אם אי פעם הסתובבת בהגדרות ה- DAW שלך ונדהמת ממגוון שיעורי הדגימה המוצעים, אתה לא לבד. כמה DAWS עיקריים (Logic Pro ו- Pro Tools, למשל) מציעים שישה שיעורי מדגם לבחירה; 44.1, 48, 88.2, 96, 176.4 ו- 192.

במקרה שאינך מכיר, קצב הדגימה הוא הרזולוציה בה מוקלט שמע ובמקרה של מכשירים וירטואליים מופק. בהתחשב בכך, היית חושב שגדול יותר טוב, נכון?

לא בהכרח.

בעוד שרוב הדיונים על שיעורי המדגם מתרכזים סביב גבולות השמיעה האנושית, ישנם כמה גורמים נוספים שיש לקחת בחשבון בעת בחירת קצב הדגימה להקליט.

וכאן אנחנו נכנסים. מאמר זה הולך לצלול עמוק (ואני מתכוון, עמוק) לאפסים ולאלה של אודיו דיגיטלי. מורכב? במקומות, כן. אבל בסוף מאמר זה תדע את היתרונות והחסרונות של הקלטה במהירות 48kHz לעומת 96kHz, ותוכל להחליט איזה מהם הכי מתאים לך.

הבנת שיעורי המדגם

תאר לעצמך שיש מכונית עוברת על פני הבית שלך. הוא עובר משמאל לימין, וחצה את בית השכן שלך בתנועה אחת מתמשכת. זה המקבילה לצליל בעולם האנלוגי - צורת הגל היא צליל רציף.

עכשיו תגיד שאתה רוצה לשכפל את המכונית הנעה. אתה מחליט לעשות אנימציה של ספר הדפים של הרכב הנוסע משמאל לימין. ככל שאתה עושה יותר תמונות של המכונית ההיא נעה, כך התנועה נראית מפורטת וחלקה יותר.

כך עובד אודיו דיגיטלי; הוא לוקח סדרת תמונות (או דוגמאות) של צורת הגל האנלוגית במהירויות סופר מהירות, על מנת לשכפל אותה בעולם הדיגיטלי.

שיעורי הדגימה מתייחסים לתדירות הצילומים האלה נלקחים בכל שנייה; קצב דגימה של 44.1 קילוהרץ פירושו שיש 44,100 דגימות של צורת הגל הנכנסת שנלקחות בכל שנייה. שיעורי מדגם גבוהים יותר גורמים ללכידת תמונות נוספות. אבל האם נוכל לשמוע את הפרט הנוסף הזה?

משפט ניקוויסט

בחור צעיר וחכם בשם הארי ניקוויסט גילה שקצב הדגימה צריך להיות לפחות כפול מהתדר הגבוה ביותר שנרשם. זה ידוע בשם תדר Nyquist, או גבול Nyquist.

מכיוון שבני אדם יכולים לשמוע תדר מרבי של סביב 20 קילוהרץ, נדרש קצב דגימה מינימלי של 40 קילוהרץ כדי ללכוד את כל התדרים הנשמעים.

ניסיון להקליט תדרים מעל גבול זה מוביל לכינוי, או קיפול. התדרים הגבוהים יותר מוצגים באופן שגוי כתדרים נמוכים יותר, מה שמוביל לעיוות או לחפצים באות המשוחזר.

לכל ממיר דיגיטלי-אנלוגי מודרני יש מסננים נגד חיתוך להסרת חפצים, ובעצם משמש כמסנן מעבר נמוך להסרת כל תדרים גבוהים שעשויים לכינוי. הקלטה בקצבי דגימה גבוהים יותר מאפשרת מרווח ראש למסננים אלה לפעול מבלי לנתק תדרים נשמעים.

במילים פשוטות, משפט Nyquist הוא כלל 'כמה מספיק' להקלטה דיגיטלית.

הופעתה של אודיו באיכות CD

תקן איכות התקליטורים של 44.1 קילוהרץ הגיע בימים הראשונים של האודיו הדיגיטלי, כאשר הכוננים הקשיחים לא היו מסוגלים לאחסן חומר בשווי האלבום ומקליטי הווידאו נועדו מחדש לתפקיד.

