Как в цифровом аудио битность (разрядность) связана с искажениями и разрешением (динамическим диапазоном)?
Любые данные, включая и аудио, в цифровом устройстве передаются, обрабатываются и хранятся в виде двоичного кода: единиц и нулей, наличия или отсутствия напряжения на входе цифровых схем. Если посмотреть на прямоугольный сигнал, который выдает тактовый опорный генератор, то это уже есть непрерывный поток единиц и нулей - битов, к которым привязываются все остальные сигналы, включая и сами данные.
Чтобы цифровое устройство могло выполнять свои базовые функции - передавать, обрабатывать и хранить данные, поток битов нужно разбить на ячейки, "смысловые" кусочки, цифровые "слова", чтобы они могли уже представлять данные. Длина цифрового "слова" может быть 8, 16, 24, 32, 64 и т.д. бит. Цифровое "слово" состоящее из 8 бит называется байтом и процессор, например, в компьютере "понимает" его как единое смысловое целое; прямо как в языке - мы же не буквально воспринимаем идиомы типа "когда рак на горе свистнет" или "бабушка надвое сказала", а извлекаем смысл "никогда" и "неизвестно".
Таким образом, битность или разрядность аудио данных может быть 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 24, 32 и т.д. бит. Чем больше битность, тем длиннее цифровые "слова", тем бОльшая "ёмкость", "вместимость" у каждого "слова". И если нужно без искажений и в полном объеме оцифровать очень громкий аудио сигнал или очень яркий, насыщенный видео сигнал, то цифровые "слова" должны быть длинными. Бытовая аналогия. Жидкость объемом 3 литра вся не поместится в однолитровой банке, потому что однолитровая банка способна вместить в себя только 1 литр, значит, два литра из трех перельются через край и пропадут. Но если взять банку объемом 3 литра и налить в нее наши три литра жидкости, то все три литра сохранятся, но в банке не останется свободного места на тот случай, если исходной жидкости окажется чуть больше. Но если взять банку объемом 5 литров и налить в нее три литра жидкости, то и все три литра сохранятся, и в банке еще останется свободное резервное место. Эта аналогия с банками призвана помочь понять связь между динамическим диапазоном и битностью, между разрешением и разрядностью - чем выше битность (объем банки) , тем больший динамический диапазон (объем сохраненной жидкости) можно оцифровать (сохранить).
Как вы уже поняли, разрядность (битность) в первую очередь влияет на амплитудную характеристику сигнала и не оказывает влияния на частотную характеристику, которая ограничивается только частотой дискретизации. https://www.vsetutonline.com/forum/s...d.php?t=267174
Вот так выглядит синусоидальный сигнал 1 кГц разрядностью 32 bit с уровнем громкости превышающей 0 дБ на 3 дБ:
Как видите, разрядности 32 bit более чем достаточно, чтобы вместить ненормально громкий сигнал без каких-либо искажений. Обратите внимание, какая чистая спектрограмма.
А вот так выглядит тот же синусоидальный сигнал 1 кГц с уровнем громкости превышающей 0 дБ на 3 дБ, но сохраненный в файл с разрядностью 16 bit :
Все пики, которые были выше 0 дБ, срезаны и синусоида превратилась почти в меандр (прямоугольный сигнал). На спектрограмме видно, что гармоник (искажений) более чем. Поэтому при мастеринге в 16 битных программах нужно следить, чтобы уровень громкости фонограмм был ниже 0 дБ.
А вот еще такие искажения сигнала появятся, если снижать разрядность:
сигнал 10 кГц с разрядностью 32 bit - спектрограмма чистая
сигнал 10 кГц с разрядностью 16 bit - в спектрограмме вырос лес гармоник
сигнал 10 кГц с разрядностью 8 bit - лес гармоник стал непроходимым
Поэтому в контексте поста "Улучшится ли звук, если сжатый формат типа mp3 разжать в PCM и увеличить битность?" https://www.vsetutonline.com/forum/s...d.php?t=267156 и в баночной аналогии - это то же самое, что перелить один литр воды из однолитровой банки в пятилитровую.
А вот так обстоят дела с очень тихими звуками:
44.1 сигнал 1 кГц разрядностью 24 bit громкостью -60 дБ - лес гармоник, шумовая полка (noise floor) не выше - 100 дБ
динамический диапазон расположен между 0 дБ и вершинами "леса" гармоник\шума и составил 100-105 дБ.
44.1 сигнал 1 кГц разрядностью 16 bit громкостью -60 дБ - лесище гармоник до - 60 дБ
а теперь динамический диапазон сузился до 55-60 дБ
Последний раз редактировалось shurik_pronkin; 05.10.2024 в 22:12.
