Audio-Samplerate und Bittiefe – in einfacher, verständlicher Sprache


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Audio-Samplerate und Bittiefe – in einfacher, verständlicher Sprache

Bit Depth and Sample Rate

Was ist die Abtastrate (Abtastrate)? Was ist Bittiefe?

Sample Rate & BitDepth

Auch wenn Sie sich nicht direkt mit digitaler Tonaufnahme beschäftigen, werden Sie interessiert sein!

Bist du neu in der Welt der digitalen Musik? Sie sind sich nicht sicher, was all diese Bezeichnungen und komplexen Zahlen bedeuten?

Hmm, kein Wunder! Schließlich gibt es jeden Tag mehr und mehr Informationen. Und alles zu wissen ist fast unmöglich.

Ja, das ist nicht nötig! Sie müssen das Wesentliche kennen.

Samplerate und Bittiefe sind Sound-Engineering-Konzepte, die Sie kennen sollten, wenn Sie Musik in einer Computerumgebung machen möchten.

Selbst wenn Sie noch keine Musik in einer virtuellen Umgebung aufnehmen mussten, sich aber mit Audio befasst haben (sei es auf einem tragbaren digitalen Player, einem Player auf einem Computer oder anderswo), haben Sie möglicherweise einige Zahlen in den Eigenschaften von gesehen Audio: “16 Bit, 24 Bit, 44100 Hz, 48000 Hz …”

Das Material wird kurz vorgestellt und ist auch für Uneingeweihte zugänglich. Nur das Wesentliche.

Was sind also Abtastrate und Bittiefe? Wofür ist das?

Zunächst waren wir uns einig, dass Sie in verschiedenen Quellen finden können: Abtastrate und Abtastrate. Die Abkürzungen sind äquivalent. Nennen Sie es, was Ihnen am besten gefällt.

Und Bit und Bit Tiefe. Es ist das gleiche, das gleiche, es klingt einfach anders.

Damit.

Abtastrate (Abtastrate) …

Alle unbelebte Musik (Musik, die von einem Computer, einem Musikzentrum usw. produziert wird, dh nicht live) hat diesen Parameter. Dies ist die Anzahl der Abtastungen pro Sekunde. Ohne auf Details einzugehen, werde ich sagen, dass 44100 Hz für Menschen optimal sind. Da bei einem höheren Wert die abzutastenden Geräusche für unsere Ohren praktisch unzugänglich sind, hören wir sie einfach nicht, da sie außer Hörweite sind.

Ich werde im Datell etwas mehr über die Abtastrate erklären. Diskret bedeutet diskontinuierlich. Das heißt, der Abtastprozess ist die Verarbeitung jedes Informationsbits nacheinander (dh diskret und nicht alle gleichzeitig). In unserem Fall geschieht dies 44100 Mal pro Sekunde. Nach dem Satz von Nyquist sollte die erforderliche Abtastrate für die normale Wahrnehmung doppelt so hoch sein wie die Hörschwelle. Da eine durchschnittliche Person bis zu 16 kHz (KiloHz oder 16000 Hz) und etwas (normal für einen gesunden jungen Menschen) bis zu 20 kHz hört, wurde die Abtastfrequenz bei 44,1 kHz (44100 Hz) bestimmt, d. H. doppelte Schwelle. Hörbarkeit des menschlichen Ohres. Warum nicht 40 kHz (40.000 Hz)? Mit Rand genommen (niemand hat Fehler und Rauschen auf der Route und nach der CD-Veröffentlichung abgesagt).

Ich hoffe jetzt ist alles klar.

Die Bitness (Bitness) ist eine Art Auflösung dieser Samples. Warum rufe ich diese Erlaubnis an? Nur damit Sie es vorziehen, analog zu verstehen, was was ist.

Schnappen Sie sich Ihren Monitor – je höher die Auflösung, desto besser das Bild, oder? Bei niedriger Auflösung sehen Sie einzelne Pixel und das Auge ist nicht mehr so ​​glücklich wie zuvor.

Zeuge ist der Dynamikbereich – das heißt, die Schwingung Ihres Audios nach oben und unten (in Bezug auf Lautstärke, Leistung sozusagen), die Nuancen der Leistung.

Je höher die Audio-Bitrate, desto mehr Speicherplatz belegt das Audio auf Ihrer Festplatte (auf Ihrem Computer). merken Sie sich.

Für Projekte, die für Sie wichtig sind, empfehle ich Ihnen, 24 Bit und eine Abtastrate von 48000 Hz zu verwenden. DAS IST EIN STANDARD. Für die CD-Ausgabe ist es dann möglich, die Daten auf 16 Bit und 44,1 kHz herunterzustufen.

Einige Leute bevorzugen es jedoch, 24/96 (24 Bit – Bittiefe, 96 KHz – Abtastrate) oder 24 / 88.2 zu arbeiten. Der Geschmack und die Farbe …

Für die meisten Projekte ist 16 / 44.1 ausreichend (16 Bit – Bittiefe, 44100 Hz entspricht 44,1 KHz – Abtastrate).

