Розуміння частоти дискретизації в аудіо

Кожного разу, коли звук рухається від мікрофона до цифрової аудіостанції, відбувається перетворення. Аудіоінтерфейси допомагають передавати аналоговий сигнал у цифровий, використовуючи налаштування, встановлені у вашій DAW. Ці налаштування є надзвичайно важливими, оскільки вони можуть впливати на загальну якість вашої композиції та якість звуку.

Одним з найважливіших факторів, які ви повинні враховувати при перетворенні аналогового безперервного сигналу в цифрову систему, є частота дискретизації. Ця частота визначає, яка частина вашого оригінального сигналу буде перетворена в цифровий запис, таким чином надаючи слухачеві дивовижний "студійний" досвід.

Нижче ми розберемо все, що вам потрібно знати про розуміння частоти дискретизації, щоб ви могли зберегти всю магію вашого оригінального запису. Давайте подивимося!

Що таке частота дискретизації для аудіо?

Частота дискретизації - це швидкість, з якою звукові хвилі захоплюються і перетворюються в цифровий звук. Чим вища частота дискретизації, тим вища якість звуку, оскільки більша частина звукової хвилі захоплюється і перетворюється на цифровий аудіозапис. Частота дискретизації залежить від цілей конкретного проекту. Наприклад, ви можете записувати аудіосигнал з іншою частотою дискретизації, ніж при збереженні архівних мастерів або аудіофайлів.

У будь-якому випадку, частота дискретизації розраховується за допомогою теореми Найквіста-Шеннона. Ця фундаментальна теорема цифрової обробки стверджує, що частота дискретизації повинна бути принаймні вдвічі вищою за вихідну звукову хвилю, щоб створити плавне перетворення аналогового аудіо в цифровий сигнал.

Наприклад, аудіо часто обробляється з частотою дискретизації 44,1 кГц, оскільки діапазон людського слуху зазвичай лежить між 20 Гц і 20 кГц. Тому 44,1 кГц цілком достатньо для відтворення більшості звукових частот, які знаходяться в спектрі частот. Однак деякі інструменти та звуки можуть виходити за межі цього діапазону, тому важливо оцінювати кожну ситуацію індивідуально, щоб зберегти найкращу якість звуку.

Частота Найквіста, яку також називають частотою складання, вимірюється від найвищої можливої точки звукової хвилі. 20 кГц - це приблизно половина частоти дискретизації 44,1 кГц з деяким запасом, тому більшість сучасних записів мають частоту дискретизації 44,1 кГц або вище.

Чи означає вища частота дискретизації кращу якість?

Чим вища частота дискретизації, тим швидше зразки перетворюються і записуються в цифровий звук. Технічно, вища частота дискретизації означає кращу якість. Однак це не обов'язково означає, що ви зможете виявити помітну різницю в аудіофайлі. Оскільки чутний для людського слуху спектр лежить в межах від 20 Гц до 20 кГц, загальний діапазон частот, як пояснювалося вище, для цифрового аудіо перетворюється з частотою дискретизації близько 44,1 або 48 кГц, як правило.

Цифрове перетворення з вищою частотою дискретизації збільшує частотний вміст аудіофайлу, але воно також збільшує розмір цифрових даних. Якщо ви не готуєте аудіоматеріал для певної мети, наприклад, для збереження аудіо або для спеціалізованої програми, цього стандартного діапазону частот дискретизації зазвичай достатньо.

Яка частота дискретизації повинна бути 44.1 або 48?

Багато аудіопрофесіоналів досі вважають 44,1 кГц базовою частотою для запису звуку. Це пов'язано з тим, що ви все ще можете отримати звук з досить високою роздільною здатністю, не використовуючи більше обчислювальної потужності, ніж може впоратися звичайний побутовий процесор. Однак, зазвичай професійне аудіо записується з частотою 48 кГц, щоб забезпечити додатковий контекст у всьому частотному спектрі.

Майте на увазі, що популярні стрімінгові платформи, такі як Spotify, наприклад, за замовчуванням використовують частоту потокового передавання 44,1 кГц. Для споживчого використання на потокових платформах, компакт-дисків і MP3 44,1 кГц залишається золотим стандартом. Для більш складних професійних аудіопрограм, відео та DVD-дисків стандартом є 48 кГц. По суті, частота дискретизації повинна відображати передбачуваний аудіовихід і відповідно відповідати сценарію використання.

Глибина біт проти частоти дискретизації: У чому різниця?

Часто можна почути, що частота дискретизації поєднується з певною бітовою глибиною. Хоча обидва поняття пов'язані зі збереженням і передачею якості звуку, вони вимірюють різні речі. Частота дискретизації визначає, скільки частот може бути захоплено під час передачі аудіо. Отже, нижча частота дискретизації матиме нижчу межу частот і обмежений діапазон порівняно з аудіо, записаним з вищою частотою дискретизації.

Розрядність визначає роздільну здатність амплітуди кожного семплу. Отже, бажано мати розумну глибину біт і частоту дискретизації, щоб зберегти звук відповідно. У той час як 44,1 кГц є базовою частотою дискретизації для більшості поширених додатків, таких як CD, MP3 і потокові сервіси, 24-бітна глибина є порівнянною глибиною, від якої можна відштовхуватися в професійному аудіо.

