Studiotyöskentely ›

Ostin tuossa juuri digitallentimen ja sillä ruuvaillessa olen miettinyt noiden bittien ja näytetaajuuksien vaikutuksen eroja. Käytännön tasolla homma on itselleni selkeä: mitä suuremmat, sitä parempi ääni. Mitä suuremmat, sitä enemmän vie levytilaa.
 
Miten sitten on näiden kahden välillä, mikä vaikutus käytännössä on sillä jos on 44,1KHz & 24bit tai 96KHz & 16bit? Kumpi on parempi ja miksi?
 
Haen siis perusideaa bittiresoluution ja näytetaajuuden valitsemiseen sekä kaikkea äänittelevää tyyppiä mahdollisesti kiinnostavaa perustietoa asiasta.
 
Selvityksessä rautalanka on valttia.. heh.
 
Edit: Löysin yhden threadin aiheesta, mutta selitys ei ollut tyhjentävä.

.............

Karkeasti ottaen:
 
Näytteenottotaajuus määrittelee signaalin ylärajataajuuden, joka on noin puolet näytteenottotaajuudesta.

 
Yleensähän tuo ajatellaan niin päin, että näytteenottotaajuuden tulee olla kaksinkertainen signaalin sisältämään suurimpaan taajuuskomponenttiin nähden, jotta alkuperäinen signaali voidaan täydellisesti rekonstruioida (Nyquistin näytteenottoteoreema, lisäinfoa netistä).
 
Ja se näytteenottotaajuus siis ilmaisee, montako näytettä signaalista otetaan digitaaliseksi muunnettaessa sekunnin aikana.
 
Ja kun ihmisen kuuloalue ylettyy vain sinne 20 kHz saakka, niin 44 kHz suurempi näytteenottotaajuus ei teoriassa ole järkevä. Mutta kun noita muunnoksia pyöritellään ja käsitellään, niin ei se suurempi näytteenottotaajuus toki pahaksi liene, jos laitteet moiseen kykenevät. CD:lle laitettaessahan se kuitenkin pudotetaan sinne 44.1 kHz:iin.
 
Bittimäärä määrittelee kuinka monta eri arvoa näytteelle voidaan antaa. esim. 16 bit -> 65536 eri arvoa.
 
Rautalangasta: Ensin otetaan tietyin välein näytteitä (välin ilmaisee näytteenottotaajuus) ja jokaiselle näytteelle annetaan arvo, joka voi vaihdella ennalta sovitulla asteikolla. Tämän asteikon tarkkuus määritellään sitten erottelukyvyllä eli resoluutiolla, bitteinä. Eli juuri noin kuin yllä sanottiin, 16-bittisellä koodauksella yksi näyte voi saada noin monta arvoa, 8-bittisessä 256 eri arvoa (jolloin äänenlaatu jo selkeästi heikkenee).
 
16-bitin resoluutiolla saavutetaan varmasti ihan riittävä äänenlaatu ja dynamiikankaan ei pitäisi kärsiä, koskapa 1 bitti vastaa 6 dB dynamiikkaa ja 16 bitillä saavutetaan siis 96 dB dynamiikka, jonka luulisi riittävän kaikkeen.

Itse nauhotan 44,1khz/20bit. Bittejä on kiva käyttää "liikaa". Sanotaanpa vaikka että nauhoitat ääntä, joka ei pyörikään koko ajan siellä nollan lähellä, sanotaanpa vaikkapa keskiarvo on -12dB, huippuarvot -1dB. Se -12dB-tasoinen ääni on siis lähempänä jotain 12-bittistä ääntä. Jos on käytössä ylenmäärin bittejä, niin on varaa heittää poiskin kompressoidessa. Eli lopputuotetta (CD) varten pudotat yli 16-bittiset jutut 16-bittiseksi, eikä niin että nostat alle 16-bittiset jutut 16-bittiseksi. Öö. Hifimpää, ainakin mielikuvitustasolla.

