Audiosamplefrequentie en bitdiepte – in eenvoudige, begrijpelijke taal

Audiosamplefrequentie en bitdiepte – in eenvoudige, begrijpelijke taal

Bit Depth and Sample Rate

Wat is de samplefrequentie (samplefrequentie)? Wat is bitdiepte?

Sample Rate & BitDepth

Zelfs als u niet rechtstreeks met digitale geluidsopname te maken heeft, zult u geïnteresseerd zijn!

Ben je nieuw in de wereld van digitale muziek? Weet u niet zeker wat al deze aanduidingen en complexe getallen betekenen?

Hmm, geen wonder! Er is immers elke dag meer en meer informatie. En alles weten is bijna onmogelijk.

Ja, dit is niet nodig! Je moet de essentie kennen.

Samplefrequentie en bitdiepte zijn geluidstechnische concepten die u moet kennen als u besluit muziek te maken in een computeromgeving.

Zelfs als je nog geen muziek hebt hoeven opnemen in een virtuele omgeving, maar je hebt gewerkt met audio (of het nu op een draagbare digitale speler is, een speler op een computer of ergens anders), heb je misschien enkele cijfers gezien in de eigenschappen van audio: “16 bit, 24 bit, 44100 Hz, 48000 Hz …”

Het materiaal wordt kort gepresenteerd en is zelfs voor niet-ingewijden toegankelijk. Alleen de essentie.

Dus wat zijn samplefrequentie en bitdiepte? Waar is het voor?

Om te beginnen hebben we afgesproken dat je in verschillende bronnen kunt vinden: Sample rate en Sample rate. De afkortingen zijn gelijkwaardig. Noem het wat je het leukst vindt.

En beetje en beetje diepte. Het is hetzelfde, hetzelfde, het klinkt gewoon anders.

Zo.

Bemonsteringssnelheid (bemonsteringssnelheid) …

Alle levenloze muziek (muziek geproduceerd door een computer, muziekcentrum, enz., Dat wil zeggen, niet live) heeft deze parameter. Dit is het aantal samples per seconde. Zonder in details te treden, zal ik zeggen dat 44100 Hz optimaal is voor mensen. Omdat bij een hogere waarde de te samplen geluiden praktisch onbereikbaar zijn voor onze oren, zullen we ze gewoon niet horen, omdat ze buiten gehoorsafstand zijn.

Ik zal wat meer uitleggen in datell over sample rate. Discreet betekent onderbroken. Dat wil zeggen, het bemonsteringsproces is de verwerking van elk stukje informatie een voor een (dat wil zeggen, discreet en niet allemaal tegelijk). In ons geval gebeurt dit 44100 keer per seconde. Volgens de stelling van Nyquist zou de vereiste bemonsteringsfrequentie voor normale waarneming tweemaal de gehoordrempel moeten zijn. Aangezien een gemiddelde persoon tot 16 KHz (KiloHz of 16000 Hz) luistert, en iets (normaal voor een gezonde jongere) tot 20 KHz, werd de bemonsteringsfrequentie bepaald op 44,1 KHz (44100 Hz), dat wil zeggen, tweemaal de drempel. hoorbaarheid van het menselijk oor. Waarom niet 40 kHz (40.000 Hz)? Met marge genomen (niemand heeft fouten en ruis op de route en na de CD-release geannuleerd).

Ik hoop dat alles nu duidelijk is.

De bitness (Bitness) is een soort resolutie van dezelfde samples. Waarom noem ik deze toestemming? Zodat u liever naar analogie begrijpt wat is wat.

Pak je monitor – hoe hoger de resolutie, hoe beter het beeld, toch? Bij lage resolutie zie je losse pixels en zal het oog niet meer blij zijn zoals voorheen

Bitness is een dynamisch bereik, dat wil zeggen, de oscillatie van uw audio op en neer (in termen van volume, vermogen, om zo te zeggen), de nuances van de uitvoering.

Hoe hoger de audiobitsnelheid, hoe meer ruimte de audio op uw harde schijf (op uw computer) zal innemen; onthoud.

Voor projecten die voor jou belangrijk zijn, raad ik je aan om 24 bits en een sample rate van 48000 Hz te gebruiken. DIT IS EEN STANDAARD. Vervolgens is het voor cd-uitvoer mogelijk om de gegevens te downgraden naar 16 bits en 44,1 kHz.

Maar sommige mensen werken liever in 24/96 (24 bits – bitdiepte, 96 KHz – samplefrequentie) of 24 / 88.2. De smaak en de kleur …

Voor de meeste projecten is 16 / 44,1 voldoende (16 bit – bit diepte, 44100 Hz komt overeen met 44,1 KHz – samplefrequentie).

De samplefrequentie en bitdiepte gaan direct naast elkaar en gaan nooit alleen. Dat is hun lot.

Waarom wordt 44.100 gebruikt als sample rate van hoge kwaliteit?

