Prečo je 24-bitové audio nepodstatné?

V poslednej dobe veľmi veľa firiem skloňuje pri propagácii svojich produktov podporu formátov v kvalite 24bit/192kHz, poprípade až 32bit/192kHz. 

Nahrávky v takejto kvalite niekedy neboli dostupné. Dnes už existuje zopár internetových e-shopov, kde si môžete kúpiť Vašu hudbu vo vyššej bitovej hĺbke. Stačí mať PayPal účet a dostatok financií. Nejde však o lacný špás, hoci za svoje peniaze dostanete len digitálnu formu.

Na trhu už je zopár firiem, ktoré predávajú tzv. High-Resolution Music, či zjednodušene hdtracks (v slovenčine preložené ako hudba/hudobné albumy/jednotlivé pesničky či nahrávky vo vyššom rozlíšení) aké bežne dostať na kompaktných diskoch CD.

 

Bližšie som neštudoval, čo v skutočnosti znamená hudba vo vyššej bitovej hĺbke, a tak som zo zvedavosti zakúpil jeden album, ktorý som mal aj v klasickej CD kvalite. Prvotný dojem bol veľmi pozitívny. Bol som z toho nadšený. Veľmi dlho som sa presviedčal, že je to lepšie oproti “obyčajnej” 16-bitovej kvalite. No jedného dňa som si povedal, že sa "kuknem" tejto tematike na zúbok a zistím si, ako to v skutočnosti je, kým začnem investovať pomerne veľké peniaze do nahrádzania 16-bitových audio súborov v mojej hudobnej knižnici.

V tomto článku sa chcem sústrediť na "audio bit depth" a "24bit audio". Posnažím sa Vám objasniť, či platí 24bit audio = vyššia úroveň detailov v hudbe. Každopadne, po prečítaní tohto článku získate informácie, ktoré Vám pomôžu ušetriť celkom veľa peňazí a hlavne čas, ak by sa  Vám niekto pokúšal predať 24bit audio prehrávač, alebo hudbu v tejto bitovej hĺbke. Na konci článku uvádzam zdroje, z ktorých som čerpal. Ak bude niekomu málo a bude sa chcieť hlbšie ponoriť do tejto problematiky, odporúčam na dlhé večery prebrowsovať dané zdroje.

Tento článok bude odpovedať na tieto tri otázky:

1.        Čo je "audio bit depth"?

2.        Čo znamená “higher audio bit depth”?

3.        Prečo je 24bit audio pre mňa nepodstatné a strata času?

Tak poďme k prvej otázke...

Čo je vlastne "bit depth"?

Do slovenčiny by sme to mohli preložiť ako „bitová hĺbka“. Bit je názov najmenšej základnej jednotky informácie, používanej v súčasnosti v informatike. Bitová hĺbka je počet bitov informácií v každej vzorke (sample size). Je to jeden z parametrov, ktorý popisuje kvalitu nahrávky. Čím väčší počet bitov, tým presnejší údaj získame a môžeme zachytiť väčšie rozdiely v hlasitosti. To znie celkom sľubne. Pre uloženie nameranej hodnoty sa používa najmenej 1 byte, t. j. 8 bitov, pri kvalitných nahrávkach sa využíva 16 bitov, pri stereo hudbe potom máme 2x 16 bitov. Vzorkovanie a prevod analógového signálu sa robí pomocou prevodníka A/D (analog-to-digital). Pri prehrávaní záznamu je potreba spätne digitálny signál previesť na analógový pomocou prevodníka D/A. Najčastejšou metódou prevodu analógového signálu na digitálny je Pulzná kódová modulácia (PCM).  

Aká je vlastne história, resp. prečo je na väčšine obyčajných audio CD bitová hĺbka “len” 16bit? Firmy Sony a Phillips uzavreli v roku 1980 dohodu, kde spojili svoje technológie a prišli s tzv. Red Book-om, Červenou knihou. V tejto knihe nájdete presné parametre CD – compact disku. V skratke, dohodli sa, že na záznam hudby úplne stačí 16bit a 44 100Hz.