Suurempi on aina tietysti teoriassa parempi, niin biteissä kuin näytteenottotaajuuksissakin, mutta reaalimaailmaksi kutsuttu epäideaalinen ympäristö ja meidän ihmisten fysiologia asettavat omat käytännön rajansa minkä jälkeen kummankaan kasvattamisella ei saada mitään lisäarvoa aikaan.
 
Ihmisen kuulon noin 20kHz:n ylärajataajuus rajoittaa näytteenottotaajuuden kasvattamisesta saatavaa hyötyä siten että yli 44,1kHz:n näytteenottotaajuuden hyödyistä ei ole tietääkseni saatu minkäänlaista tieteellisesti pitävää näyttöä tähän päivään mennessä. Hiljattain julkaistiin juuri japanilainen tutkimus missä harjaantuneetkaan koehenkilöt eivät saaneet systemaattista eroa kuunnellessaa 44,1kHz ja 96kHz näytteenottotaajuuksilla tallennettuja musiikkinäytteitä.
 
Teoreettinen bittimäärä taas ilmaisee sen kuinka suuria dynamiikkavaihteluita voidaan tallettaa ja 16 bitillä tämä luku on n. 96dB ja 24 bitillä 144dB. Tuo 96 dB:n dynamiikka-alue riittää lähes kaikkien, ainakin mikrofoneilla taltioitujen äänlähteiden, dynamiikan tallentamiseen ja tallentimien elektroniikan sisäinen kohina rajoittaa jo teoriassa mahdollisen käytettävissä olevan dynamiikka-alueen reilusti alle tuon 144dB.
 
Näistä syistä ainakin itse katson että 16bit/44,1kHz taso on harrastelijatasolla aivan riittävä tallennustarkkuus ja kaikki siitä ylöspäin on turhaa resurssien tuhlausta. Koska nykyisten tietokone-DAWien pullonkaula on pitkälti levyliikenne niin minusta ei ole todellakaan järkevää tuhlata kallista levyliikennekapasiteettia 32 bittisten 96 kHz tiedostojen lukuun/kirjoitukseen kun yhden tälläisen raidan sijaan voi levyltä lukea ja sinne kirjoittaa neljä 16bit/44kHz raitaa, ellei käytössä ole todella järeää rautaa ja kaistaa hukattavaksi asti.
 
Bittisyvyydestä sen verran vielä, että sillä kuinka monella bitillä ääni digitoidaan tai tallennetaan levylle tiedostoksi ei ole mitään tekemistä sen kanssa kuinka monibittisinä näitä tiedostoja ohjelmassa käsitellään. Nykyaikaiset audio-ohjelmat käsittelevän datan 32 bittisinä liukulukuina joten olipa se data levyllä tai tulipa se äänikortilta 16 tai 24 bitin levyisenä niin se aina ensin muutetaan 32 bittiseksi luikuluvuksi lisäämällä alkuperäiseen bittimäärään tarpeeksi nollia perään. 24 bittisessä datassa ne n. 7 viimeistä bittiä on kuitenkin käytännössä satunnaista kohinaa joten sillä ei käytännössä ole juurikaan eroa 16 bittiin verrattuna. Jos ohjelmassa tehdään välimiksauksia, joita tallennetaan levylle niin silloin 24 bitistä voisi kuvitella olevan jotain hyötyä.

Joo mut jos äänittää rokkia (kitara, basso,rummut ja laulu)
niin mikä riittää tähän hommaan?
 
Mut jos äänittää sinfoniaa tai vastaavaa kamaa niin mikä tähän?
 
Lähinnä kiinnostaa se et mikä riittää rokin äänittämiseen?

Joo mut jos äänittää rokkia (kitara, basso,rummut ja laulu)
niin mikä riittää tähän hommaan?
 
Mut jos äänittää sinfoniaa tai vastaavaa kamaa niin mikä tähän?
 
Lähinnä kiinnostaa se et mikä riittää rokin äänittämiseen?
 
Eihän noiden puolesta paljoa eroa ole muulla kuin dynamiikalla, ja 16-bittinen koodaus riittää 96 dB:n dynamiikka-alueella varmasti klasariinkin.

Eihän noiden puolesta paljoa eroa ole muulla kuin dynamiikalla, ja 16-bittinen koodaus riittää 96 dB:n dynamiikka-alueella varmasti klasariinkin.
 