__________________ Помогая форуму ВТО, вы прежде всего помогаете себе! А не делаете что-то абстрактное для «других», совершенно незнакомых и безразличных вам людей.
Если уровень громкости не более 0 дБ, то разницы никакой нет.
А вот если аудиофайл 32/44100 с уровнем громкости больше 0 дБ пересохранить в файл 24/44100 или 16/44100 или 8/44100, то всё, что выше 0 дБ срежется и звук станет хрипеть.
__________________ Помогая форуму ВТО, вы прежде всего помогаете себе! А не делаете что-то абстрактное для «других», совершенно незнакомых и безразличных вам людей.
При производстве музыки, мастеринге этого же никак не избежать, когда фильтры накладываются, всё начинает вылазить выше 0 дБ, поэтому вся обработка ведется только в 32 бит или даже 64 бит. Но когда вся обработка завершена, фонограмма сведена и т.п., общий уровень громкости уменьшают, компрессорами давят, чтобы пики не выходили за 0 дБ и сохраняют уже в "потребительские" 16 bit или 24 бит.
Последний раз редактировалось shurik_pronkin; 04.10.2024 в 18:50.
shurik_pronkin, Дениса интересует компакт-кассета. Тиражка скорей всего.
Цифровать он будет в максимальных параметрах для АЦП, а раздавать и хранить не выше обозначенных
24-44100, 16-44100 (24-48000, 16-48000)
Эта кассета может быть растиражирована и на тиражере с убыстренной скоростью. То есть там о качестве не может быть и речи.
Даже если он ее переберет поменяет корпус, прижим и на деку последнюю в линейке дек поставит - это никак не Hi-Res в цифре.
__________________ О нас думают плохо лишь те, кто хуже нас. А те, кто лучше нас, им просто не до нас. --Омар Хайям
Обновления по запросу — на Я.Ди. «Мэйл-облако» для тех, кто помогает нашему интернет-проекту, и для тех, кто хотел бы это делать, но пока не знает, как.
Помогая форуму ВТО, вы прежде всего помогаете себе! А не делаете что-то абстрактное для «других», совершенно незнакомых и безразличных вам людей.
Hi-Res Audio — это «аудио без потерь, способное воспроизвести полный спектр звука из записи, мастеринг которой был выполнен в качестве, превышающем CD (выше 16 бит/44 кГц), и которое отражает то, что изначально задумывали авторы, продюсеры и звукоинженеры».
Тиражки в большинстве случаев повтрят компакты CD
Для чего тогда этот магнитофон в этом году?
__________________ О нас думают плохо лишь те, кто хуже нас. А те, кто лучше нас, им просто не до нас. --Омар Хайям
Обновления по запросу — на Я.Ди. «Мэйл-облако» для тех, кто помогает нашему интернет-проекту, и для тех, кто хотел бы это делать, но пока не знает, как.
Помогая форуму ВТО, вы прежде всего помогаете себе! А не делаете что-то абстрактное для «других», совершенно незнакомых и безразличных вам людей.
shurik_pronkin, Дениса интересует компакт-кассета. Тиражка скорей всего.
Цифровать он будет в максимальных параметрах для АЦП, а раздавать и хранить не выше обозначенных
24-44100, 16-44100 (24-48000, 16-48000)
Эта кассета может быть растиражирована и на тиражере с убыстренной скоростью. То есть там о качестве не может быть и речи.
Даже если он ее переберет поменяет корпус, прижим и на деку последнюю в линейке дек поставит - это никак не Hi-Res в цифре.
На трекере кассеты релизят FLAC 24/96
и ALAC 24/48
У наших у четырех был портативный Zoom4H, у одного таскам и все они делали WAV 24/96
Основное предназначение обоих и Зум и Таскам синхронизировать с видеокамерой и записать звук с микрофона, где штатный звук оставляет желать большего.
__________________ О нас думают плохо лишь те, кто хуже нас. А те, кто лучше нас, им просто не до нас. --Омар Хайям
Обновления по запросу — на Я.Ди. «Мэйл-облако» для тех, кто помогает нашему интернет-проекту, и для тех, кто хотел бы это делать, но пока не знает, как.
Помогая форуму ВТО, вы прежде всего помогаете себе! А не делаете что-то абстрактное для «других», совершенно незнакомых и безразличных вам людей.
Как в цифровом аудио битность (разрядность) связана с искажениями и разрешением (динамическим диапазоном)?
Линейный вид
