Näytteenottotaajuus ja bittisyys

No minähän en luonnollisestikaan mitään asiasta tiedä, mutta mun käsityksen mukaan tässä on sama tilanne, ku esim. autojen kanssa liikenteessä: miks auton pitäs kulkee kahtasataa, vaikka korkein nopeusrajoitus on 120?

Eivaan, mä luulen että toi "pelivara" on ehkä lähinnä totuutta. Tai toisaalta toinen analogia mikä tuli mieleen grafiikan maailmasta olis semmoinen, että kun teet pc:llä mitä tahansa graafista työtä, kannattaa se tehdä lopullisen julkaisun vaatimaa tarkkuutta hieman vielä paremmalla tarkkuudella, sillä kun sen lopullisen valmiin työn pienentää julkaisukokoon, tekee esim. photarin bicubic-filtteri jäljestä hyvän näköistä ja piilottaa pienet virheet.

Toisaalta kannattaa ehkä vielä mainita toistamiseen, että en (selvästikään) tiedä asiasta mitään ja jaarittelen vaan tässä jotain omiani. :hah:

http://entertainment.howstuffworks.com/analog-digital.htm
tuolla on varmaan enemmän juttua tuosta.

24-bittinen kuulostaa paremmalta kuin 16-bittinen, sekä 24-bit että 16-bit playbackilla (edellyttäen kunnollista ditheriä ja noiseshapingia). Tämä johtuu extrabittien luomasta suuremmasta resoluutiosta joka puolestaan mm. vähentää kvantisointivirheiden määrää.

Vaatii kylläkin melkoisen kultakorva-audiofiilin että eron pystyy huomaamaan, etenkin mikäli materiaali on normaalia minimidynamiikalle redusoitua konebiittiä.

vielä yksi linkki:
http://www4.tomshardware.com/video/20021106/audigy2-03.html

Viitsisikö joku asiaatunteva kertoa mulle, minkä takia samplaaminen
24/96-tasoilla kannattaa? Jotenkin luulisi näin puolimaallikkona, että
lopputuloksen ollessa 16/44.1 ja kaiken käsittelyn digitaalista, niin
"oversamplaamisen" hyöty on aika marginaalinen. Olenko ihan väärillä
jäljillä, ja onko tähän joku ihan perusteltu kunnollinen syy, muu kuin että
bittisyyteen ja näytteenottotaajuuteen jätetään "pelivaraa"?

Itse luulin aikanaan et sillä ei oo merkitystä ja nyt voi vaan lähinnä repeillä sille miten kuraa saundia silleen on saanut aikaan :):) Se pelivara just takaa sen ettei lopputuloksen saundin dynamiikka kärsi niin paljoa - esim. -> jos sä vaihdat sen 16 bit samplen leveliä hiljemmalle tai kovemmalle niin se vaikuttaa jo aika nihkeesti jos alkup näyte on 16bit ja se ajetaan vielä ulos sekkarin moottorin ulos 16 bit.

Izotopen sivuilla on muuten ihan saatanan hyvä ja selkokielinen artikkeli nimenomaan bittisyydestä ( oikeestaan ditheröinnistä mut siitä selviää aika hyvin jotain juttuja )...

Joku joka osaa hyvin tiivistää tän vois sen kertoo mut siis se on kyl ihan looginen juttu...

Minä en sitten tiedä käytännön musiikintekemisestä paljon mitään, mutta kirjoitanpa nyt jotain.

Nuo kilohertsit tarkoittavat yksinkertaisuudessaan sitä, kuinka monta näytettä sekunnissa äänessä on. Vastaa ikäänkuin kuvan pikselien määrää. Bitit taas tarkoittavat sitä, kuinka tarkasti kunkin näytteen arvo voidaan ilmoittaa. 16 bittiä tarkoittaa sitä, että kullakin näytteellä on 2^16 mahdollista arvoa. 24 bittiä vastaavasti. 24-bittisen signaalin näytteiden arvot voidaan siis valita 2^8 = 256 kertaa suuremmasta lukujoukosta, joten tarkkuus on paljon parempi.

