24/192 digitales Audioformat und warum es keinen Sinn macht. Teil 1
Leider macht es keinen Sinn, Musik rund um die Uhr aufzunehmen. Die Wiedergabetreue überschreitet die Formate 16/44 oder 16/48 nicht dramatisch, nimmt jedoch sechsmal mehr Speicherplatz ein.
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Frühere Schlagzeilen berichteten, dass der Musiker Neil Young und der Apple-Gründer Steve Jobs über einen möglichen Start eines Dienstes zum Herunterladen von Musikformaten in “kompromissloser Studioqualität” diskutierten. Die meisten Zeitungen, Magazine und Benutzer äußerten sich recht optimistisch über die Aussichten eines digitalen Musikformats mit 24-Bit-Signalquantisierung bei einer Abtastfrequenz von 192 kHz.
Leider macht es keinen Sinn, Musik rund um die Uhr aufzunehmen. Die Wiedergabetreue überschreitet die Formate 16/44 oder 16/48 nicht dramatisch, nimmt jedoch sechsmal mehr Speicherplatz ein.
Heutzutage gibt es mehrere Probleme im Zusammenhang mit der Audioqualität und der “Anwendung” der Verbreitung digitaler Musik. Das 24/192-Format löst keines von ihnen auf. Solange alle dieses Format als Allheilmittel betrachten, werden wir im Bereich Musik keine Verbesserung sehen.
Beginnen wir mit den schlechten Nachrichten
In den letzten Wochen habe ich mit intelligenten Wissenschaftlern gesprochen, die an das Musikformat 24/192 glauben und nicht verstehen, wie jemand damit nicht einverstanden sein kann. Sie stellten gute Fragen, die es wert sind, im Detail beantwortet zu werden.
Ich habe mich auch gefragt, was eine solche aktive Unterstützung für digitales Audio mit hoher Abtastrate verursachen könnte. Die Antworten zeigten, dass nur wenige Menschen die Grundlagen der Signaltheorie oder des Abtasttheorems (Kotelnikov- oder Nyquist-Shannon-Theorem) verstehen, was nicht überraschend ist. Missverständnisse über Mathematik, Technologie und Physiologie wurden in den Reden vieler Fachleute mit umfassender Erfahrung in der Audiotechnologie deutlich. Einige haben sogar argumentiert, dass Kotelnikovs Theorem nicht erklärt, wie digitales Audio funktioniert [1].
Desinformation und Vorurteile spielen nur in den Händen von Scharlatanen. Lassen Sie uns die Grundlagen erläutern, warum das 24/192-Format keinen Sinn ergibt, bevor wir andere gültige Ideen vorstellen.
Meine Herren, herzlich willkommen! Deine Ohren!
Das Ohr hört mit Hilfe von Haarzellen zu, die sich auf der resonanten Basilarmembran in der Cochlea des Innenohrs befinden. Jede Haarzelle ist genau auf einen bestimmten engen Frequenzbereich abgestimmt, der durch die Position der Zelle auf der Membran bestimmt wird. Die Spitze der Empfindlichkeit liegt in der Mitte des Frequenzbereichs, der in beide Richtungen allmählich abnimmt und eine asymmetrische kegelförmige Form annimmt, die die Frequenzbereiche benachbarter Zellen überlappt. Wir hören keinen Ton, wenn keine Haarzellen auf diese Frequenz eingestellt sind.
Die linke Seite der Figur zeigt einen Querschnitt einer menschlichen Schnecke mit einer Basilarmembran (beige Farbe). Die Membran ist so ausgelegt, dass sie je nach Eingangsfrequenz an verschiedenen Stellen entlang ihrer Länge in Resonanz ist: Hohe Frequenzen schwingen näher an der Basis und niedrige Frequenzen am gegenüberliegenden Ende. Die Abbildung zeigt die ungefähren Positionen verschiedener Frequenzen.
Die rechte Seite ist ein schematisches Diagramm der Reaktion von Haarzellen entlang der Basilarmembran als Gruppe überlappender Signale.
Der Vorgang ähnelt einem analogen Funkempfänger, der das Frequenzsignal, auf das er eingestellt ist, von einem nahe gelegenen Radiosender empfängt. Je mehr die Empfänger- und Senderfrequenzen nicht übereinstimmen, desto instabiler und verzerrter ist das Signal, unabhängig von seiner Stärke. Es gibt obere (und untere) Pegel des Frequenzbereichs, über die Haarzellen keine Signale empfangen können und wir nichts hören können.
Abtastrate und hörbares Frequenzspektrum
Ich bin sicher, Sie haben schon oft gehört, dass Frequenzen von 20 Hz bis 20 kHz der hörbare Bereich des menschlichen Ohrs sind. Es ist sehr wichtig zu verstehen, wie Wissenschaftler solche Zahlen erhalten haben.
Zunächst messen wir die “Hörschwelle” für eine Gruppe von Hörern über den gesamten Audiobereich. Auf diese Weise können wir eine Kurve erstellen, die den leisesten Klang darstellt, den das menschliche Ohr bei einer bestimmten Frequenz hören kann, gemessen unter idealen Bedingungen in gesunden Ohren. Eine schalltote Umgebung, eine genaue Kalibrierung der Zuchtausrüstung und eine strenge statistische Analyse sind ein einfacher Teil des Experiments. Die Hörkonzentration geht sehr schnell verloren, daher muss der Test durchgeführt werden, während das Subjekt nicht müde ist. Infolgedessen gibt es viele Pausen und Pausen, und das Testen kann je nach Methodik mehrere Stunden bis mehrere Tage dauern.