Even vertaald:
Het lijkt me dat er een heleboel misverstanden met betrekking tot welke bitdiepte is en hoe het werkt in digitale audio. Dit misverstand bestaat niet alleen in de werelden van consumenten- en audiofiele, maar ook in sommige onderwijsinstellingen en zelfs sommige professionals. Dit misverstand komt uit de veronderstelling van hoe digitale audio werkt in plaats van hoe het eigenlijk werkt. Het is gemakkelijk te zien in een foto, het verschil tussen een lage bitsnelheid diepte beeld en een met een hogere bitdiepte, dus het is logisch te veronderstellen dat hogere bitdiepten in audio betekent ook betere kwaliteit. Deze veronderstelling is verder ten uitvoer gelegd door het feit dat de term 'resolutie' vaak toegepast wordt op bit diepte en uiteraard meer resolutie betekent hogere kwaliteit. Zo 24 bit is Hi-Rez audio en 24-bits bevat meer gegevens, dus hogere resolutie en betere kwaliteit. Alle volledig logische veronderstelling, maar ik ben bang dat deze veronderstelling is niet volledig in overeenstemming met de werkelijke feiten van hoe digitale audio werkt. Ik zal proberen uit te leggen:
Bij het opnemen, een analoog naar Digitaal Converter (ADC) leest de binnenkomende analoge golfvorm en maatregelen het zoveel keer per seconde (1 *). Er zijn in het geval van CD 44.100 metingen per seconde (de bemonsteringsfrequentie van de). Deze metingen worden opgeslagen in het digitale domein in de vorm van computer bits. Hoe meer bits die we gebruiken, hoe nauwkeuriger we de analoge golfvorm kan meten. Dit is omdat elke bit kan slechts twee waarden (0 of 1) worden opgeslagen, om meer waarden krijgen wij hetzelfde doen met bits zoals wij doen in normale tellen. IE. Zodra we to 9 Get, hebben we als een andere kolom wilt toevoegen (de tientallen kolom) en we kunnen houden het toevoegen van kolommen toevoegen infinitum voor 100s, 1000s, 10000s, enz. De exacte hetzelfde is waar voor bits maar omdat we hebben slechts twee waarden per bit (in plaats van 10) Wij moeten meer kolommen, elke kolom (of extra bits) verdubbelt het aantal van waarden die wij beschikbaar hebben. IE. 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024.... Als deze getallen worden weergegeven een beetje bekend is omdat alle computertechnologie is gebaseerd op bits dus deze nummers over de plaats opduiken. In het geval van 16 bits hebben wij ongeveer 65.000 verschillende waarden beschikbaar. Het probleem is dat een analoge golfvorm is voortdurend wisselende. Geen kwestie hoeveel keer een tweede meten we de golfvorm of hoeveel bits we gebruiken om te slaan de meting, er zullen altijd worden fouten. Deze fouten in het kwantificeren van de waarde van een voortdurend veranderende golfvorm worden kwantisatie fouten genoemd. Kwantisatie fouten zijn slecht, dat ze in de golfvorm vervorming veroorzaken wanneer we terug omzetten in analoge en luister naar het.
So far so good, eens wat ik heb gezegd tot nu met de veronderstelling van hoe digitale audio werkt. Ik lijken te zijn overeengekomen dat meer bits = hogere resolutie. Waar, waar de feiten gaan afwijken van de veronderstelling is echter in het begrip van het resultaat van deze hogere resolutie. Ga terug naar wat ik hierboven zei, telkens wanneer wij de bitdiepte door een beetje verhogen, we dubbel zoveel van waarden hebben we beschikbaar (EG. 4 bits = 16 waarden, 5 bits = 32). Als we het aantal waarden verdubbelen, halveren we de hoeveelheid kwantisatie fouten. Nog steeds met mij? Omdat we nu de hele kern van de zaak. Er is in feite een perfecte oplossing voor kwantisatie fouten die volledig (100%) kwantisatie vervorming, elimineert het proces heet 'Dithering' en is ingebouwd in elke ADC op de markt.