 

 

Ako si teda predstaviť na konci procesu tie bity a audio signal na začiatku? Bit môže nadobúdať jednu z dvoch logických hodnôt. V praxi nadobúda vždy jednu z dvoch vzájomne sa vylučujúcich stavov, ako „pravda“ -- „nepravda“, „zapnutý“ -- „vypnutý“, nula -- jedna. Audio signál, resp. zvuk, prichádza vo forme zvukovej vlny.

Na obrázkoch dole je pre predstavu vyobrazená zvuková vlna v 1bit a 2bit kvalite.

 

Na ďalšom obrázku je analógový signál (červena farba), kódovaný do 4-bitových PCM digitálnych vzoriek (modrá farba); bitová hĺbka je 4bit, takže amplitúda každej vzorky je jednou zo 16 možných hodnôt. Každá vzorka znamená idividuálny zvukový záznam.

 

Súbor so 16-bitovou hĺbkou má 65 536 možných hodnôt. Tieto hodnoty sú prideľované čo najbližšie k originálnemu analógovému signálu. Analógový signál je spracovaný kvantovaním v A/D. Kvantovanie v jednoduchosti znamená konverziu analógového signálu (originál) na signál diskrétny v čase s diskrétnymi hodnotami. Hodnota každej vzorky signálu je reprezentovaná hodnotou, vybranou z konečnej množiny hodnôt (16bit = 65 536 možných hodnôt). Rozdiel medzi originálnym signálom, tzv. nekvantovaná vzorka a tým, ktorý previedol A/D prevodník, sa nazýva chyba kvantovania. 

 

 

Výstup z A/D je zvuková vlna, ktorá je iná ako originálny analógový signál, ale stále ide o hladkú zvukovú vlnu bez nejakých "schodíkov", ako niektorí výrobcovia zavádzajú pri prezentáciách svojich 24-bitových audio prehrávačov.

http://www.sony.com.au/microsite/hiresaudio/

Čo neznamená vyššia bitová hĺbka?

V prvom rade si povedzme, ako znie chyba kvantovania, tzv. quantization error? Táto chyba znie popri originálnom signáli ako bežný hluk, resp. šum, tzv. "quantization noise". Čím viac možných hodnôt máme k dispozícii, tým presnejšie A/D prevedie analógový signál. Mohli by sme povedať, že čím viac možných hodnôt, tým menšia chyba kvantovania a redukcia šumu/hluku v nahrávke.

Takže, rozdiel medzi 1, 2, … 16, 24 či dokonca 32-bitovou nahrávkou je množstvo šumu a nie množstvo detailov. Jednoducho si to môžete vyskúšať aj Vy doma v akomkoľvek programe na spracovanie zvuku. Preveďte si nahrávku na nižšiu bitovú hĺbku. Rozdiel budete počuť ihneď...

Čo však znamená vyššia bitová hĺbka?

Vyššia bitová hĺbka znamená vyšší dynamický rozsah. Dynamický rozsah je pomer medzi najmenšou a najväčšou hodnotou akejkoľvek  fyzikálnej veličiny. V hudbe ide o pomer extrémnych hlasitostí nejakého nástroja, časti, či celej skladby. Pri uchovávaní a prenose hudobného signálu sa ako dynamický rozsah označuje pomer najhlasnejšieho zvuku, ktorý sa dá bez skreslenia spracovať, k najslabšiemu, prípadne k úrovni šumu.

16bit =  max 96db

24bit =  max 144db

Ľudské ucho počuje 140db. Čo je zaujímavý údaj, ale skúsme si to predstaviť reálne. Tých 140db je približný pomer medzi zvukom, ktorý vydá špendlík zhodený zo stola a zvukom turbínového motora lietadla.

 

 

 

Prečo je 24bit audio pre mňa nepodstatné a strata času?

Skúmal som len využitie 24bit audia v prehrávaní, resp. počúvaní hudby. Nezaoberal som sa bližším využitím pre tých z Vás, čo hudbu tvoria!