Waarom wordt 44.100 gebruikt als sample rate van hoge kwaliteit?

Sample Rate

Waarom hebben we 44,1 kHz gekozen als de samplefrequentie van de opname?

Sample Rates

De oren van mensen horen een geluid waarvan de frequentie varieert tussen 20 Hz en 20 kHz. Volgens de stelling van Nyquist moet de opnamesnelheid ten minste 40 kHz zijn. Is dit de reden om voor 44,1 kHz te kiezen?

Leg meer in detail uit, de samplefrequentie betekent hoeveel “frames” per seconde moeten worden opgenomen om audio van hoge kwaliteit te hebben.
Volgens de beroemde stelling gemaakt door een beroemde wetenschapper genaamd Nyquist, moet de bemonsteringsfrequentie minstens tweemaal de maximale frequentie zijn die we zullen opnemen … dan, aangezien het menselijk oor maximaal ongeveer 20 kHz kan horen, zou tweemaal dat 40.000 zijn per die werd voorgesteld 44.100 als een standaard bemonsteringsfrequentie voor high-fidelity audio.

Het is waar dat, zoals bij elke conventie, de keuze voor 44,1 kHz een historisch ongeluk is. Er zijn verschillende andere historische redenen.

De samplefrequentie moet natuurlijk hoger zijn dan 40 kHz als je audio van hoge kwaliteit wilt met een bandbreedte van 20 kHz.

Er werd besproken hoe je 48,0 kHz kon maken (dit kwam goed overeen met 24 fps en zogenaamd 30 fps films op Noord-Amerikaanse televisie), maar gezien de fysieke grootte van 120 mm was er een limiet aan de hoeveelheid cd-data die kon worden opgeslagen en wat er is een foutdetectie- en -correctieschema nodig dat enige gegevensredundantie vereist, de hoeveelheid logische gegevens die een cd kan opslaan (ongeveer 700 MB) is ongeveer de helft van de fysieke gegevens. Met dit alles in gedachten kregen we bij 48 kHz te horen dat het niet alle 9’s van Beethoven kan bevatten, maar dat het alle 9 op één plaat op een iets lagere snelheid kan bevatten. Dus 48 kHz is dat niet.

Maar waarom 44,1 en niet 44,0 of 45,0 kHz of een mooi rond getal?

Toen, eind jaren zeventig, was er een product genaamd de Sony F1, ontworpen om digitale audio op te nemen op direct beschikbare videobanden (Betamax, niet VHS). Het was op 44,1 kHz (of beter gezegd 44,056 kHz). Het zal dus de overdracht van opnamen vergemakkelijken zonder overbemonstering en interpolatie van F1 naar CD of in de andere richting.

Ik begrijp hoe dit blijkt te zijn dat de horizontale scansnelheid van de NTSC-tv 15.750 kHz was en 44,1 kHz precies 2,8 keer. Ik weet het niet helemaal zeker, maar ik denk dat dit betekent dat je drie paar stereosamples per horizontale lijn kunt hebben, en voor elke 5 regels waar je normaal gesproken 15 samples hebt, zijn er 14 samples plus een extra sample om te controleren. voor pariteit of redundantie in F1. 14 samples voor 5 regels is hetzelfde als 2,8 samples per horizontale lijn en 15.750 lijnen per seconde, dat is 44.100 samples per seconde.

Met de overgang naar digitale formaten werd audio opgeslagen in de vorm van pseudo-video, die als zwart of wit kon worden gezien (wat een binair formaat vertegenwoordigt).

De frequentie- en veldstructuur die door de televisiestandaard wordt gebruikt, is als volgt voor 60 Hz-video: 245 lijnen per veld (exclusief de eerste 35 overgeslagen lijnen). Met drie samples per regel is dat 60 x 245 x 3 = 44100 = 44,1 kHz.

Deze conventie werd later gebruikt voor het cd-formaat vanwege problemen met hardwarecompatibiliteit (de eerste computer die werd gebruikt om master-cd’s te maken die voor cd-replicatie werden gebruikt, was op video gebaseerd).

Nu, met de komst van kleurentelevisie, moesten ze de horizontale lijnsnelheid een beetje vertragen tot 15.734 lijnen per seconde. Deze instelling resulteert in 44.056 samples per seconde op de Sony F1.

Alles wat u moet weten over audioformaten.

Alles wat u moet weten over audioformaten.

Audio Fomats

Of u nu iTunes gebruikt of digitale muziek koopt en downloadt, u zult een aantal termen en afkortingen vinden die digitale audiobestanden beschrijven. Deze alfabetsoep kan behoorlijk verwarrend zijn. Wat zijn audiobestandsindelingen of codecs? Wat is de bitsnelheid en wat is de samplefrequentie? Wat betekent het als de muziek “high definition” is?