Tällä tarkkuudella on merkitystä, kun signaalia prosessoidaan. Koska signaali voi saada vain tiettyjä arvoja, joiden määrä on siis rajattu, alkuperäisen signaalin informaatiota siis hukataan väkisinkin, koska näytteitä joudutaan pyöristämään lähimpään käytettävissä olevaan. Kun bittejä on enemmän, ja siis tarkkuus on suurempi, ei informaatiota tarvitse hukata niin paljon, koska tarvittava pyöristys on vähäisempää.

Tässä yksi intternetistä bongattu esimerkkitehtävä (tosin kuvankäsittelyyn liittyen) on aika havainnollistava, vaikka onkin aika äärimmäinen. Osaatte varmaan vetää tästä johtopäätöksiä myös äänenkäsittelyyn, koska samalla tavalla numerojonojen prosessointiahan ovat sekä kuvan- että äänenkäsittely.

1. Avaa photoshopissa tavallinen 8-bittinen jpg-kuva
2. Kopioi kuva fotarissa ja muuta se 16-bittiseksi
3. Tee molemmille kuville sama temppu: Levels-toiminnosta säädä oikeanpuoleiseen Output Levels -boksiin arvo 2 ja paina OK.
4. Taas molemmille kuville: Levels-toiminnosta säädä oikeanpuoleiseen Input Levels -boksiin arvo 2 ja paina OK.

Huomaatko lopputuloksessa mitään eroa, etenkin alkuperäiseen verrattuna? :)

Juu headroomiahan sillä lisäbiteillä saadaan, ei tule klippaus tai kohina niin helposti vastaan, kun käsitellään signaalia.

Uudessa Sound on Soundissa oli juttua aiheesta, esmes 32-bittisillä floating-point digitiskeillä dynamiikka on noin 1500dB. Siis käytännössä rajaton.

Juu headroomiahan sillä lisäbiteillä saadaan, ei tule klippaus tai kohina niin helposti vastaan, kun käsitellään signaalia.

Uudessa Sound on Soundissa oli juttua aiheesta, esmes 32-bittisillä floating-point digitiskeillä dynamiikka on noin 1500dB. Siis käytännössä rajaton.

ohoh hienoo... oonki ettiny artikkeleita audiokäytön 32-bit floatista ja tähänasti on löytyny vaan 1 järkevä... kiitos!! pitääkin rientää heti koulun kirjastoon loman jälkeen :)

se mun löytämä artikkeli löytyykin muuten täältä: http://service.steinberg.net/knowledge_pro.nsf/SearchReturnViewE/640F2835D6038517C1256BAA004F6717?OpenDocument

toi teksti on kohtalaisen pelkistettyy läppää eli ihan helkutin hyvää lukemista perusteiden hiffaamiseen. Ei nyt ihan pelkästään bittisyydestä itsestään mut kuitenkin

Ei sillä kai liene väliä miten se on tehty, vaan sillä miltä se lopulta kuulostaa. Pikku särö, lyttäys ja kohina voi antaa soundeille ilmettä. :)

Viitsisikö joku asiaatunteva kertoa mulle, minkä takia samplaaminen
24/96-tasoilla kannattaa? Jotenkin luulisi näin puolimaallikkona, että
lopputuloksen ollessa 16/44.1 ja kaiken käsittelyn digitaalista, niin
"oversamplaamisen" hyöty on aika marginaalinen. Olenko ihan väärillä
jäljillä, ja onko tähän joku ihan perusteltu kunnollinen syy, muu kuin että
bittisyyteen ja näytteenottotaajuuteen jätetään "pelivaraa"?

Bulk sanoi oikein eli headroomia tulee lisää, äänessä on enemmän
"tilaa" kun esim miksataan raitoja päällekäin. Kaks raitaa erottuu
toisistaan paremmin. En itse käytä 96:sta, mutta 24bit on ehdoton, koska
sämplään lähes ainoastaan hardwaresyntikoita. En ole raudan saloihin
tutustunut, mutta olettaisin että AD/DA tekee vähemmän korvinkuultavia
virheitä isommalla bittisyydellä ja näytteenottotaajuudella, siks se jo
kuulostaa paremmalta.