Na základe uvedených skutočností som sa pustil do “testu”. Porovnal som preto kvalitnejšie a hlavne novšie nahrávky v 16-bitovej kvalite s 24-bitovými. Zistil som, že nepočujem žiaden šum, ktorý vyplýva z chyby kvantovania. Dokonca, aj keď som to vypeckoval na slúchadlách na maximum a počúval v noci v najtichšej miestnosti, nepočul som žiaden šum. Z toho vyplýva, že za takých bežných ideálnych podmienok som nepočul rozdiel v množstve šumu. Bežne počúvam hudbu pri zapnutej klíme v robote, alebo pri otvorenom okne doma, zapnutej práčke atď. …kde sa tá šanca počuť rozdiel rovná doslova nule.

Ale ako to je v praxi s dynamickým rozsahom? Ako som vyššie uviedol, 16-bitový súbor podporuje dynamický rozsah do 96db. Na internete som sa dozvedel, že ak by som chcel rozoznať najtichší zvuk/pasaž od najhlasnejšieho v nahrávke, ktorý by mal hodnotu 96db, musel by som počúvať minimálne pri hlasitosti 96db+, aby som to počul. 

Príklad, ak by som počúval 16-bitovú nahrávku vo väčšej knižnici s permanentným 30db hlukom, musel by som mať v hudbe najhlasnejší zvuk na úrovni hlasitosti zbíjačky +96db. Pri 24-bitovej nahrávke najhlasnejší zvuk by musel byť hluk na úrovni štartovacej rakety +144db. Nemusím, samozrejme, hovoriť o tom, že počúvať hudbu na takejto úrovni hlasitosti poškodí Váš sluch, alebo Vám exploduje hlava. Poznám ľudí, ktorí počúvajú na úrovni hlasitosti +80db. Dlhodobo počúvať na takejto úrovni, pre mňa osobne nie je vôbec príjemné.

Koľko db však majú realne nahrávky v dnešnej dobe? Väčšina nahrávok v dnešnej dobe má 24db. Dobrá nahrávka klasickej hudby má niečo okolo 60db.

 

Týmto skúmaním som dospel k názoru, že 24-bitový audio súbor s dynamickým rozsahom 144db je pre hudobné súbory nezmysel. Z toho celého vyplýva, že firmy, ktoré propagujú “čím viac bitov, tým viac rozlíšenia” to používajú iba ako marketingový trik.

 

Na záver by som sa chcel vrátiť k trom otázkam, ktoré som položil na začiatku tohto článku.

1.        Čo je "audio bit depth"?

2.        Čo znamená “higher audio bit depth”?

3.        Prečo je 24bit audio možno nepodstatné aj pre Vás a strata času?

Budem rád, ak sa k týmto otázkam vyjadríte v diskusii. Táto téma je čím ďalej, tým viac prepieraná aj v súvislosti s prevodníkmi (DAC), ktoré inštalujú výrobcovia smartfónov a tabletov. Všimol som si “tlak” užívateľov na výrobcov, aby upgradli tieto prevodníky aby podporovali 24-bitové audio. Treba si tiež uvedomiť, že nahrávka v kvalite 24bit je cca 5x väčšia ako 16bit. No ten rozdiel oproti 16-bitu by človek mohol počuť možno ak by počúval vo vesmíre, teda žiaden význam pre nás pozemšťanov.


Zdroje:

http://people.xiph.org/~xiphmont/demo/neil-young.html

http://xiph.org/video/vid2.shtml

http://www.sonicscoop.com/2013/08/29/why-almost-everything-you-thought-you-knew-about-bit-depth-is-probably-wrong/

http://www.head-fi.org/t/415361/24bit-vs-16bit-the-myth-exploded

http://en.wikipedia.org/wiki/Audio_bit_depth




 