בהתבסס על קצב המסגרות וקווים הניתנים לשימוש לכל מסגרת, ראשי העיפרון שימשו לאחסון 3 דגימות שמע לכל מסגרת, וכתוצאה מכך קצב דגימה של 44.1 קילוהרץ. זה היה קצב הדגימה המינימלי האפשרי שתואם את תיאוריית Nyquist ואיפשר לאח סן את המאסטר בקלטת וידאו. זה הפך למה שאנו מכנים כיום אודיו באיכות CD.

טרנספורמציה פורייה

שיעורי הדגימה לא משפיעים רק על אופן לכידת האות; הם משפיעים גם על האופן שבו האודיו הדיגיטלי 'קורא'.

טרנספורמציה פורייה היא כלי מתמטי המשמש לניתוח אות מורכב ופירוקו לצורות גל פשוטות בתדרים שונים. כך פועלים תוספים כמו EQs, ספקטרוגר מות ו זיהוי גובה צליל, מנתחים את האות כולו ומפרקים אותו לרצועות קטנות יותר.

כל זאת כדי לומר, ככל שיש לקובץ שמע יותר מידע במונחים של תמונות לשנייה (שיעורי דגימה גבוהים יותר) כך חישובי טרנספורמציה פורייה יהיו מדויקים יותר.

תגובת תדר

גורם נוסף שיש לקחת בחשבון כאשר דנים בשיעורי הדגימה הוא הציוד עליו אתה מקליט ומפקח עליו.

לכל פיסת גובינס שמע יש תגובת תדרים, אותה ניתן לתאר באופן רופף כ:

• אילו תדרים הוא יכול לשחזר, ו
• עד כמה בדיוק הוא עושה זאת.

אם אתה משתמש במיקרופון רדיושאק מחורבן כדי להניח גיטרה מחורבנת, ולנגן אותה על זוג רמקולי רדיושאק מחורבנים, רוב הסיכויים שזה לא יישמע טוב. לא משנה באיזה קצב דגימה אתה משתמש.

קח אותי גבוה יותר

לאחר שעברנו על כל הדברים המדעיים האלה, אנו יכולים לראות ששיעורי דגימה גבוהים יותר מאפשרים לנו ללכוד תדרים גבוהים יותר, ולנתח אותם ביתר פירוט.

אבל בעוד שהקלטה במהירות 96 קילוהרץ פירושה שאנחנו יכולים ללכוד תדרים של עד 48kHz, מנקודת מבט של האזנה אנושית אין הבדל נשמע אמיתי להקלטה של 44.1 קילוהרץ. אפילו עבור אותם אנשים עם שמיעה יוצאת דופן, התדרים העליונים עדיין יהיו מחוץ לטווח הנשמע.

ובזכות התיאוריה של ניקוויסט, אנו יודעים כי 44.1 קילוהרץ הוא יותר ממספיק כדי לשחזר כל אות בטווח השמיעה האנושי בצורה מושלמת.

אז מדוע אנו משתמשים בשיעורי מדגם גבוהים יותר?

48kHz: תקן התעשייה

כשמדובר בסרטים, טלוויזיה וסטרימינג, 48kHz הפך לקצב הדגימה המקובל למסירה. בעוד ששיעורי דגימה גבוהים יותר זמינים, 48 קילוהרץ הבטיחו את מקומו כסטנדרט בתעשיית המדיה הודות לאיזון האיכות, היעילות והתאימות שלו.

מדוע 48 קילו-הרץ הוא המועדף?

הסיבה העיקרית לאימוץ קצב דגימה של 48 קילוהרץ כסטנדרט בייצור מדיה נבעה מהתאימות. קצב הדגימה שיחק יפה עם מערכות הווידיאו השונות מבוססות המסגרות בהן משתמשות הטלוויזיה האירופית ו- NTSC, ובמקביל מילא את דרישות התדר של Nyquist.

בימינו, פלטפורמות סטרימינג כמו נטפליקס, דיסני ואמזון דורשות להעביר אודיו במהירות 48 קילוהרץ, וגם אם אתה משיג סרט ממשי בסגנון ישן לשחרור תיאטרון, תידרש לספק גבעולים של 48 קילו-הרץ לשלב הערבוב.