Toisaalta - mitä suurempi bittisyvyys, sitä vähemmän pyöristykset sun muut aiheuttavat skröbyä silloin kun audiolle tehdään laskutoimitus - ts. sitä käsitellään tietokoneella yhtään mitenkään.
 
Jolloin - teoriassa - klassisessa musiikissa soundi pysyy paremmin kuosissa pienemmälläkin bittisyvyydellä, JOS audiolle ei tarvitse tehdä mitään koneella. Kun taas rokimmassa kamassa, jossa käytetään efektejä ja moniraitatekniikkaa, suuremmasta bittisyvyydestä olisi periaatteessa enemmän iloa.
 
Noin teoriassa.

Toisaalta - mitä suurempi bittisyvyys, sitä vähemmän pyöristykset sun muut aiheuttavat skröbyä silloin kun audiolle tehdään laskutoimitus - ts. sitä käsitellään tietokoneella yhtään mitenkään.
 
Jolloin - teoriassa - klassisessa musiikissa soundi pysyy paremmin kuosissa pienemmälläkin bittisyvyydellä, JOS audiolle ei tarvitse tehdä mitään koneella. Kun taas rokimmassa kamassa, jossa käytetään efektejä ja moniraitatekniikkaa, suuremmasta bittisyvyydestä olisi periaatteessa enemmän iloa.

 
Hyvä pointti.
 
Elikä mieluummin kunnolla "varaa" bittisyvyyteen, että jää algoritmeille ja signaalimuunnoksille ylimääräistä sotkettavaksi :)

Jolloin - teoriassa - klassisessa musiikissa soundi pysyy paremmin kuosissa pienemmälläkin bittisyvyydellä, JOS audiolle ei tarvitse tehdä mitään koneella. Kun taas rokimmassa kamassa, jossa käytetään efektejä ja moniraitatekniikkaa, suuremmasta bittisyvyydestä olisi periaatteessa enemmän iloa
 
Kyllä klasarimusa tarvii parhaan mahdollisen näytteenottotaajuuden johtuen jo klassisen musan dynamiikan vaihtelusta, välillä kuiskaillaan ja kertsissä räimitään rankemmin kuin b-luokan blackmetal bändin levyllä. Populaarimusa on paljon tiiviimmin pakattua nykyään saundillisesti. 24 bitin muuntimilla tehty äänite on paljon luonnollisempi ja vähemmän "digitaalisen" kuuloinen kuin 16 bittinen.

96khz-äänessä voi tunkea dithering-kohinan sinne kuuloalueen ulkopuolelle. Muita iloja en juuri keksi. Ja tietysti, pitäähän niille hifilehden innoittamana ostetuille superdiskanteille saada "hyötykäyttöä". Koirat ja lepakot kaatuu maahan ja tärisee ilosta.

Kyllä klasarimusa tarvii parhaan mahdollisen näytteenottotaajuuden johtuen jo klassisen musan dynamiikan vaihtelusta, välillä kuiskaillaan ja kertsissä räimitään rankemmin kuin b-luokan blackmetal bändin levyllä. Populaarimusa on paljon tiiviimmin pakattua nykyään saundillisesti. 24 bitin muuntimilla tehty äänite on paljon luonnollisempi ja vähemmän "digitaalisen" kuuloinen kuin 16 bittinen.
 
Eikö klasarin dynamiikanvaihtelu pysy 96 dB:n rajoissa?
 
24-bittisellä dynamiikka voi vaihdella 144 dB rajoissa toki, mutta olisiko jollakin heittää faktoja jostakin ääriesimerkistä klassisen parista, jossa tuo 96 dB ei riittäisi?

Haen siis perusideaa bittiresoluution ja näytetaajuuden valitsemiseen sekä kaikkea äänittelevää tyyppiä mahdollisesti kiinnostavaa perustietoa asiasta.

 
Kiitos paljon tiedosta kaikille!
 
