a 44.1, le frequenze più alte generate saranno intorno ai 22kHz. Questo è 2khz più alto di quello che il tipico umano con un udito eccellente può sentire. Ora entriamo nel vero voodoo. Gli audiofili hanno sostenuto fin dall’inizio dell’audio digitale che i dischi in vinile su un sistema analogico suonano meglio dell’audio digitale. Infatti, si possono trovare prove che le apparecchiature di registrazione e riproduzione analogiche possono essere misurate fino a 50khz, oltre il doppio della nostra soglia uditiva. Ecco il grande mistero. La teoria è che l’energia audio, anche se non la sentiamo, esiste come ha un effetto sulle frequenze più basse che sentiamo. Tornando alla teoria di Nyquist, una frequenza di campionamento di 96khz si tradurrà in una potenziale uscita audio a 48khz, non troppo lontana dalla migliore riproduzione analogica del suono. Questo porta a supporre che lo stesso principio sia all’opera. L’audio viene migliorato in una soglia che non possiamo percepire e rende “migliore” ciò che possiamo sentire. Come ho detto, è voodoo.

Classe avanzata: Cos’è l’elaborazione in virgola mobile a 32 bit? La maggior parte dei principali sequencer e molti dei migliori registratori multi traccia renderanno temporaneamente l’audio in un formato a 32 bit in virgola mobile. Questo non dovrebbe essere confuso con la registrazione a 32 bit. Fondamentalmente, i bit extra sono aggiunti al file dopo la registrazione per permettere un generoso headroom per la matematica audio nel dominio digitale. Prima che il file venga emesso, passerà attraverso i convertitori a 24 bit della vostra interfaccia. Penso alla “virgola mobile” come un punto decimale scalabile in un calcolo. Avere 32 piuttosto che 24 registri per i calcoli renderà un risultato più accurato. Permette anche alcuni calcoli che sarebbero teoricamente impossibili con stringhe di 24 numeri.

Pensate a un mixer audio a 16 canali che somma, cioè “somma” e matrice 16 serie di 32 numeri 44.100 volte al secondo. Questa è un sacco di matematica! Ora aggiungi tutti quegli ingegnosi plugin che fanno i loro calcoli su ogni canale e quel limitatore super duro come un muro di mattoni alla fine della tua catena. Yo! Stiamo dando un calcio ai numeri, amico!

Eppure quando i dati colpiscono il convertitore a 24 bit 8 bit sono “troncati” o tagliati via. Ma comunque, il risultato matematico è più accurato. Tutto questo avviene alle tue spalle e non hai bisogno di pensarci.

Ma devi registrare ad una frequenza di campionamento alta? Bene! Ricorda ora che la frequenza di campionamento è enormemente diversa dalla profondità di bit. Dipende da chi lo chiedi. Alcune persone dicono “Finirà tutto a 44.1 in ogni modo” quando il cd viene masterizzato. Altri vi diranno che quando un’interfaccia audio processa e mixa i suoni a 96 kHz il risultato è migliore e rimane migliore anche dopo la conversione finale a 44.1. E anche tutte le altre posizioni sono prese in considerazione. Alcuni dicono che 16/44.1 è abbastanza buono per il CD, è abbastanza buono per me. Altri dicono di fare 24/44.1 perché non c’è molto più spazio e aumenta il rapporto segnale/rumore. C’è un argomento che dice che il 24/88.2 è superiore al 24/96 perché è una conversione a numero pari che torna a 44.1.

Profondità di bit. Ok, questo è il vangelo secondo Tweak! Usate 24 bit per ogni registrazione se avete questa funzione. Negli ultimi dieci anni ho creduto che i 16 bit fossero la via da seguire e ho assolutamente cambiato idea. Non importa cosa state registrando, questo è vero. Se avete un bel microfono, un ottimo preamplificatore e un sistema audio pulito e state registrando strumenti altamente dinamici come chitarre acustiche, orchestre classiche, voci a cappella, la differenza ci sarà. Ma non è che 24 bit di dati rendano il suono migliore. In realtà non è così. Quello che fa è dare al vostro audio più spazio per respirare nel regno numerico dell’audio digitale. Ricordate, stiamo parlando di numeri, calcoli, non di forme d’onda analogiche. Con 24 bit di dati che demarchizzano il vostro mezzo di registrazione, è possibile registrare musica estremamente dinamica, con passaggi morbidi molto tranquilli e passaggi straordinariamente forti. È meno probabile che i passaggi tranquilli lottino per rimanere al di sopra del rumore di fondo del vostro sistema. Si può registrare senza compressione. Si può registrare a livelli più bassi, con più headroom. Questo assicura che il picco occasionale non sia troncato in alto e darà ai convertitori un po’ di spazio per respirare. Poiché non state spingendo i limiti della vostra larghezza di banda, i vostri strumenti suoneranno più chiari, e le voci possono suonare più “pulite”, la canzone si mescolerà meglio e ci sarà meno rumore. Quindi non è che le registrazioni a 24 bit suonino meglio. Infatti possono suonare altrettanto male o peggio di quelle a 16 bit. Ma i 24 bit danno al registratore un rumore di fondo e uno spazio di testa per creare una registrazione eccellente. Il suo strumento, e nella mano giusta, può farti saltare via, audio wise.