היתרונות של שימוש בקצב דגימה של 48kHz

סיבה נוספת לכך ש- 48 קילו הרץ הפך לקצב דגימה מקובל הוא האיזון שלו בין צליל נהדר לדרישות עיבוד.

אנטי-כיוף

תדר הדגימה מעט גבוה יותר מאפשר מרווח ראש רב יותר למסננים נגד כיוות לפעול בתוכם. בקצבי דגימה של 44.1 קילוהרץ, מסנן אנטי כיווי פחות מושלם יכול להציג חפצים עדינים אך ניתנים למדידה.

מצד שני, בעת שימוש בקצבי דגימה של 48 קילוהרץ, כל כינוי המתרחש יהיה מחוץ לספקטרום הנשמע.

דגימה מחדש

בהתחשב בשימוש הנרחב בקצב הדגימה הגבוה יותר בתעשיית המדיה, אספקת שמע במהירות 48 קילוהרץ ממזערת את הצורך בדגימה מחדש. בעוד 44.1 קילוהרץ הוא נוהג נפוץ בתעשיית המוזיקה, אם אתה עובד ברישוי סינכרון, המוצר המוגמר יצטרך להימסר במהירות 48 קילוהרץ.

תהליך המרת קצב הדגימה בעת דגימה מקצבי דגימה נמוכים יותר ל -48 קילוהרץ יכול להוביל להכנסת חפצים לא רצויים בקובץ. לכן תמיד כדאי להקליט בקצב דגימה באיכות גבוהה יותר ולהוריד דגימה מאוחר יותר במידת הצורך, למשל בעת הדפסה לתקליטור.

גודל הקובץ

הקלטה ועיבוד אודיו במהירות 48 קילוהרץ שומרת על ניהול גודל הקבצים, דבר החיוני לפרויקטים גדולים של טלוויזיה וסרטים שבהם עלויות האחסון וזמני העברת הנתונים הם גורם חשוב.

מגבלות השימוש בקצב דגימה של 48 קילו-הרץ

יש באמת מעט מאוד מגבלות לשימוש ב 48 קילוהרץ. אמנם יש ויכוח כלשהו בקהילת האודיו האם זה באמת 'טוב מספיק' לכל היישומים המקצועיים, ההבדל בין 48 קילו הרץ לקצב דגימה גבוה יותר מורגש לרוב רק בסביבות האזנה מבוקרות מאוד ומיוקרתיות.

96 קילוהרץ: שמע ברזולוציה גבוהה

בעוד שקצב דגימה של 48 קילו-הרץ הוא תקן התעשייה לסרטים, טלוויזיה, פודקאסטים וכדומה, יש מהנדסים שמעדיפים לעבוד ב 96 קילוהרץ. היתרונות התיאורטיים כוללים מרווח ראש רב יותר ללכידת תוכן בתדירות גבוהה, כיתוב מופחת ויכולות עיבוד משופרות.

יתרונות תיאורטיים

טווח הקלטה מורחב

קצב דגימה של 96 קילוהרץ מאפשר הקלטה של תדרים עד 48 קילוהרץ. אמנם זה הרבה מעבר לטווח השמיעה האנושית (שבדרך כלל מסתכם בסביבות 20 קילוהרץ), יש אנשים הטוענים כי תוכן התדר האולטרה-גבוה הזה מקיים אינטראקציה עם הצליל בדרכים עדינות שבני אדם עדיין יכולים לשמוע.

כינוי מופחת

זוכר את הגבול של ניקוויסט? הקלטה במהירות 96 קילו הרץ דוחפת המגבילה עד 48 קילוהרץ, ובכך מפחיתה את הסיכוי לחפצי כינוי שיפריעו לכל צליל נשמע.

עיבוד תוספים טוב יותר

שיעורי דגימה גבוהים יכולים גם לגרום לעיבוד טוב יותר עבור כמה אפקטים. זה בולט במיוחד כאשר מתיחים אודיו בזמן, או מבצעים משימות העברת צליל.

שמע מתיחת זמן שהוקלט בקצב דגימה גבוה יותר מביא לצליל נקי יותר, עם איכות צליל טבעית יותר. זו הסיבה שמעצבי סאונד רבים עובדים בקצב דגימה גבוה עוד יותר (192kHz).