Komentáre (28)
Believeme
Princip redundancie zvuku???? Wtf?? uz to nehul. Ako pise mino, najvacsi rozdiel medzi WAV 16/44 a MP3 128-320 je na dynamike basov. Da sa to pripisat len sposobu kompresie mp3. Bezstratove formaty su v podstate 1:1 - cd vs. napr. flac.
ddd
najdi si v slovniku, ked nevies co je redundancia mino pise, ze pocuje lepsie basy na 44.1 kHz oproti vyssiemu vzorkovaniu a kedze som nyquista uz pochopil dokonale aj vdaka tejto diskusii, tak uz viem, ze je to totalna kravina. nikto na svete nerozozna vyssie vzorkovanie ako 40kHz. kazdy jeden clovek je obmedzeny na dvojnasobku frekvencie, ktoru pocuje. to je presne taky fakt, ako ze 1+1 = 2 a oproti tomu, co som pisal jporovi som pochopil aj to, ze som sa mylil a tie 2 hodnoty stacia na cely frekvencny rozsah. mozem ti to kludne vysvetlit, preco :) 320 kbps mp3 rozoznam aj ja , ked ju budem prepinat v 2 sekundovych intervaloch ako ty tie svoje prevodniky, ale nevidim v tom absolutne ziaden pouzitelny zmysel. v slepom teste to nespoznas. prave z dovodov tej redundancie, ktorej principy platia absolutne na kazdeho a musim ta sklamat, ze aj na teba zabavam sa na tom, ako tu zakazdym napises akoze nejaku objavnu informaciu, ktoru najdes na wikipedii , ale jej absolutne nerozumies. netlac do hlavy dalsie a dalsie technicke informacie, kym dokonale neporozumies tym predoslym este si neodpovedal, ci mas na svojom zosilnovaci cudliky bass a treble
Believeme
Chces mi vysvetlit, co si konecne pochopil?, mile od teba :-D Redundanciu si najprv daj do slovnika cudzich slov, kym sa nou zacnes ohanat, nebudes vyzerat ako magor. Na wikipedii nemusim hladat ziadne objavne informacie, ale ty by si si mal kazdu vyguglit a naucit sa, co znamena, nech nabuduce nesplietas nezmysly. A popravde, fakt si nepchaj do hlavy nic nove, kym neporozumies doterajsim informaciam. Este to hodnu chvilu potrva, ako vidiet, lebo este stale si nejak obmedzeny >> " nikto na svete nerozozna vyssie vzorkovanie ako 40kHz. kazdy jeden clovek je obmedzeny na dvojnasobku frekvencie,"
ddd
ja viem, co je redundancia uz dlhe roky, to len ty si zistil jej vyznam az vcera, haha ona sa netyka vzorkovacich frekvencii, ale komprimovanych formatov. toho nyquista si este stale nepochopil. tvoje fyzicke obmedzenia tipujem na hranici 36kHz a aj to by si musel mat skoro netopierie usi , aby si zachytil nejaky aliasing pri nizsej ako dvojnasobnej frekvencii. ked budes do akejkolvek diskusie kopirovat clanky z wikipedie a neporozumies im, tak budes vzdy vyzerat ako taky truhlik. a aby si nepovedal, ze som na teba zly, tak si za domaci ulohu pozri fourierove transformacie a potom pochopis aj toho nyquista , ty LOL len tu teraz nezacni preboha vykrikovat, ze ty mas fourierove transformacie v malicku, lebo je evidentne podla celej diskusie, ze o nich pred touto diskusiou netusil ani jpor, ani ty, ani ja ja mam uz v nich jasno, teraz sa mozete nieco doucit aj vy dvaja s jporom :)
Believeme
Redundancia dat existuje v informatike kvoli opravnym kontrolnym kodom, ale to sa netyka hudby, ani zaznamu, ani vzorkovania, ani boja mp3 vs. flac vs... matka kresna; tak naco to sem motas??? si sa chcel pochvalit, ze poznas cudzie slovo, aj ked zial nevies vyznam? Tvoje obmedzenie tipujem na IQ
ddd
pisat skoro 1000 znakov a nic nenapisat, to je privilegium takych kecalkov do vetra ako ty. na nic z tvojho prispevku sa ani neda reagovat, lebo su to len same dristy a dristy a dristy. ani jedna jedina konstruktivna veta k meritu veci, ziadna informacia, nic, nula bodov ja chapem, preco nepises k veci - lebo by vyplavalo na povrch , ze hovno vies a kedze viem, ze sa uz nicoho ineho ako osobneho utoku v kazdom dalsom prispevku nedockam, tak ti kyvem v predstihu zbohom , ty korunovany megaidiot.
Believeme
Pekne si zhodnotil svoje schopnosti, teraz sa douc a mozes prist znova diskutovat.
Believeme
Preco ocakavas odpovede na tvoje otazky, ked na moje neodpovedas iba ich ticho obides?? Co si ozaj uplny kreten? Ale je jasne, preco moje ignorujes - lebo si vymlety a hovno vies.
slavo kremsky