Korg MR1000 1-Bit 5.6MHz Mobile Recorder

Con la fedeltà incontaminata e l’ultima flessibilità della tecnologia a 1 bit, il nuovo, sorprendentemente conveniente MR-1000 assicura che i vostri mix finali e le registrazioni in location non siano mai obsoleti. Tweak: Il nuovo formato DSD promette di essere in grado di far girare le copie delle nostre registrazioni master a qualsiasi frequenza di campionamento. Leggete questo articolo di Korg

Per quanto riguarda il sample rate, a meno che non abbiate una buona ragione per non farlo, usate un sample rate di 44.1. Se stai facendo l’audio per il video potresti voler usare 48 khz dato che molti editor usano solo quella frequenza. Alcuni tipi di musica sembrano beneficiare leggermente dell’alta risoluzione di 88.2 o 96 khz. Gli strumenti acustici, come le chitarre, le percussioni, e naturalmente le voci, cioè le cose con alte frequenze delicate sembrano trarne beneficio, ma in modo sottile. Diciamo che hai un’interfaccia audio da 399 dollari con preamplificatori integrati. Sostituire il tuo preamplificatore e i convertitori con altri migliori ti darà più di una differenza sonora a 44.1 che registrare a 96khz.

Una volta all’interno del sequencer, i file audio possono essere convertiti a 32 bit per l’elaborazione e riconvertiti a 24 o 16 all’uscita. Quindi, il mio consiglio è di registrare a 24 bit/44.1 come minimo e salire a una frequenza di campionamento di 88.2 o 96 se pensi che il tuo materiale lo giustifichi (e hai lo spazio su disco.)

Che mi dici della frequenza di 192 khz? Ok, lascia che ti faccia pensare a come i produttori di interfacce audio pianificano di farti comprare i loro prodotti. Una società esce con 192, poi tutti sentono di doverlo fare o perderanno le vendite. Il suo hype secondo me. Se volete riempire gli hard disk più velocemente, fatelo pure. Ne abbiamo discusso a lungo e duramente sui forum. Alla fine, nessuno può notare la differenza.

Come possiamo ottenere la qualità del suono?

La gente mi chiede sempre, e io trasalisco ogni volta che lo fanno: “Quale attrezzatura (riempi lo spazio vuoto… scheda audio, preamplificatore, cavo, registratore, sequencer) mi darà la “migliore” qualità del suono? Faccio una smorfia perché immagino la persona che esce, compra un preamplificatore da 500 dollari e lo infila nel suo studio, collega il microfono e si rende conto con tristezza che “suona uguale”, “forse un po’ meglio”, “difficile da dire”. Perché diavolo è così? La ragione principale è che è tutto un grande sistema ed è puro solo come il suo pan pot più sporco. Un cavo ronzante può cancellare i guadagni fatti da un’apparecchiatura che altrimenti suona bene. Un preamplificatore microfonico incontaminato collegato digitalmente a una scheda audio con i jitter sarà sconfitto. Tutta la tua catena deve essere di qualità professionale, dai preamplificatori, dentro e fuori i convertitori, fino ai monitor di alta qualità. Ma se avete una grande catena di segnale, anche le vostre registrazioni a 16 bit suoneranno meglio di 24/96 con preamplificatori medi e convertitori e monitor tipici.

Lynx Studio Technology Aurora 16 16-Channel Digital Audio Converter

La nuova linea Aurora di convertitori audio digitali della Lynx Studio Technology offre una qualità audio e un controllo senza precedenti nei modelli a otto e sedici canali per un solo rack. L’Aurora 16 è dotato di conversione da analogico a digitale e da digitale ad analogico a 192 kHz con controllo sul pannello frontale di tutte le opzioni di routing e di frequenza di campionamento. Le funzioni estese di Aurora sono accessibili tramite computer con il Lynx AES16 o tramite infrarossi usando computer portatili compatibili e Pocket PC palmari. Il pannello posteriore ha connettori Clock e MIDI In e Out e un alloggiamento LSlot, per l’uso opzionale di ADAT, Firewire e altre interfacce audio.

Ma sia chiaro: non è solo attrezzatura. È la tecnica. Qualcuno con un Neumann U87 da 2.700 dollari e un preamplificatore Great River top di gamma avrà comunque una registrazione orribile se il microfono non è posizionato bene, o se la stanza fa emergere caratteristiche indesiderate. Se applichi troppa compressione su una voce durante la registrazione, suonerà male, non importa quale attrezzatura tu abbia. Questo è tutto per dire, positivamente, che quando sai come applicare eq, processori e plugin sarai sulla buona strada per ottenere un mix di alta qualità sonora. Questo mi porta al punto. Una persona che conosce davvero e lavora con la sua attrezzatura può fornire una maggiore qualità del suono a 16 bit con un’attrezzatura inferiore rispetto a una persona che semplicemente si collega e va su registratori top di gamma 24/96. La tecnica è importante quanto l’attrezzatura, che è più importante dei bit e delle frequenze. E c’è solo una cosa più importante della tecnica e dell’attrezzatura.

Il punto più importante è salvato per ultimo, e l’ho detto prima, e lo dirò ancora. La grande musica registrata su una schifosa piastra a cassette conquisterà più cuori di uno stronzo lucidato a 24/192. Il vostro talento è più importante di qualsiasi altra cosa, e non potete comprarlo. Quindi ricordatevi di fare pratica, lavorare sulla vostra tecnica, quando potete permettervelo, migliorate il vostro percorso del segnale, e poi quando si apriranno le porte perlate della Qualità del Suono, allora considerate il 24/96 come una bella finitura su un’opera d’arte ben fatta.

Io rimango

Rich il TweakMeister

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Cool Quote:

“La musica al suo meglio non ha bisogno di novità; anzi, più è vecchia, più ci si è abituati, più è forte il suo effetto.”

Goethe (1749-1832), poeta e drammaturgo tedesco.

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