כנ"ל לגבי עיבוד כמו רו ויה ועיוות. תוספים אלה מוסיפים תוכן נוסף בתדר גבוה מעל מגבלת Nyquist המקורית, כך שקצב דגימה של 96 קילוהרץ יביא לפחות הזדמנות לכינוי להתרחש לאחר האפקט.

מדידת שיא מדגם מדויקת יותר

יתרון נוסף בעבודה ב 96 קילוהרץ הוא הדיוק המשופר של מדידת שיא הדגימה. לעתים קרובות שיא האות מתרחש בין הדגימות שנרשמו - המכונה פסגות בין-דגי מות. מהנדס ערבוב יקבל ייצוג מדויק יותר של היכן נמצאים פסגות האות עם קצב דגימה גבוה יותר המכיל יותר דגימות בשנייה.

איכות שמע מובטחת לעתיד

יתרון נתפס נוסף של הקלטה במהירות 96 קילוהרץ הוא להישאר לפני המשחק. ככל שהטכנולוגיה ממשיכה להתפתח, שיעורי דגימה גבוהים יותר עשויים להפוך לנורמה, וחלק מהמהנדסים בוחרים 96 קילוהרץ כדי להבטיח תאימות לפורמטים עתידיים ברזולוציה גבוהה.

חסרונות של שימוש בקצב דגימה של 96 קילוהרץ

להקלטה במהירות 96 קילו הרץ יש הרבה יתרונות תיאורטיים, והיא יכולה לגרום לאודיו באיכות טובה יותר בעת מתיחת זמן וביצוע משימות עריכה. אך יתרונות אלה מגיעים עם פשרות מעשיות בהשוואה לשימוש בשיעור מדגם נמוך יותר.

גודל הקובץ

בכל פעם שאתה מכפיל קצב דגימה, כמות הנתונים שאתה מייצר גם מוכפלת. הפעלה שהוקלטה במהירות 96 קילוהרץ תתפוס שטח פי שניים מהפעלת 48 קילו-הרץ בשל הקבצים הגדולים בהרבה שנוצרים.

עבור פרויקטים מורכבים, הדבר יכול להגדיל במהירות את דרישות האחסון ולהפוך את הגיבויים, השיתוף וניהול הקבצים למאתגרים יותר.

כוח עיבוד

כפי שהיית מצפה, קצב דגימה גבוה יותר דורש יותר מיץ מהמעבד שלך. אלא אם כן יש לך מכונה מפוארת במיוחד, ייתכן שתגלה שהפגישה שלך סובלת מחביון מוגבר, זמני עיבוד איטיים יותר וחוסר יציבות במערכת.

ביצועי DAW

בעוד שרוב ה- DAW תומכים בקצבי דגימה גבוהים יותר, הפעלת הפעלה במהירות 96 קילוהרץ ומעלה פירושה שה-DAW צריך לעבוד קשה יותר כדי להזרים אודיו. בהתאם למערכת שלך ולמורכבות הפגישה, קיים סיכון מוגבר לנשירה או תקלות. לא אידיאלי כשאתה מערבב את הבנגר הבא שלך.

ביצועי תוסף

חלק מהתוספים מדגמים יתר על המידה את האות הנכנס כדי לשפר את איכות הפלט המתקבל, למשל תוספי מדידה או מגבילים. הפעלתם בקצב דגימה גבוה כבר עלולה לפגוע בביצועי המעבד.

יעילות זרימת עבודה

בעוד ששיעורי מדגם גבוהים יותר עשויים להציע יתרונות תיאורטיים והגנת עתיד, הפעלת הפעלה בקצב גבוה יותר עלולה להאט את זרימת העבודה שלך ללא יתרונות בולטים.

• כמה ממשקי שמע תקציביים אינם יכולים להתמודד עם קצבי דגימה של 96 קילוהרץ, מה שעלול להוביל לעיוות בצליל.
• כמעט תמיד תצטרך להוריד דגימה כדי ליצור תוצרים סופיים, וליצור שלבי המרה מיותרים לאורך הדרך.
• אם המערכת שלך מתקשה להפעיל הפעלה בקצב דגימה גבוה יותר, הדברים בהכרח ייקחו זמן רב יותר. ערבוב יהפוך מייגע, ו עדיין תצטרך להוריד ד גימה לאחר מכן.