Різні глибини бітів

Ви можете уявити собі глибину розрядності як динамічний діапазон амплітуди або гучності семплу. Чим ширший діапазон розрядності, тим більше використовується обчислювальна потужність. Як правило, аудіо з глибиною 24 біт є ідеальним для людського слуху, хоча якість може продовжувати зростати з 32-бітним або навіть 64-бітним аудіо.

Існують також плагіни з меншою розрядністю, наприклад, 8-бітною і 16-бітною, але вони, як правило, мають набагато нижчу якість, і існує помітна різниця між 16-бітною і 24-бітною розрядністю. Насправді, плагіни "bitcrush" імітують відчуття нижчого бітрейту, щоб створити ефект "низькоякісного звуку", який може звучати ностальгічно за попередніми епохами.

Яка ідеальна частота дискретизації та глибина бітів?

Ідеальна частота дискретизації та глибина біт залежить від масштабу вашого проекту. Якщо ви плануєте створювати музику для цифрових потокових платформ, таких як Spotify або Apple Music, вам, як правило, потрібно записувати з глибиною 24 біт і частотою дискретизації 44,1 кГц в якості базової. Для інших проектів вам слід поцікавитися ідеальними налаштуваннями для ваших аудіодоріжок перед налаштуванням сесій - в ідеалі, весь ваш процес має бути узгоджений з однаковою частотою дискретизації.

Поради та підказки щодо частоти дискретизації звуку

Скористайтеся цими порадами, щоб зберегти якість звуку під час і після кожного сеансу:

Підтримуйте постійну частоту дискретизації

Яку б частоту дискретизації ви не вибрали для аудіосесії, дотримуйтесь її послідовності. Мікшування та узгодження посеред сеансу може призвести до так званого аліасингу звуку або артефактів аліасингу, що по суті є різкими точками спотворення. Ці артефакти виникають, коли звук передається з надто низькою частотою дискретизації, щоб відобразити певні точки частотного спектру. З цієї причини для пісень з великою кількістю високих частот слід вибирати вищу частоту дискретизації.

Використовуйте 44,1 кГц як стандарт

Якщо ви сумніваєтеся, 44,1 кГц слід використовувати як базову частоту дискретизації, яка може в достатній мірі захопити звукові частоти, чутні для людського слуху. Залежно від пісні, ви можете пропустити частину високочастотного контенту, тому завжди зважуйте свої рішення, виходячи з конкретного проекту. У будь-якому випадку, розумно не опускатися нижче частоти дискретизації 44,1 кГц.

Перевірте бажаний результат

Технічно не існує "ідеальної" частоти дискретизації, оскільки умови будуть змінюватися залежно від обраного вами виходу. Якщо ви працюєте з новим обладнанням або для конкретного застосування, обов'язково перевірте бажані характеристики вашого виходу перед початком запису. Це також стосується і тих випадків, коли ви плануєте передати свій звук іншому музиканту в ланцюжку, наприклад, міксинг-інженеру.

Частота дискретизації в аудіо FAQ

Частота дискретизації визначає точність вашого цифрового аудіо, що робить її надзвичайно важливим елементом, який слід враховувати під час будь-якого запису. Ось кілька поширених запитань і відповідей, які допоможуть вам на шляху до перетворення аналогового аудіо.

Чи чуєте ви різницю між 48 кГц і 96 кГц?

Безумовно, складно почути різницю між 48 кГц і 96 кГц. Однак ці вищі частоти дискретизації можуть бути корисними для збереження високоякісного звуку протягом тривалого періоду часу.

У якому форматі краще записувати: 44.1 чи 48?

Як правило, чим вища частота дискретизації, тим більше деталей ви захопите. Найкраще записувати з частотою 48 кГц, щоб гарантувати, що ви захопите більше деталей вашого джерела звуку. 44,1 кГц слід використовувати як базову частоту для професійного запису, в ідеалі частота дискретизації повинна бути трохи вищою.

Яка найкраща частота дискретизації для музики?

Найкраща частота дискретизації для будь-якої музичної програми значною мірою залежить від ваших намірів щодо звуку. У більшості випадків частота дискретизації повинна бути 44,1 кГц або вище, щоб достатньою мірою захопити всі компоненти вихідної звукової хвилі.

Чому важлива частота дискретизації?

Кожного разу, коли ви перетворюєте аналоговий звук на цифровий або обробляєте звук через аудіоінтерфейс, звук обробляється з певною частотою дискретизації. Використання занадто низької частоти дискретизації може призвести до значного погіршення якості звуку, що призведе до втрати важливих елементів оригінального джерела.

Збереження частоти дискретизації має важливе значення при створенні, проектуванні або записі музики. Хоча дуже висока частота дискретизації може забезпечити неперевершену якість, розмір файлу, необхідний для створення аудіо з роздільною здатністю вище 48 кГц, може виявитися непрактичним для повсякденного використання.

Для оптимальної частоти дискретизації дотримуйтеся частоти 44,1 кГц або вище і обов'язково двічі перевірте запланований вихід перед відстеженням аудіо-семплів. Дотримання частоти дискретизації на всіх етапах процесу створення музики забезпечить вам якісний продукт. Бажаємо вам успіхів у застосуванні нових знань про частоту дискретизації!