No tento clanok je technicky vzate nezmysel. Ludia ktori nerozumeju kodovaniu audio signalu do hlbky by sa nemali pustat do takychto pesudotechnickych clankov. Nechcem ale rozputavat siahodlhe technicke diskusie na temu da prevodnikov to by nikam neviedlo a zbytocne by sme zatazovali citatelsku obec technickymi terminmi a detailami ktore by vacsine asi vela nehovorili. Mozeme autorovi urobit v Ketose zadarmo slepy test a on vyhodnoti vlastnymi usami ci je kvalita vyssia. Robime taketo testy zakaznikom bezne. Rozdiel na slusnejsom reprodukcnom retazci pocut jednoznacne je. Je to uz potom len otazka ci citatelovi rozdiel stoji za to alebo si priplatit alebo nie. Samozrejme pri lacnych BT dokoch sa o pocutelnosti hd streamu bavit nemusime. To su len marketingove triky. Taketo porovnavacky robime v Ketose raz za rok aj pre verejnost. Zase bude na jar. Tak sledujte nasu stranku a pridte. Kremsky. ( autor ak ma zaujem do toho vniknut trochu hlbsie moze volat Ketos a pytat si ma k telefonu.
xxxy
Ked uz sa porovnavaju kable, ktorych rozdiel vo vlastnostiach je miliontinou tolerancii suciastok v zosilnovacoch, ktore prepojuju, tak preco sa nezamyslat nad kvalitou a typom kablov a plosnch spojov v samotnych zosilnovacoch ?
ddd
spravna poznamka. spravne vymyty highendista ti odpovie v tom zmysle, ze on predsa nemoze otvarat krabice zosilnovacov :)
ddd
odporucam nastudovat si nyguista a fourierove transformacie. aby si tu nebol za blbca
mino6
Toľko amatérov pokope, čo mi bude hodnotiť moje uši som ešte nevidel. Amatéri ktorí počúvajú muziku z PC na bakelitových 100 gramových bedničkách tu budú básniť o kvalite záznamu a možnosti rozlíšenia?! Preboha živého, nestrapňujte sa tu, kúpte si poriadnu aparatúru, počúvajte 40 rokov muziku a potom sa zapájajte do debaty, inak to nemá význam, to je ako perly hádzať sviniam...
mino6
Len taká otázka na okraj, prečo všetci seriózny výrobcovia CD prehrávačov dávajú do zariadení prevodníky na 24/96 alebo 24/192 keď je to CD úplne super formát? Nuž asi preto, že CD je jeden veľký podvod a aby z toho dostali zvuk aspoň čiastočne podobný kvalitným LP tak to musia nejako upraviť, lebo ten základ 16/44,1 je o ničom. A môžete tu vypisovať čo len chcete, hádať sa ako malé deti, základom je ucho!!! Ak mi chce niekto tvrdiť že basy v MP3 sú porovnateľné s basmi v zázname 24/96 alebo LP, tak je buď hluchý, alebo to počúva na totál shitových reprosústavách.
pishinger
No ja si na zaklade svojich skromnych vedomosti myslim, ze prave na basoch tam rozdiel nebude. A nie, nepocuvam na 100g bakelitakoch.
mino6
Ešte je tu možnosť že si hluchý...
ddd
aj 12 bit a 38kHz vzorkovanie by postacovalo. navzdy! to, ze tomu absolutne nerozumies preukazuje to, ze tu spominas komprimovane formaty, ktore s povodou otazku nemaju absolutne nic spolocne. samozrejme, ze rozdiely v mp3 oproti povodnemu signalu pocut, kedze sa jedna o stratovy format. ale co to ma spolocne so vzorkovanim 24/192, ktore je len marketingovym tahom pre idiotov?
Believeme
Ty si navzdy debil....ani siahodlhe vysvetlovanie ti nepomohlo, teorii nerozumies, ale reci mas jak koza bobkov. Podla debila navzdy staci 12bit 38khz, ale dokonca tvorcovia CD formatu zvolili 16bit/44khz a aj to len ako kompromis. Aj menej dusevne zdatny pochopi, na ktorej strane troni hlupost.
zombikusp
http://archimago.blogspot.de/2014/06/24-bit-vs-16-bit-audio-test-part-ii.html 24bit audio je fakt nepodstatne.
mino6
Myslím že použiť na testovanie nahrávky klasickej hudby nie je moc vhodné, dynamika pri tomto druhu hudby je mizerná, frekvenčný rozsah možno od 1 -10 kHz a v takom rozsahu nájsť rozdiely a ako uvádzajú, púšťali to na špičkovej aparatúre, je takmer nemožné
mino6
Myslím že použiť na testovanie nahrávky klasickej hudby nie je moc vhodné, dynamika pri tomto druhu hudby je mizerná, frekvenčný rozsah možno od 1 -10 kHz a v takom rozsahu nájsť rozdiely a ako uvádzajú, púšťali to na špičkovej aparatúre, je takmer nemožné
ddd
lol, take iste vysledky testu by boli v akomkolvek hudobnom zanri. tento test defacto dokazuje hlupost highendistov.
Johnno
Tvoju hlupost dokazuje tato diskusia.
mino6
Hmmm asi máš taký istý názor aj na autá, že? Načo niekto potrebuje Mercedes, veď Trabant je to isté, nie?
Kubis
Zdravím všechny, předem bych chtěl pochválit článek, dobře si to napsal. Nicméně si dovolím taky nesouhlasit, začal jsem poslouchat hudbu 24/96 - 24BIT/352.8kHz - 24BIT/192kHz . a rozdíl je ohromný, oproti 16bit verzi. Chystám se na 384 kHz/32-bit ještě jsem nesehnal nahrávku. Takže za mě určitě doporučuji Hi-RES od 24/96 Onkyo TX-NR646, KLIPSCH
Kolis
Člověče nešťastná, okamžitě zajdi na ORL, jsi hluchý jako patrona a posloucháš to zřejmě na totální low-endu.
Ján Kurej