Die Abtastrate und die Bittiefe gehen direkt nebeneinander und gehen niemals alleine. Das ist ihr Schicksal.


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Warum werden 44.100 als hochwertige Abtastrate verwendet?

Warum werden 44.100 als hochwertige Abtastrate verwendet?

Sample Rate

Warum haben wir 44,1 kHz als Abtastrate gewählt?

Sample Rates

Die Ohren der Menschen hören ein Geräusch, dessen Frequenz zwischen 20 Hz und 20 kHz variiert. Nach dem Satz von Nyquist muss die Aufzeichnungsgeschwindigkeit mindestens 40 kHz betragen. Ist dies der Grund für die Wahl von 44,1 kHz?

Erklären Sie genauer, die Abtastrate bedeutet, wie viele “Frames” pro Sekunde aufgenommen werden sollten, um eine hohe Audioqualität zu erzielen.
Nach dem berühmten Theorem eines berühmten Wissenschaftlers namens Nyquist muss die Abtastfrequenz mindestens doppelt so hoch sein wie die maximale Frequenz, die wir aufzeichnen werden. Da das menschliche Ohr höchstens etwa 20 kHz hören kann, wäre dies doppelt so viel wie 40.000 pro Dies wurde 44.100 als Standard-Abtastfrequenz für High-Fidelity-Audio vorgeschlagen.

Es ist wahr, dass die Wahl von 44,1 kHz wie jede Konvention ein historischer Unfall ist. Es gibt mehrere andere historische Gründe.

Natürlich muss die Abtastrate höher als 40 kHz sein, wenn Sie qualitativ hochwertiges Audio mit einer Bandbreite von 20 kHz wünschen.

Es wurde diskutiert, wie man 48,0 kHz erzeugt (dies passte gut zu Filmen mit 24 Bildern pro Sekunde und angeblich 30 Bildern pro Sekunde im nordamerikanischen Fernsehen), aber angesichts der physischen Größe von 120 mm gab es eine Grenze für die Menge der CD-Daten, die gespeichert werden konnten und was Es ist ein Fehlererkennungs- und -korrekturschema erforderlich, das eine gewisse Datenredundanz erfordert. Die Menge an logischen Daten, die auf einer CD gespeichert werden kann (ca. 700 MB), beträgt ca. die Hälfte der physischen Daten. Vor diesem Hintergrund wurde uns bei 48 kHz gesagt, dass es nicht alle 9 von Beethoven halten kann, aber dass es alle 9 auf einer Platte mit einer etwas langsameren Geschwindigkeit halten kann. 48 kHz also nicht.

Warum jedoch 44,1 und nicht 44,0 oder 45,0 kHz oder eine schöne runde Zahl?

In den späten 1970er Jahren gab es ein Produkt namens Sony F1, mit dem digitales Audio auf leicht verfügbares Videoband (Betamax, nicht VHS) aufgezeichnet werden konnte. Es lag bei 44,1 kHz (oder genauer 44,056 kHz). Somit wird die Übertragung von Aufzeichnungen ohne Überabtastung und Interpolation von F1 auf CD oder in die andere Richtung erleichtert.

Ich verstehe, wie sich herausstellt, dass die horizontale Abtastgeschwindigkeit des NTSC-Fernsehgeräts 15.750 kHz und 44,1 kHz genau das 2,8-fache betrug. Ich bin mir nicht ganz sicher, aber ich denke, dies bedeutet, dass Sie drei Paare von Stereo-Samples pro horizontaler Linie haben können. Für jeweils 5 Zeilen, in denen Sie normalerweise 15 Samples haben würden, gibt es 14 Samples plus ein zusätzliches Sample für einige Überprüfungen. für Parität oder Redundanz in F1. 14 Abtastungen für 5 Zeilen entsprechen 2,8 Abtastungen pro horizontaler Linie und 15.750 Zeilen pro Sekunde, was 44.100 Abtastungen pro Sekunde entspricht.

Mit dem Übergang zu digitalen Formaten wurde Audio in Form von Pseudo-Video gespeichert, das als Schwarz oder Weiß (was ein Binärformat darstellt) angesehen werden konnte.

Die vom Fernsehstandard verwendete Frequenz- und Feldstruktur ist für 60-Hz-Video wie folgt: 245 Zeilen pro Feld (ohne die ersten 35 übersprungenen Zeilen). Bei drei Abtastwerten pro Zeile sind dies 60 x 245 x 3 = 44100 = 44,1 kHz.

Diese Konvention wurde später aufgrund von Hardwarekompatibilitätsproblemen für das CD-Format verwendet (der erste Computer, auf dem Master-CDs für die CD-Replikation erstellt wurden, war videobasiert).

Mit dem Aufkommen des Farbfernsehens mussten sie die Geschwindigkeit der horizontalen Linie etwas auf 15.734 Linien pro Sekunde verlangsamen. Diese Einstellung führt beim Sony F1 zu 44.056 Samples pro Sekunde.