האם אנו יכולים לשמוע את ההבדל בין 48 קילו הרץ ל 96 קילוהרץ?

שאלת מיליון הדולר בדיון זה היא: האם אנשים באמת יכולים לשמוע את ההבדל בין 48 קילו הרץ ל -96 קילוהרץ?

תלוי את מי אתה שואל.

כמה מאזינים מיומנים, בעיקר מהנדסים ואודיופילים, טוענים שהם מסוגלים לשמוע הבדלים עדינים בין שיעורי הדגימה, במיוחד אם מדובר בכלי שהם מאוד מכוונים אליו.

יש אנשים שמעידים שגם אם איננו יכולים לשמוע את ההבדל בין שני שיעורי הדגימה, קיומו של תוכן אולטרה-קולי בתוך הצליל יכול להשפיע על חווית ההאזנה עקב אינטראקציה הרמונית.

האם זה נובע מהבדלים קוליים בפועל, או סתם הטיה פסיכולוגית נתון לוויכוח. אבל כמה דברים משפיעים על האופן שבו אנו שומעים צליל.

מערכות השמעה

זוכרים את הדיון על תגובת תדרים? גם אם יש לך שמיעה סופר-אנושית, הרבה מעבר לטווח 20 קילוהרץ, אם הרמקולים שבהם אתה מאזינה אינם תומכים בתדרים אולטרסאונד אלה, קצב הדגימה הגבוה יותר הופך למעשה חסר תועלת.

מגבלות שמיעה אנושית

רוב המבוגרים חווים השפלה בטווחים העליונים של שמיעתם ככל שהם מתבגרים. גם אם התדרים הגבוהים במיוחד נמצאים בצליל, יש סיכוי טוב שמאזינים רבים לא יוכלו לשמוע אותם בכל מקרה.

שיקולים מעשיים

אנו יכולים להרתיח את הדיון הזה לשני רעיונות:

• 48 קילו-הרץ הוא תקן תעשיית המדיה, ומסמן את כל התיבות הקוליות.
• 96 קילו-הרץ נראה די מגניב, אבל מגיע גם עם הרבה מטען.

בחירת קצב הדגימה המתאים לפרויקט שלך תלויה בצרכים הספציפיים ובתהליך העבודה שלך. להלן פירוט מעשי לתחומים שונים של הפקת שמע.

הפקת מוסיקה: הקלטה, מיקס ומאסטרינג

כשאתה עובד על מוזיקה לבד, הבחירה בקצב הדגימה מסתכמת באיזון איכות השמע עם יעילות המערכת.

• הקלטה: יש מהנדסים שאוהבים לעקוב בקצב דגימה גבוה של 96 קילוהרץ ומעלה כדי ללכוד כל פרט קולי ולמנוע שגיאות כינוי. אולם עבור רוב המוזיקה, 48 קילו-הרץ הוא די והותר פחות על יכולות המערכת והאחסון. בנוסף, זה שולל את הצורך להשתמש בשעון מאסטר כדי לשמור על הכל מסונכרן.
• ערבוב ומאסט רינג: תוספים רבים כיום מספקים דגימת יתר פנימית כדי לספק פלט מדויק יותר, כך שעבודה ב- 48 קילוהרץ עדיין מספקת סטנדרט גבוה של שמע.
• משלוח סו פי: פלטפורמות סטרימינג נוטות לקבל קבצים עם קצב דגימה של 44.1 או 48 קילוהרץ. אם המוזיקה הולכת להיות משוחזרת בתקליטור, המיקס הסופי יזדקק להמרת קצב דגימה עד 44.1 קילוהרץ. כך או כך, הקלטה בשיעורי מדגם גבוהים היא מוגזמת במצבים אלה.

קולנוע וטלוויזיה אודיו

כאשר עובדים בקולנוע ובטלוויזיה (כולל רישוי סינ כרון), 48 קילוהרץ הוא תקן הזהב. ברוב המקרים, רזולוציית עומק הסיביות תצטרך להיות 16 סיביות, אם כי כדאי להקליט בעומק סיביות של 24 מלכתחילה ולצ מצם למסי רה.

