Vysvetlená kvalita zvuku: Bitová hĺbka vs. Vzorkovacia frekvencia

Keď hovoríme o kvalite zvuku, môže byť trochu ťažké porozumieť všetkému, čo sa deje. Ľudia na definovanie zvukového súboru používajú rôzne termíny a najhoršie je, že spoločnosti zvyčajne nevysvetľujú, keď týmto výrobkom fackujú tento zvukový žargón.

Dva pojmy, s ktorými sa často stretávame, sú bitová hĺbka a vzorkovacia frekvencia. Toto sú dva bežné pojmy, ktoré vidíme, keď sa pozrieme na vlastnosti zvukového súboru. Je dôležité vedieť, čo znamenajú a ako ovplyvňujú kvalitu zvuku, poďme sa teda pozrieť na to, čo tieto pojmy znamenajú.

Čo je to vzorkovacia frekvencia?

Digitálne obrázky sa skladajú z pixelov, malých kúskov farebných údajov, ktoré sa kombinujú a vytvárajú jeden konzistentný obrázok. Predstavte si digitálny zvukový súbor, ktorý je rovnaký ako digitálny obrázok. Pri zaznamenávaní zvuku je zvuk zachytený mikrofónom a putuje ako elektrický prúd do analógovo -digitálneho prevodníka (ADC).

ADC odoberie viac vzoriek prúdu a priradí im postupnosť binárnych číslic (niekoľko 1 s a 0 s); vzorky považujte za zvukový ekvivalent pixelov.

Rovnako ako viac pixelov na štvorcový palec znamená ostrejší obraz, viac vzoriek za sekundu znamená ostrejší zvuk. Počet vzoriek odobratých za sekundu sa nazýva vzorkovacia frekvencia.

Štandardné vzorové sadzby

Existujú štandardné vzorkovacie frekvencie, s ktorými musia byť softvérové ​​aj hardvérové ​​spoločnosti kompatibilné, aby všetko fungovalo správne. Ak vykonávate akúkoľvek prácu so zvukom, mali by ste byť oboznámení s niektorými štandardmi. Napríklad 8 kHz je štandardná vzorkovacia frekvencia na záznam ľudského hlasu. Ide o minimálnu vzorkovaciu frekvenciu na porozumenie reči; akékoľvek nižšie, a poslucháč bude mať problémy so zisťovaním slov.

Pokiaľ ide o hudbu, zvuk v kvalite CD má vzorkovaciu frekvenciu 44,1 kHz. To znamená, že ADC odoberá 44 100 vzoriek každú sekundu! Ide to iba odtiaľ, pretože ďalší štandard je 48 kHz; táto vzorkovacia frekvencia sa používa viac pre zvukové stopy filmov.

Na vyššom konci spektra máme 96 kHz, čo je viac ako zdvojnásobenie vzoriek za sekundu na 44,1 kHz a umožnenie čistšieho zvuku. S touto vzorkovacou frekvenciou sa však polemizuje, pretože ľudia väčšinou nevedia, či je 96 kHz potrebných.

Mnoho odborníkov má pocit, že 96 kHz je jednoducho prehnané. Apple dokonca ponúka zvuk na 192 kHz!

Súvisiace: Tieto tipy vám pomôžu nahrať vokály v štúdiovej kvalite doma

Čo je to bitová hĺbka?

Vzorkovacia frekvencia sa zaoberá čistotou zvuku, zatiaľ čo bitová hĺbka sa zaoberá množstvom šumu v zvuku. Keď sa vrátime späť, každej vzorke ADC priradí sekvenciu binárnych číslic. Počet binárnych číslic na vzorku sa nazýva bitová hĺbka.

ADC priradí každej vzorke binárne číslice na základe amplitúdy zvuku (sila prúdu, ktorý prechádza z mikrofónu). Takto replikuje zvukovú vlnu v digitálnej forme. Čím viac bitov na vzorku (čím viac výstupných pinov je na ACD), tým presnejšie môže ADC vlnu replikovať.