Dithering: In wezen tijdens de conversie die een zeer kleine hoeveelheid witte ruis is toegevoegd aan het signaal, dit heeft het effect van de kwantisatie fouten volledig te randomiseren. Randomiseren in digitale audio, eenmaal omgezet terug naar analoog is gehoord als zuiver wit (un-correlated) geluid. Het resultaat is dat we een absoluut perfecte meting van de golfvorm hebben (2 *) plus wat lawaai. Met andere woorden, door dithering, allemaal de meetfouten zijn omgezet naar ruis. (3*).
Hopelijk ben je nog steeds met mij, omdat we nu kunnen gaan op precies wat er gebeurt met de bitdiepte. Terug te gaan naar het bovenstaande, wanneer we een 'beetje' gegevens toevoegt wij verdubbelen het aantal waarden beschikbaar en daarom het halveren van het aantal kwantisatie fouten. Als we het aantal kwantisatie fouten gehalveerd, is het resultaat (na dithering) een perfecte golfvorm met halveren de hoeveelheid ruis. Om dit met behulp van audio terminologie, beetje elk extra gegevens beweegt de noise-floor neer door 6dB (half). We kunnen dit omdraaien en zeggen dat elke bit van gegevens 6dB dynamisch bereik biedt (* 4). Daarom 16-bits x 6db = 96dB. Dit cijfer 96dB definieert het dynamische bereik van de CD. (24-bits x 6dB = 144dB).
Dus, 24-bits voegt meer 'resolutie' in vergelijking met 16 bits, maar deze toegevoegde resolutie betekent niet hogere kwaliteit, het betekent gewoon dat we een groter dynamisch bereik kunt coderen. Dit is het misverstand gemaakt door velen. Er zijn geen extra magische eigenschappen, niets die de wetenschap niet begrijpt of niet meten. Het enige verschil tussen 16-bits en 24-bits is 48dB van het dynamisch bereik (8bits x 6dB = 48dB) en niets anders. Dit is niet een vraag voor interpretatie of advies, het is de bewijsbaar, onbetwiste logische wiskunde die de basis vormt van het bestaan van digitale audio.
Dus, kun je eigenlijk horen eventuele voordelen van de grotere (48dB) dynamisch bereik aangeboden door 24 bit? Helaas, Nee, je kan niet. Het gehele dynamische bereik van sommige soorten muziek is soms minder dan 12dB. De opnames met de grootste dynamisch bereik zijn meestal symfonie orkest opnames, maar zelfs deze vrijwel nooit hebben een dynamisch bereik groter is dan over 60dB. Dit zijn allemaal goed binnen het bereik van de 96dB van de nederige CD. Wat is meer, moderne vorm van dithering technieken (zie 3 hieronder), perceptually verbeteren het dynamische bereik van CD door het bewegen van het lawaai kwantisatie van de frequentieband waar onze hoorzitting is meest gevoelige. Dit geeft een percievable dynamisch bereik voor CD maximaal 120dB (150dB in bepaalde frequentiebanden).
U moet beseffen dat bij het afspelen van een CD, de versterker wordt meestal ingesteld zodat de stilste geluiden op de CD alleen hoorbaar zijn boven de noise-floor van de luisteromgeving (zitkamer of blikjes). Dus als de gemiddelde noise-floor voor een zitkamer is zeggen aanjaagdrukregeling (of 30dB voor blikjes) dan het dynamisch bereik van de CD op dit punt begint en kan 96dB (ten minste) boven de vloer van de kamer lawaai. Als het volledige dynamische bereik van een CD was eigenlijk gebruikt (op de top van de noise-floor), de home luisteraar (als ze de apparatuur had) zou vrijwel zeker zelf ernstige pijn en veroorzaken permanente gehoorschade. Als dit het geval met CD, wat over 24 bit Hi-Rez. Als we waren te gebruiken van het volledige dynamische bereik van 24-bits en een luisteraar had de apparatuur te reproduceren alle, is er een eerlijke kans, afhankelijk van leeftijd en algemene gezondheid, dat de luisteraar direct zou sterven. De meest pasvorm zou waarschijnlijk gewoon gaan voor een paar weken in coma en wake up volledig doof. Ik ben niet een grapje of overdrijven hier, denk over het, 144dB + aanjaagdrukregeling voor de kamer de noise-floor zeggen. Maar 180dB is het cijfer dat vaak geciteerd voor geluidsdruk krachtig genoeg om te doden en sommige mensen zijn gedood door 160dB. Dit is echter onwaarschijnlijk te gebeuren in de echte wereld als geen DAC's op de markt kan het 144dB dynamisch bereik van 24-bits output (dus ze niet waar 24 bit conversieprogramma's zijn), bijna niemand heeft een luidsprekersysteem dat kan 144dB dynamisch bereik en zoals eerder gezegd, rond 60dB is de meest dynamisch bereik u op een commerciële vindt opname.