Hieman oli - kuten yleensä - ristiriitaista tietoa, mutta jos oikein ymmärsin niin 44,1 & 16 riittää meidän demojutuissa aivan hyvin. Jos sitten otan stereoparilla klassista, levytilaa ei muutenkaan kulu kahteen raitaan paljoa = antaa mennä 24 bittisenä.

Toisaalta - mitä suurempi bittisyvyys, sitä vähemmän pyöristykset sun muut aiheuttavat skröbyä silloin kun audiolle tehdään laskutoimitus - ts. sitä käsitellään tietokoneella yhtään mitenkään.
 
A/D/A - muuntimien toteutus vaikuttaa myös - ei pelkkä bittimäärä tai näytetaajuus.
 
Oversampling ja dithering -systeemit ovat juuri säröjen vähentämiseksi.
 
Niinhän 80-luvulla insinöörit todistivat, että CD-levyllä on virheetön ja luonnollinen ääni. Muka 44 kHz riittää kuuloalueen näytteistämiseen - katin kontit - kun piirtää siniaallon ja laittaa eri kohtiin aaltoa 2 näyteentottoa, huomaa, että arvo on täysin kiinni mihin kohti näyte sattuu. Sepä siinä.
 
Ja omilla korvillaan on voinut tuon huomata - niinpä nyt sitten vihdoin ollaan kuluttajillekin tuomassa tasokkaampia superaudioita yms.

kun piirtää siniaallon ja laittaa eri kohtiin aaltoa 2 näyteentottoa, huomaa, että arvo on täysin kiinni mihin kohti näyte sattuu. Sepä siinä.

 
Niinhän se pitääkin olla? Ymmärrän nyt varmaan eri asiaa kuin tarkoitat.

Ja omilla korvillaan on voinut tuon huomata - niinpä nyt sitten vihdoin ollaan kuluttajillekin tuomassa tasokkaampia superaudioita yms.
 
Joopa joo. Muistakaa, että MP3 koodauksessakin äänestä hävitetään ihan tuhoton määrä informaatiota. Ja onko se ero niin uskomattoman suuri? (en nyt puhu mistään himonussija pakkauksesta).
 
Kyllä 44,1kHz ja 16 bittiä riittää ihan hyvin. Sitä paitsi sekvensserit yleensä käsittelevät ääntä 32 bittisenä.
 
Lisäksi tulee ottaa huomioon se, että jos esim nauhoittaa 96kHz ja 24b se kuitenkin pitää kääntää muotoon 44,1/16. Ja se miltä se käännös kuulostaa riippuu aivan siitä millä se käännös tehdään.
 
Ja loppujen lopuksi. Vaikka sanotaan, että ihmisen kuuloalue on 20Hz...20kHz, oikeasti hyvin harvan ihmisen kuuloaisti ulottuu tonne 20kiloon.
 
Mielestäni on turhaa tehon ja levytilan haaskaamista cd-tasoa suuremmat resoluutiot ja näytteetottotaajuudet. Loppujen lopuksi se laatu kuitenkin johtuu laitteistosta, esim äänikortin AD-muuntimesta ja muista signaaliketjun laitteista. Niin ja tietysti miksauksesta ja masteroinnista.

Kyllä 44,1kHz ja 16 bittiä riittää ihan hyvin. - - - Lisäksi tulee ottaa huomioon se, että jos esim nauhoittaa 96kHz ja 24b se kuitenkin pitää kääntää muotoon 44,1/16.
 
Joo, mutta se matematiikka matkan varrella siinä ratkaisee. Kyllä 44,1 on ihan yhtä hyvä 44,1 äänityksessä ja toistossa, jos on hyvät muuntimet, mutta jos signaalia muokataan tai - tavaton! - summataan digipuolella useita signaaleja yhteen, turvamarginaalia on hyvä olla enemmän.

Joopa joo. Muistakaa, että MP3 koodauksessakin äänestä hävitetään ihan tuhoton määrä informaatiota. Ja onko se ero niin uskomattoman suuri? .

On!

Hei! Tuota olen ihmetellyt. Viitsisikö joku kertoa mikä juttu tuo dithering -systeemi oikein on? Omassa Yamaha raiturissakin se on. Itsellä ei pienintäkään käsitystä...