Klassista tai akustista musaa tallettaessa 24bit on ollu tosi tarpeellinen jo pitkään, just ton headroomin takia. Hiljaiset kohdat (esim. klassisessa ne hiljaset kohdat voi todellakin olla hiljaisia kohtia) saattaa tallentua huonosti (virheitä yms) 16-bittisenä..

Konemusa (=kiksu ;) ) nyt on yleisesti ottaen niin prosessoituu kamaa (pinnassa ja kovalla) että tolla ei oo siinä mielessä väliä, mut kyllä se 24-bittisyys soundeille kuitenkin tilaa antaa miksatessa.

Tossa on yks syy siihen miks kalliit äänikortit soundaa jo 16bittisenä paremmalle kuin perusblasteri, eli niissä on jo heti kättelyssä paremmat speksit näitten headroomien yms. suhteen :)

Tässä on myös artikkeli joka kannattaa lukea:

http://www.apogeedigital.com/pdf/UV22-OS.pdf

4 sivua PDF:ää D/A-muunnoksesta.

Joo, mä luin jonkun Digital Audio Recording-opuksen tossa pari vuotta
sitten, se oli julkastu joskus 1992 mut asia oli periaatteessa ihan samaa
kuin nykyäänkin, siinä selitettiin ditheröinti, bit/khz:än merkitys ja kaikki
olennanen A-D-A-signaaliketjusta. Sen luettuani aloin hieman ihmettele-
mään minkätakia täysin digitaalisessa ympäristössä vannotaan niin
hirveästi ton 24bit/96khz-setin nimeen, koska olettais että digitaalisista
näytteistä lasketut miksauskeskiarvot laskettais lähtökohtaisesti syntikka-
lähteissäkin niin tarkkaan, ettei kahdeksan "ekstrabitin" vaikutusta juuri-
kaan huomaisi. Kiitos kuitenkin lähteistä, noissa onkin lisälukemista sitä
hetkeä varten kun sille löytyy jaksamista.

Yksittäisissä lähteissä tuolla bittisyvyydellä ei juurikaan ole väliä (esim sämplätessä), mutta useita kanavia yhteenlaskettaessa lisäbittisyydestä onkin sitten sitä enemmän hyötyä, juuri lisääntyneen dynamiikan vuoksi.

Sämplätessä ei edes ole mitään järkeä käyttää 24bittistä syvempää bitratea, mutta miksausvaiheessa digitaalidomainillla 32bittiä on kova sana, kun aletaan laskemaan useita 24-bittisiä näytteitä yhteen.

mä en ihan ymmärrä :(

Jos mä lasken kahdesta 16 bit näytteestä keskiarvon, ts. miksaan
ne toisiinsa ni enkö mä saa saman tuloksen kuin jos lasken
kahdesta 24 bit näytteestä keskiarvon ja pyöristän sen 16 bittiin?

Eikö lopputuloksen ditheröinti DA-muuntimessa kuitenkin peitä ne pienet
mahdollisesti saavutetut edut, mitkä esim. 32 bit näytteitä yhteen laske-
malla saadaan?

Onko mulla joku aivan typerä ajatusvirhe tässä? :) Kyl mä uskon kun
sanotte mut yritän ymmärtää myös :)