בהתחשב בספירת המסלולים הגבוהה הקיימת בהפעלות שלאחר ההפקה, הקלטה במהירות 96 קילוהרץ עלולה להוות בעיות ביעילות המערכת ובשטח האחסון.

גיימינג ו- VR

שמע בתרחישי משחקים ומציאות מדומה דורש לעתים קרובות שיעורי דגימה גבוהים יותר בשל הדרישות הייחודיות של הפורמט.

לעתים קרובות נדר שת מתיחת זמן נרחבת והזזת צליל של צלילים, ולכן עדיף להקליט במהירות 96 קילוהרץ.

סאונד חי וסטרימינג

במצבים חיים, ביצועים בזמן אמת הם בראש סדר העדיפויות, מה שהופך את 48 קילוהרץ לבחירה הטובה ביותר.

המלצות סופיות

ככלל אצבע כללי, הדרך היעילה והיעילה ביותר להקלטת שמע היא בעומק סיביות של 24 וקצב דגימה של 48 קילוהרץ.

הגדרות אלה מהוות נקודה מתוקה בין בהירות קולית ויעילות באחסון וביצועי המעבד.

תוספים רבים כבר מבצעים דגימת יתר פנימית תוך כדי עבודה בשיעורים אלה, כלומר היתרונות של הקלטה ב- 96 קילוהרץ הם זניחים.

בנוסף, מגבילים ומדים דיגיטליים איכותיים מפצים על פסגות בין דגימות, ומפחיתים את הצורך בשיעורי מדגם גבוהים יותר.

לבסוף, 48 קילו-הרץ הוא תקן תעשייתי לרוב העבודה המקצועית, המבטיח אינטגרציה חלקה עם משתפי פעולה ומפיצים.

המצבים המעטים שבהם כדאי לשקול להשתמש ב- 96 קילוהרץ להקלטה הם כאשר:

• פרויקט דורש מתיחת זמן נרחבת, העברת גובה צליל או עריכה (כגון סינתזה גרעינית).
• פרויקט מיועד למטרות ארכיון, ואתה רוצה להבטיח את העבודה בעתיד.

מסקנה

כיסינו הרבה קרקע! הנה סיכום מהיר של מה שסוקר. הצוק מציין, אם תרצו:

• קצב דגימה של 44.1 קילוהרץ מסוגל לשחזר באופן מושלם אותות שמע עד לתדרים הגבוהים ביותר בטווח השמיעה האנושית.
• תעשיית הטלוויזיה, הקולנוע והמדיה משתמשת ב- 48 קילוהרץ כסטנדרט.
• הקלטה במהירות 96 קילוהרץ דורשת כוח עיבוד רב יותר, ויותר שטח דיסק לאחסון הקבצים הגדולים יותר שהתקבלו.
• שימוש בשיעורי מדגם גבוהים יותר ויותר גורם לירידה בתשואות ביחס ליעילות המערכת ועלויות האחסון.
• אם אתה יודע שתשתמש במתיחת זמן ובפונקציות עריכה אחרות באודיו שלך, הקלט במהירות 96 קילוהרץ לקבלת תוצאות טובות יותר.

זכרו, ההקשר בו אתם עובדים חשוב יותר מרדף אחר מספרים.

אם אתה אמן, ייתכן שלקהל שלך לא אכפת שהפקת רצועה במהירות 96 קילוהרץ. למעשה, לא סביר שהם ישמעו את ההבדל בין זה למשהו שנלכד ב 44.1 קילוהרץ.

אם אתה מקליט מוסיקה לקולנוע וטלוויזיה, 48 קילו-הרץ הוא האיזון המושלם בין איכות הצליל לסטנדרטים מקצועיים.

ואם אתה בונה ספריית צלילים לספריית אפקטים, 96 קילו-הרץ היא הדרך ללכת כדי לאפשר יכולות עריכה מקסימליות.

בסופו של דבר, זו ההחלטה שלך. התנסו בשיעורי דגימה שונים וראו מה נשמע לכם טוב. אם אתה שומע הבדל בולט ב 96 קילוהרץ, לך על זה! (אבל אולי לקנות כונן קשיח גדול יותר...).

לא משנה באיזה תשתמש בסופו של דבר, צא קדימה ועושה את המוזיקה!