Uz som zmenill aparaturu. Na tejto zostave to uz je rozhodne pocut. Samozrejme zalezi na danej nahravke. Pozdravujem.

VNG

Podľa mňa autor článku púšťal hudbu cez počítačové prehrávače do sluchátok, alebo do nejakých bedničiek s repráčikom za 6 €.
Tiež som tak začal a MP3 128 kb...nádhera akú mám čistú muziku. Potom som si postavil zosilovač 2x50 W spravil 2-pásmové vedne s výhybkou podľa tabuľky a......ajhľa tie MP3 ako z plechovej jaskyne. Takže nastúpil nový zosilovač, trojpásmové bedne s výhybkou podľa tabuľky, MP3 320 kb, resp FLAC....zase lepšie, čistejšie. Teraz mám 3-pásmové bedne (objem 96L) s meranou a odladenou výhybkou, zos. ONKYO ktorý prehrá aj FLAC 24/192 aj .dsf formáty.... čo tu vlastne chcem povedať? že som sa na vlastné uši presvedčil že až do FLAC 27/92 som badal stále vylepšenie a čistotu zvuku, Od FLAC 24/192 vyššie resp .dsf som už pri vyšších rozlíšeniach kvalitu a čistotu zvuku nepostrehol....už mi to pripadalo ako FLAC 24/92 čo je teda pre mňa prakticky využiteľná kvalita za rozumný peniaz. Samozrejme hovorím o veľa krát napočúvaných nahrávkach v jednej miestnosti na jednej aparatúre. Muzika v kvalite v bezstratovom formáte FLAC, alebo WAV 24/92 aj 24/192 sa dá zohnať, vôbec nie je drahá. Ak budem chcieť vyššiu kvalitu, chce to rádovo viac peňazí na repro, zosilovač nejaký ten prehrávač a aj tak neviem či by to bolo rozoznať. Takže môj názor, kto che čistú peknú muziku 24/92 postačuje, ale žiadne reprobúdky a šmejdový zosilovač !!!

Pridať nový komentár
TOPlist