AUDIO FORMAT FILES

In dit artikel wordt uitgelegd wat u moet weten over digitale audiobestanden. Ik zal je het verschil vertellen tussen lossy en lossless bestanden, uitleggen waarom bitrate belangrijk is (of niet) en je helpen de verschillende bestandsindelingen te begrijpen die je kunt tegenkomen.

Compressie: lossy en lossless
Als u een cd koopt, is de audio op de schijf niet gecomprimeerd. U kunt cd’s rippen (of importeren) met iTunes of andere software en cd-audio converteren naar digitale audiobestanden voor gebruik op een computer of draagbaar apparaat. In iTunes kun je kopiëren in twee niet-gecomprimeerde formaten: WAV en AIFF (andere software ondersteunt andere formaten). Beide indelingen kapselen eenvoudig de PCM-gegevens (Pulse Code Modulation) die op cd zijn opgeslagen, zodat ze als audiobestanden op een computer kunnen worden gelezen, en hun bitsnelheid (u vindt die hieronder) is 1411 kbps.

WAV- en AIFF-bestanden kunnen behoorlijk groot zijn. Daarom worden digitale audiobestanden gecomprimeerd om ruimte te besparen. Er zijn twee soorten compressie: lossless en lossy. Lossless omvat formaten (of codecs voor korte codec-algoritmen) zoals Apple Lossless en FLAC (Free Lossless Audio Codec). Lossy omvat de alomtegenwoordige MP3- en AAC-formaten. (AAC, wat staat voor Advanced Audio Coding, is eigenlijk MP4, de opvolger van de oude MP3. Hoewel Apple het in de begintijd van iTunes adopteerde, was Apple niet betrokken bij de creatie ervan en is het niet de eigenaar van het formaat.)

U kunt ook andere audioformaten bekijken, hoewel deze minder vaak voorkomen. Deze omvatten Ogg Vorbis, Monkey’s Audio, Shorten en anderen. Sommige van deze codecs zijn lossy en andere niet. Als u echter iTunes- en Apple-hardware gebruikt, vindt u alleen WAV, AIFF, MP3, AAC en Apple Lossless, althans voor muziek.

iTunes kan audiobestanden in deze formaten kopiëren of importeren. Selecteer degene die u wilt gebruiken in iTunes> Voorkeuren> Algemeen> Importinstellingen.

Wanneer u een niet-gecomprimeerd audiobestand kopieert of converteert naar een verliesvrij formaat en dat bestand vervolgens afspeelt, is het een perfecte kopie van het origineel (op voorwaarde dat de gegevens correct van de cd zijn gelezen). U kunt dus van het ene verliesvrije formaat naar het andere converteren zonder kwaliteitsverlies.

Als u echter naar een verlieslatend formaat kopieert en u het bestand later naar een ander formaat converteert, verliest het een deel van zijn kwaliteit. Dit is vergelijkbaar met hoe een fotokopie van een fotokopie er niet zo goed uitziet als het origineel.

Sommige mensen geven de voorkeur aan formaten zonder verlies omdat ze audio zoals cd’s afspelen. Lossy-compressie is een afweging om ruimte te besparen, zodat u meer muziek op uw draagbare apparaat of harde schijf kunt opslaan en downloads kunt versnellen. De meeste mensen kunnen bij hoge gegevenssnelheden echter het verschil niet zien tussen een cd en een lossy-bestand, dus als u uw muziek ript om naar de iPhone te synchroniseren, zijn lossless-bestanden overbodig.

Lossless rippen is een goede manier om een ​​back-up van uw bestanden te maken, omdat u ze naar andere formaten kunt converteren zonder kwaliteitsverlies. En u kunt iTunes ze automatisch laten converteren naar AAC-bestanden tijdens het synchroniseren. Bekijk dit artikel voor meer informatie over deze automatische conversie en voor andere verliesvrije bestandsvragen.

Bitsnelheden
De beste manier om de kwaliteit van een audiobestand te meten ten opzichte van de oorspronkelijke kwaliteit in plaats van de muzikale of technische kwaliteit, is door naar de bitsnelheid te kijken. De bitsnelheid van audiobestanden wordt gemeten in duizenden bits per seconde of kbps. Ik zei eerder dat de cd 1411 kbps audio bevat, en als je die audio omzet in een lossy bestand, is de bitrate veel lager.

Hoe hoger de bitsnelheid, hoe beter, dus een 256 kbps mp3- of AAC-bestand is beter dan een 128 kbps-bestand. Dit is echter niet het geval voor verliesvrije bestanden. De snelheid van bestandsoverdracht zonder verlies is afhankelijk van de dichtheid en het volume van uw muziek. Twee lossless nummers op hetzelfde album kunnen bitsnelheden hebben van bijvoorbeeld 400 kbps en 900 kbps, maar wanneer ze worden afgespeeld, reproduceren ze de originele cd-audio met hetzelfde kwaliteitsniveau. Lossless-compressie gebruikt zoveel bits als nodig is en niet meer.