Tää menee lähes henkisiin asioihin. 24- 32-bittisyyttä taidetaan käyttää
pääasiassa kohinoiden vähentämiseen miksausvaiheessa.
Yritetäänpä tälläisellä esimerkillä:
Oletetaan että teet musiikkia 16-bittisessä tilassa.
Kun miksaat useita raitoja päällekäin, sulla tulee 16-bitillä headroom
vastaan. Jos miksaat 20kpl dynamiikan huipputasosta -1dB olevaa
sämpleä päällekäin, sulla menee ääni hirveeks särömökäks. Jottei se
menis särömökäks ja haluat pitää sämplejen miksauksen tasapainon
kohdillaan, sun pitää hiljentää näitä sämplejä melkoisesti. Ja kun hiljennät
niitä, 16-bitillä tarkkuus tulee vastaan, sämplätyn äänen "bittisyys" kärsii,
eli sitä joudutaan hiljentämään niin, että sämplen alkuperäiset
hiljaisimmat äänet joudutaan poistamaan. Biisin teon loppuvaiheessa
(esim masterointi) joudutaan lujentamaan ääntä jolloin ne 16-bitin
hiljaisimmat äänet, eli tässä tapauksessa kohinat tulee huomattavan
paljon pinnalle (jokainen soundi kohisee hieman, 20 kohisevan äänen
tasoa kovennetaan saman verran -> helvetin paljon enemmän kohinaa).
Esim 24bitillä miksattaessa kohinat voisivat vielä tällöin olla lähes
olemattomia (ennen äänenvoimakkuuden koventamista kohinat ja osa
äänestä olisivat olleet vielä 16-bitin rajan, -96dB:n alapuolella, leikkausta
ei olisi tapahtunut läheskään niin paljoa, jos ollenkaan).

Eli 16-bittisen äänen tarkkuus kärsii kun ääntä hiljennetään tai
manipuloidaan (DSP) 16-bittisessä tilassa, 32- tai 24-bittisessä työtilassa
16-bittinen ääni ei kärsi läheskään yhtä paljon, jos ollenkaan.

Tämän lisäks itse uskoisin sämplätessä olevan 24-bitillä suuri osa
lopputuloksesta. Esim:
A/D muunnoksessa 24-bit ääni sisältää vähemmän virheitä
(pyöristykset digitaalisiin arvoihin) kuin 16-bit, jossa ääni pyöristetään
vähemmän tarkkoihin arvoihin. 20kpl 24-bit raitaa päällekäin kuulostaa
varmasti tarkemmalta miksauksen jälkeen kuin 20kpl 16-bit raitaa.
Siks analogimikseri kuulostaa digitaalimikseriä tarkemmalta kohinoista
huolimatta, kun pyöristyksiä ei välissä tehdä.
Nyt en enempää jaksa kirjoittaa, nukkumaan :) ->

Toivottavasti selvitti jotain.

Jos mä lasken kahdesta 16 bit näytteestä keskiarvon, ts. miksaan
ne toisiinsa ni enkö mä saa saman tuloksen kuin jos lasken
kahdesta 24 bit näytteestä keskiarvon ja pyöristän sen 16 bittiin?

Eikö lopputuloksen ditheröinti DA-muuntimessa kuitenkin peitä ne pienet
mahdollisesti saavutetut edut, mitkä esim. 32 bit näytteitä yhteen laske-
malla saadaan?

En välttämättä ymmärtänyt kysymystäsi oikein, mutta:

Ditheröintihän pitäisi tehdä ennen kuin bittejä aletaan vähentämään. Tuossa esimerkissäsi ei ole varmaan suurta eroa jos loppujen lopuksi homma runtataan (pyöristetään) raa'asti 16-bittiseksi. Mutta jos miksataan 2*24bit yhteen ja sitten ditheröidään ennen 16-bit käännöstä, niin ääneen on hyvälaatuisen kohinan (eli siis noisen) muodossa talletettu sitä 24-bitin parempaa dynamiikkaa ja vähempää määrää quantisaatio-ongelmia.

Vähän niinkuin jos esim. muutat 16-bittisen kuvan 8-väriseksi kuvaksi (tai miksi tahansa jossa on vähemmän bittejä kuin alkuperäisessä) ditheröitynä ja ei ditheröitynä, se ditheröity on paljon "tarkempi", kuin se runtattu, vaikka se onkin aivan täynnä noisea.

Toivottavasti en luritellut nyt aivan itsestäänselvyyksiä tässä :)

-Borg Nagar