Bit depth: 16, 24 vagy 32 bit float?

Röviden

A bit depth (bitmélység) azt mondja meg, milyen finoman írja le a számítógép egy minta hangerejét. Felvételhez 24 bit vagy 32 bit float, a végső fájlhoz 24 vagy 16 bit a szokásos választás.

Mit látsz a képen?

A kép felső része három oszlop. A bal oldali a 16 bites, a középső a 24 bites integer (fixpontos számábrázolás) formátum. Mindkettő alatt ott a lehetséges szintek száma és az elméleti jel-zaj érték képlete. Az ábrákon a kék, sima hullámot narancs lépcső követi. A nagyítón látszik, hogy 16 biten a lépcső durvább, 24 biten sokkal finomabb. A jobb oldali oszlop a 32 bites lebegőpontos formátum, alatta a szám felépítése: 1 bit előjel, 8 bit kitevő, 23 bit mantissza.

Az alsó sorban a gyakorlati tudnivalók, a dither és a 32 bites felvevők doboza áll. Legalul a lényeg: 16 bit a kiadásra, 24 bit a felvételre, 32 bit float a feldolgozásra.

Hogyan működik?

A hangkártya ADC (analóg-digitális átalakító) része másodpercenként sok ezerszer megméri a jelet. Minden mérést egy előre megadott skála legközelebbi értékére kerekít. Ez a quantization (kvantálás). A 16 bites skálán 65 536 lépcső van, a 24 bitesen 16 777 216.

A kerekítés apró hibát okoz, ez a quantization distortion (kvantálási torzítás). Hangos jelnél eltörpül, halk jelnél viszont zajként vagy recsegésként előjöhet. Gondolj egy fotóra a naplementéről. Ha kevés színárnyalatból rakod össze, az égen csúnya sávok jelennek meg a lágy átmenet helyett. Sok árnyalattal az átmenet sima marad.

Minden plusz bit nagyjából 6 dB-lel tágítja a dynamic range (dinamikatartomány) értékét. A 16 bit elméletben kb. 96 dB-t ad, a 24 bit kb. 144 dB-t. Ez az elméleti SNR (jel-zaj viszony) plafonja. A valós hangkártyák ennél jóval kevesebbet tudnak, a saját zajuk hamarabb megszólal.

Mélyebben: mitől más a 32 bit float?

A 32-bit float (32 bites lebegőpontos formátum) nem finomabb lépcsőt ad, hanem mozgatható skálát. A floating point (lebegőpontos számábrázolás) egy számot és egy szorzót tárol, ahogy a számológép a nagyon nagy számokat írja. Ezért a halk és az iszonyú hangos jelet is pontosan tudja leírni. A tartománya több mint ezer decibel.

A programon belül ez azt jelenti, hogy egy sáv átmenetileg a 0 dBFS (decibel a digitális maximumhoz) fölé mehet, és nem vágódik le. Ha később lehúzod, ép marad. Az egész számos fájlban és a hangkártya kimenetén viszont a 0 dBFS kemény fal. Ott a clipping (túlvezérlés) végleges.

A kép jobb alsó doboza a 32 bites hordozható felvevőkről szól. Ezek több átalakítót használnak egyszerre, egyet a halk, egyet a hangos jelekre, és a fájlban összefésülik őket. Így szinte lehetetlen digitálisan túlvezérelni őket. A mikrofon és az előerősítő viszont előttük továbbra is torzíthat, és azt a fájl már nem javítja meg.

	16 bit integer	24 bit integer	32 bit float
Elméleti tartomány	kb. 96 dB	kb. 144 dB	több mint 1000 dB
0 dBFS fölött	levágódik	levágódik	megmarad a fájlban
Méret a 16 bithez képest	1×	1,5×	2×
Tipikus használat	CD, végső fájl	felvétel, master	feldolgozás, köztes fájl

Csináld így

1. A projekt beállításainál válaszd a 24 bitet, vagy a 32 bit floatot, ha a program felajánlja.
2. Felvételnél hagyj bőven headroom-ot (szinttartalékot): a csúcsok maradjanak jóval a 0 dBFS alatt.
3. A masteringesnek szánt keverést 24 bitben vagy 32 bit floatban add át.
4. A kész mastert 24 bites WAV-ként mentsd el, ez a fő példányod.
5. Ha 16 bites fájl kell, csak a legutolsó export (kiírás fájlba) lépésben csökkents, és kapcsold be a dither (zajkeverés bitcsökkentéskor) opciót.

Próbáld ki

Fogj egy halkan lecsengő részt, például egy zengés végét. Tegyél rá egy bitcrusher effektet, ami a bitmélységet csökkenti. Sok program saját effektjei között ott van. Állítsd 16, 12, 8, majd 6 bitre. Közben emeld meg a sáv hangerejét, de a fülhallgatót előtte tekerd le. 8 bit alatt a lecsengés recsegni, szemcsésedni kezd.

Második kísérlet: tegyél egy sávra gain effektet, és emeld meg +12 dB-lel, hogy a sáv szintjelzője pirosba menjen. A fő kimenetet húzd le ugyanennyivel. Lebegőpontos keverőben a hang tiszta marad. Ez a float belső tartaléka.

Kevés pénzből

• A legolcsóbb USB-s hangkártya is tud 24 bitet. Nem kell hozzá semmit venni, csak átállítani a projektet.
• A tárhely a fő költség. A 24 bites fájl másfélszer, a 32 bites kétszer akkora, mint a 16 bites. Egy külső merevlemez olcsóbb, mint egy elrontott felvétel.
• Telefonon: a felvevő-alkalmazásban keresd a 24 bites WAV opciót. Ha nincs, a 16 bites WAV is sokkal jobb, mint egy veszteséges fájl.
• Ne rohanj 32 bites felvevőért. Egy jól beállított 24 bites lánc otthoni felvételre bőven elég.

Gyakori hibák

• A 24 bitet kapcsolod be, és a plafonig tolod a jelet. A nagyobb tartomány pont azt engedi, hogy nyugodtan halkabban vegyél fel.
• Összekevered a két számot az export ablakban. A bit a zajról és a finomságról szól, a sample rate (mintavételi frekvencia) a hangmagasság felső határáról.
• Minden exportnál ditherelsz. Csak a végső, 16 bitre csökkentő lépésnél kell.
• 16 bitre mented a mastert, és azt archiválod. Így elveszik a későbbi újramasterelés tartaléka.

Kapcsolódó témák

• Dither és noise shaping: mikor kell a végén? Hogyan csökkentsd a bitmélységet úgy, hogy ne recsegjen a lecsengés.
• Noise floor és SNR: mennyire tiszta a jel? Miért a hangkártya és a szoba zaja korlátoz előbb, nem a bit.
• Lossless vagy lossy: WAV, FLAC vagy MP3? A bitmélység mellett a formátum a másik exportdöntés.
• Headroom vagy loudness: mennyi hely marad? Mennyi tartalékot hagyj a csúcsok fölött.
• Final export checklist: így mentsd ki a mastert Minden beállítás egy helyen, mielőtt kiadod a dalt.