Dus, als je de feiten accepteert, waarom 24-bits audio zelfs bestaat, wat is het punt van het? Er zijn sommige nuttige toepassing voor 24-bits wanneer opnemen en mixen muziek. In feite, wanneer het mengen is vrij veel de norm nu het gebruik van 48 bits resolutie. De reden is het handig is dankzij de optelling van artefacten, meerdere verwerking in serie en vooral hoofdruimte. Met andere woorden, is 24-bits zeer nuttig wanneer opnemen en mixen maar zinloos voor afspelen. Vergeet niet dat zelfs een opname met 60dB dynamisch bereik is alleen via 10bits van gegevens, het andere 6bits op een CD zijn enkel ruis. Dus, het verschil in de echte wereld tussen 16-bits en 24-bits is een extra 8bits van lawaai.
Ik weet dat sommige mensen gaan zeggen dat dit is alle onzin, en dat "Ik kan gemakkelijk horen het verschil tussen een 16-bits commerciële opname en een 24-bits Hi-Rez versie". Helaas, u kunt niet, het is niet dat u niet beschikt over de apparatuur of de oren, het is niet menselijk mogelijk in theorie of in de praktijk onder alle omstandigheden! Niet tenzij u het verschil tussen witte ruis en witte ruis goed onder de noise-floor van uw luisteromgeving vertellen kan!! Als u een opname 24 bits en vervolgens de dezelfde opname in 16-bits spelen en een verschil merken, het is of omdat iets is 'gedaan' om de 16-bit recording, sommige ongepast verwerking gebruikt of u hoort een verschil omdat u een verschil verwachten.
G
1 = Eigenlijk deze dagen het proces van omzetting van de advertentie een beetje ingewikkelder is, met behulp van oversampling (zeer hoge bemonsteringsfrequenties) en slechts een handvol van bits. Verderop in het conversieproces is deze eerste bemonstering 'gedecimeerd' terug naar de vereiste bit diepte en sample rate.
2 = Het concept van de perfecte meting of van herscheppen van een golfvorm perfect lijkt misschien marketing hype. In dit geval echter het niet. Het is in feite het fundamentele principe van de stelling van Nyquist-Shannon Sampling waarop het voortbestaan en de uitvinding van digitale audio is gebaseerd. Uit WIKI: "In wezen de stelling toont dat een analoog signaal dat heeft zijn bemonsterd perfect gereconstrueerd op basis van de monsters kan worden". Ik weet zal er enkele die niet eens met dit idee, helaas zijn zal, onenigheid is geen optie. Deze stelling is uitgevonden om te verklaren hoe digitale audio werkt niet, het is de andere manier rond. Digitale Audio werd uitgevonden van de stelling, als je niet de stelling gelooft dan u kan niet in digitale audio hetzij geloven!!
3 = In feite deze dagen er een aantal verschillende soorten dithering gebruikt tijdens het maken van een muziek-product zijn. De meeste zijn nog steeds gebaseerd op de oorspronkelijke TPDFs (driehoekige kansdichtheidsfunctie), maar sommige zijn een beetje meer 'intelligente' en de resulterende geluid minder merkbaar gebieden van de hoorzitting spectrum herdistribueren. Dit heet lawaai-vormige dithering.
4 = Dynamisch bereik, is het bereik van volume van de noise-floor en het maximale volume.