ADC sú však schopné priradiť každej vzorke iba konečný počet napätí. Ak teda vzorka spadne medzi dve napätia, automaticky sa zaokrúhli; tomu sa hovorí kvantizačný šum.

Vyššie uvedený graf ukazuje príklad zvukovej vlny, ktorá bola zaznamenaná prostredníctvom 2-bitového ADC. Aj keď pôvodná vlna (červená) vrcholí na náhodných úrovniach, kvantovaný digitálny signál (modrý) pristáva iba v prírastkoch 0,25 voltu. Nižšie bitové rýchlosti vnášajú do zvuku digitálny šum, pretože čím nižšia je bitová hĺbka, tým menej presne je vlna reprodukovaná.

Štandardné bitové hĺbky

Rovnako ako pri vzorkovacej frekvencii existujú v tomto odvetví rôzne štandardné bitové hĺbky. Zdá sa, že 8-bitový zvuk je minimálna bitová hĺbka, ktorú uvidíte. S ním budete počuť značné množstvo hluku, ale zvuk je stále funkčný.

Ďalším krokom je zvyčajne 16-bitový zvuk, ktorý je súčasťou zvuku v kvalite CD. Pri 16-bitovom zvuku zvyčajne nebudete počuť žiadny šum a väčšina ľudí ho môže nahrávať a upravovať bez väčších problémov. Okrem toho tu máme 24-bitový zvuk. Táto bitová hĺbka je preferovaná medzi profesionálnymi zvukovými inžiniermi. Vďaka 24-bitovému zvuku nemáte žiadny šum a máte lepší rozsah amplitúd, s ktorými môžete pracovať.

Nakoniec máme 32-bitový zvuk, ktorý je obklopený kontroverziami, podobne ako vzorkovacia frekvencia 96 kHz. Mnoho ľudí verí, že to nie je potrebné. Zvuk môžete upravovať v pohode v 16-bitových aj 24-bitových a 32-bitový zvuk sa zdá byť prehnaný.

Súvisiace: Najlepšie USB mikrofóny, ktoré si môžete kúpiť

Aký je optimálny vzorkovací kmitočet a bitová hĺbka?

Aké sú teda optimálne vzorkovacie rýchlosti a bitové hĺbky pre vaše potreby?

Príležitostné počúvanie

Ak ste príležitostný poslucháč, skutočne nebudete potrebovať nič vyššie ako 16-bitový zvuk. Niektoré služby ponúkajú vyššie bitové hĺbky, aby to znelo, akoby to znamenalo jasnejší zvuk, ale nie je tomu tak. Ak ste príležitostný poslucháč, mala by vám stačiť aj vzorkovacia frekvencia 44,1 kHz.

Audiofili a zvukoví inžinieri

Konverzácia sa zmení, keď hovoríme o audiofiloch a zvukových inžinieroch; oni vedia co DAC sú a používajú ďalšie zariadenia, aby čo najlepšie využili ich hudbu. 24-bitový zvuk by mal byť najlepšou voľbou z hľadiska šumu a dynamického rozsahu. Môže byť mäkší bez akéhokoľvek počuteľného hluku a hlasnejší bez akéhokoľvek skreslenia.

Pokiaľ ide o vzorkovaciu frekvenciu, konverzácia sa trochu zamotá. Niektorí ľudia tvrdia, že nerozoznajú rozdiel medzi 96 kHz a 44,1 kHz, zatiaľ čo iní tvrdia, že rozdiel počujú.

Vzorkovacia frekvencia vs. Bit Depth: Teraz to viete

Technológia môže byť náročná a ešte sa zhoršuje, keď sa tu hádajú rôzne pojmy bez akéhokoľvek vysvetlenia. Pri práci s digitálnym zvukom sa neustále stretávame so vzorkovacou frekvenciou a bitovou hĺbkou. Vedenie viac o týchto pojmoch vám pomôže lepšie porozumieť tomu, čo počúvate.

16-bit vs. 24-bit vs. 32-bitový zvuk

Aký je rozdiel medzi 16-bitovým a 24-bitovým zvukom? Dokážete ich vôbec rozlíšiť?

Čítajte ďalej

O autorovi